Introdurre più intelligenza nell’abitacolo dei veicoli

Sin dagli albori dell'industria automotive più di un secolo fa, le case automobilistiche hanno cercato modi per differenziare i propri modelli da quelli della concorrenza. Per gran parte dei decenni successivi, questa differenziazione si è basata principalmente sullo sviluppo di veicoli che fornissero prestazioni migliori o più maneggevolezza su strada.

Cédric Deléglise, Sviluppatore di contenuti tecnici per il marketing presso Melexis.
Ciò tuttavia è cambiato in tempi più recenti. Oggi i clienti sono più interessati a livelli più elevati di comfort e a un'esperienza utente complessiva migliore rispetto ai parametri di velocità o di potenza massima di un veicolo. Gli interni delle auto moderne sono l’ambito in cui è necessario effettuare gran parte delle azioni di miglioramento. Il seguente articolo ha lo scopo di evidenziare con precisione come questa tendenza abbia luogo in pratica.

Applicazioni avanzate di illuminazione
L'importanza dell'illuminazione interna è finalmente riconosciuta dalle case automobilistiche, dal punto di vista sia della sicurezza che del comfort. La capacità di modificare l'ambiente circostante in modo da adattarlo meglio alle preferenze dell'occupante del veicolo è una sorta di punto di svolta, in quanto consente di effettuare personalizzazioni senza richiedere alcuna customizzazione hardware. È anche possibile effettuare regolazioni in qualsiasi momento in base all’umore dei passeggeri.

Si delinea tuttavia la prospettiva di poter andare ben oltre. Man mano che iniziano a essere incorporati livelli più elevati di autonomia, la concentrazione dei conducenti dei veicoli su strada potrebbe scemare. L'illuminazione intelligente svolgerà quindi un ruolo fondamentale nell'avvertirli di qualsiasi pericolo imminente. In tali circostanze, il veicolo potrebbe commutare l'illuminazione interna in rosso per attirare l'attenzione del conducente, in modo che sia pronto a rispondere. Analogamente, potrebbe avvisare tutti i passeggeri di un veicolo fermo di non aprire la portiera se sta passando un ciclista, illuminandone il rivestimento. La funzione di illuminazione animata potrebbe essere combinata con l'illuminazione interna per aggiungere ulteriore enfasi alla gravità di una situazione.

Monitoraggio del conducente
La tecnologia del sistema di monitoraggio attivo in tempo reale del conducente (DMS) sarà un altro aspetto chiave attraverso cui sarebbe possibile in futuro introdurre l'intelligenza negli abitacoli dei veicoli. In questo contesto, sofisticate disposizioni dei sensori, che sfruttano verosimilmente un meccanismo a tempo di volo (ToF), saranno in grado di tracciare dove è diretta l'attenzione del conducente e di verificare che entrambe le mani siano sul volante. Se la sua attenzione è stata in qualche modo distratta o mostra segni di affaticamento e si verifica una situazione critica per cui non è in grado di reagire abbastanza rapidamente, allora il veicolo può intervenire e intraprendere tutte le azioni necessarie.




Utilizzando il meccanismo ToF, è possibile ricavare rapidamente rendering tridimensionali (3D) accurati e utilizzare i dati. Questa tecnologia può essere utile anche nella classificazione degli occupanti. Essa consente al veicolo di determinare se sono presenti bambini o adulti sui sedili passeggero. Il meccanismo di azionamento dell'airbag può quindi essere regolato di conseguenza. Dato che questa forma di elaborazione delle immagini si basa sugli infrarossi (IR) anziché sulla luce visibile, le variazioni delle condizioni ambientali non influiranno sulle prestazioni operative.

Maggiore reattività di controllo
Gli abitacoli intelligenti dei veicoli faranno maggiore uso della tecnologia x-by-wire - con lo sterzo, e inoltre i pedali del freno, della frizione e dell'acceleratore che non dipendono più da azionamenti meccanici ingombranti e non sono più soggetti agli inevitabili problemi di affidabilità ad essi associati. Per contro, i sensori di posizione ad alta precisione saranno in grado di determinare il movimento di questi elementi (sia in modo lineare che rotazionale) e di reagire in modo appropriato.

Riconoscimento dei gesti
Uno dei modi migliori per evitare la distrazione del conducente è rendere il più possibile semplici e intuitive le interfacce uomo/macchina (HMI) che essi devono maneggiare. Se è possibile effettuare il controllo tramite semplici gesti delle mani (piuttosto che dover azionare uno schermo tattile, dei pulsanti, delle manopole di rotazione, ecc.), allora il conducente dovrà distogliere la propria attenzione solo per periodi estremamente brevi. Con il supporto di un'adeguata tecnologia di imaging, sarebbe possibile eseguire numerose funzioni con riconoscimento dei gesti. Ciò potrebbe avere un impatto significativo sulla riduzione del rischio di incidenti stradali e non risente dei problemi di rumore di fondo associati al controllo vocale.

Secondo un rapporto pubblicato dalla società di analisi Global Market Insights, il mercato dei sistemi di riconoscimento dei gesti in campo automotive varrà oltre 2,5 miliardi entro il 2026, a dimostrazione che la diffusione della tecnologia ha già luogo. Questa tecnologia può essere potenzialmente utilizzata per svolgere un'ampia varietà di funzioni diverse. In relazione al sistema di infotainment di un veicolo, semplici movimenti delle mani consentiranno all'utente di sfogliare i contenuti disponibili, e quindi di selezionare un album o un brano che desidera riprodurre. È possibile scorrere e selezionare le stazioni radio e alzare/abbassare il volume degli altoparlanti quando necessario. Per quanto riguarda il sistema di navigazione, un movimento delle dita consentirebbe di ingrandire un particolare punto su una mappa. Quando si effettuano le chiamate telefoniche, è possibile accedere all'elenco dei contatti, e quindi effettuare una chiamata senza distogliere la concentrazione del conducente. Le porte si possono aprire automaticamente tramite il riconoscimento dei gesti mentre il conducente si avvicina al veicolo. Questo potrebbe essere veramente utile per i disabili o per coloro che trasportano oggetti pesanti.




Controllo più efficiente della climatizzazione
Mantenere l'interno del veicolo a una temperatura ottimale è un'altra funzione facilmente eseguita attraverso l'adozione di una tecnologia avanzata di sensori. Ciò sta diventando sempre più importante dal momento che una percentuale crescente di persone sta passando dalle auto con motore a combustione interna ai veicoli elettrici (EV). Ovviamente questi ultimi non possono sfruttare il calore generato dal motore, ma dipendono invece da complessi sistemi di gestione termica. Il climatizzatore nei veicoli elettrici deve essere il più possibile efficiente, altrimenti andrà sprecata la preziosa carica della batteria (che potrebbe invece contribuire ad estendere l'autonomia del veicolo). È possibile acquisire dati di immagini termiche che mostreranno la temperatura di ciascun occupante del veicolo. È possibile utilizzare questi dati per impostare il climatizzatore in ciascuna zona dell’abitacolo al livello appropriato.

Sedili migliorati
Dovendo effettuare spostamenti più lunghi, molti di noi trascorreranno più tempo in auto. Offrire agli occupanti del veicolo sedili comodi e funzionali é un altro elemento chiave degli allestimenti interni dei veicoli futuri. Concetti costruttivi innovativi e l'utilizzo di nuovi materiali introdurranno miglioramenti nell'aspetto di questi sedili, rendendoli sempre più simili alle poltrone di casa. La tecnologia attualmente disponibile consente di assicurarsi che i sedili siano posizionati in modo da soddisfare esattamente le preferenze di ogni occupante, anche prima che esso entri nel veicolo. La presenza di ventole integrate direttamente in questi sedili si tradurranno in un raffrescamento più efficace, mentre i meccanismi di massaggio forniranno sollievo dal dolore lombare (e saranno quindi probabilmente preziosi durante i viaggi più lunghi). Oltre a tutto ciò, il sofisticato rilevamento dell’allacciamento delle cinture di sicurezza sarà fondamentale dal punto di vista della sicurezza degli occupanti.

La tecnologia di supporto
Grazie al portafoglio in continua espansione di soluzioni avanzate su semiconduttore di classe automotive, Melexis sta contribuendo a tradurre in realtà il concetto di abitacolo intelligente appena delineato. I suoi circuiti integrati per telecamere 3D a tempo di volo sono altamente ottimizzati per le attività di monitoraggio attivo del conducente e offrono sia l’immunità alla luce solare sia i livelli di risoluzione necessari. Questo hardware ToF è applicabile anche al controllo basato sui gesti.

I sensori magnetici di posizionamento ad alta precisione dell'azienda stanno trasformando le attività essenziali per la guida, fornendo le funzionalità x-by-wire necessarie per un'operatività ottimizzata, sicura e reattiva. Analogamente, i sensori magnetici e di pressione offerti, insieme ai circuiti integrati di azionamento per motori e ventole, migliorano il comfort e la personalizzazione dei sedili dell'auto. I sistemi di rilevamento dell’allacciamento delle cinture di sicurezza, basati sui dispositivi di rilevamento magnetico dell’azienda, garantiscono che gli occupanti siano seduti in tutta sicurezza. Inoltre, le matrici di sensori a infrarossi di Melexis consentono di effettuare misure della temperatura senza contatto, così da poter utilizzare i sistemi di climatizzazione in modo più efficiente dal punto di vista operativo ed energetico.




Conclusione
I veicoli che vengono introdotti oggi sul mercato integrano uno spettro di funzioni molto più ampio di quanto si sarebbe ritenuto realizzabile in passato. Man mano che il settore automotive globale registra ulteriori progressi nell’ambito delle funzioni autonome, il ruolo del conducente verrà gradualmente rimosso, con tutti gli occupanti del veicolo che saranno classificati in ultima analisi come passeggeri. Adottando ulteriori innovazioni tecnologiche, sarà possibile trasformare gli interni dei veicoli, rendendoli meglio allineati alle nuove aspettative degli occupanti.

La tecnologia dei sensori ad alte prestazioni sopra descritta e la miriade di applicazioni che sicuramente ne trarranno beneficio sottolineano il fatto che esiste un enorme potenziale per arricchire gli allestimenti degli interni dei veicoli. Questi ultimi saranno quindi in grado di alloggiare nuovi tipi di interfacce uomo-macchina che migliorano l'interazione tra gli occupanti e il veicolo stesso, e saranno inoltre in grado di effettuare il monitoraggio in tempo reale degli occupanti per garantirne la comodità e la sicurezza. I tecnici di Melexis sono costantemente alla ricerca di modi ingegnosi attraverso cui poter aiutare i produttori a introdurre un grado superiore di intelligenza negli abitacoli delle loro auto. Negli anni a venire si assisterà ad ulteriori innovazioni.

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