Cos’è la guida assistita e come funzionano i sistemi ADAS

Sistemi di ausilio attivo alla guida: cosa sono, come si attivano, il loro funzionamento, perché sono importanti per la sicurezza

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Cosa si intende per guida assistita? Quali sistemi ADAS (dispositivi di ausilio attivo alla guida) ne fanno parte e come funzionano? Come intervengono sul controllo del veicolo? È possibile disattivarli? Ecco una serie di questioni di grande importanza per milioni di automobilisti.

L’evoluzione delle tecnologie elettroniche di bordo, in special modo quella che riguarda telecamere, sensori e sistemi di localizzazione del veicolo, ha permesso alle Case costruttrici, ed alle aziende di componentistica, la realizzazione di sistemi hi-tech che contribuiscono alla riduzione degli incidenti stradali. Quel che più conta, è che i dispositivi di ausilio alla guida possono essere disattivati dal conducente, quando non richiesti: una maniera importante per mantenere al primo posto il controllo umano sul veicolo.

In questa guida analizziamo quali sono i sistemi di guida assistita attualmente installati sulle autovetture, e come funzionano.

Cos’è la guida assistita?

La guida assistita, sempre più utilizzata sulle auto “new gen”, è destinata a diventare un imprescindibile standard per le nuove produzioni di autovetture, in modo da permettere livelli via via più accurati di sicurezza e comfort per conducenti e passeggeri.

La SAE-Society of Automotive Engineers, ha nel 2013 decodificato gli ADAS-Advanced Driver Assistance Systems, su sei livelli (da 0 a 5), in base all’intervento elettronico sul controllo del veicolo.

Con il termine “guida assistita” si intende il controllo del veicolo che avviene per mezzo di un insieme di sistemi (ADAS-Advanced Driver Assistance System) progettati e utilizzati per, appunto, assistere il conducente, tanto durante la marcia della vettura quanto nelle fasi di manovra e di parcheggio. Gli ADAS intervengono in maniera autonoma, quando ciò si rende necessario. C’è, quindi, una sostanziale differenza rispetto alla guida autonoma, dove è la vettura che si governa e controlla da se: gli ADAS presuppongono, in effetti, l’attenzione da parte del conducente, anche se aiutano notevolmente il guidatore stesso durante la guida.

L’adozione dei nuovi ADAS a tecnologia intelligente costituisce un ulteriore step per raggiungere il traguardo “Vision Zero” nel 2050. “Vision Zero” è il programma di sicurezza stradale nato in Svezia nel 1997 e che si è successivamente diffuso in ambito europeo. Zero vittime (morti e feriti) da incidenti stradali, per un obiettivo che pone l’Unione Europea ai primi posti nell’esecuzione di programmi in ambito di sicurezza nella circolazione quotidiana. In altre parole: si vuole azzerare, entro quella data, il numero delle vittime da incidenti stradali.

Come funziona la guida assistita

I dispositivi di ausilio attivo alla guida funzionano attraverso l’azione in parallelo e in serie di telecamere e sensori, che hanno il compito di monitorare costantemente le situazioni stradali e di traffico nelle aree intorno al veicolo, in modo da consentire l’attivazione in autonomia dei sistemi di controllo.

Va tenuto conto che dal 6 luglio 2022 gli autoveicoli di nuova omologazione devono essere provvisti di alcuni ADAS obbligatori. Le linee guida in materia di dispositivi di ausilio attivo alla guida sono state dettagliate nel Regolamento europeo 2019/2144, denominato “General Safety Regulation” (GSR). Il documento, pubblicato il 16 dicembre 2019 nella Gazzetta Ufficiale dell’Unione Europea, ha di fatto aggiornato il regolamento comunitario n. 661/2009 in tema di sicurezza e la normativa europea n. 78/2009 sulla sicurezza dei pedoni.

Di seguito il dettaglio degli ADAS di nuova generazione che equipaggiano gli autoveicoli di nuova omologazione:

• ISA-Limitatore intelligente di velocità;
• LKA-Assistenza al mantenimento di corsia;
• AEB-Frenata autonoma d’emergenza;
• Attention Assist e DMA-Rilevamento stanchezza e distrazione del conducente;
• Etilometro con blocco dell’avviamento;
• Telecamera posteriore di assistenza in retromarcia;
• Stop d’emergenza lampeggianti;
• “Scatola nera” (Black Box).

I sistemi ADAS più diffusi

Di seguito esaminiamo quali sono i principali sistemi ADAS di guida assistita che equipaggiano le autovetture di nuova generazione, quali tecnologie sfruttano, come funzionano.

Frenata d’emergenza automatica

Il dispositivo di frenata autonoma d’emergenza rappresenta uno degli ADAS più diffusi sulle autovetture di recente produzione, tanto che con il trascorrere del tempo è stata adottata da tutti i segmenti di mercato, anche quelli cosiddetti “inferiori” (e, in effetti, dal 2022 è uno dei sistemi di ausilio attivo alla guida obbligatori sulle auto di nuova produzione vendute in Europa).

L’importanza dell’AEB (Autonomous Emergency Braking) è in effetti fondamentale, tanto che i tecnici NCAP-New Car Assessment Programme (l’ente europeo che, con i crash test e le valutazioni relative, certifica il grado di sicurezza degli autoveicoli man mano che questi vengono immessi sul mercato) considerano la frenata autonoma d’emergenza come essenziale per valutare il grado di sicurezza delle auto.

Tecnicamente, il sistema di frenata autonoma d’emergenza agisce in serie ai sensori ed alle telecamere anteriori montati sull’autovettura: si incarica di monitorare in maniera continua l’area davanti al veicolo, per individuare l’eventuale presenza di ostacoli, ciclisti, pedoni o animali sulla strada: in uno di questi casi, il dispositivo emette un segnale acustico e visivo che avvisa il guidatore dell’imminente pericolo. Se non si frena, il sistema provvede in autonomia a rallentare la vettura, con una prima leggera frenata, e nello stesso tempo si prepara all’eventualità di azionare la frenata automatica d’emergenza vera e propria se il conducente non interviene.

Lane Assist

Il dispositivo di mantenimento della corsia di marcia (Lane Assist, o Lane Departure Warning oppure Lane Keep Assist) funziona con l’ausilio della telecamera anteriore, solitamente collocata dietro il parabrezza. Il Lane Assist tiene sotto controllo le linee di delimitazione (continue e tratteggiate) presenti sulla strada, e registra la corsia che la vettura sta impegnando. Quando l’auto tende ad allontanarsi da questa corsia ideale senza che il conducente abbia azionato l’indicatore di direzione, i sensori di bordo rilevano un possibile allontanamento non segnalato dalla corsia, in modo da far intervenire all’istante il dispositivo di assistenza.

Nello specifico, il Lane Departure Warning invia un segnale acustico (o una leggera ma percettibile vibrazione del sedile di guida oppure del volante) per favorire l’attenzione del conducente. Il Lane Keep Assist, invece, aiuta anche a riportare la vettura in corsia; per di più, se è il guidatore stesso a voler effettuare il cambio di corsia senza avere azionato la “freccia” relativa, il sistema oppone una lieve resistenza al volante. Il Lane Departure Warning e il Lane Keep Assist possono essere disattivati attraverso il pulsante dedicato. Se sulla strada non c’è alcuna segnaletica orizzontale, oppure se la vettura sta procedendo al di sotto di una determinata velocità, né il Lane Departuure Warning né il Lane Keep Assist entrano in funzione.

Cruise Control Adattivo-ACC

Il Cruise Control adattivo (ACC-Adaptive Cruise Control) costituisce una evoluzione del Cruise Control: come quest’ultimo, in effetti, si incarica di far mantenere all’auto la velocità impostata, tuttavia in più mantiene sempre un’adeguata distanza di sicurezza dal veicolo che precede.

Se, ad esempio, si sta viaggiando a 120 km/h e il veicolo che precede sta andando ad una velocità inferiore, il Cruise Control adattivo fa rallentare l’auto in maniera automatica, proprio per mantenere la distanza di sicurezza, fino anche a comandare l’arresto del veicolo nel caso in cui il veicolo davanti si fermi.

La regolazione della distanza di sicurezza avviene intervenendo su un altro comando. Nel caso in cui si voglia effettuare un sorpasso, il conducente non deve far altro che azionare l’indicatore di direzione e far accelerare la vettura: una volta compiuta la manovra, si torna alla velocità impostata in precedenza.

La disattivazione del Cruise Control adattivo è possibile premendo il pulsante specifico, oppure quando si interviene sul pedale del freno e/o della frizione, quando si agisce sulla leva del cambio, o quando si tiene il motore ad un regime di giri/min troppo basso oppure troppo elevato.

Adattamento della velocità

Il dispositivo ISA-Intelligent Speed Adaptation permette di variare la velocità della vettura in funzione dei limiti di velocità in vigore su un determinato tratto di strada o lungo un intero tragitto da compiere. In questo modo, grazie alla presenza di sensori analoghi a quelli delle tecnologie di navigazione satellitare, il conducente ha la possibilità di rispettare sempre i limiti di velocità, soprattutto nel caso in cui variano con frequenza.

Il sistema di adattamento della velocità del veicolo può essere “passivo” (cioè si limita ad inviare al conducente un semplice segnale – acustico o visivo, oppure anche sotto forma di leggera vibrazione del pedale dell’acceleratore – di superamento del limite di velocità) oppure “attivo”: in questo caso, il dispositivo interviene in maniera autonoma.

Riconoscimento dei segnali stradali

Il sistema che “legge” in maniera automatica la segnaletica stradale aiuta il conducente grazie alla costante visualizzazione dei segnali presenti lungo il tragitto: limiti di velocità, cartelli di delimitazione dei cantieri, divieti di sorpasso, divieti di accesso, e quando questi terminano. La sua utilità è fuori discussione, in special modo sulle tratte stradali più impegnative e con – per fare un esempio – molti e differenti limiti di velocità massima.

Il dispositivo di riconoscimento automatico della segnaletica stradale funziona per mezzo della telecamera – che riconosce i cartelli stradali presenti lungo la strada – ed il dispositivo di navigazione che contiene tutti i dati stradali archiviati. Quando la videocamera rileva un segnale stradale, l’elettronica di bordo si incarica di confrontarlo con quelli presenti nel database del navigatore satellitare: in questo modo, la segnaletica in vigore in quel momento viene visualizzata nel display del quadro strumenti e nello schermo centrale quando è stato impostato in modalità navigazione.

Visione notturna

I dispositivi di visione notturna consentono, grazie all’impiego di sensori e dispositivi specifici, l’individuazione di eventuali ostacoli presenti sulla carreggiata oppure anche ai lati di essa. La “famiglia” degli ADAS di visione notturna è suddivisa in due tipologie:

• Sistemi passivi, che utilizzano una videocamera a raggi infrarossi collocata nella zona anteriore della vettura, la quale rileva la temperatura dell’ostacolo individuato sulla strada davanti alla vettura e visualizza la relativa immagine sul display del quadro strumenti riproducendo gli oggetti più “caldi” con un’immagine più chiara, e quelli più “freddi” con un’immagine più scura;
• Sistemi attivi, che in più illuminano “a spot” per qualche secondo gli ostacoli, i pedoni o gli animali rilevati.

Controllo intelligente dei fari

Lo sviluppo delle tecnologie di illuminazione ha consentito di ottenere ancora più sicurezza per la marcia dei veicoli. I dispositivi di direzione dinamica del fascio di illuminazione, ad esempio, permettono di indirizzare l’azione dei gruppi ottici anteriori in relazione dello sterzo dell’auto, per illuminare meglio la traiettoria interna della curva.

L’arrivo dei fari a Led ha poi portato alla realizzazione dei dispositivi di accensione e spegnimento dei fari abbaglianti a seconda delle condizioni di scarsa luce rilevate dalla telecamera anteriore (posizionata dietro il parabrezza dell’auto) e dai sensori di luminosità.

Attivazione automatica dei tergicristalli

Il tergicristallo automatico con sensore di pioggia (dispositivo che attualmente viene collocato nel parabrezza) funziona per mezzo di alcuni componenti: diodi luminosi (che agiscono da trasmettitori), un fotodiodo, un prisma. I diodi luminosi (trasmettitori) inviano un segnale luminoso al parabrezza, attraverso il prisma, e infine al fotodiodo ricevitore: in questo modo, le eventuali gocce di pioggia sul parabrezza modificano la rifrazione, con una deviazione dei raggi luminosi.

Più la pioggia è intensa, minore è l’intensità di rifrazione luminosa verso il fotodiodo ricevitore. In questo modo, il sistema elettronico del veicolo registra all’istante quanta acqua sta cadendo sul vetro, e comunica la rilevazione al motorino del tergicristallo, per regolarne la velocità.

Monitoraggio del conducente e allerta in caso di colpi di sonno durante la guida

Il rilevatore di stanchezza si incarica di registrare il grado di affaticamento del conducente. I principali tipi sono due:

• Rilevatore di stanchezza a tempo;
• Rilevatore di stanchezza reale.

Il dispositivo di rilevamento stanchezza a tempo sfrutta il computer di bordo, che misura quanto tempo il motore è in funzionamento e la vettura è in marcia, e continua la registrazione fino al momento in cui il guidatore non spegne il veicolo. Dopo un certo periodo di tempo (90 minuti o 120 minuti), il rilevatore di stanchezza emette un segnale acustico, e la visualizzazione di una scritta sul display. Si tratta, quindi, di un sistema che suppone l’effettivo affaticamento del conducente, più che misurarlo a tutti gli effetti: ritiene, cioè, che sia opportuno effettuare una breve sosta dopo un’ora e mezza o due ore di guida continua.

Il rilevatore di stanchezza reale, invece, ha un funzionamento più complesso (ed anche per questo costa un po’ di più): alcuni sensori installati nell’abitacolo controllano costantemente il volto del guidatore, registrano quante volte si battono le palpebre, i mutamenti di espressione sul viso che vengono interpretati come possibili sbadigli, capta eventuali ed improvvisi cambi di corsia senza che la “freccia” sia stata azionata, così come un allentamento della presa delle mani sul volante.

Monitoraggio dei punti ciechi

Particolarmente utile per tenere sotto controllo tutto quello che avviene nella zona posteriore-diagonale della vettura (quella che, cioè, rimane di solito al di fuori della visuale permessa dagli specchi retrovisori esterni), il Blind-spot Assist controlla gli angoli ciechi del veicolo, in modo da evitare il rischio di un incidente in manovra oppure durante una fase di sorpasso.

Il funzionamento del dispositivo di controllo degli angoli ciechi è simile a quello dei sensori di parcheggio: si tratta di radar di prossimità, con sensori che inviano segnali radio e ne registrano in tempo reale la risposta. Se un altro veicolo, un pedone oppure un ostacolo entra all’improvviso nel campo d’azione del rilevamento angoli ciechi, si ha un rimbalzo ed un ritorno al sensore delle onde radio, con relativa misurazione di distanza e posizione dell’ostacolo da evitare. L’avviso può avvenire in diversi modi:

• Spia luminosa, il più delle volte collocata nello specchio retrovisore esterno;
• Un segnale acustico;
• Un sistema che fa vibrare leggermente il volante.

Parking Assist

Attraverso il Parking Assist, cioè il sistema di parcheggio automatico, la ricerca del parcheggio, il calcolo dello spazio che serve e l’impostazione delle manovre vengono gestite in autonomia dall’elettronica di bordo. Quello che il conducente deve fare è agire sull’acceleratore, sul cambio e sui freni.

Il sistema di assistenza in parcheggio è conosciuto anche con altri nomi: Parking Assist, Prk Assist, Parktronic e Advanced Parktronic, Active Park Assist.

Il suo funzionamento avviene per mezzo di sensori ad ultrasuoni: quando il conducente viaggia a velocità limitata ed a poca distanza dal limite della carreggiata, viene monitorato lo spazio libero esistente fra le vetture già parcheggiate mentre l’auto vi transita a fianco. Quando viene individuato uno spazio sufficiente per effettuare la manovra (almeno un metro più della lunghezza del veicolo), il sistema di bordo posiziona il veicolo nella posizione più corretta per l’effettuazione della manovra. Il conducente deve soltanto agire sul cambio, inserendo la retromarcia, e regolare il gas con attenzione, mentre la fase di sterzata e di ingresso nel poso libero viene controllato in autonomia dal dispositivo di ausilio.

Assistenza nel traffico

Molte autovetture provviste di ADAS di Livello 2 vengono equipaggiate con il Traffic Assist, o Traffic Jam Assist: un dispositivo che abbina le funzionalità del Cruise Control adattivo e del Lane Assist, in modo da offrire una guida meno stressante nel caso in cui si incontrino congestionamenti o code. Serve, in effetti, per calcolare – mediante la videocamera anteriore e i sensori radar – la distanza fra la propria auto e i veicoli che la precedono, e – nel caso in cui il traffico è particolarmente intenso e la velocità moderata (in genere fino a 60-65 km/h) – azionare in automatico l’acceleratore e i freni per mantenere il veicolo in corsia.

30/12/2022

fonte: Motori.it