I sistemi avanzati di assistenza alla guida (ADAS) rendono le auto più sicure e intelligenti, aiutando le case automobilistiche a realizzare la loro visione di un futuro senza incidenti. Il contributo di Texas Instruments a questa tecnologia.
Basta un solo secondo: un’occhiata al telefonino per leggere un messaggio appena arrivato o il bambino sul sedile posteriore che ci distrae nel momento sbagliato ed ecco, in un battibaleno, l’impatto con la vettura che ci precede, che si è fermata improvvisamente per i motivi più diversi, per evitare un ostacolo, per dare la precedenza ad un pedone sulle strisce pedonali, ecc.
Danni a persone e cose che possono essere evitati se la vettura è dotata di un sistema di frenata di emergenza automatizzato in grado di rilevare l’ostacolo e di attivare i freni nel giro di pochi millisecondi.
Se le auto a guida completamente autonoma di cui tanto si parla non saranno in circolazione prima di qualche anno, l’impatto dell’automazione sulla sicurezza delle vetture è, invece, già una realtà. Le funzionalità di sicurezza che in passato sarebbero state considerate alla stregua di costosi optional, come il cruise control adattivo o il monitoraggio dei punti ciechi, stanno diventando delle applicazioni standard man mano che la tecnologia ADAS diventa più semplice ed economica da implementare, diventando di fatto mainstream in tutti i modelli.
“Le persone non sono necessariamente grandi piloti in situazioni banali, ma siamo davvero bravi nelle situazioni più difficili che i sistemi computerizzati stanno cercando di apprendere“, ha affermato Curt Moore, direttore generale dei processori Jacinto. “Questo rende difficile la creazione oggi di auto completamente automatizzate, ma nel frattempo esistono grandi opportunità di rendere le auto molto più sicure aggiungendo numerose funzionalità, come mantenere l’auto nella corsia di marcia, frenare automaticamente in caso di emergenza o evitare un ingorgo”.
Auto più intelligenti, meno collisioni
La tecnologia ADAS consente alle auto di intraprendere azioni simili a quelle di un guidatore – tenere conto delle condizioni meteorologiche, rilevare oggetti sulla strada – e prendere decisioni in tempo reale per migliorare la sicurezza. Le funzioni ADAS più importanti includono la frenata di emergenza automatica, il monitoraggio del conducente, l’avviso di collisione anteriore e il cruise control adattivo.
Complessivamente, questa tecnologia ha il potenziale per prevenire ogni anno fino a 2,7 milioni di incidenti solo negli Stati Uniti.
“Per le applicazioni future, stiamo esaminando come un’auto possa cambiare dinamicamente la sua velocità non solo in base alla posizione, ma anche analizzando le condizioni circostanti, ad esempio se piove o quanto è affollata la strada“, ha affermato Miro Adzan, sector general manager for ADAS presso Texas Instruments. “Vedremo sicuramente un aumento significativo del livello di decisioni autonome che un’auto può prendere, una evoluzione che aiuterà a ridurre gli incidenti e le vittime“.
Radar su un chip
Più di un decennio prima che la moderna tecnologia di assistenza alla guida iniziasse a diffondersi nell’industria automobilistica, un piccolo gruppo di processori Jacinto, l’incubatore di TI per le innovazioni più dirompenti, stava lavorando alla tecnologia che avrebbe reso possibile tutto ciò.
Per rispondere correttamente ai pericoli, le vetture devono sia classificare gli ostacoli che giudicare accuratamente la loro distanza, in qualsiasi condizione atmosferica o di illuminazione. Un modo per farlo è utilizzare la tecnologia radar. In passato la tecnologia radar era ingombrante, costosa, assetata di energia e progettata per rilevare oggetti di grandi dimensioni come aerei o carri armati, non singoli pedoni.
“Abbiamo iniziato questo viaggio dedicando molta attenzione, impegno e investimenti all’integrazione di un sistema radar completo in un singolo chip“, ha affermato Yariv Raveh, TI radar general manager. “Nessuno finora aveva pensato o fatto qualcosa del genere.”
Il risultato è stato il sensore radar TI mmWave, un sensore radar ad alta frequenza delle dimensioni di una moneta. La sua risoluzione può non solo rilevare la presenza di un ostacolo, ma anche riconoscere la differenza tra un’auto e un pedone e soddisfare i più recenti standard di sicurezza automobilistica, come il New Car Assessment Program (NCAP). Il tutto su un singolo chip.
Inoltre, combinando questa tecnologia con un processore di segnale digitale (DSP), Texas Instruments ha realizzato il mmWave radar sensor chip che consente di eseguire algoritmi di visione artificiale per la classificazione degli oggetti direttamente sul chip stesso. Questa integrazione semplifica il compito dei produttori di dispositivi ADAS e aiuta a creare un sistema a basso consumo energetico, sufficientemente piccolo da poter essere inserito in un paraurti posteriore ad un costo competitivo.
Abilitare la vista alle automobili
Mentre l’accessibilità e l’efficienza della tecnologia TI mmWave stanno aiutando il radar a diventare una parte fondamentale dei sistemi ADAS, i diversi punti di forza di una varietà di altri sensori, come l’alta risoluzione del lidar o le informazioni sul colore delle telecamere, sono necessari per aumentare ulteriormente il livello di sicurezza dei veicoli.
Da questo punto di vista i serializzatori e deserializzatori FPD-Link di TI che trasmettono dati video non compressi all’interno dei sistemi automobilistici, abilitano telecamere a risoluzione più elevata per sistemi di assistenza alla guida adattivi nonché avanzati display per l’infotainment. Ciò ha spinto la diffusione delle telecamere presenti a bordo delle vetture, come la telecamera frontale per evitare collisioni e riconoscere i pedoni, o come la telecamera posteriore e le telecamere surround per l’assistenza al parcheggio e la protezione laterale.
Fondendo insieme le informazioni provenienti da più sensori, modalità nota come sensor fusion, il veicolo può aiutare i conducenti a navigare in situazioni pericolose, in aree a traffico intenso e in condizioni meteorologiche pericolose.
“La fusione dei sensori aiuta a costruire un’immagine più completa dell’ambiente circostante fornendo informazioni da prospettive differenti“, ha affermato Miro. “I dati del sensore vengono comunicati a un’unità di elaborazione centrale, dove un algoritmo di apprendimento automatico li utilizzerà per interpretare l’ambiente. Da lì, ad esempio, è possibile inviare un comando all’impianto frenante e aiutare a prevenire una collisione”.
Progettazione incentrato sulla sicurezza
La preoccupazione principale nella progettazione di qualsiasi sistema ADAS è la sicurezza. Ecco perché l’elaborazione è fondamentale. Man mano che i veicoli diventano più intelligenti, connettendosi, comunicando, monitorando e prendendo decisioni autonome che aiutano a prevenire gli incidenti, la potenza di calcolo necessaria per elaborare le enormi quantità di dati che rendono possibili queste avanzate attività di sicurezza è aumentata a dismisura.
I processori Jacinto di TI migliorano la consapevolezza dell’ambiente circostante e accelerano la condivisione dei dati nell’auto definita dal software, gestendo in modo efficiente l’elaborazione multilivello in tempo reale e riducendo il consumo di energia.
Oltre alle intrinseche caratteristiche del processore, un’ampia documentazione sulla sicurezza funzionale e la certificazione del processo di sviluppo da parte dell’ente di valutazione indipendente TÜV SÜD forniscono ai costruttori le informazioni di cui hanno bisogno per garantire che i loro sistemi soddisfino gli standard di sicurezza funzionale richiesti in ambito automobilistico.
“La sicurezza automobilistica è importante per ogni utente della strada“, ha affermato Miro. “Che si tratti di radar, fusione di sensori, elaborazione embedded, gestione dell’alimentazione o comunicazione, le tecnologie di Texas Instruments continueranno ad aiutare le case automobilistiche a lavorare alla loro visione per un futuro senza incidenti”.
Una passione per creare un mondo migliore
Aiutare le case automobilistiche a rendere i veicoli più sicuri è solo uno dei modi con cui gli innovatori di Texas Instruments stanno vivendo la passione per creare un mondo migliore abilitato dall’innovazione nei semiconduttori. Il progresso ingegneristico, anima dell’attività di Texas Instruments, consente di rendere le innovazioni tecnologiche sempre più piccole, più efficienti, più affidabili e più convenienti.
Per ulteriori approfondimenti sulle attività di Texas Instruments nel campo dei dispositivi di sicurezza alla guida, è disponibile una intera sezione del sito Internet della società.
Altre informazioni su questo settore, tavole rotonde, sessioni tecniche e demo virtuali sono disponibili alla seguente pagina web.
