Guida autonoma livelli 0, 1, 2, 3, 4, 5! Cos’è e come funziona

Occhio alle auto che guidano da sole, quelle a guida autonoma! Le nostre automobili già oggi integrano sempre più dispositivi di assistenza alla guida (ADAS) ma i sistemi di assistenza alla guida sono sempre più “invasivi” sul controllo della vettura: presto le automobili riusciranno a guidare da sole senza nessuno al volante! Su questo futuro tecnologico dell’auto ci sono favorevoli e contrari anche a seguito di diversi incidenti che si sono verificati negli anni, come quello più eclatante dove perse la vita una signora investita in bicicletta dall’auto di Uber.

Guida autonoma, tu leggi e lei guida

Arriverà l‘auto senza pilota, senza autista, solo con i passeggeri a bordo, quella a guida autonoma! Potrai fare altro, come leggere o guardare un film mentre lei guida in totale autonomia. E questo è già realtà con la guida autonoma di livello 3 già proposta da Mercedes-Benz e BMW. Cerchiamo di capire qualcosa in più sull’auto a guida autonoma, i livelli di guida autonoma, la normativa ed i dispositivi sui cui si appoggia per gestire le funzioni dell’auto.

Cos’è la guida autonoma? Come funziona l’auto a guida autonoma? Quali sono i livelli di guida autonoma?

Ma cosa si intende per “auto a guida autonoma“? Si dice che l’auto è a guida autonoma quando è in grado di svolgere autonomamente ciò che un guidatore fa per guidare un’auto.
Attraverso diversi dispositivi come radar, lidar, GPS, telecamere e sensori l’auto è in grado di avanzare anche da sola.

Insomma, con guida autonoma si intende il risultato della simbiosi di dispositivi di ausilio alla guida e di sistemi di rilevamento dell’ambiente circostante la vettura che permetterà in un prossimo futuro di affidare il controllo dell’auto unicamente al calcolatore, che sarà in grado di gestire motore, cambio, sterzo e freni in piena sicurezza. Quasi tutte le case auto puntano oggi sui sistemi di assistenza alla guida, di cui molti obbligatori, che sono gli elementi base per una futura guida autonoma 100% che arriverà con il livello 5.

Livello di guida autonoma

La guida autonoma viene divisa in livelli successivi, nei quali la “profondità” di intervento degli automatismi è crescente. Sono essenzialmente 6 dal livello 0 al livello 5. 

Guida autonoma LIVELLO 0

Sono a livello di guida autonoma “zero” le automobili dotate di sistemi di sicurezza che possono intervenire solo in determinate situazioni di guida come il superamento della linea di carreggiata (line assist) o segnalare la presenza di un ostacolo all’interno dell’angolo morto. A livello zero nessun dispositivo prende il controllo dell’auto.

Guida autonoma LIVELLO 1

Nel livello 1 le auto dotate di sistemi di assistenza alla guida che agiscono su sterzo, acceleratore e freni, come il mantenimento della corsia e il cruise control adattivo, ormai abbastanza diffusi.

Guida autonoma LIVELLO 2

Con il livello 2 i sistemi in grado di evitare una collisione aggirando un ostacolo, rallentare e accelerare per seguire l’andamento del traffico, frenare automaticamente. Anche questi apparati cominciano ad essere disponibili su auto non necessariamente molto costose.

Guida autonoma LIVELLO 3

E’ con la guida autonoma di livello 3 che il pilota automatico è in grado di prendere il comando completo del veicolo e reagire alle istruzioni del conducente che, in determinate condizioni di traffico, può “delegare” al sistema alcune funzioni cruciali per la sicurezza. I primi modelli equipaggiati con guida autonoma di livello 3 sono entrati in commercio nel 2018. Questo sistema lo propone già Mercedes-Benz e BWM sulla serie 7.

Guida autonoma LIVELLO 4

Con il livello 4 l’auto praticamente guida da sola, il guidatore diventa passeggero e agisce su pedali e volante solo in caso di emergenza. Questo tipo di tecnologia è già in fase di sviluppo.

Guida autonoma LIVELLO 5

Con il livello 5 il veicolo è senza pedali né volante. Si è semplici passeggeri passivi totalmente. La Tesla Model 2 dovrebbe essere la prima auto ad utilizzare esclusivamente l’Autopilot.

Guida autonoma normativa

Attualmente la normativa stradale italiana non contempla la possibilità che un’auto possa spostarsi autonomamente; pertanto i prototipi più avanzati, pronti ad essere immessi sul mercato nel giro di circa 5 anni, fanno parte del cosiddetto “livello 4”, ovvero mantengono ancora volante e pedaliera. Il passo successivo sarà quindi la scomparsa completa dei classici comandi di guida.
In America le cose sono diverse: qui la normativa prevede l’uso delle auto a guida autonoma “soltanto in presenza di un guidatore in possesso della licenza di guida, che possa intervenire con prontezza nel caso in cui ci sia qualche malfunzionamento della vettura”.

La Germania, in Europa, è stata la prima nazione ad introdurre una disciplina di legge per regolamentare le auto a guida autonoma con una commissione, e le prime linee guida per le auto senza pilota: devono avere una scatola nera che registri le “criticità del veicolo”.

Guida autonoma, com’è fatta, quali sono i dispositivi

Gli “occhi” dei sistemi più avanzati di guida autonoma sono costituiti da diversi strumenti di rilevazione dell’ambiente circostante. Vediamo in dettaglio quali sono i dispositivi sui quali si basa la guida autonoma.

LIDAR

Laser Imaging Detection and Ranging (Lidar), ovvero scanner laser a fascio multiplo installato frontalmente sulla vettura, che misura la distanza di un oggetto in base alla modalità con cui viene riflesso il raggio emesso. Ha una portata di circa 150 metri,  ed è in grado di distinguere gli oggetti rilevati permettendo al sistema di individuare potenziali pericoli.

RADAR

Radar: forniscono una visuale dettagliata a 360° dell’area attorno all’auto. La velocità e distanza relative degli oggetti sono misurate utilizzando l’effetto Doppler (avvicinamento od allontanamento di un ostacolo) e il ritardo generato dai cambi di frequenza tra il segnale emesso e ricevuto. I trasmettitori rivolti all’indietro sono fondamentali per poter effettuare il cambio di corsia, rilevando i veicoli che sopraggiungono da dietro.

GPS

GPS: il sistema di posizionamento globale ad alte prestazioni funzionerà in sinergia con le mappe digitali in 3D per permettere all’auto di sapere esattamente dove si trova e cosa c’è nell’area circostante. In questo modo la vettura sarà in grado di calcolare il percorso più veloce e libero dal traffico.

SENSORI AD ULTRASUONI

Sensori ad ultrasuoni: aiutano a individuare oggetti alle basse velocità e a piccole distanze. Vengono utilizzati per rilevare oggetti ed eventuali pericoli sulla strada, anche pedoni.

TELECAMERE

Le telecamere rilevano gli oggetti a distanza ravvicinata, individuano pericoli sulla strada davanti alla vettura e monitorano la segnaletica orizzontale e verticale. Alcune auto sono dotate di una telecamera con lente trifocale posizionata nella sezione superiore del parabrezza, che aiuta a rilevare pedoni o un qualsiasi altro utente della strada che compaia all’improvviso.

DATI

Per analizzare i dati di traffico dalla rete il veicolo si collega ad un server che fornisce i dati sulle condizioni del traffico nel percorso scelto. In questo modo la vettura può adeguare in modo “predittivo” la sua velocità a seconda della situazione stradale che andrà ad incontrare.

I dati ricevuti dai sensori vengono gestiti dai microprocessori che “guidano” la vettura, che necessita anche di una connessione a banda larga. In futuro la rete permetterà l’interconnessione delle auto tra di loro e con le infrastrutture “intelligenti” (in Italia ANAS ha pubblicato bandi per “smart road” già dal 2016).

Guida autonoma dispositivi di controllo 

L’automobile a guida autonoma sfrutta i dati rilevati dai sistemi appena esposti per azionare i comandi e i dispositivi di comando. Per esempio, il sistema ideato da Bosch utilizza i seguenti componenti:

ELECTRIC POWER STEERING

Il servosterzo elettrico viene utilizzato per comandare il sistema di sterzata. Per massimizzare la sicurezza si è fatto in modo che l’EPS funzioni anche in caso di guasto, consentendo al guidatore o al sistema di pilota automatico di minimizzare il rischio. Ciò sarà necessario per adempiere alle disposizioni USA sulla guida autonoma.

ELECTRONIC STABILITY PROGRAM

Ovviamente la presenza del sistema elettronico di stabilità è imprescindibile per la guida autonoma. Anche in questo caso, per motivi di sicurezza l’ESP è realizzato in modo da funzionare anche in caso di guasto, installando un sistema di emergenza. L’ESP può frenare in modo indipendente il veicolo senza alcun intervento da parte del guidatore.

HUMAN MACHINE INTERFACE

E’ un sistema di realtà aumentata che aiuterà il guidatore a comprendere e utilizzare intuitivamente il sistema, proiettando nel campo visivo del guidatore informazioni come velocità, suggerimenti di navigazione e avvisi. L’effetto che ne deriverà sarà quello di una fusione di questi elementi virtuali con l’ambiente circostante.

IBOOSTER

È un servofreno che, a differenza di quelli classici, può operare senza la generazione di vuoto da parte del motore a combustione interna e rimane attivo durante la guida a trazione elettrica. Può essere utilizzato in tutti i sistemi di propulsione e trasmissione e, ovviamente, è particolarmente adatto per i veicoli ibridi ed elettrici.

Video guida autonoma Mercedes

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