Radar, telecamere e Gps: come funziona la guida autonoma?

Quella dell'auto che guida da sola è l'immagine che più di tutte viene alla mente quando si pensa al futuro delle quattro ruote. Un futuro non troppo lontano a dire il vero e, per certi aspetti, già presente. Si perché negli ultimi anni gli investimenti dei principali player del mercato nel settore della guida autonoma sono stati enormi e già ora, sulle vetture in giro per le strade delle nostre città, è possibile trovare sistemi di assistenza alla guida particolarmente evoluti che rientrano nei primi livelli di guida autonoma. Ma quali sono gli strumenti che queste vetture utilizzano per rendere possibile ciò che fino a qualche anno fa era fantascienza? Per poter funzionare, un sistema di guida autonoma deve essere in grado di “guardare” ciò che succede intorno alla vettura. Per farlo sfrutta il lavoro congiunto di diversi strumenti, primi fra tutti, i sensori. Quelli attualmente in uso o allo studio, sono tre: radar, ultrasuoni e lidar.

L'IMPORTANZA DEI RADAR I sensori radar sfruttano l'effetto Doppler per calcolare la velocità e la distanza della vettura che precede. Il radar emette una serie di onde radio a modulazione di frequenza comprese mediamente tra 76 e 77 GHz, che nel momento in cui toccano un oggetto intorno all'auto tornano indietro verso il radar. In questo modo, calcolando la frequenza e quindi la distanza tra due onde in sequenza, il sistema è in grado di capire, ad esempio, se l'auto davanti a noi si sta allontanando (l'intervallo tra due onde si allunga) o se sta rallentando e quindi si sta avvicinando (l'intervallo tra due onde di accorcia). La portata dei radar può anche superare i 200 metri.

TRA ULTRASUONI E LIDAR I secondi sensori che rendono possibile la guida autonoma sono quelli a ultrasuoni. Questi funzionano alle basse velocità e sono in grado di scandagliare la zona intorno al veicolo fino ad un massimo di 6 metri di distanza. Per registrare la distanza da ostacoli, pedoni o altre auto, i sensori a ultrasuoni emettono delle onde meccaniche sonore con frequenze superiori ai 20 kHz e quindi non udibili dall'orecchio umano. Anche in questo caso si registra il modo in cui l'onda, questa volta sonora, viene riflessa dall'ostacolo per determinarne la distanza. Ci sono poi i sensori Lidar, che determinano la distanza da un altro oggetto sfruttando i fasci laser. Acronimo di Laser Imaging Detention and Ranging, si tratta di un vero e proprio sistema di scansione dell'ambiente circostante, che sfrutta il lavoro di una serie di raggi laser per scandagliare la zona interno all'auto in un raggio di circa 150 metri, per poi creare una mappa 3D di ciò che la circonda.

OCCHI VIGILI CON TELECAMERE E GPS Ma i sensori non sono gli unici dispositivi utilizzati dalle auto dotate di sistema di guida autonoma. Anche le telecamere vengono impiegate per permettere alle auto di muoversi da sole, sostituendo a tutti gli effetti l'occhio umano. Queste, in effetti, possono essere anche stereoscopiche, funzionando a tutti gli effetti come due occhi che lavorano insieme e calcolano la distanza degli oggetti grazie alla possibilità di analizzare la prospettiva. In generale, sono di tre tipi. La prima, standard, è quella che monitora la strada davanti all'auto fino a 150 metri di distanza, la seconda è quella grandangolare, che vede fino a 60 metri di distanza, ma con una maggiore apertura laterale Infine, c'è quella focalizzata, che arriva fino a 250 metri davanti all'auto. Quando si parla di guida autonoma, poi, non bisogna dimenticare il Gps. Questo, monitorando costantemente la posizione della vettura su una mappa precaricata, è in grado, comunicando con gli altri sistemi di bordo, di anticipare curve o tratti pericolosi.

IL FUTURO È CONNESSO Un ulteriore sistema oggi ancora poco sviluppato, ma sul quale le case stanno investendo sempre di più, è quello della connessione tra auto. Questo permette alle vetture di dialogare tra loro sfruttando la rete dati, segnalando pericoli oppure ostacoli presenti sulla strada, alle vetture che seguono, che utilizzando la loro posizione Gps e gli altri sensori che abbiamo citato prima, sono così in grado di evitare.

ANALISI E REAZIONE Tutti i dati raccolti dai vari dispositivi descritti in questo articolo vengono processati in pochissime frazioni di secondo da un software centrale che, in base alle condizioni o agli eventuali pericoli, interviene sulle diverse componenti della vettura, quali sterzo e freni, ad esempio, per guidarla in completa autonomia e sicurezza. Come dicevamo in apertura, tutto questo non è il futuro, o almeno non del tutto. Buona parte di questi sistemi, infatti, sono già in uso su diversi modelli, non necessariamente di fascia premium, che attualmente sfruttano il lavoro congiunto di alcuni sistemi Adas, quali il cruise control adattivo, il mantenimento di carreggiata e la frenata automatica di emergenza, per assistere il conducente, un primo importante passo, che nei prossimi anni porterà alla totale automazione della guida.