Articoli di approfondimento - Sensori per la sicurezza
Guardate il comparto motore di un'automobile moderna e vi sarà chiaro che i tempi in cui si armeggiava con il motore sono finiti. Tutti i componenti del veicolo e i sottosistemi si basano su sensori intelligenti e complesse unità di controllo elettronico per implementare le funzioni di sicurezza e comfort. Le tecnologie avanzate sono ampiamente adottate: dai sistemi di navigazione e di comunicazione basati sul GPS e compatibili con gli smartphone a complessi motori ibridi e controlli dinamici dell'efficienza del carburante. Quello che però vogliamo tutti in definitiva è un veicolo che ci permetta di arrivare dal posto A al posto B tutti interi. La sicurezza prima di tutto. Certo, i produttori di automobili applicano le loro migliori conoscenze e capacità per i sistemi di sicurezza, quindi tutto dai freni ABS, la protezione elettronica anti slittata e il sistema di comunicazione di emergenza eCall che presto diventerà standard, usano gli ultimi ritrovati dei sensori intelligenti e dei sistemi di controllo. Un progetto finanziato attraverso il Settimo programma quadro (7° PQ) ha sostenuto i ricercatori e i produttori di automobili nello sviluppo dei prodotti per la sicurezza di prossima generazione. Il progetto ADOSE ("Reliable application specific detection of road users with vehicle on-board sensors") si è occupato in particolare dello sviluppo di nuovi sensori che possono essere integrati in sofisticati sistemi di sicurezza a bordo. Il progetto ha svolto le sue attività in parallello ad altri progetti su larga scala (per es. INTERACTIVE, HAVE-IT) che hanno esaminato lo sviluppo di sistemi di sicurezza piuttosto che di dispositivi di rilevazione. Tecnologie rivoluzionarie I partner di ADOSE hanno adottato cinque tecnologie di rilevazione per costruire prototipi e soluzioni rivoluzionari, con prestazioni maggiori o costi più bassi rispetto all'attuale livello della tecnica. I prototipi di sensori sono stati integrati in sistemi pilota che possono rilevare ostacoli, misurare distanze e stimare la visibilità. Il Far infrared (FIR) imager e una serie di processi di stampaggio per l'ottica a infrarossi lontani sono stati sviluppati per abbassare i costi di componenti chiave nei sistemi di visione notturna delle auto. "La visione noturna è soltanto un'opzione per auto di lusso al momento," dice Herrmann del Robert Bosch, "ma i tassi di collisione potrebbero ridursi drasticamente se diventasse un sistema di sicurezza standard. Volevamo rendere la visione notturna appetibile e mettere questa tecnologia alla portata di un mercato più ampio. Dovevamo sviluppare un sensore che fosse considerevolmente più economico da produrre rispetto ai sistemi attualmente sul mercato." Il team di ADOSE ha sviluppato anche un "sensore ottico multi funzione" (MFOS) che misura i parametri ambientali (come la nebbia, la pioggia, la luce crepuscolare). Queste informazioni possono integrare i dati relativi alla guida (come vedere altri veicoli) in tempo reale. Il dispositivo MFOS si basa su una guida luminosa ottica in plastica a basso costo associata a un imager standard "metallo-ossido-semiconduttore complementare" (CMOS). Il terzo dispositivo è una macchina fotografica 3D (3DCAM) in grado di riconoscere e misurare le distanze dagli oggetti che viaggiano ad alta velocità come i veicoli in arrivo. È adatta per i sistemi di allarme pre-collisione. La sicurezza stradale non riguarda solo la protezione dei guidatori, ovviamente, anche i pedoni e i ciclisti, che di solito hanno la peggio nelle collisioni, trarranno beneficio dalla ricerca di ADOSE. Il progetto ha sviluppato un sistema radar che localizza gli ostacoli e identifica in modo inequivocabile gli utenti della strada forniti di transponder passivi e attivi (tag RFID). Il progetto ha integrato l'elaborazione del segnale nel sistema radar per aiutare a eliminare il "rumore" di fondo e ad attenuare gli effetti delle condizioni meteorologiche difficili. L'ultimo prototipo è un innovativo "sensore stereo in retina di silicio" (SRS). Questo sistema è un sensore a basso costo, ispirato alla biologia, per una rilevazione dell'oggetto molto veloce e che necessita di meno energia. Il sensore è in grado di individiare oggetti che si muovono velocemente rispetto al sensore (e al veicolo) in tempo reale, grazie a una tecnica di "stereo-matching" simile al modo in cui la nostra visione binoculare ci permette di stimare le distanze. "La tecnologia SRS è stata riconosciuta dall'industria come un tipo di sensore molto nuovo," dice Fresolone dell'Istituto austriaco di tencologia. "Questo nuovo metodo per la rilevazione degli oggetti, ispirato ai processi biologici, è adatto a varie applicazioni come la rilevazione del traffico sul ciglio della strada e il conteggio delle persone, siamo già alle prime fasi di trattative con diverse aziende di ingegneria riguardo l'uso della tecnologia SRS per una serie di applicazioni nel campo della sicurezza stradale." Dimostrare il valore Alcuni dei prototipi di sensori di ADOSE sono stati testati a novembre 2011 su due veicoli di prova presso il circuito del Centro Sicurezza di Orbassano. Come spiegato da Pallaro, il coordinatore di ADOSE, del Centro di ricerca della Fiat, "sono stati condotti diversi test realistici, abbiamo testato i sensori ADOSE nelle principali situazioni in cui mostrano prestazioni competitive rispetto alla tecnologia odierna." I test hanno permesso la convalida dei dispositivi di rilevazione installati in condizioni realistiche all'aperto e si prevede la loro futura adozione in sistemi di sicurezza. La ricerca che ha creato la tecnologia MFOS ha generato un sensore CMOS altamente dinamico da parte di ST Microelectronics, con microlenti e filtri colorati, che può essere fatto a prezzi di produzione competitivi. Il sensore andrà in produzione non appena sarà firmato un accordo commerciale con un fornitore. Anche il radar armonico e il sistema di tag passivi/attivi sta generando interesse commerciale tra le organizzazioni al di fuori del consorzio, che adesso stanno collaborando per raffinare la tecnologia e costruire un prototipo commerciale. Sentire il futuro? "Sviluppando tecnologie di rilevazione adatte all'uso industriale abbiamo contribuito alla leadership europea nel settore dei sistemi di sicurezza intelligenti e all'espansione di questo mercato emergente," dice Pallaro. "Adesso queste tecnologie sono in varie fasi di sviluppo, collaudo o perfezionamento e speriamo di vedere ulteriori miglioramenti nella sicurezza stradale nei prossimi anni." Il progetto ADOSE ha ricevuto 6,1 milioni di euro di finanziamenti per la ricerca (del bilancio totale del progetto di 10,2 milioni di euro) nell'ambito del Settimo programma quadro dell'UE (7° PQ). Link utili: - Sito web "Reliable application specific detection of road users with vehicle on-board sensors" - Scheda informativa del progetto ADOSE su CORDIS - Sito web del progetto INTERACTIVE - Sito web del progetto HAVE-IT Articoli correlati: - Road safety: the uncrashable car?