Autonomia dei veicoli: le fasi chiave dell'evoluzione

Di Mark Patrick, Mouser Electronics.

I sei livelli per la guida autonoma definiti da SAE 

Gli argomenti trattati in questa serie saranno i seguenti:

• Come le tecnologie per la guida autonoma stanno ridisegnando il panorama automotive
• Superare le percezioni e adottare le tecnologie per la guida autonoma
• Autonomia dei veicoli: le fasi chiave dell’evoluzione
• Tecnologie dei sensori per i veicoli autonomi
• Le comunicazioni V2V e V2I forniscono i dati “time-critical” per i veicoli autonomi
• Stabilire un quadro etico per i veicoli autonomi

Progettare veicoli completamente autonomi è stato per anni l'obiettivo di numerosi produttori automobilistici. Si tratta di un obiettivo condiviso con le varie organizzazioni, nazionali e internazionali, che si occupano della sicurezza stradale. Tuttavia, come evidenzia questa serie di blog, progettare un veicolo autonomo è un compito tutt'altro che semplice. Oltre alle numerose problematiche di tipo tecnologico, vi sono anche le preoccupazioni espresse dalla collettività relative alle modalità che verranno adottate dall'intelligenza artificiale per assegnare la priorità alla vita umana. L'eliminazione dell'essere umano dalla “cabina di comando” di un veicolo solleva anche complicazioni di tipo legale per le compagnie assicurative e comporta un aumento delle responsabilità per gli sviluppatori software e, in ultima analisi, per il produttore del veicolo.

Nonostante tutti questi ostacoli, l'evoluzione verso l'autonomia dei veicoli è indispensabile. Le reti stradali stanno diventando sempre più trafficate e, sfortunatamente, esistono prove inconfutabili che il guidatore umano continua a essere la causa della maggior parte degli incidenti stradali. Vi è anche un altro interessante aspetto dei veicoli a guida autonoma che sta attirando un'attenzione sempre maggiore. Le convenzioni secondo cui si debba necessariamente possedere un’auto di proprietà stanno cambiando: questo mutamento, che attualmente è in parte ascrivibile al costante aumento dei prezzi del carburante, è frutto anche di un riesame dei motivi alla base dell'acquisto di un bene costoso che, pur rimanendo fermo per gran parte della sua vita operativa, richiederà continue spese per la manutenzione, l'assicurazione e le tasse automobilistiche.

La mobilità come servizio (MaaS – Mobility as a Service), che prevede l'uso di una app installata sullo smartphone per prenotare un veicolo autonomo che trasporterà l'utente dal punto di partenza a quello di arrivo, è un servizio destinato ad affermarsi velocemente. La MaaS Alliance è un organismo già ben consolidato formato da partner pubblici e privati il cui obiettivo è sviluppare una mobilità sostenibile e inclusiva in tutto il mondo.

Autonomia del veicolo: una definizione
Con l'obiettivo di fornire uno schema di riferimento per lo sviluppo di sistemi per veicoli autonomi, SAE (Society of Automotive Engineers) ha definito sei livelli di autonomia per i veicoli, a partire dal livello 0 fino ad arrivare al livello 5. I primi tre livelli, dal livello 0 (assistenza momentanea) al livello 2 (supporto integrato e collaborativo) sono già forniti dalla maggior parte dei produttori di veicoli sotto forma di sistemi avanzati di assistenza alla guida. Le funzionalità ADAS mettono a disposizione il supporto necessario per avvertire e assistere il conducente durante la guida. Tra le principali, ora presenti sulla maggior parte delle piattaforme automotive, si possono annoverare le seguenti: controllo adattivo della velocità di crociera (ACC – Adaptive Cruise Control), rilevamento dei punti ciechi, avviso di superamento della corsia di marcia e mantenimento al centro della corsia stessa (lane centering), illuminazione adattiva, frenata di emergenza e riconoscimento dei segnali stradali.

Gli autoveicoli di fascia alta saranno verosimilmente equipaggiati con un set completo di sistemi ADAS, mentre quelli di fascia media ospiteranno un insieme più limitato di funzionalità. Al guidatore è demandata la responsabilità dello sterzo e della gestione complessiva del veicolo, anche se alcune funzionalità dei sistemi ADAS potrebbero essere in grado di assicurare una parziale autonomia. Queste caratteristiche di supporto sono solitamente interdipendenti e impiegano sensori comuni per espletare diverse funzioni. Il radar per il controllo adattivo della velocità di crociera, ad esempio, è utilizzato anche per la frenata di emergenza.

Nel momento in cui i veicoli progrediscono verso il livello 3, aumenta il loro livello di integrazione e la capacità di collaborazione tra i vari sistemi ADAS. In ogni caso, il conducente ha ancora la responsabilità dei comandi di sicurezza del veicolo: anche se i suoi piedi non sono fisicamente sui pedali, esso deve sempre stare all'erta, supervisionare, prestare attenzione a eventuali pericoli ed essere pronto a riprendere istantaneamente il controllo del veicolo.

Dal supporto al conducente alla guida autonoma
A partire dal livello 3, lo schema messo a punto da SAE prevede l'autonomia del veicolo. Il livello 3 stesso contempla la possibilità che il guidatore possa assumere il controllo nei casi in cui il sistema di guida autonoma lo richieda. In altre parole, si tratta dell'ultimo livello in cui è richiesta la presenza di un conducente. Per i livelli successivi, 4 e 5, il conducente non è più necessario e i pedali e il volante diventano optional, che possono o meno essere presenti a discrezione del produttore del veicolo. Anche il concetto di posto di guida viene superato: un passeggero può anche occupare il posto solitamente riservato al conducente in quanto non è previsto alcun intervento da parte di nessun essere umano.

Al livello 5 il veicolo può guidare in completa autonomia in tutte le condizioni. I livelli 3 e 4 stabiliscono che i sistemi dei veicoli autonomi possono operare in specifiche condizioni (ad esempio su tratti stradali prestabili come le autostrade), mentre al dii fuori di esse il veicolo non potrà muoversi.

Rispetto alle funzioni di supporto al conducente previste fino al livello 2, già presenti in un gran numero di veicoli, il “balzo tecnologico” dal livello 3 al livello 5 è significativo. Le infrastrutture di comunicazione stradale e i relativi standard necessari per assicurare la completa autonomia stanno muovendo i primi passi, così come la collaborazione tra i produttori di veicoli. In ogni caso, i progressi sono incoraggianti: Mercedes Benz, ad esempio, è il primo produttore ad aver implementato una sorta di pilota automatico (Autopilot) di livello 3 nel modello Classe-S.

Ai guidatori è concesso l'uso della funzionalità Autopilot su 13.191 km della rete stradale tedesca in situazioni di intenso traffico a una velocità massima di 60 km/h. Altri produttori di veicoli e aziende che sviluppano tecnologie stanno collaborando con società di servizi di trasporto automatizzati per introdurre taxi robotizzati in diversi Paesi. In questo blog è stata fornita una sintetica panoramica degli standard per veicoli autonomi definiti da SAE. Nel prossimo blog saranno analizzati le principali tecnologie dei sensori che permetteranno di tradurre in realtà il concetto di auto a guida autonoma.

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