Sistemi di assistenza alla guida: cosa sono in grado di fare i sensori
I sistemi di assistenza alla guida (ADAS: Advanced Driver Assistance Systems) offrono ai veicoli maggiore comfort e sicurezza nel traffico stradale. Ormai, nelle autovetture vengono utilizzati numerosi sistemi di assistenza alla guida, spesso combinati in singoli pacchetti di sicurezza. Ciò è reso possibile da un riconoscimento sempre più intelligente dell'ambiente circostante grazie a sensori sempre più performanti. Le prestazioni dei sensori a ultrasuoni, radar, Lidar, della telecamera e così via sono migliorate notevolmente. Il software altamente complesso è il cuore delle centraline sempre più potenti. Ottimizza i processi degli algoritmi per reagire rapidamente e avviare la giusta (re)azione anche in situazioni di guida critiche. In questo modo è possibile gestire le situazioni critiche ed evitare gli incidenti.
Sensori radar e a ultrasuoni
I sistemi radar (per lo più a 77 GHz) consentono di misurare con precisione la velocità e la distanza, anche ad alta velocità del veicolo, ma non hanno un'elevata risoluzione angolare. Vengono utilizzati, ad esempio, per evitare le collisioni. Uno dei loro punti di forza è l'indipendenza dalle condizioni atmosferiche. Oltre ai radar a corto raggio per il riconoscimento di oggetti fino a 30 metri di distanza, vengono utilizzati sistemi radar a medio e lungo raggio con una portata fino a 250 metri.
Lidar sensors
The lidar sensor is an equally important sensor. The abbreviation means light-detection and ranging – an optical measuring system used to detect objects. The position of the object can be determined by the reflection of the emitted light at the object until the light returns to the receiver. In principle, therefore, it is a laser scanner that can also create a three-dimensional image of the surroundings. Lidar systems do not work with microwaves, but with light pulses from non-visible light ranges, i.e. near infrared light. They usually have a 905 nm wavelength, a range of 200 m in good weather conditions, a high angular resolution and 360° coverage. However, dazzling light and poor visibility conditions, such as fog, rain or spray, affect the range. Therefore, lidar is mostly used as an auxiliary system.
Le moderne telecamere possono riconoscere e distinguere anche gli ostacoli davanti al veicolo. Vengono utilizzate sia telecamere mono che stereo. Queste ultime sono in grado di riconoscere gli ostacoli in modo tridimensionale senza l'ausilio di sensori aggiuntivi. Nel caso di una telecamera stereo, tuttavia, lo spazio di installazione limita la riproduzione 3D: quanto minore è la distanza tra i due obiettivi della telecamera, tanto minore è il campo di misura tridimensionale effettivo. Ciò significa che le telecamere stereo possono vedere tridimensionalmente fino a 50 m davanti al veicolo. Inoltre, le differenze di prospettiva tra le due immagini riprese sono troppo piccole per ricavarne informazioni 3D. Oltre questo limite, la telecamera agisce come una telecamera mono.
La portata di una telecamera mono è di circa 250 m, indipendentemente dallo spazio di installazione. Combinando le immagini di diverse telecamere e sensori, è possibile creare una rappresentazione tridimensionale. Le telecamere nell'abitacolo possono anche riconoscere se il conducente è stanco o distratto. Le telecamere ambientali (anteriori e posteriori) rilevano inoltre l'ambiente circostante l'auto visualizzando gli ostacoli.
Sensori a infrarossi
Per gli assistenti alla visione notturna, invece, si utilizzano telecamere a infrarossi. Queste reagiscono alla radiazione termica degli oggetti. Convertite in immagini in bianco e nero, le informazioni vengono visualizzate nel display combinato. L'ambiente freddo appare scuro, mentre le persone e gli animali appaiono estremamente luminosi. I sistemi moderni riconoscono le persone e gli animali selvatici più grandi fino a una distanza di 300 metri. In situazioni di pericolo viene emesso un segnale di avvertimento. A seconda del sistema di proiettori, è possibile, ad esempio, avvertire la persona con brevi impulsi luminosi.
Combinazione dei dati dei sensori
Tutti i dati rilevanti forniti dai sensori a ultrasuoni, radar, Lidar, dalle telecamere e simili possono essere collegati in modo intelligente e in tempo reale con l'aiuto della cosiddetta fusione dei sensori. In prospettiva, è proprio questo che rende possibile la guida automatizzata. Le ridondanze, cioè la parziale sovrapposizione dei risultati del riconoscimento dell'ambiente, sono esplicitamente desiderate. Solo le ridondanze e i controlli di plausibilità, cioè il controllo interno al sistema, per verificare se i dati ambientali sono stati rilevati correttamente, impediscono in larga misura un'interpretazione errata dei dati. A seconda dei sistemi di assistenza alla guida, del grado di automatizzazione e della classe del veicolo, abbiamo quindi a che fare con un mix individuale di informazioni e sensori e sempre più dati che devono essere elaborati in tempo reale. Già oggi un capolavoro tecnologico!
