I sistemi ADAS per la sicurezza attiva in auto
Il costante sviluppo di questi sistemi elettronici avanzati, i cosiddetti ADAS, sta portando il mondo le automobili nel futuro e presto si parlerà di guida autonoma.
Cosa sono i sistemi ADAS
Lo sviluppo della tecnologia e la necessità crescente di garantire maggiore sicurezza agli automobilisti e a tutti coloro che circolano per strada ha portato negli ultimi anni allo sviluppo di sistemi di sicurezza attiva, che possano funzionare per prevenire eventuali incidenti o situazioni di pericolo.
Questi sistemi si vanno ad aggiungere ai sistemi di sicurezza passiva già esistenti sui veicoli come airbag, cinture di sicurezza, ABS (sistema che previene il blocco delle ruote in frenata), ASR (sistema che evita lo slittamento delle ruote in accelerazione facendo perdere aderenza alla vettura), che in ogni caso continuano ad evolversi e per i quali gli stessi requisiti di legge sono sempre più rigidi.
Sistemi di guida Mercedes
Un esempio in questo senso è il nuovo protocollo Euro NCAP per i test sulla sicurezza passiva e la resistenza agli urti del veicolo che è stato aggiornato nel 2020 e che richiede l’adozione degli ADAS di serie sulle vetture per guadagnare le stelle nelle classifiche di valutazione della sicurezza.
Lo sviluppo dei sistemi di sicurezza sulle auto e la volontà di rendere più facile la vita dell’automobilista ha portato dunque all’introduzione sulle vetture di diverse tecnologie ADAS che si basano su una combinazione di sensori, radar, lidar (radar a funzionamento laser), videocamere e computer di bordo sempre più sofisticati.
Ecco dunque che le vetture moderne sono dotate di cruise control adattivo, sistema di mantenimento della corsia e parcheggio assistito, per arrivare al futuro rappresentato dalla guida autonoma.
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Quali sono i principali sistemi ADAS
Le automobili oggi in circolazione posseggono diversi tipi di sistemi ADAS auto con diversi livelli di complessità. Vediamo a continuazione di quali si tratta:
- Il cruise controllo adattivo (dall’inglese adaptive cruise control) è forse il sistema ADAS auto oggi più conosciuto e diffuso. Il suo compito è controllare o regolare la velocità di crociera del veicolo.
Il sistema di guida permette al conducente di settare una determinata velocità che l’automobile manterrà in automatico, rallentando o accelerando a seconda delle condizioni del traffico.
A differenza del cruise control semplice, il cruise control adattivo riconosce la distanza dagli altri veicoli e adatta la velocità di crociera di conseguenza facilitando così il compito del guidatore specie quando si devono percorrere lunghi tratti autostradali, oppure tangenziali congestionate dove spesso sopravvengono rallentamenti improvvisi.
Intelligenza artificiale e auto connesse
- Il sistema di avviso di collisione emette un segnale di pericolo in caso di avvicinamento di un veicolo ed in caso di pericolo di tamponamento avverte gli occupanti della vettura. In modo similare funziona anche il sistema di rilevamento pedoni che allerta il conducente del pericolo imminente.
- Il sistema di frenata automatica di emergenza si attiva quando i sensori e le videocamere installata sulla parte frontale del veicolo riconosco la presenza di veicoli od ostacoli lungo la direzione di marcia in relazione alla velocità del veicolo, intervenendo agendo automaticamente sui freni per evitare incidenti.
- La tecnologia di riconoscimento della segnaletica stradale permette di riconoscere i vari segnali di stop, svolte ed incroci. Il sistema è inoltre in grado di riconoscere la velocità imposta dai cartelli collocati sulle diverse strade percorse indicando al conducente che velocità deve mantenere grazie al display di bordo o emettendo un avviso visivo/sonoro in caso di superamento dei limiti di velocità.
- Lo strumento Lane Keeping Warning (LKW) & Lane Keeping Assist (LKA) o avvisatore di corsia e sistema di mantenimento della corsia, effettua il monitoraggio del senso di marcia e delle linee della carreggiata in un caso avvisando dell’invasione di corsia con un segnale sonoro e nel secondo aiutando l’autista a non uscire dalla propria corsia attraverso la correzione di traiettoria (agendo quindi sullo sterzo) che in alcuni casi produce anche una leggera vibrazione della corona del volante.
Il dispositivo di sicurezza auto Emergency Lane Keeping (ELK) applica invece una sterzata più brusca se il veicolo sta per finire fuori strada, superando la linea della carreggiata di destra. - I sensori di parcheggio, abbinati eventualmente a delle telecamere permettono di effettuare un parcheggio assistito, segnalando in ogni momento la distanza da altre auto o oggetti.
In questo caso intervengono dei sistemi di attuazione e automazione che agiscono sullo sterzo ed eventualmente su acceleratore, freno e cambio.
In quelli più evoluti, una volta prese le misure dello spazio disponibile, il sistema fa tutto da solo. In quelli più semplici, il guidatore agisce su sterzo e acceleratore su indicazione dei sistemi che avvertono come comportarsi attraverso segnali video e audio.
Parcheggio assistito
- Il sistema di controllo intelligente dei fari LED, regola automaticamente il livello di intensità dei fari in base alle condizioni della strada, riducendo gli abbaglianti in maniera autonoma quando si incrocia un altro veicolo.
I nuovi sistemi di illuminazione a matrice LED, sono ancora più evoluti e adeguano il fascio luminoso non soltanto in funzione dei veicoli che incrociamo ma anche alla carreggiata che stiamo percorrendo, agli altri veicoli che hanno lo stesso senso di marcia e pure in base a luminosità esterna, velocità e angolo di rotazione del volante.
Così il pilota avrà sempre la migliore illuminazione della strada davanti a sé modulata in base a tutte le condizioni presenti in quel momento e ritagliate per massimizzare la sicurezza di marcia.
- Lo strumento di visione notturna, permette di identificare oggetti non visibili di notta a causa di condizioni climatiche avverse come forte pioggia o scarsa illuminazione.
Di norma queste indicazioni vengono proiettate sul uno schermo dedicato che sembra trasparente quando non utilizzato, posizionato davanti al guidatore (Head Up Display). Gli ultimi modelli avanzati sono in grado di proiettare le immagini necessarie direttamente sul parabrezza, senza alterare la vista della strada.
- Tra gli ADAS più avanzati e di recente concezione c’è il sistema di allerta per colpi di sonno alla guida che, grazie ad una videocamera posta all’interno dell’abitacolo, valuta i movimenti del volto dell’automobilista ed emette un avviso in caso di possibile pericolo dovuto a stanchezza.
Riconoscimento segnali stradali
- Altre tecnologie di cui sono dotati certi veicoli sono la telecamera di retromarcia, il monitoraggio dell’angolo cieco, il sistema di rilevamento dell’inversione di marcia e l’etilometro integrato per rilevare il tasso alcolico del conducente impedendo alla vettura di accendersi in caso di superamento dei limiti di legge e che sarà obbligatorio dal 2022.
Protocollo Euro NCAP e sistemi ADAS nel 2022
Il recente protocollo Euro NCAP 2020 sta rafforzando i controlli di sicurezza sulle auto focalizzandosi in particolare sulla presenza di sistemi ADAS a bordo.
Per poter ricevere il certificato di sicurezza ed il punteggio massimo di 5 stelle Euro NCAP una vettura deve possedere diversi sistemi ADAS come frenata di emergenza autonoma, controllo assistito della velocità o cruise control, mantenimento della corsia o lane keeping e sistemi di rilevamento della segnaletica.
Dal 2022 una trentina di sistemi ADAS, tra cui la frenata automatica di emergenza ed il mantenimento di corsia, diventeranno obbligatori e di serie su tutti i nuovi veicoli prodotti in Europa.
Il futuro e la guida autonoma
L’evoluzione dei sistemi ADAS è costante e già oggi la maggior parte dei nuovi modelli in circolazione possiede sistemi che vengono considerati di guida autonoma di livello 1 o 2, come il cruise control adattivo ed il Lane Keeping Assist, ma questi sistemi si limitano a fornire un aiuto al conducente.
Sistemi di guida autonoma
A breve termine l’obiettivo è che i vari sensori permettano di riconoscere la tridimensionalità degli altri veicoli che circolano per strada e di prevedere le loro traiettorie, in modo da evitare incidenti.
In questo modo ci si avvicina sempre di più alla guida autonoma totale, con la quale il conducente si trasformerà in semplice passeggero e l’auto si guiderà da sola.
La Ricalibratura dei sistemi ADAS
Ogni volta che si interviene su di un elemento della vettura dove sono installati sensori e videocamere collegati ai sistemi ADAS, come ad esempio il parabrezza, è necessario effettuare la calibrazione dei sistemi ADAS per assicurare il loro corretto funzionamento.
Una tipologia di ricalibratura dei sistemi ADAS è quella statica, ed avviene in officina collegando la vettura ad uno strumento di diagnostico, mentre una seconda tipologia è dinamica ed avviene attraverso prova su strada.
Il costo della ricalibratura dei sistemi ADAS varia in base al grado di intervento necessario e richiede apparecchiature dedicate e spesso costose per gli operatori.
Auto con sistemi ADAS
I test Euro NCAP permettono anche di conoscere più a fondo la reale efficacia dei sistemi ADAS installati sulle vetture moderne.
Nel caso della nuova Mercedes GLE l’attivazione del cruise control adattivo permette evitare la collisione con altre vetture nella maggior parte degli scenari testati e nei casi più critici si attiva con successo la frenata automatica di emergenza garantendo un livello di sicurezza molto elevato.
Il funzionamento è eccellente anche per il sistema ADAS della BMW Serie 3 denominato Driving Assistant Professional. Sistemi ADAS di base come il mantenimento della carreggiata sono ormai diffusi su tutti i modelli del marchio BMW e non solo.
La Ford Kuga, per fare un esempio di un SUV di fascia media molto diffuso sul mercato italiano, possiede il sistema Co-pilot 360 che supporta l’attenzione del guidatore nel mantenere la corsia.
Parcheggio "view 360°"
La Ford Puma rende semplice il parcheggio grazie all’Active Park Assist che è in grado di identificare uno spazio adeguato e far sterzare la vettura fino a parcheggiarla, oltre ad agevolare le manovre quando poi si vuole uscire dal parcheggio.
Diverse vetture moderne dispongono di sistemi di parcheggio denominati “view 360°” che permettono di vedere tutta la vettura e relativi ingombri dal display interno come se fossero filmati da una telecamera posta sul tetto, questo ottenuto grazie alla ricomposizione digitale delle immagini delle telecamere laterali, frontali e posteriori.
Su altre vetture come Volkswagen Tiguan ed Audi A8 si sta studiando l’implementazione di un evoluto sistema ADAS per assistere il guidatore nelle situazioni di traffico denominato traffic jam assist che si occuperebbe di accelerare e frenare in maniera autonoma quando attivato, senza invadere altre corsie.
Con questo sistema si entra nel futuro e si fa un passo in più verso l’ambizioso obiettivo della guida autonoma totale.
