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[#electronica follow-up]: ADI, veicoli autonomi e sicurezza in auto


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Chris Jacobs, VP Autonomous Transportation and Safety, ci illustra l’impegno di Analog Devices nel campo della guida assistita e autonoma e della sicurezza in ambito automotive.

Electronica 2018 ha offerto l’occasione a tutti i produttori di semiconduttori di mettere in mostra i più recenti prodotti e i risultati delle tecnologie più avanzate.  Ci siamo già soffermati sui prodotti e sulle tecnologie presentate da  Analog Devices in questa occasione; di seguito diamo conto di quanto ci ha illustrato Chris Jacobs – VP Autonomous Transportation and Safety – durante un incontro presso lo stand di ADI a Monaco.

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Chris Jacobs,
VP Autonomous Transportation and Safety,
Analog Devices

 

 

 

D: Lei è Vice Presidente della business unit che si occupa di “Autonomous Transportation e Safety”. In questo caso la parola safety si riferisce alle sole attività di trasporto autonomo o più in generale a tutte le attività legate alla sicurezza dei trasporti?

R: Tutte le nostre attività in ambito automobilistico hanno al centro la parola sicurezza, dai dispositivi più semplici sino ai più complessi sistemi di guida autonoma. Dirò di più. Tutta la nostra tecnologia in quest’ambito è finalizzata a salvare il maggior numero di vite umane. Oggi si parla molto dei sistemi di sicurezza attivi e dei sensori per la guida autonoma, tecnologie nelle quali siamo all’avanguardia; in pochi sanno, però, che Analog Devices, ha un’esperienza più che ventennale nei sistemi di sicurezza passiva a partire dai sensori per airbag e dai giroscopi per il controllo della stabilità. Oggi un quarto di tutte le vetture circolanti utilizza nostri sensori per airbag. Il preciso funzionamento di questi sensori ha consentito di salvare nel corso degli anni decine di migliaia di vite umane. Disponiamo di un portafoglio completo di prodotti inerziali MEMS che sono in grado di affrontare in maniera sempre più precisa tutti gli aspetti della sicurezza passiva.

Questo impegno caratterizza anche i sensori più recenti, come i nostri RADAR e LiDAR con i quali è possibile, tra le altre cose, realizzare sistemi di sicurezza predittiva.  Anche in questo caso abbiamo una lunga esperienza con i nostri chip RF che sono presenti nel 50% di tutti i moduli radar automotive in fase di sviluppo.

 

D: Anche l’aspetto della sicurezza funzionale è di grande importanza in ambito automotive…

R: Garantire elevati standard di sicurezza funzionale è per noi un prerequisito, qualcosa che va oltre gli standard – come l’ISO 26262 – che disciplinano la sicurezza funzionale nel settore automotive. In questo campo, più che in qualsiasi altro settore, anche i processi produttivi e progettuali possono avere una importante ricaduta sulle vite umane.  I requisiti legati alla sicurezza funzionale rappresentano una sfida per i costruttori, i quali non solo devono integrarli fin dalle prime fasi del processo di sviluppo, ma devono anche garantire la sicurezza funzionale dalla progettazione fino alla fine del ciclo operativo rispettando normative, standard e procedure sia attuali che future. Da questo punto di vista, Analog Devices ha sviluppato processi di sicurezza interni e implementato framework aziendale conformi ai requisiti IEC61508 e ISO26262.

 

D: In una recente intervista, Elon Musk, CEO di Tesla, ha affermato che due telecamere in grado di simulare la vista stereoscopica umana dovrebbero essere sufficienti (oltre naturalmente ad un sofisticato software di gestione) per poter realizzare un sistema di guida autonoma. Lei cosa ne pensa?

R: Effettivamente la maggior parte delle informazioni che otteniamo durante la guida provengono da ciò che vediamo. Queste informazioni tuttavia, sono limitate: nonostante gli specchietti, non abbiamo infatti una sufficiente visione laterale o posteriore. Inoltre queste informazioni vengono influenzate e limitate da numerose variabili quali le condizioni meteo,  l’oscurità o il troppo sole, la distanza e le condizioni fisiche del guidatore. Per questo motivo, nonostante le norme stringenti che regolano la circolazione stradale, si verificano ogni anno milioni di incidenti con decine di migliaia di morti. L’uomo al volante, infatti, non può che avere un comportamento reattivo, indirizzato dai propri sensi (principalmente la vista).

I veicoli autonomi, al contrario, sono in grado di funzionare in modalità predittiva, supportati in questo da un maggior numero di sensori che non sono soggetti a stanchezza o sonno e che funzionano sempre al 100%. E quando le condizioni atmosferiche limitano l’impiego di alcuni sensori (come, ad esempio, le telecamere), tutti gli altri continuano a fornire precise informazioni in tempo reale su ciò che accade attorno al veicolo.

Ė la visione tecnologica che noi chiamiamo Drive360 e che, quando completamente matura, produrrà una drastica riduzione degli incidenti e del numero di vittime. Proprio perché le capacità sensoriali e di elaborazione dei sistemi automotive supereranno quelle umane.

Qualsiasi sistema avanzato di assistenza alla guida del futuro deve percepire una visione a 360 gradi intorno all’automobile; uno scudo di sicurezza attorno all’automobile in grado di fornire in tempo reale le corrette informazioni al sistema di elaborazione per poter anticipare, con un processo predittivo, qualsiasi situazione di pericolo.

 

D: In questo ambito quali sono le tecnologie sulle quali punta Analog Devices per rilevare l’ambiente esterno?

R: A nostro avviso sono tre le tecnologie più importanti: RADAR, LiDAR e IMU.

Il RADAR è ampiamente utilizzato nelle applicazioni ADAS (Advanced Driver Assistance Systems) per evitare collisioni tra veicoli, per il monitoraggio dei punti ciechi e per l’assistenza nel cambio corsia. La tecnologia più recente utilizza l’intera banda di frequenza da 76 a 81 GHz e garantisce il massimo delle performance.

Costruita intorno al processo produttivo a 28 nm, offre il massimo   grado di flessibilità nell’integrazione del segnale digitale, con capacità di rilevare in modo affidabile oggetti più piccoli e più veloci a distanze più grandi, assicurando il tempo necessario per prendere decisioni in grado di evitare incidenti.

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Come si vede nella slide di presentazione di questa tecnologia, il sistema presenta una risoluzione inferiore ad un grado, sia in elevazione che sul piano azimutale, ed è in grado di distinguere più facilmente e velocemente oggetti di dimensioni ridotte, fornendo al sistema di elaborazione una raffigurazione dell’ambiente circostante molto più precisa.  Questa tecnologia è in grado di offrire una copertura di 360° tutto intorno all’automobile con sensori di piccole dimensioni e molto efficienti dal punto di vista energetico. 

La seconda tecnologia sulla quale puntiamo è quella LiDAR (Light Detection and Ranging), un RADAR ottico che utilizza gli ultravioletti anziché le microonde, e che sarà la chiave per risolvere le sfide più difficili in questo ambito. Il LiDAR fornisce immagini in 3D dell’ambiente circostante con un elevato livello di definizione. I LiDAR tradizionali, impiegati nei veicoli sperimentali, oltre ad avere un costo elevato, utilizzano per la scansione sistemi meccanici facilmente soggetti a guasti.

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Analog Devices è attualmente focalizzata su progetti LiDAR allo stato solido che utilizzano una lunghezza d’onda di 1.500 nm (Short-Wave IR) anziché la tradizionale lunghezza d’onda di 850-940 nm (Near IR). Questo spettro, oltre a risultare più sicuro per l’occhio umano, garantisce una portata quattro volte superiore ed è meno sensibile alle condizioni ambientali avverse, dall’illuminazione alla presenza di fumo, foschia e polveri in sospensione. I LiDAR funzionanti a 1.500 nm garantiscono una risoluzione dell’immagine acquisita inferiore a 0,1 grado su entrambi i piani.

Infine, i sensori inerziali IMU.

I veicoli autonomi, oltre a percepire l’ambiente circostante, debbono anche rilevare e rispondere alle condizioni stradali, in tutte le condizioni atmosferiche. Gli IMU di Analog Devices combinano nello stesso package accelerometri e giroscopi multiasse, nonché l’elettronica di elaborazione e calibrazione.

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Questi sensori, in combinazione con i ricevitori satellitari per GNSS, contribuiscono a determinare l’esatta posizione, la velocità e la direzione di marcia del veicolo, a prescindere dagli urti e dalle vibrazioni della normale guida.

 

D: Quando ritiene che vedremo le prime vetture autonome circolare sulle nostre strade? Concorda con quanti ritengono che saranno i taxi il “cavallo di Troia” per la diffusione su larga scala delle vetture a guida autonoma?

R: Sicuramente i robotaxi, le navette aeroportuali e i veicoli per la raccolta rifiuti saranno i primi a circolare in modalità autonoma. Ci vorranno ancora 3-5 anni, e probabilmente per il primo periodo il conducente del robotaxi  sarà presente a bordo, pur senza aver alcun ruolo attivo. Ormai non è più un problema tecnologico ma una questione di natura culturale: per abituarci a circolare con un taxi senza autista serviranno alcuni anni e solo allora ci sembrerà normale andare da un concessionario ad acquistare la nostra prima vettura a guida autonoma.

Sempre ammesso che, come prevedono in molti, proprio le vetture a guida autonoma non inneschino un cambiamento epocale nel concetto di mobilità, segnando il passaggio dal concetto di proprietà a quello di  “automobile-as-a-service”.

 

 

 

Arsenio Spadoni

Journalist, ElettronicaIn Publisher & Founder, Futura Elettronica Founder,

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