07/01/2021
Le auto del futuro saranno sempre più connesse ed a guida autonoma. Scopriamo come le macchine guideranno da sole, i livelli di guida autonoma ed i dispositivi impiegatia.
Le auto già oggi integrano sempre di più dispositivi di assistenza alla guida
(ADAS) ma stanno arrivando sistemi più “invasivi” sul controllo della vettura attraverso le quali le automobili riusciranno a guidare da sole senza nessuno al volante.
La guida autonoma viene divisa in 6 livelli nei quali la “profondità” di intervento degli automatismi è crescente.Guida autonoma: livelli e dispositivi.
LIVELLO 0
Sono a livello di guida autonoma “zero” le automobili dotate di sistemi di sicurezza che possono intervenire solo in determinate situazioni di guida come il superamento della linea di carreggiata (line assist) o segnalare la presenza di un ostacolo all’interno dell’angolo morto. A livello zero nessun dispositivi prende il controllo dell’auto.
LIVELLO 1
Nel livello 1 le auto dotate di sistemi di assistenza alla guida che agiscono su sterzo, acceleratore e freni, come il mantenimento della corsia e il cruise control adattivo, ormai abbastanza diffusi.
LIVELLO 2
Con il livello 2 i sistemi in grado di evitare una collisione aggirando un ostacolo, rallentare e accelerare per seguire l’andamento del traffico, frenare automaticamente. Anche questi apparati cominciano ad essere disponibili su auto non necessariamente molto costose.
LIVELLO 3
E’ con il livello 3 che il pilota automatico è in grado di prendere il comando completo del veicolo e reagire alle istruzioni del conducente che, in determinate condizioni di traffico, può “delegare” al sistema alcune funzioni cruciali per la sicurezza. I primi modelli equipaggiati con guida autonoma di livello 3 sono entrati in commercio nel 2018.
LIVELLO 4
Con il livello 4 l’auto praticamente guida da sola, il guidatore diventa passeggero e agisce su pedali e volante solo in caso di emergenza. Questo tipo di tecnologia è già in fase di sviluppo ed entrerà in commercio entro il 2020.
LIVELLO 5
Con il livello 5 il veicolo è senza pedali né volante. Si è semplici semplici passeggeri passivi totalmente.
Guida autonoma, come è fatta, quali sono i dispositivi.
Gli “occhi” dei sistemi più avanzati di guida autonoma sono costituiti da diversi strumenti di rilevazione dell’ambiente circostante. Riportiamo di seguito quali sono i dispositivi sui quali si basa la guida autonoma.
LIDAR
Laser Imaging Detection and Ranging (Lidar), ovvero scanner laser a fascio multiplo installato frontalmente sulla vettura, che misura la distanza di un oggetto in base alla modalità con cui viene riflesso il raggio emesso. Ha una portata di circa 150 metri, ed è in grado di distinguere gli oggetti rilevati permettendo al sistema di individuare potenziali pericoli.
RADAR
Forniscono una visuale dettagliata a 360° dell’area attorno all’auto. La velocità e distanza relative degli oggetti sono misurate utilizzando l’effetto Doppler (avvicinamento od allontanamento di un ostacolo) e il ritardo generato dai cambi di frequenza tra il segnale emesso e ricevuto. I trasmettitori rivolti all’indietro sono fondamentali per poter effettuare il cambio di corsia, rilevando i veicoli che sopraggiungono da dietro.
GPS
il sistema di posizionamento globale ad alte prestazioni funzionerà in sinergia con le mappe digitali in 3D per permettere all’auto di sapere esattamente dove si trova e cosa c’è nell’area circostante. In questo modo la vettura sarà in grado di calcolare il percorso più veloce e libero dal traffico.
SENSORI ULTRASUONI
Aiutano a individuare oggetti alle basse velocità e a piccole distanze. Vengono utilizzati per rilevare oggetti ed eventuali pericoli sulla strada, anche pedoni.
TELECAMERE
Rilevano gli oggetti a distanza ravvicinata, individuando pertanto i pericoli sulla strada davanti alla vettura e monitorando la segnaletica orizzontale e verticale. Alcune auto sono dotate di una telecamera con lente trifocale posizionata nella sezione superiore del parabrezza, che aiuta a rilevare pedoni o un qualsiasi altro utente della strada che compaia all’improvviso.
DATI
Per analizzare i dati di traffico dalla rete il veicolo si collega ad un server che fornisce i dati sulle condizioni del traffico nel percorso scelto. In questo modo la vettura può adeguare in modo “predittivo” la sua velocità a seconda della situazione stradale che andrà ad incontrare.
I dati ricevuti dai sensori vengono gestiti dai microprocessori che “guidano” la vettura, che necessita anche di una connessione a banda larga. In futuro la rete permetterà l’interconnessione delle auto tra di loro e con le infrastrutture “intelligenti”.
Guida autonoma dispositivi di controllo
L’automobile a guida autonoma sfrutta i dati rilevati dai sistemi appena esposti per azionare i comandi e i dispositivi di comando. Per esempio il sistema ideato da Bosch utilizza i seguenti componenti:
ELECTRIC POWER STEERING
il servosterzo elettrico viene utilizzato per comandare il sistema di sterzata. Per massimizzare la sicurezza si è fatto in modo che l’EPS funzioni anche in caso un guasto, consentendo al guidatore o al sistema di pilota automatico di minimizzare il rischio. Ciò sarà necessario per adempiere alle disposizioni USA sulla guida autonoma.
ELECTRONIC STABILITY PROGRAM
ovviamente la presenza del sistema elettronico di stabilità è imprescindibile per la guida autonoma. Anche in questo caso, per motivi di sicurezza l’ESP è realizzato in modo da funzionare anche in caso di guasto, installando un sistema di emergenza. L’ESP può frenare in modo indipendente il veicolo senza alcun intervento da parte del guidatore.
HUMAN MACHINE INTERFACE
è un sistema di realtà aumentata che aiuterà il guidatore a comprendere e utilizzare intuitivamente il sistema, proiettando nel campo visivo del guidatore informazioni come velocità, suggerimenti di navigazione e avvisi. L’effetto che ne deriverà sarà quello di una fusione di questi elementi virtuali con l’ambiente circostante.
IBOOSTER
È un servofreno che, a differenza di quelli classici, può operare senza la generazione di vuoto da parte del motore a combustione interna e rimane attivo durante la guida a trazione elettrica. Può essere utilizzato in tutti i sistemi di propulsione e trasmissione e ovviamente è particolarmente adatto per i veicoli ibridi ed elettrici.