Precisione dei sensori di posizione – Un fattore cruciale per l’avanzamento della tecnologia dei veicoli a guida autonoma

Senza ombra di dubbio i veicoli totalmente autonomi saranno una presenza molto importante nella società del futuro e alcuni aspetti della funzionalità di base che renderà possibile tutto questo stanno già iniziando, in una certa misura, a essere inseriti nelle autovetture. Infatti, oggi tecnologie come il sistema di controllo adattivo della velocità di crociera, quello per il mantenimento della carreggiata e il parcheggio assistito sono già disponibili anche su veicoli di gamma media, a dimostrazione di una certa dimensione di autonomia di guida.

Ciò su cui tutte queste funzioni si basano, e che sarà fondamentale per la progettazione di un futuro veicolo completamente autonomo, è la capacità di rilevare la posizione e la traiettoria costantemente e in maniera accurata durante l’intero utilizzo della vettura. La sfida che devono affrontare i progettisti del settore automotive è racchiusa nell’espressione “costantemente”.
Le tecnologie come il GPS hanno una base installata enorme e solitamente sono molto precise. Tuttavia il segnale su cui si basa il GPS non è garantito al 100% e può scomparire nelle aree urbane in presenza di edifici alti o con condizioni meteorologiche avverse. Se questo aspetto può creare disagi nella navigazione, facendo sbagliare una svolta, le ripercussioni sul controllo e sul posizionamento del veicolo potrebbero essere disastrose, causando incidenti e mettendo a repentaglio vite umane.

Invece di affidarsi esclusivamente alla tecnologia GPS, i team di engineering in campo automobilistico hanno iniziato a installare tecnologie di bordo, come il sistema di telerilevamento denominato LIDAR. Già collaudato sulla flotta di Uber, il LIDAR presenta alcuni vantaggi rispetto al GPS. Purtroppo, però, risulta ancora andare facilmente in confusione quando si presentano situazioni complesse, come in caso di traffico congestionato agli incroci.


 

 

Sistema di navigazione inerziale con tecnologia MEMS

Nella ricerca di una soluzione percorribile che fornisca costantemente un posizionamento preciso del veicolo, i progettisti stanno analizzando le possibilità offerte dai meccanismi di misurazione inerziale. Questa tecnica si basa sulla tecnologia dei sistemi microelettronici (MEMS) e utilizza accelerometri e giroscopi per misurare il movimento della vettura e, con la successiva elaborazione di questi dati, calcolare un posizione estremamente precisa in ogni istante.

Oltre a fornire informazioni sulla posizione, questi sistemi possono rilevare l’orientamento del veicolo e anche stabilire se si trova su una superficie in piano o no. Questi dettagli sono molto preziosi nella guida autonoma perché consentono di applicare una maggiore/minore coppia o forza di frenata per far avanzare o fermare il veicolo in una maniera totalmente controllata che garantisca il mantenimento della stabilità.

Se da un lato molti dei sensori a bordo dei veicoli sono essenzialmente costituiti da silicio, dall’altro parametri come la forza possono solo essere misurati meccanicamente. I sensori MEMS includono componenti estremamente miniaturizzati che sono abbinati a dispositivi elettronici utilizzando tecniche di micro-produzione per formare un sistema di rilevazione perfettamente integrato.

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