La guida autonoma
necessita di un'approfondita esperienza sui numerosi sistemi presenti sulle
vetture - Ridondanza necessaria nei
sistemi cruciali per la sicurezza, come i freni e lo sterzo - Bosch produce internamente molti dei
componenti necessari per la guida autonoma
- Per un riconoscimento ambientale affidabile è necessario
combinare dati da diversi sensori
La guida autonoma coinvolge influisce su tutta l'automobile:
i sistemi di propulsione e trasmissione, i freni, lo sterzo, gli strumenti di
visualizzazione, la navigazione e i sensori, così come la connettività
all'interno e all'esterno del veicolo. La chiave del successo, quindi, è la
comprensione approfondita di tutti i sistemi del veicolo. Pochi fornitori del
settore automotive al mondo dispongono delle stesse conoscenze di Bosch in
questo campo anche perché il fornitore di tecnologia e servizi produce la
maggior parte dei componenti necessari per la guida autonoma.
Di seguito i principali sistemi:
Connected Horizon:
I veicoli automatizzati si affidano a informazioni relative all'ambiente
circostante che vanno al di là di quelle captate dai sensori. Per esempio, i
veicoli richiedono dati sul traffico in tempo reale relativi a ingorghi e
incidenti. Per ottenerli è necessario collegare il veicolo a un server e per
questo Bosch ha sviluppato la sua soluzione Connected Horizon. Questo sistema
permette un'anteprima dinamica del percorso e i corrispondenti adeguamenti alla
strategia di guida. Connected Horizon è la soluzione che permette ai veicoli
automatizzati di guardare avanti. Questo è un vantaggio in termini di comfort e
sicurezza dell'esperienza di guida. Per esempio, i veicoli connessi vengono
avvertiti in anticipo dei punti di pericolo prima di una curva cieca o della
sommità di una collina e possono rallentare per prepararsi.
Electric Power
Steering (EPS): Il sistema Electric Power Steering (EPS) con funzionamento
a seguito di avaria è una funzione che consente al guidatore o al sistema di
pilota automatico minimizzare il rischio pur mantenendo un supporto allo sterzo
elettrico di circa il 50% (nel raro caso di un guasto singolo). Questa
tecnologia consentirà agli OEM di adempiere alle disposizioni sulle strategie
di fallback proposte nei documenti Federal Automated Vehicles Policy dal
Dipartimento dei trasporti degli Stati Uniti d'America e dalla National Traffic
Highway Safety Adminstration.
Sistema elettronico
di stabilità (ESP): Anche il sistema elettronico di stabilità svolge un
ruolo essenziale nella guida autonoma. Delegare la responsabilità della guida
al veicolo richiede che i sistemi critici per la sicurezza, come i freni,
soddisfino requisiti speciali. Per avere il massimo controllo di questi sistemi
in caso di guasto, è necessario creare ridondanza nel sistema come forma di
protezione. In questo caso, il sistema elettronico di stabilità e il servofreno
elettromeccanico iBooster possono frenare in modo indipendente il veicolo senza
alcun intervento da parte del guidatore.
HMI: La guida
autonoma cambierà l'interfaccia uomo-macchina e introdurrà concetti moderni di
comunicazione tra auto e guidatore. Il guidatore deve essere in grado di
comprendere e utilizzare intuitivamente il sistema. Con i suoi innovativi
strumenti di visualizzazione, Bosch sta già offrendo soluzioni promettenti
anche in questo campo: il quadro comandi TFT, per esempio, offre la massima
flessibilità nell'elaborazione combinata con l'eccezionale chiarezza.
Utilizzando gli HUD, Bosch posiziona direttamente nel campo visivo del
guidatore informazioni come velocità, suggerimenti di navigazione e avvisi.
Queste informazioni vengono visualizzate e proiettate a una distanza di circa 2
metri davanti al veicolo "fondendosi" con l'ambiente circostante.
iBooster: Con
l'iBooster, Bosch ha sviluppato un servofreno a controllo meccanico che può
operare senza la generazione di vuoto da parte del motore a combustione interna
e rimane attivo durante la guida a trazione elettrica, soddifando i requisiti
dei moderni sistemi frenanti. Può essere utilizzato in tutti i sistemi di
propulsione e trasmissione ed è particolarmente adatto per i veicoli ibridi ed
elettrici, aumentando la loro autonomia fino al 20%. Nell'iBooster, il sensore
di corsa del pedale integrato registra l'attivazione del pedale del freno e la
trasmette all'unità di controllo. L'unità di controllo calcola il segnale di
attivazione per il motore elettrico che utilizza una trasmissione a due fasi
per convertire la propria coppia nella potenza ausiliaria necessaria. In un
cilindro principale standard, la potenza fornita dal booster viene trasformata
in pressione idraulica.
Mappe: Senza
mappe aggiornate ad alta risoluzione non può esistere guida autonoma. Le mappe
forniscono ai veicoli informazioni sui cambiamenti delle condizioni del
traffico, come ingorghi o cantieri, che non rientrano nell'area che può essere
monitorata dai sensori a bordo. I sensori radar e video di Bosch catturano e
trasmettono importanti dati sul traffico in tempo reale per la creazione di
mappe ad alta risoluzione per la guida autonoma.
Sensore lidar: Oltre ai sensori radar, video e a ultrasuoni,
Bosch utilizza anche sensori lidar nei suoi prototipi di veicoli automatizzati.
I vari principi dei sensori si completano a vicenda molto bene e combinano dati
per assicurare un riconoscimento affidabile dell'ambiente circostante. I
veicoli autonomi utilizzano questi dati per derivare le proprie strategie di
guida. Bosch considera i sensori lidar un'importante aggiunta al proprio
portfolio.
Sensore radar:
Tra le caratteristiche principali, i sensori radar forniscono importanti
informazioni a 360 gradi sull'ambiente circostante entro una distanza fino a
250 metri per i veicoli automatizzati. Il compito principale di un sensore
radar è rilevare gli oggetti e misurare la loro velocità e posizione relativamente
al movimento del veicolo. Inoltre, i sensori radar Bosch inviano onde radio a
modulazione di frequenza comprese tra 76 e 77 GHz tramite un'antenna di
trasmissione. Queste onde sono riflesse dagli oggetti che si trovano davanti al
veicolo. La velocità e distanza relative degli oggetti sono misurate
utilizzando l'effetto Doppler e il ritardo generato dai cambi di frequenza tra
il segnale emesso e ricevuto. Confrontando l'ampiezza e la fase dei segnali
radar misurati è possibile trarre una conclusione sulla posizione dell'oggetto.
Sensori ad
ultrasuoni: I sensori ad ultrasuoni sono necessari nella guida autonoma
principalmente per il riconoscimento dell'ambiente vicino, fino a 6 metri e a
basse velocità, come in fase di parcheggio. I sensori impiegano la tecnica del
sonar, utilizzata, per esempio, anche dai pipistrelli nella loro navigazione.
Emettono brevi segnali ad ultrasuoni che vengono riflessi dagli ostacoli. Le
eco sono registrate dai sensori e analizzate da un'unità di controllo centrale.
Sensore video:
Con un campo di misurazione 3D di oltre 50 metri, la videocamera stereoscopica
di Bosch fornisce importanti informazioni ottiche sull'ambiente circostante il
veicolo. Ciascuno dei due sensori di immagine altamente sensibili, dotati di
tecnologia di riconoscimento dei colori e semiconduttore complementare a ossidi
metallici (CMOS), ha una risoluzione di 1280 x 960 megapixel e può processare
contrasti estremi. La distanza tra gli assi ottici delle due lenti è di soli 12
centimetri. La videocamera stereoscopica cattura gli oggetti a livello spaziale
e calcola la loro distanza. Inoltre, identifica gli spazi vuoti. Le
informazioni provenienti dal sensore sono combinate con i dati provenienti da
altri principi dei sensori per generare un modello dell'ambiente circostante
per i veicoli automatizzati.
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