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Vehículos autónomos

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Los vehículos autónomos, también conocidos como coches autoconducidos o coches sin conductor, son vehículos capaces de detectar su entorno y funcionar sin intervención humana. Estos vehículos utilizan una combinación de tecnologías para lograrlo, como la visión por ordenador, la inteligencia artificial (IA), el aprendizaje automático (AM), el aprendizaje profundo, los sensores y la informática de alto rendimiento. El objetivo es crear vehículos que puedan navegar por las carreteras, evitar obstáculos, seguir las normas de tráfico y llegar a un destino con una intervención humana mínima o nula, mejorando en última instancia la seguridad, la eficiencia y la accesibilidad en el transporte.

Tecnologías y conceptos clave

Los vehículos autónomos dependen en gran medida de la visión por ordenador para interpretar su entorno. La visión por ordenador permite a estos vehículos "ver" y comprender el entorno a través de cámaras y otros dispositivos de entrada visual. Esto es esencial para tareas como la detección de objetos, el mantenimiento del carril y el reconocimiento de señales de tráfico. A diferencia de la clasificación de imágenes, que consiste en clasificar las imágenes en clases predefinidas, la detección de objetos no sólo identifica la presencia de objetos, sino que también determina su ubicación dentro de la imagen o el fotograma de vídeo.

Los algoritmos de aprendizaje automático, en particular los modelos de aprendizaje profundo como las redes neuronales convolucionales (CNN), se entrenan en vastos conjuntos de datos de escenarios de conducción para aprender patrones y tomar decisiones. Estos modelos ayudan al vehículo a comprender situaciones de conducción complejas y a reaccionar adecuadamente. Por ejemplo, pueden aprender a reconocer peatones, otros vehículos, semáforos y señales de tráfico.

Los sensores desempeñan un papel crucial a la hora de proporcionar datos al sistema de control del vehículo. Los sensores más comunes utilizados en los vehículos autónomos son

  • LiDAR (Detección y Alcance de Luz): Utiliza impulsos láser para medir distancias y crear un mapa 3D del entorno.
  • Radar: Utiliza ondas de radio para detectar objetos y medir su distancia y velocidad.
  • Cámaras: Captan datos visuales, que son procesados por algoritmos de visión por ordenador para identificar objetos e interpretar escenas.
  • Sensores ultrasónicos: Utilizados para la detección de objetos a corta distancia, como la ayuda al aparcamiento.
  • GPS (Sistema de Posicionamiento Global): Proporciona información de localización para la navegación.

Niveles de autonomía

La Sociedad de Ingenieros de Automoción (SAE) define seis niveles de automatización de la conducción, que van del Nivel 0 (sin automatización) al Nivel 5 (automatización total).

  • Nivel 0 (Sin Automatización): El conductor humano realiza todas las tareas de conducción.
  • Nivel 1 (Asistencia al conductor): El vehículo puede ayudar con la dirección o el frenado/aceleración, pero el conductor mantiene el control.
  • Nivel 2 (Automatización parcial): El vehículo puede controlar tanto la dirección como el frenado/aceleración en determinadas condiciones, pero el conductor debe estar preparado para tomar el control en cualquier momento.
  • Nivel 3 (Automatización condicional): El vehículo puede gestionar la mayoría de las tareas de conducción en determinadas condiciones, pero el conductor debe estar preparado para intervenir cuando se le solicite.
  • Nivel 4 (Alta Automatización): El vehículo puede realizar todas las tareas de conducción en condiciones específicas sin intervención del conductor.
  • Nivel 5 (Automatización total): El vehículo puede realizar todas las tareas de conducción en todas las condiciones, sin necesidad de intervención humana.

Aplicaciones en el mundo real

Los vehículos autónomos tienen una amplia gama de aplicaciones en diversos sectores, revolucionando el transporte y la logística. He aquí dos ejemplos concretos de cómo se utilizan los vehículos autónomos en aplicaciones de IA/ML del mundo real:

  1. Servicios de taxi: Empresas como Waymo y Cruise están desarrollando servicios de transporte autónomo que utilizan coches autoconducidos para transportar pasajeros. Estos vehículos utilizan algoritmos avanzados de visión por ordenador y aprendizaje automático para navegar por entornos urbanos, recoger y dejar pasajeros, y proporcionar una experiencia de transporte segura y eficiente. Por ejemplo, Waymo One, lanzado en Phoenix (Arizona), permite a los usuarios pedir un viaje sin conductor a través de una aplicación móvil, de forma similar a los servicios tradicionales de transporte en coche, pero sin conductor humano. Explora cómo se utiliza la IA en los coches autoconducidos.

  2. Logística y reparto: Se están desarrollando camiones autónomos y robots de reparto para agilizar las operaciones de logística y reparto. Empresas como TuSimple y Embark están probando camiones autónomos para el transporte de mercancías de larga distancia. Estos camiones utilizan una combinación de LiDAR, radar y cámaras para percibir su entorno y navegar por las carreteras. Para el reparto de última milla, empresas como Nuro y Starship Technologies están desplegando pequeños robots autónomos que pueden entregar mercancías directamente en los domicilios de los clientes. Estos robots navegan por las aceras y las calles locales utilizando visión por ordenador y otros sensores, reduciendo la necesidad de conductores de reparto humanos y mejorando la eficacia de la entrega.

Retos y perspectivas de futuro

A pesar de los importantes avances, los vehículos autónomos se enfrentan a varios retos, como las limitaciones tecnológicas, los obstáculos normativos y la aceptación pública. Garantizar la seguridad y fiabilidad de los sistemas de autoconducción es primordial, y se requieren pruebas y validaciones exhaustivas antes de su despliegue generalizado.

La seguridad de los datos es otro aspecto crítico del desarrollo de vehículos autónomos. Proteger los datos sensibles recogidos por los sensores del vehículo y garantizar la integridad de los sistemas de software del vehículo es esencial para evitar ciberataques y asegurar la privacidad del usuario.

En el futuro, se espera que los avances en IA, tecnología de sensores y potencia informática superen estos retos, dando lugar a vehículos autónomos más sofisticados y fiables. También se prevé que la integración de la computación de borde desempeñe un papel importante, permitiendo el procesamiento de datos en tiempo real y la toma de decisiones directamente en el vehículo, reduciendo la latencia y mejorando el rendimiento.

El continuo desarrollo y despliegue de vehículos autónomos promete transformar el transporte, haciéndolo más seguro, eficiente y accesible a una población más amplia. A medida que la tecnología madure y se integre más en nuestra vida cotidiana, probablemente remodelará la planificación urbana, el transporte público y la logística, allanando el camino para una nueva era de la movilidad. Más información sobre cómo los modelosUltralytics YOLO están mejorando la seguridad vial y la eficiencia del tráfico.

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