venerdì, 24 novembre 2017 - 2:55
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Guida autonoma

Guida autonoma, cos’è e come funziona?

Tempo di lettura: 7 minuti

In questi ultimi anni si parla molto di guida autonoma, tra i costruttori tutti fanno a gara ad avere in listino auto più o meno “automatizzate” nei prossimi anni (vedi FCA che si allea con BMW e con Intel), ma pochi hanno ben chiaro cosa significhi e che implementazioni comporti realmente la guida autonoma, quali siano i livelli di autonomia e le modifiche al codice stradale, legislativo e normativo che comporterà questo nuovo modo di “guidare”, passatemi il termine.

I livelli della guida autonoma: chi fa cosa e come lo fa

Per quanto riguarda la classificazione della guida in modalità automatizzata i comitati competenti in Europa e negli Stati Uniti – per esempio l’Ente Federale Tedesco per la Circolazione Stradale (BASt) e l’Istituto SAE – hanno raggiunto un accordo su sei diversi livelli.

  • Livello 0, guida manuale: il conducente è responsabile in ogni momento della marcia longitudinale e trasversale. Parliamo di tutte le auto storiche e di quelle senza alcun ausilio alla guida, neanche l’Active Cruise Control.
  • Livello 1, guida assistita: il sistema di assistenza può assumere il controllo continuo della marcia longitudinale o trasversale dell’auto, non di entrambi contemporaneamente. Il conducente viene supportato dal sistema, pur rimanendo responsabile della guida. All’occorrenza deve, comunque, essere pronto a riprendere immediatamente il controllo dell’auto. L’Adaptive cruise control (ACC) o il Lane Keeping Assist (LKA) offerto su molte vetture moderne rappresenta un esempio di sistema di livello 1.
  • Livello 2, guida parzialmente automatizzata: in condizioni di utilizzo ben definite, il conducente ha la possibilità di delegare al sistema il controllo della marcia combinata longitudinale e trasversale in modo continuo, restando comunque sempre vigile e pronto a subentrare. La responsabilità, pertanto, rimane sempre a carico del conducente. Un esempio è rappresentato dall’Highway Assist, appannaggio, per ora, dei marchi premium: questo sistema, oltre a decelerare ed accelerare automaticamente l’auto esegue temporaneamente anche le manovre di sterzata su curve ad ampio raggio su autostrade e tangenziali. Alle volte può eseguire anche il cambio di corsia, se si inserisce l’indicatore di direzione. Il conducente però deve sempre mantenere le mani sul volante, gli occhi sulla strada e non può distrarsi in attività differenti dalla guida.

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  • Livello 3, guida altamente automatizzata: il conducente, non essendo più obbligato a tenere permanentemente sotto controllo la marcia longitudinale e trasversale dell’auto, ha la possibilità di dedicarsi ad altre attività supportate dai sistemi di bordo. Il sistema riconosce autonomamente i propri limiti, ovvero il punto in cui le condizioni ambientali non corrispondono più all’insieme delle sue funzioni. In questo caso, l’auto provvede ad avvertire il conducente con diversi secondi di anticipo affinché riprenda la guida dell’auto. Il nuovo traffic jam pilot della nuova Audi A8 soddisfa questi requisiti.
  • Livello 4, guida completamente automatizzata: i sistemi con funzioni di livello 4 non necessitano più del supporto o dell’intervento da parte del conducente, tuttavia il relativo utilizzo è limitato a una determinata area di funzionamento – per esempio in autostrada o all’interno di un autosilo. In questo caso, il conducente delega completamente la guida al sistema e ne riassume il controllo solo quando l’auto abbandona l’area in cui può viaggiare in modalità completamente automatizzata. Un altro esempio di tale sistema è rappresentato da scenari futuristici, come i taxi robotizzati nei centri cittadini, che sono in grado di assumere integralmente la guida in un range di velocità limitato e all’interno di un percorso circoscritto
  • Livello 5, guida autonoma: la vettura assume il pieno controllo sia nella marcia longitudinale che in quella trasversale. I sistemi di livello 5 non necessitano in alcun caso del supporto del conducente. Il volante non è necessario. E l’auto può viaggiare anche senza nessuno a bordo.

Le condizioni legislative devono adeguarsi

Il passaggio ai livelli più spinti di guida autonoma richiede un adeguamento e una sperimentazione del sistema per ogni singolo Paese, oltre a condizioni legislative ben definite. Occorre, inoltre, tenere conto di procedure di omologazione diverse in tutto il mondo e dei rispettivi termini. Per questi motivi, le case automobilistiche introdurranno gradualmente i sistemi di assistenza più elevati nella produzione di serie.

L’introduzione della guida autonoma è soggetta a una serie di condizioni legislative eterogenee a livello mondiale. Attualmente numerosi legislatori stanno lavorando su questo fronte con l’obiettivo di formulare regolamenti validi per i sistemi automatizzati e autonomi. Questo riguarda sia la normativa relativa all’omologazione sia quella che disciplina l’utilizzo. La prima definisce i requisiti tecnici relativi al sistema pilotato che la Casa automobilistica deve soddisfare per ottenere l’omologazione del sistema nei rispettivi Paesi. La normativa che ne disciplina l’utilizzo stabilisce, invece, le regole per il conducente e il relativo comportamento nel traffico stradale pubblico.

I requisiti necessari per ottenere l’omologazione dei vari sistemi sono attualmente in fase di elaborazione in numerosi Paesi a livello mondiale. I legislatori sono impegnati attivamente anche per quanto riguarda il Codice della strada e promuovono fattivamente l’introduzione delle funzioni di guida automatizzate. A fine giugno 2017, per esempio, il Governo tedesco ha apportato una serie di modifiche alle normative, affinché queste ultime consentano espressamente alle auto con funzioni altamente e completamente automatizzate di circolare “nell’ambito dell’utilizzo conforme alle disposizioni”. Si auspica che altri Paesi seguano questo esempio nei prossimi mesi, magari con strade o corsie riservate alle sole auto a guida autonoma (come già sta succedendo in America nella Interstate 5).

In caso di incidente chi paga?

In caso di incidente nella modalità di marcia automatizzata, occorre chiarire chi stesse guidando l’auto nel momento in questione: il conducente o il sistema. Per esempio, l’assicurazione RCA si assumerebbe inizialmente la responsabilità nei confronti della controparte coinvolta nell’incidente. In un secondo tempo – come già avviene attualmente – l’assicurazione eserciterebbe l’azione di regresso contro la Casa automobilistica, qualora un difetto di produzione dell’auto o del sistema fosse stato la causa del danno.

Nella cosiddetta memoria dati relativa alla guida in modalità automatizza (una sorta di scatola nera), di cui dovrebbe essere dotata la vettura, sono contenute le informazioni su chi era alla guida, se l’uomo o l’auto. Questo data-logger – richiesto dal legislatore – registra, quando la guida autonoma è attiva, il passaggio di controllo tra conducente e auto nonché gli avvertimenti generati dal sistema che invitano il conducente a riprendere la guida. Queste informazioni restano memorizzate per almeno sei mesi, come richiesto dalla legge. Al tempo stesso la scatola nera registra diverse grandezze misurabili relative a casi in cui si siano verificati realmente dei contatti con altri veicoli oppure siano state superate determinate soglie di accelerazione. Una situazione simile può riguardare, ad esempio, l’attivazione di un airbag o una frenata di emergenza automatica. Le grandezze misurabili sono continuamente registrate all’interno della centralina e non consentono di risalire all’identità delle persone o dei veicoli, come i volti o le targhe. 

In caso di collisione, si memorizza permanentemente il pacchetto di dati relativo ai pochi secondi immediatamente prima dell’incidente. Vengono memorizzati i seguenti parametri:

– interazione del conducente (per esempio, azionamento del freno da parte del conducente o angolo di sterzata)

– stato e livello di attivazione della funzione guida assistita nel momento del crash.

– dinamica della vettura (per esempio, accelerazione longitudinale e trasversale)

– area circostante (per esempio, informazioni dei sensori)

– disponibilità del conducente a riassumere il comando (per esempio, “i dati di input della telecamera lasciano intendere che il conducente era pronto a riprendere il comando”)

I pacchetti di dati relativi a incidenti già memorizzati non possono essere sovrascritti, mentre è possibile farlo per quelli concernenti una frenata di emergenza automatica. Nel caso in cui gli spazi di memoria esistenti siano già occupati e si verifichi un nuovo incidente o un altro evento che porti alla registrazione dei dati, il nuovo pacchetto di dati sostituisce sempre quello precedente.

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Gli incidenti “illustri” ci insegnano molto

“Il sistema Autopilot di guida semi-autonoma Tesla non ha alcun difetto, dunque non ci sarà un richiamo delle Model S in circolazione negli Stati Uniti“. Dopo sei mesi di indagini è questo il risultato del procedimento portato avanti dalla National Highway Safety Administration, in seguito all’incidente in cui aveva perso la vita nel maggio 2016 l’ex marine Joshua Brown mentre era al volante della sua Model S con l’autopilota inserito.

L’uomo, confidando nel sistema di guida automatica, stava guardando un film quando la sua auto si è schiantata contro un tir che viaggiava sulla corsia opposta e stava svoltando a sinistra. L’azienda californiana allora giustificò l’accaduto spiegando che sensori e telecamere avevano confuso la fiancata bianca del tir con il cielo, in quel momento particolarmente chiaro, non riconoscendo l’ostacolo. Dai rilevamenti effettuati, non risulta che Brown avesse azionato i freni nei sette secondi precedenti allo scontro, probabilmente distratto dallo schermo. Nè era scattata la frenata d’emergenza, per i motivi di cui sopra, con le tragiche conseguenze che ne sono seguite.

Va sottolineato, tuttavia, che l’Autopilot ha solo la funzione di assistere chi è al volante, non di sostituirsi ad esso. E Tesla, proprio per evitare il ripetersi di un evento sfortunato come quello di Brown, aveva provveduto ad un aggiornamento del software e un downgrade del sistema da livello 3 a livello 2 che obbligava il conducente a tenere sempre le mani sul volante, pena la disattivazione dell’Autopilot stesso, per il resto del viaggio.

Sensori e telecamere per ricreare l’ambiente circostante

Come abbiamo visto il presupposto fondamentale per l’utilizzo dei sistemi di guida assistita è rappresentato dalla capacità dell’auto di rilevare l’ambiente circostante in modo particolarmente dettagliato. A tal scopo le moderne ammiraglie a guida semi-autonoma possono contare su una nuova e completa serie di sensori:

una dozzina circa di sensori a ultrasuoni (tipicamente quelli di parcheggio) su frontale, fiancate e posteriore,

quattro o più telecamere perimetrali su frontale, posteriore e specchietti retrovisivi esterni,

una o due telecamere anteriori sul bordo superiore del parabrezza,

quattro radar a medio raggio agli angoli della vettura,

un radar a lungo raggio al frontale (simile al radar dell’ACC),

uno scanner laser al frontale,

telecamere o sensori di osservazione rivolti verso il conducente nella parte superiore della plancia.

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I dati dello scanner laser e di tutti gli altri sistemi confluiscono nella centralina dei sistemi di assistenza alla guida. Questo computer dell’ingombro di un tablet, elabora costantemente i segnali e genera un’immagine virtuale dell’ambiente circostante all’auto. La capacità di calcolo complessiva di questa centralina è fondamentale e sarà sempre implementata con il tempo. I dati dei sensori sono trasferiti nella centralina sono poi combinati in un modello ambientale differenziato. Come per gli aerei il sistema deve essere ridondante, al fine di garantire un livello di sicurezza ancora più elevato nella guida autonoma: viene, infatti, impiegata una seconda fusione dati, che provvede a elaborare anche le misurazioni degli altri sensori, per prevenire guasti e failure che potrebbero portare a conseguenze disastrose.

Insomma la guida autonoma per gli autoveicoli è in costante evoluzione e si rivela una grande opportunità. Occorre sperimentarla per bene, anche e soprattutto in un ambito pubblico, con variabili reali e non solo simulate in ambienti appositi, ma mantenendo la completa sicurezza (con collaudatori pronti a riprenderne il controllo in caso di failure). Le normative perciò vanno riviste per permettere alle auto autonome di circolare su strada e per capire chi sia sanzionato e chi debba risarcire in caso di sinistro. Insomma un discorso molto complicato che deve esser condiviso da tutti i maggiori mercati mondiali. Senza contare che per parecchi decenni circoleranno auto autonome, a stretto contatto con auto “storiche” e prive di alcun assistenza, dove l’uomo, che è fallibile, si trova al centro della scena. E lì se ne vedranno delle belle…

Autore: Mauro Giacometti

Classe 88. Automotive Engineering. Mi piace la musica, ma… non quella bella, principalmente quella di cattivo gusto e che va di moda per poche settimane. Amo sciare, ma non di fondo: non voglio fare fatica. La mia auto ideale? Leggera, una via di mezzo tra una Clio Rs e una Lotus Elise. Ma turbo! Darei una gamba per possedere una “vecchia gloria” Integrale.

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