Volvo Cars presenta Drive Me: il pilota automatico nel traffico reale

“Ci stiamo addentrando in un
territorio inesplorato nell’ambito della guida autonoma,” ha commentato
Peter Mertens, Senior Vice President Ricerca & Sviluppo di Volvo Car
Group. “Nessuno ha mai compiuto prima questo emozionante passo, ovvero
condurre un esperimento pilota in condizioni reali, con l’ambizione di
permettere a persone comuni di sedersi al posto di guida nel normale
traffico della rete stradale pubblica.”

Il progetto Drive Me entra nel suo secondo anno di vita e
Volvo Cars si sta avvicinando rapidamente all’obiettivo di affidare 100
vetture con guida autonoma a clienti che le guideranno su una serie di
strade selezionate nell’area di Goteborg entro il 2017.  Il progetto
pilota pubblico, frutto di una collaborazione unica nel suo genere fra
legislatori, enti di gestione dei trasporti, una città importante e una
casa automobilistica, è un componente fondamentale del piano di Volvo
Cars, che prevede il conseguimento di una mobilità sostenibile e la
garanzia di un futuro senza incidenti automobilistici.

Da tempo sprecato a tempo ben speso

Basandosi su un’ampia analisi dei guasti tecnici
potenziali, Volvo Cars ha progettato un sistema di guida autonoma
completo, sostenibile a livello produttivo. Il fattore fondamentale che
ha consentito questo passo avanti è una complessa rete di sensori,
sistemi di posizionamento basati sul cloud e tecnologie intelligenti di
frenata e controllo dello sterzo. 

“La guida autonoma cambierà radicalmente il nostro modo di
considerare la guida. In futuro, si potrà scegliere fra guida autonoma e
guida attiva,” spiega Mertens. “Ciò trasformerà gli spostamenti
quotidiani per motivi di lavoro da tempo sprecato in tempo guadagnato,
che potrà essere impiegato per svolgere altre attività lavorative e
non.”

Una tecnologia che si spinge oltre

Il sistema Autopilot di Volvo Cars è stato progettato per
essere sufficientemente affidabile da consentire all’automobile di
gestire qualunque aspetto della guida in modalità autonoma. La
tecnologia fa dunque un importantissimo passo avanti  spingendosi oltre i
sistemi automobilistici testati fino ad ora, dato che prevede dei
meccanismi in grado di tollerare eventuali guasti.

“E’ relativamente semplice costruire e presentare un
prototipo con guida autonoma, ma se si vuole influire davvero sulla
realtà, bisogna progettare e produrre un sistema completo che sia
sicuro, robusto e accessibile al cliente medio,” precisa Erik Coelingh,
Tecnico Specialista di Volvo Cars.

La sfida principale è la realizzazione di un Autopilot
abbastanza robusto da gestire tutti gli scenari di traffico e gli
eventuali problemi tecnici che possono presentarsi. Non ci si può
aspettare che il guidatore sia sempre pronto a intervenire prontamente
in una situazione critica. Inizialmente, le vetture guideranno in
modalità autonoma su una serie di strade selezionate caratterizzate da
condizioni idonee, ad esempio senza traffico in senso opposto, ciclisti e
pedoni.

Sistemi di back­up

“Rendere questo complesso sistema affidabile al 99% non è
sufficiente. E’ necessario arrivare molto più vicino al 100% prima di
poter consentire alle automobili con guida autonoma di mischiarsi con
gli altri utenti della strada,” spiega Erik Coelingh. “Qui l’approccio è
simile a quello adottato nell’industria aeronautica. La nostra
architettura fail-operational, che garantisce l’operatività
dopo eventuali avarie,  include sistemi di backup che fanno sì che
l’Autopilot continui a funzionare correttamente anche nel caso in cui un
elemento del sistema risulti disattivato.”

Ad esempio, la probabilità di un guasto all’impianto
frenante è molto bassa, ma un veicolo con guida autonoma necessita di un
secondo impianto indipendente che ne assicuri l’arresto, poiché è
improbabile che il guidatore sia sempre pronto a schiacciare il pedale
del freno.

In grado di gestire gli scenari complessi

Sulla strada, questa soluzione tecnologica completa
riuscirà a gestire gli scenari più complessi, dai tranquilli flussi di
pendolari al traffico intenso e alle situazioni di emergenza.

Proprio come farebbe un automobilista esperto, le
situazioni potenzialmente critiche vengono affrontate con ragionevole
cautela. In caso di reale emergenza, tuttavia, l’auto reagisce più
velocemente della maggior parte degli esseri umani,” aggiunge Erik
Coelingh.

Quando la guida autonoma non è più disponibile – a causa di
condizioni atmosferiche eccezionali o di un malfunzionamento tecnico o
se si è arrivati al termine del percorso – al guidatore viene chiesto di
subentrare di nuovo.

Se il guidatore non interviene entro un determinato lasso di tempo, l’auto cercherà un punto sicuro per fermarsi.

Benefici per i consumatori e per la società

Oltre a semplificare la vita delle persone e a trasformare
il percorso quotidiano verso e dal luogo di lavoro da tempo perso in
tempo ben speso, le vetture con guida autonoma offrono benefici a
livello ambientale.

Volvo Cars prevede che la guida autonoma possa ridurre il
consumo di carburante. Questa tecnologia potrebbe inoltre migliorare i
flussi del traffico e aprire nuove opportunità a livello urbanistico e
di investimenti infrastrutturali più efficienti in termini di costi.

“Lo sviluppo di una soluzione tecnologica completa per le
automobili con guida autonoma rappresenta un importantissimo passo
avanti. Una volta avviato, il progetto pilota ci fornirà informazioni
preziose sull’introduzione delle vetture con guida autonoma nel contesto
di traffico reale e ci aiuterà a capire come queste possono contribuire
a una mobilità sostenibile. I nostri veicoli intelligenti rappresentano
un elemento importante della soluzione, ma è essenziale un approccio
sociale di più ampio respiro per offrire una mobilità personale
sostenibile in futuro. Questa esclusiva cooperazione fra più settori è
il fattore chiave per un’efficace adozione dei veicoli con guida
autonoma,” conclude Erik Coelingh.

Alcuni dei componenti della soluzione Drive Me:

Tecnologie di sensori

Volvo Cars sta sviluppando una soluzione olistica in grado
di rilevare l’esatta posizione della vettura e fornire una panoramica a
360° dell’area intorno ad essa. Ciò è reso possibile grazie all’impiego
di numerosi radar, telecamere e sensori laser. Una rete ridondante di
computer elabora le informazioni, generando una mappatura in tempo reale
degli oggetti in movimento e fermi presenti nell’area circostante.

La rilevazione precisa della posizione si basa su queste
informazioni, oltre che su un sistema GPS e su una cartina digitale
tridimensionale ad alta definizione che viene aggiornata continuamente
con i dati in tempo reale. Il sistema è sufficientemente affidabile da
poter funzionare senza la supervisione dell’automobilista.

Radar e telecamera abbinati

Il sistema combinato di telecamera e radar a onda continua
che opera in modulazione di frequenza a 76 GHz, integrato nel
parabrezza, è uguale a quello presente sulla nuova XC90. Si tratta di un
sistema in grado di leggere i segnali stradali e rilevare la curvatura
della strada e la presenza di ostacoli sulla strada, come ad esempio
altri veicoli e pedoni.

Radar perimetrali

Quattro radar collocati dietro i paraurti anteriore e
posteriore (uno per ogni angolo della vettura) riescono a localizzare
gli oggetti in tutte le direzioni. Grazie a una rilevazione basata su un
ampio movimento circolare da sinistra a destra e viceversa, e
trasmettendo le onde che rimbalzano su segnali stradali, pali e
gallerie, i radar  riescono a monitorare a 360° l’area attorno all’auto.

Vista panoramica a 360°  

Quattro telecamere intercettano gli oggetti in prossimità
del veicolo. Due sono collocate sotto gli specchietti laterali esterni,
una nel paraurti posteriore e un’altra nella griglia frontale. Oltre a
rilevare gli oggetti a distanza ravvicinata, queste telecamere tengono
sotto controllo le linee di demarcazione delle corsie.

Le telecamere hanno un’elevata gamma dinamica e riescono a
gestire cambiamenti repentini delle condizioni di luminosità, ad esempio
all’ingresso di una galleria.

Scanner laser a fascio multiplo

Questo sistema a sensori è posto nella sezione anteriore
del veicolo, sotto la presa d’aria. Lo scanner è in grado di individuare
gli oggetti davanti all’auto e garantisce una risoluzione angolare
molto elevata. Può inoltre distinguere fra oggetti di tipo diverso.
Questo esclusivo sensore laser ha una portata di 150 metri per i veicoli
e copre un campo visivo di 140°.

Telecamera con lente trifocale

Inoltre, una telecamera con lente trifocale posizionata
dietro la sezione superiore del parabrezza racchiude in pratica tre
telecamere in una, fornendo una panoramica ampia a 140°, una panoramica a
 45° e una panoramica a lunga portata, ma stretta, a 34° per una
migliore percezione della profondità e la rilevazione di oggetti
lontani. La telecamera riesce a rilevare immediatamente un pedone che
compare all’improvviso e altri pericoli stradali inattesi.

Radar a lunga portata

Due radar a lunga portata collocati nel paraurti posteriore
garantiscono una buona visuale dell’area dietro all’auto. Questa
tecnologia è utile soprattutto quando si cambia corsia di marcia, poiché
è in grado di rilevare gli oggetti in rapido movimento che
sopraggiungono da dietro.

Sensori a ultrasuoni

Dodici sensori a ultrasuoni intorno alla vettura vengono
utilizzati per individuare gli oggetti vicini ad essa e per supportare
la guida autonoma a basse velocità.

I sensori sono basati sulla tecnologia che viene utilizzata
per le attuali funzioni di assistenza al parcheggio ottimizzate tramite
elaborazione dei segnali avanzata.

Un esempio tipico di situazione in cui questa tecnologia
risulta utile è la rilevazione immediata di situazione inattese, come la
presenza di pedoni o pericoli sulla strada vicini all’auto.

Mappa digitale tridimensionale ad alta definizione

Una mappa digitale in 3D ad alta definizione è lo strumento
utilizzato per fornire al veicolo informazioni sul contesto
circostante, ad esempio altitudine, curvatura della strada, numero di
corsie di marcia, geometria delle gallerie, guard rail, segnaletica,
uscite, ecc. In molti casi la geometria  della posizione è precisa al
centimetro.

Posizionamento ad alte prestazioni

Il dispositivo GPS ad alte prestazioni costituisce un
elemento del sistema di controllo della posizione che è stato
ottimizzato grazie all’abbinamento di un GPS avanzato, di un
accelerometro con 3 gradi di libertà e un giroscopio con 3 gradi di
libertà. Abbinando l’immagine a 360° creata dai numerosissimi sensori
all’immagine della mappa, il veicolo ottiene informazioni sulla sua
posizione rispetto al contesto circostante.

Abbinando le informazioni dei sensori e la mappa, la
vettura Drive Me è in grado di scegliere in tempo reale la traiettoria
migliore tenendo conto di variabili come la curvatura della strada, il
limite di velocità, la segnaletica temporanea e gli altri veicoli. 

Servizio basato sul cloud 

Il servizio basato sul cloud è collegato alle centrali di
controllo degli enti di gestione del traffico. Ciò garantisce che siano
sempre disponibili informazioni sul traffico aggiornatissime. Gli
operatori delle centrali di controllo hanno inoltre la possibilità di
interagire con gli automobilisti suggerendo loro di disattivare la
modalità di guida autonoma se necessario.