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Consentire alle case automobilistiche la costruzione di sistemi avanzati di assistenza alla guida (ADAS) con un’implementazione facile ed economica permette di aumentare la diffusione e la convenienza delle caratteristiche di sicurezza automobilistica sui veicoli.
Basta un secondo: un messaggio di testo sul telefono o un bambino sul sedile posteriore che distolgono la nostra attenzione dalla strada nel momento sbagliato e, prima di rendercene conto, l’auto ha percorso diversi metri e tamponato il veicolo che si era fermato di colpo davanti a noi.
O potrebbe averlo fatto, se il sistema automatico di frenata di emergenza non avesse rilevato l’ostacolo di fronte a sé e non avesse azionato i freni nel giro di pochi millisecondi.
Le auto a guida completamente autonoma potrebbero essere ancora di là da venire, ma l’impatto dell’automazione sulla sicurezza è già fra noi. Le caratteristiche di sicurezza in ambito automotive, che in passato sarebbero state considerate componenti aggiuntivi di fascia alta (come il cruise control adattivo o il monitoraggio degli angoli ciechi), sono ormai standard, a mano a mano che l’implementazione sui veicoli delle tecnologie ADAS si fa più conveniente e aumenta la loro diffusione su più modelli.
«Non è detto che la gente guidi granché bene in situazioni normali, ma se la cava alla grande nei casi particolari e imprevedibili nei quali i computer hanno attualmente più difficoltà», ha affermato Curt Moore, direttore generale del settore dei Processori Jacinto™. «Questo complica oggi la realizzazione di auto a guida completamente automatica, ma nel frattempo abbiamo questa enorme opportunità per aumentare notevolmente la sicurezza delle auto aggiungendo più funzionalità, come il mantenimento automatico della corsia o il rilevamento delle occasioni di frenata e ripartenza mentre si è in coda».
Ulteriori informazioni sugli sviluppi nella sicurezza automobilistica.
Auto più intelligenti e meno incidenti
La tecnologia ADAS permette alle auto di intervenire in modo simile ad un conducente (rilevando le condizioni meteorologiche e gli oggetti sulla strada) e di prendere decisioni in tempo reale per aumentare la sicurezza. Tra le funzionalità ADAS si possono includere la frenata automatica di emergenza, il monitoraggio del conducente, l’avviso di collisione frontale e il cruise control adattivo.
Nell’insieme, questa tecnologia può potenzialmente prevenire fino a 2,7 milioni di incidenti all’anno già solo negli Stati Uniti.
«In prospettiva, stiamo studiando come un’auto potrebbe cambiare in modo dinamico il proprio limite di velocità non soltanto in base alla sua posizione, ma anche per mezzo dell’analisi delle condizioni circostanti, ad esempio in caso di pioggia o in base al grado di affollamento della strada», ha spiegato Miro Adzan, direttore generale di settore per gli ADAS della nostra azienda. «Sicuramente assisteremo ad un aumento notevole del livello di decisioni autonome che potranno essere prese da un’auto, il che permetterà di ridurre gli incidenti e le vittime».
Radar su un chip
Più di un decennio prima che iniziasse la diffusione delle moderne tecnologie di assistenza alla guida nel settore automobilistico, un piccolo gruppo di ingegneri presso i Kilby Labs (l’incubatore della nostra azienda per le innovazioni più all’avanguardia) era al lavoro sulla tecnologia che le avrebbe rese possibili.
Per poter reagire ai pericoli, le auto devono poter classificare gli ostacoli e giudicarne accuratamente la distanza in qualsiasi condizione meteorologica o di illuminazione. Un modo per farlo è per mezzo della tecnologia radar. Purtroppo, storicamente la tecnologia radar era ingombrante, consumava molta energia ed era pensata per il rilevamento di oggetti di grandi dimensioni come aerei o carri armati, non di singoli pedoni.
«Questo nostro viaggio è partito dedicando molta attenzione, molto impegno e grandi investimenti per l’integrazione di un sistema radar completo in un unico chip», ha raccontato Yariv Raveh, direttore generale per i radar di TI. «Nessun’altra azienda aveva mai fatto nulla del genere in precedenza».
Il risultato è stato il sensore radar mmWave di TI, un sensore radar ad alta frequenza grande come una moneta. La sua risoluzione permette non soltanto di rilevare la presenza di un ostacolo, ma anche di riconoscere la differenza tra un’auto e un pedone e di soddisfare i più recenti standard di sicurezza automobilistica, come gli NCAP (New Car Assessment Program), su un unico chip.
Ascoltate una conversazione con i leader di settore di TI, Aptiv e BlackBerry QNX su come sono cambiate le architetture sulla spinta della sicurezza nei veicoli su TI Live! Tech Exchange.
Combinando tutto ciò con un processore DSP (digital signal processor) integrato, il nostro chip per sensore radar mmWave consente di eseguire algoritmi di visione artificiale allo scopo di classificare gli oggetti direttamente sul chip stesso. Questa integrazione agevola il lavoro del produttore di ADAS e contribuisce a creare un sistema a basso consumo energetico, abbastanza piccolo da essere montato in un paraurti posteriore e ad un costo nominale.
Come realizzare l’auto che vede tutto
Sebbene il costo ridotto e l’efficienza della tecnologia mmWave di TI stiano aiutando il radar a diventare una parte fondamentale degli ADAS, i diversi punti di forza di svariati sensori, come l’alta risoluzione del lidar o le informazioni cromatiche delle telecamere, sono anch’essi necessari per rendere possibile un’affidabilità adeguata a 360 gradi. I nostri serializzatori e deserializzatori FPD-Link™, in grado di trasmettere dati video non compressi all’interno dei sistemi automotive, permettono di realizzare telecamere a risoluzione più elevata per sistemi di assistenza alla guida adattivi e display di infotainment sul veicolo. Questo ha permesso la proliferazione delle funzioni di sicurezza tramite telecamera, come la telecamera frontale per evitare gli incidenti, il riconoscimento dei pedoni, la telecamera posteriore per la protezione in retromarcia e le telecamere di visualizzazione dell’area circostante per agevolare il parcheggio.
Unendo le informazioni provenienti da più modalità di rilevamento, note anche come sensor fusion, il veicolo può aiutare il conducente a superare le situazioni pericolose anche in aree a forte traffico e in condizioni meteo pericolose.
«La sensor fusion permette di ottenere un quadro più completo dell’ambiente circostante fornendo informazioni provenienti da diverse dimensioni», ha spiegato Miro. «I dati dei sensori vengono mandati ad un’unità di elaborazione centrale, dove un algoritmo di machine learning li sfrutta per comprendere l’ambiente. Da tale unità, ad esempio, è possibile inviare un comando all’impianto frenante per contribuire a prevenire un incidente».
Progettare con la sicurezza al primo posto
L’aspetto principale nella progettazione di qualsiasi sistema ADAS è la sicurezza. Ecco perché l’elaborazione è fondamentale. A mano a mano che i veicoli diventano più intelligenti (connettendosi, comunicando, monitorando e prendendo decisioni che aiutano a prevenire gli incidenti), la potenza di calcolo necessaria per elaborare le enormi quantità di dati che rendono possibili queste funzionalità di sicurezza avanzate aumenta vertiginosamente.
I nostri processori Jacinto aumentano la consapevolezza dell’ambiente circostante da parte dell’auto e velocizzano la condivisione dei dati in un’auto basata su software, permettendo quindi una gestione efficiente dell’elaborazione multilivello in tempo reale e riducendo al tempo stesso quei trasferimenti di memoria che consumano molta energia.
Oltre all’architettura del processore vero e proprio, è disponibile una vasta documentazione sulla sicurezza funzionale con certificazione del processo di sviluppo da parte di un organismo di valutazione indipendente, il TUV SÜD, per offrire ai produttori le informazioni di cui necessitano per far sì che i sistemi da loro sviluppati siano conformi ai requisiti di sicurezza funzionale.
«La sicurezza automobilistica è importante per chiunque sia alla guida su strada», ha detto Miro. «Che si tratti di radar, sensor fusion, elaborazione integrata, gestione dell’alimentazione o comunicazioni, le tecnologie TI continueranno ad assistere le case automobilistiche nel loro lavoro verso la loro vision di un futuro senza incidenti».
La nostra passione per la creazione di un mondo migliore
Aiutare le case automobilistiche a realizzare veicoli più sicuri è uno dei modi in cui i nostri innovatori mettono in pratica la passione della nostra azienda verso la creazione di un mondo migliore rendendo più accessibile l’elettronica grazie ai semiconduttori. Ogni generazione di innovazione si basa su quella precedente per rendere le tecnologie ancora più piccole, efficienti, affidabili e convenienti. Questo, per noi, è il progresso nell’ingegneria. Ed è ciò che facciamo ogni giorno e da decenni.
