ADAS y la conducción autónoma: Una vista general completa para los profesionales de la automoción

Un vehículo con sistema ADAS activo reconoce peatones y e-scooters en el tráfico urbano mediante señales de radar y sensores: un ejemplo de conducción autónoma y fusión de sensores

HELLA TECH WORLD: el amigo del taller independiente

ADAS aumenta la seguridad y el confort: Los modernos sistemas de asistencia, como el sistema de frenado de emergencia autónomo (AEB), el control de crucero adaptativo (ACC), el asistente de mantenimiento de carril y el asistente de estacionamiento, ayudan activamente al conductor y ya son un requisito legal en muchos vehículos nuevos.
La conducción autónoma tiene 5 niveles de automatización: Desde el nivel 0 sin asistencia hasta el nivel 5 sin conductor, cada nivel define el grado de control que asume el vehículo.
La fusión de sensores es una tecnología clave: Cámaras, radares, sensores LiDAR y ultrasonido proporcionan datos que se combinan para crear una imagen precisa del entorno.
La IA y la ciberseguridad son indispensables: La IA reconoce objetos, planifica rutas y toma decisiones, mientras que la ciberseguridad protege los datos y las funciones del vehículo.
Los dispositivos de diagnóstico son herramientas clave: Permiten calibrar, solucionar problemas, actualizar el software y documentar las tareas de mantenimiento, algo esencial para que los sistemas ADAS y autónomos sean fiables.

Conceptos básicos y categorización de los sistemas modernos del vehículo

Resumen de los sistemas de asistencia al conductor

Los sistemas avanzados de asistencia al conductor (ADAS - Advanced Driver Assistance Systems) y la conducción autónoma son dos de los avances más apasionantes e innovadores de la industria automovilística. Ofrecen un amplio abanico de oportunidades y retos para los profesionales de la automoción. A continuación se describen los aspectos más importantes. El ADAS comprende una serie de tecnologías destinadas a aumentar la seguridad y el confort durante la conducción. Los sistemas ADAS de asistencia al conductor más comunes son:

Control de crucero adaptativo (ACC): ajusta automáticamente la velocidad del vehículo al flujo del tráfico y mantiene una distancia de seguridad con el vehículo que circula delante.
Luz de carretera adaptativa (ADB): cambia automáticamente de luz de carretera a luz de cruce para alcanzar el nivel de iluminación de la calzada que necesita el vehículo en ese momento.
Función de frenado automático de emergencia (AEB): reconoce posibles colisiones y frena el vehículo automáticamente para evitar accidentes o reducir su gravedad.
Asistente de mantenimiento de carril (LKA): ayuda al conductor a mantener el vehículo de forma segura en su carril realizando correcciones suaves de la dirección si existe riesgo de desviación del carril.
Asistente de cambio de carril: avisa al conductor de la presencia de vehículos en el ángulo muerto para que los cambios de carril sean más seguros.
Asistente de estacionamiento: El estacionamiento seguro se apoya en sensores y cámaras que reconocen los obstáculos y avisan al conductor.

De conformidad con el Reglamento (UE) 2019/2144 del Parlamento Europeo y del Consejo, de 27 de noviembre de 2019, varios sistemas de asistencia al conductor, incluidos el asistente de frenado de emergencia, el asistente de mantenimiento de carril, la advertencia de somnolencia y el asistente de marcha atrás, son obligatorios para todos los turismos de nueva matriculación en la UE desde el 7 de julio de 2024. El objetivo es aumentar la seguridad general de los vehículos y proteger a los usuarios vulnerables de la carretera

Diagrama que ilustra los distintos niveles de conducción autónoma: desde el control totalmente manual hasta los vehículos totalmente automatizados — Conducción autónoma: 5 niveles hasta el carro autoconducido

Conducción autónoma y nivel de automatización

La conducción autónoma va un paso más allá y pretende desarrollar vehículos que puedan conducir sin intervención humana.

La automatización se divide en los siguientes niveles:

Nivel 0: el conductor tiene la responsabilidad (sin apoyo).
Nivel 1: asistencia al conductor (p. ej., control de crucero adaptativo).
Nivel 2: automatización parcial (p. ej., asistente de mantenimiento de carril combinado con control de crucero adaptativo).
Nivel 3: automatización condicional (el vehículo puede conducirse solo en determinadas condiciones, pero el conductor debe estar preparado para intervenir).
Nivel 4: alto nivel de automatización (el vehículo puede conducirse solo en la mayoría de las situaciones, el conductor solo tiene que intervenir en casos excepcionales).
Nivel 5: automatización completa (no requiere intervención humana).

Fundamentos tecnológicos de los sistemas modernos de vehículos

Tecnologías clave para la conducción automatizada y autónoma

La conducción autónoma se basa en una serie de tecnologías muy desarrolladas que trabajan conjuntamente para controlar los vehículos de forma segura y fiable sin intervención humana. Estas son las tecnologías más importantes que lo hacen posible:

Fusión de sensores: la integración de datos procedentes de varios sensores (cámaras, radar, sensores LiDAR) para crear una imagen completa del entorno.
Inteligencia artificial: algoritmos que toman decisiones y controlan el vehículo en tiempo real.
Ciberseguridad: protección contra ataques de piratas informáticos y garantía de integridad de los datos

Ilustración de la cobertura de sensores de un vehículo con cámara, radar, sensores LiDAR y sensores ultrasonido: ejemplo de fusión de sensores en el sistema ADAS y la conducción autónoma. — Representación ejemplar de los informes de registro. Diversos sistemas de asistencia al conductor del vehículo garantizan una "vigilancia total".

Fusión de sensores como base de la percepción del entorno

La fusión de sensores es una de las tecnologías clave que hacen posible la conducción automatizada y autónoma. Describe la vinculación y el tratamiento inteligentes de datos procedentes de distintos tipos de sensores para generar una imagen precisa, fiable y completa del entorno del vehículo. Los vehículos modernos están equipados con un gran número de sensores:

Cámaras: detectan la información visual como marcas viales, señales de tráfico, semáforos y objetos.
Radar: mide distancias y velocidades de objetos, funciona con fiabilidad, incluso en condiciones de mala visibilidad.
LiDAR (Light-Detection and Ranging): un sistema óptico de medición para detectar objetos. Crea modelos 3D de alta precisión del entorno mediante impulsos láser.
Sensores ultrasonido: miden distancias a objetos en la cercanía registrando el tiempo de ejecución de los impulsos sonoros reflectantes que se han emitido.
Sensores inerciales: una unidad de medición interna (IMU) mide los movimientos y aceleraciones del vehículo. Esta unidad de sensores es una combinación de varios sensores, como sensores de aceleración y giroscopios.
GPS: proporciona datos de posición para la navegación y la orientación.

Diagrama de la estructura funcional de decisión en el vehículo: muestra cómo funcionan conjuntamente la fusión de sensores, el análisis y el control en los sistemas ADAS — Ejemplo de división funcional de la estructura de toma de decisiones en el vehículo

Importancia y retos de la fusión de sensores

Cada uno de los sensores de los sistemas de asistencia al conductor proporciona información diferente con puntos fuertes y débiles individuales. La fusión de sensores combina estos datos en tiempo real, los compara y comprueba su plausibilidad. Las redundancias, es decir, el solapamiento de información, se desean expresamente. Estas aumentan la seguridad, ya que ayudan a reconocer y corregir errores.

Fiabilidad: al combinar varias fuentes, el sistema puede seguir funcionando correctamente aunque falle o funcione mal un sensor.
Precisión: la fusión permite una detección más precisa de objetos, distancias y movimientos.
Procesamiento en tiempo real: los datos deben procesarse en milisegundos para poder tomar decisiones rápidas y seguras, por ejemplo al frenar o esquivar un obstáculo.
Escalabilidad: la combinación de sensores varía en función de la clase de vehículo, el grado de automatización y la función ADAS. La fusión de sensores es flexible y puede adaptarse a distintas necesidades.

El uso de estas tecnologías también conlleva una serie de retos técnicos que hay que superar. A continuación se presentan las principales.

Volumen de datos: los sensores generan enormes flujos de datos que hay que procesar, sincronizar e interpretar.
Calibración: todos los sensores deben alinearse con precisión y comprobarse periódicamente para ofrecer resultados correctos.
Complejidad del software: los algoritmos de fusión e interpretación de los datos son muy complejos y deben perfeccionarse constantemente.
Condiciones ambientales: la lluvia, la nieve, la niebla o los reflejos pueden afectar a los sensores individuales. La fusión compensa estas deficiencias.

La fusión de sensores es el "cerebro" de los modernos sistemas de asistencia al conductor y los vehículos autónomos. No solo permite detectar con precisión el entorno, sino también tomar decisiones seguras y fiables en el tráfico rodado. Para los profesionales de la automoción, esto significa que un profundo conocimiento de la tecnología de sensores, la calibración periódica y el uso de modernos equipos de diagnóstico son esenciales para mantener y reparar correctamente los sistemas.

Inteligencia artificial en el vehículo

La inteligencia artificial (IA) desempeña un papel fundamental en el desarrollo de vehículos autónomos y se utiliza en los siguientes ámbitos:

Percepción medioambiental: los sistemas de IA utilizan sensores como cámaras, radares y sensores LiDAR para detectar el entorno del vehículo. Estos datos se procesan en tiempo real para identificar objetos, peatones, señales de tráfico y otros vehículos.
Planificación de la ruta: la IA calcula la ruta óptima teniendo en cuenta el tráfico y las condiciones de la carretera. Esto permite una navegación eficaz y segura.
Control del vehículo: la IA controla con precisión el acelerador, los frenos y la dirección para conducir el vehículo con seguridad. Esto incluye también reaccionar ante imprevistos como un frenado repentino de otro vehículo.
Toma de decisiones: la IA toma decisiones basándose en un gran número de datos y escenarios. Esto incluye también decisiones éticas, como evitar accidentes.

Los avances de la IA y el aprendizaje automático mejoran continuamente las capacidades de los vehículos autónomos. Estas tecnologías permiten a los vehículos aprender de la experiencia y optimizar su rendimiento.

Pantalla de administración de la ciberseguridad (CSM - Cyber Security Management) en la unidad de diagnóstico: explica cómo las autorizaciones de seguridad (SFD) protegen el acceso a los sistemas del vehículo y solo están disponibles para los usuarios registrados — Algunos fabricantes de vehículos protegen la comunicación del vehículo con módulos de pasarela de seguridad para proteger los sistemas de sus vehículos de accesos no autorizados. La comunicación sin restricciones entre el dispositivo de diagnóstico y el vehículo solo puede tener lugar con la activación correspondiente. La función de administración de la ciberseguridad (CSM) está integrada en todos los dispositivos de diagnóstico de la gama MegaMacs.

Ciberseguridad en los sistemas de vehículos conectados en red

La creciente digitalización e interconexión de los vehículos modernos también aumenta el riesgo de ciberataques. Hoy en día, los vehículos se comunican a través de redes internas (por ejemplo, CAN, Ethernet) y de interfaces externas como la telefonía móvil, WLAN o Bluetooth. Esto crea posibles puntos de ataque que deben protegerse específicamente.

El objetivo de la ciberseguridad: el objetivo es proteger la integridad, disponibilidad y confidencialidad de las funciones y datos del vehículo. Esto se aplica tanto a los sistemas críticos para la seguridad (frenos, dirección, etc.) como a los datos personales de los ocupantes del vehículo

Requisitos legales: el Reglamento R155 de la ONU ha exigido a los fabricantes de vehículos que introduzcan un Sistema de Administración de Ciberseguridad (CSMS - Cyber Security Management System) desde julio de 2022 (para los nuevos modelos) y julio de 2024 (para todas las nuevas matriculaciones). Debe abarcar todo el ciclo de vida del vehículo, desde el desarrollo y la producción hasta la explotación y el desmantelamiento.

Normas técnicas: las siguientes normas se utilizan para aplicar los requisitos legales:

ISO/SAE 21434: norma para la ingeniería de ciberseguridad en el desarrollo de vehículos.
UN R156: regula las actualizaciones de software seguras, incluidas las inalámbricas (OTA).
ISO 24089: completa la R156 con requisitos técnicos para los procesos de actualización.
ISO 26262: garantiza la seguridad funcional de los sistemas electrónicos.

Medidas de protección: Las medidas técnicas habituales para asegurar los vehículos son:

Cifrado y autenticación de datos de comunicación
Cortafuegos y sistemas de detección de intrusiones (IDS)
Procesos de arranque seguro y actualizaciones de software
Controles de acceso y segmentación de la red

La ciberseguridad es, por tanto, un componente central de la seguridad de los vehículos y constituye la base de la confianza en la movilidad conectada y automatizada.

Los dispositivos de diagnóstico como enlace entre la tecnología y el taller

Tareas de los dispositivos de diagnóstico modernos

Con la creciente difusión de las funciones ADAS y de conducción autónoma, la complejidad de los sistemas de los vehículos aumenta considerablemente. Los dispositivos de diagnóstico son, por tanto, herramientas indispensables para que los profesionales de la automoción reconozcan los fallos, mantengan los sistemas y garanticen la seguridad.

Diagnóstico de las unidades de control

Los vehículos modernos disponen de numerosas unidades de control que analizan constantemente los datos de los sensores y supervisan el estado de los sistemas. Los dispositivos de diagnóstico permiten leer los códigos de avería (DTC - Diagnostic Trouble Codes) de las unidades de control. Esto permite a los talleres identificar y rectificar fuentes específicas de fallos en sistemas ADAS como el asistente de mantenimiento de carril, el asistente de frenado de emergencia o el asistente de estacionamiento.

Calibración y ajuste de los sensores

Tras las reparaciones o la sustitución de componentes, es absolutamente esencial realizar una calibración exacta de los sensores (cámara, radar, LiDAR). Los dispositivos de diagnóstico le guían a través del proceso de calibrado, controlan los sistemas de forma selectiva y comprueban la alineación correcta. Solo así se garantiza que los sistemas de asistencia funcionen con fiabilidad y no se produzcan interpretaciones erróneas.

Actualizaciones de software y codificación

Muchas funciones ADAS se mejoran o amplían periódicamente mediante actualizaciones de software. Los dispositivos de diagnóstico permiten instalar nuevas versiones de software, programar nuevos componentes y ajustar la configuración del sistema. Mantener el software actualizado es crucial, sobre todo en sistemas relevantes para la seguridad.

Verificaciones de plausibilidad y pruebas del sistema

Los dispositivos de diagnóstico ofrecen la posibilidad de leer datos en tiempo real y realizar pruebas del sistema. Esto permite a los profesionales de la automoción comprobar si los sensores y actuadores funcionan correctamente, si la comunicación entre las unidades de control funciona y si la fusión de sensores es plausible. Esto es especialmente importante para minimizar las fuentes de error y garantizar la seguridad.

Documentación y verificación

Muchos dispositivos de diagnóstico ofrecen funciones para registrar y documentar el trabajo realizado. Esto no solo es importante para garantizar la calidad internamente, sino también para aportar pruebas a clientes y compañías de seguros, por ejemplo después de una calibración o reparación de sistemas relevantes para la seguridad.

Mantenimiento preventivo y supervisión del estado

Mediante la supervisión continua de los parámetros del sistema y los valores de los sensores en las unidades de control individuales, los dispositivos de diagnóstico pueden indicar el desgaste, las averías o los fallos inminentes en una fase temprana. Esto permite iniciar medidas de mantenimiento preventivo antes de que se produzcan situaciones críticas para la seguridad.

Interfaz de diagnóstico para el análisis de la memoria de averías y la supervisión del sistema de las funciones ADAS: muestra parámetros, ajustes básicos y códigos de avería en el dispositivo de diagnóstico MegaMacs — Las funciones de cada uno de los sistemas ADAS se supervisan continuamente. Los fallos producidos se almacenan en la memoria de fallos de la unidad de control y pueden reemplazarse por un dispositivo de diagnóstico adecuado. En función del dispositivo de diagnóstico y del sistema se pueden indicar funciones de diagnóstico adicionales y utilizar la búsqueda de errores

Dispositivo de diagnóstico macsRemoteServices de Hella Gutmann en diálogo con el vehículo. - permite la codificación, la programación de componentes y la personalización del sistema ADAS. — Las funciones ADAS se mejoran periódicamente mediante actualizaciones de software. Los dispositivos de diagnóstico, como el macsRemoteServices, permiten actualizar, programar nuevos componentes y personalizar los sistemas de seguridad

Conclusión

Los dispositivos de diagnóstico son el enlace entre la tecnología moderna de los vehículos y la práctica del taller. No solo permiten solucionar problemas, sino que también son indispensables para la calibración, el mantenimiento y la documentación de los sistemas ADAS y autónomos. Para los profesionales de la automoción, esto significa: El trabajo profesional en los vehículos modernos ya no es posible sin un buen conocimiento del uso de los equipos de diagnóstico y una formación periódica.

Patrones típicos de averías y prácticas de reparación en ADAS

¿Cuáles son las causas típicas de los fallos y códigos de avería en los sistemas ADAS?

Los fallos y códigos de avería más comunes en los sistemas ADAS (Advanced Driver Assistance Systems) pueden dividirse en tres categorías principales: Errores de sensor, problemas de comunicación y errores de calibración.

1. Errores relacionados con los sensores:

Fallo de la cámara: defecto, suciedad o calibración incorrecta.
Mal funcionamiento del radar: daños mecánicos, cableado defectuoso o soporte suelto.
Detección de ángulo muerto (BSD): errores eléctricos, daños mecánicos o suciedad.
Sensor de ángulo de dirección: datos inexactos debido al desgaste o a una instalación incorrecta.

2. Error de comunicación (bus CAN/LIN):

Error de bus CAN/LIN: Las unidades de control no pueden comunicarse entre sí.
- Conexión interrumpida entre unidades de control.
- Conexiones de enchufe corroídas o cables defectuosos.
- Unidades de control defectuosas o fallos en la pasarela.

3. Error de calibración:

Tras la sustitución del parabrisas, la reparación de la carrocería o la modificación del chasis.
Colocación incorrecta de los paneles de calibración o condiciones ambientales incorrectas durante la calibración dinámica.

Visualización de códigos de error ADAS en la unidad de diagnóstico: muestra errores de calibración del sensor de radar e información del sistema para la localización de averías a través de la interfaz DAB. — Los códigos de avería se leen a través de la interfaz OBD y proporcionan a los técnicos información sobre problemas específicos del sistema ADAS. Como algunos de estos códigos pueden ser específicos de una marca, debe tenerse en cuenta el modelo de vehículo correspondiente. Un diagnóstico preciso suele requerir una combinación de diagnóstico de la unidad de control, inspección visual y pruebas funcionales de los componentes y periféricos afectados

Los códigos de error que se producen en el sistema ADAS pueden tener varias causas.

Estos son algunos ejemplos de los códigos de error más comunes y sus posibles significados:

U3000: Error general de la unidad de control. Esto puede indicar un problema con la propia unidad de control o problemas de comunicación en el bus CAN
C1101: Error en el sensor del radar. Esto puede deberse a un mal funcionamiento del sensor de radar o a un cableado dañado.
B124D: Error en el sistema de la cámara. Esto puede indicar problemas con la cámara o su cableado
B127E: Error del sensor de radar. Alineación incorrecta. Posiblemente causada por el impacto de un parachoques.
B117F: Error en el sistema de la cámara. Calibración incorrecta o sensor de imagen dañado.
C1A67: Error en el sensor LiDAR. Esto puede deberse a un mal funcionamiento del sensor LiDAR o a obstrucciones y suciedad.
U0415: Datos no válidos de la unidad de control ABS. Esto puede indicar problemas de comunicación entre la unidad de control ABS y otras unidades de control.

Instrucciones de reparación para evitar averías

Como los sistemas ADAS dependen de una tecnología de sensores precisa y de una calibración correcta, incluso pequeños cambios en el vehículo pueden provocar fallos de funcionamiento. Para evitar errores innecesarios, reclamaciones de los clientes o incluso riesgos para la seguridad, en las operaciones cotidianas del taller debe observarse lo siguiente.

Limpieza de los sensores

Los sensores ADAS, como cámaras, radares, sensores LiDAR y ultrasonido, suelen montarse en el exterior del vehículo y, por tanto, son susceptibles de ensuciarse. El barro, la nieve, el hielo, los insectos o incluso los residuos del lavado de coches pueden mermar considerablemente el rendimiento de los sensores.

Ninguna reparación sin calibración posterior

Las modificaciones en el chasis (por ejemplo, el rebaje), el parachoques o el parabrisas afectan a la posición y la alineación del sensor. El cambio a neumáticos con un diámetro diferente también puede afectar a la función ADAS. Tras estas intervenciones, es obligatorio realizar un calibrado estático o dinámico de acuerdo con las especificaciones del fabricante.

Respetar las especificaciones OEM para calibración y reparación

Cada fabricante de vehículos tiene requisitos específicos para la calibración de los sistemas ADAS. Por este motivo, solo deben utilizarse dispositivos de diagnóstico adecuados, herramientas de calibración y, en caso necesario, dispositivos de diagnóstico específicos del fabricante. En este contexto, debe prestarse especial atención a la correcta colocación de los paneles de calibración, al cumplimiento exacto de las distancias, alturas y ángulos prescritos y al respeto de las condiciones ambientales, como una iluminación suficiente y una superficie nivelada y estable.

Documentación de todos los pasos de calibración y códigos de error

La documentación es un componente central del diagnóstico y el mantenimiento de ADAS. No solo se utiliza para garantizar la calidad interna, sino que también es un instrumento importante para la trazabilidad de cara a los clientes, las compañías de seguros y las organizaciones de pruebas. Un registro completo de todas las calibraciones realizadas, los códigos de avería leídos y los dispositivos de diagnóstico utilizados protege al taller de los riesgos de responsabilidad y facilita las reparaciones posteriores o la tramitación de reclamaciones.

Especialmente en el caso de sistemas relevantes para la seguridad, como el asistente de frenado de emergencia o la advertencia de mantenimiento de carril, es crucial que todos los pasos del trabajo se documenten de forma transparente y comprensible. Esto se aplica tanto al diagnóstico inicial (pre-escaneado) como a la inspección final (post-escaneado) tras la reparación o calibración.

Encontrará más información sobre el tema de los sistemas de asistencia al conductor y la normativa/legislación en las siguientes páginas temáticas:

Resumen de tipos de sensores para sistemas de asistencia al conductor

Faros Matrix LED SSL HD

Asistente de cambio de carril

Control de crucero adaptativo - Sensor de ajuste

Kraftfahrt-Bundesamt - Homologación de tipo - Reglamento nº 155 de la ONU (Ciberseguridad)

https://eur-lex.europa.eu/legal-content/ES/TXT/?uri=CELEX:32019R2144

Reglamento nº 155 de la Comisión Económica para Europa (CEPE) de las Naciones Unidas - Disposiciones uniformes relativas a la homologación de los vehículos de motor en lo que respecta a la ciberseguridad y al sistema de gestión de esta [2021/387] - Oficina de Publicaciones de la UE

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