I progressi nella tecnologia dei chip radar consentono alle automobili di percepire il proprio ambiente come parte di una tendenza più ampia che alla fine porterà a veicoli autonomi.

Attualmente la crescita si concentra sulla fascia alta del mercato, dove i sistemi avanzati di assistenza alla guida (ADAS) aggiungono caratteristiche di sicurezza per prevenire gli incidenti. Gli esperti dicono che questo potrebbe portare a veicoli completamente autonomi entro cinque anni.

Vedrà anche un aumento significativo della spesa. Secondo la Previsione della domanda del sistema automobilistico di Strategy Analytics, le case automobilistiche spenderanno più di 25 miliardi di dollari in sicurezza avanzata nel 2021 - il doppio del valore corrente di mercato di poco più di $ 12 miliardi per il 2015.

Ma ci sono ostacoli: i costi della tecnologia sono ancora elevati e la regolamentazione sta aggiungendo complessità al mercato. I veicoli sono vincolati dallo standard di sicurezza funzionale automobilistico, ISO 26262, che viene introdotto in previsione di una quantità crescente di componenti elettronici incorporati nelle automobili.

Ma anche la regolamentazione e la standardizzazione stanno guidando l'adozione. A livello europeo, lo schema avanzato di Euro NCAP (nuovo programma di valutazione delle autovetture) afferma che solo le auto con caratteristiche autonome otterranno il massimo grado di sicurezza a cinque stelle. Di conseguenza, la tecnologia radar viene aggiunta alla maggior parte dei nuovi veicoli.

Le tecnologie radar avanzate vengono utilizzate per impedire ai veicoli di colpire l'un l'altro in primo luogo: si tratta di un passaggio dai sistemi di "sicurezza passiva" come gli airbag alla "sicurezza attiva", come Strategy Analytics "Ian Riches, director for the automotive" servizio di elettronica, spiega.

Progressi nel radar

Il radar è una tecnologia molto robusta: funziona in presenza di nebbia, neve e quando il sensore è sporco, afferma Wim Van Thillo, ricercatore senior della linea di programmi Green Radio, Imec: "Ed è per questo che il settore automobilistico conta sul radar".

Imec ha recentemente annunciato il primo trasmettitore radar da 79 GHz in semplice CMOS digitale da 28 nm con una potenza di uscita di 10 dbm. Questo, si dice, è "il primo chip radar ad alta risoluzione per le masse" e potrebbe ridurre il costo della tecnologia.

In futuro, dice Van Thillo, ci saranno due tecnologie integrate nei veicoli: radar e sistemi ottici. 'I dati saranno fusi e lavoreranno insieme. Il radar è robusto e l'ottica è migliore nel trovare oggetti come i segnali stradali e la lettura dei segnali stradali ", afferma.

Secondo Riches, telecamere, radar e lidar (una tecnologia di telerilevamento che misura la distanza illuminando un bersaglio con un laser e analizzando la luce riflessa) sono la chiave per il futuro dell'industria automobilistica. 'I radar sono usati per l'acquisizione del bersaglio e intervalli da medio a lungo; le telecamere sono più corte. I Lidar sono usati come scanner, eseguendo una scansione a 360 ° dell'ambiente. "

Il radar automobilistico è composto da LRR, MRR e SRR (radar a lungo raggio, radar a medio raggio e radar a corto raggio). Attualmente ci sono sistemi radar per autoveicoli a 24 GHz, 77 GHz e 79 GHz. I radar a 77GHz sono utilizzati per applicazioni adattive di controllo automatico della velocità e potrebbero essere utilizzati anche per evitare incidenti.

Secondo Liam Devlin, CEO di Plextek RF Integration: "I radar a 24 GHz sono utilizzati per applicazioni a corto e medio raggio come il radar anti-collisione e il rilevamento di punti ciechi. Ma c'è una grande spinta per spostare tutti i radar automobilistici sulle bande 77GHz e 79GHz ed è possibile che le bande a 24GHz vengano eliminate gradualmente. "

Una delle prime applicazioni per le auto radar è stata il sistema Volvo City, che offriva un freno automatico a bassa velocità, spiega Andy Birnie, responsabile della progettazione di sistemi automobilistici presso Freescale - che produce diversi prodotti per lo spazio del mercato dei radar automobilistici. "Se stai guidando e vieni ai semafori, si romperà. Può essere utilizzato per frenate di emergenza, quindi per collisioni a bassa velocità è fantastico. Non è soprattutto per la sicurezza, perché le persone non tendono a farsi male a questa velocità, ma risparmiano un sacco di soldi ".

Il radar è molto bravo a rilevare la portata, secondo Birnie. '24GHz funziona per brevi distanze come l'inversione della macchina. Per un intervallo più lungo, 77GHz è migliore: rimbalza sull'oggetto e misura la distanza. Misuralo ripetutamente e può dire quando qualcosa si sta avvicinando o allontanando. Ma non ti dice dove si trova l'oggetto: la fotocamera fa questo. La combinazione di entrambi è economica ed efficiente. "

Applicazioni radar

Le applicazioni radar includono il cruise control adattivo, l'assistenza agli urti laterali e il rilevamento dei punti ciechi. Un'altra grande area è l'evitare le collisioni, afferma Birnie. "L'evitamento delle collisioni può avvisarti o presumere che sei un po 'dozy e guidare anche per te. Nel frattempo, il rilevamento dei punti ciechi può rimetterti in posizione. "

I radar stanno anche abilitando il parcheggio automatico: "Puoi parcheggiare vicino a un parcheggio e l'auto si farà retromarcia", spiega Birnie.

Un altro caso d'uso interessante è sul lato visivo: il sistema può guardare i segnali stradali e leggere tali informazioni, come ad esempio un limite di velocità di 30 km / h. "Ti dice che stai raggiungendo il limite di velocità. Non ti rallenta, ma potrebbe farlo dopo ", dice Birnie. Nel frattempo, una combinazione di due telecamere e radar può controllare il tempo.

Nonostante le molteplici applicazioni - e un veicolo recentemente presentato dal gigante del software Google - le auto completamente autonome non sono ancora del tutto pronte. Un veicolo veramente autonomo sarà come un taxi - in grado di guidare da solo, indipendentemente dal fatto che il proprietario abbia bevuto, per esempio. Ma al momento, queste macchine restituiscono il controllo all'autista non appena non sono in grado di gestire qualcosa.

"Ci sono cose che accadono sulla strada che la tecnologia non è in grado di far fronte al momento", dice Birnie. 'C'è sempre la clausola get-out di passare il controllo all'autista. È facile immaginare un'auto autonoma in un ingorgo stradale o se ci sono altre tre auto sulla strada. Ma quando arrivi a un incrocio e qualcuno salta la luce rossa, non puoi prevederlo. "

Pertanto, è improbabile che veicoli completamente autonomi appariranno sul mercato di massa per almeno sei anni, afferma Riches. "Le auto non saranno guidate da sole, ma guarderanno e prenderanno il sopravvento quando necessario. La tua prossima auto sarà più automatizzata dell'ultima. "

Tra gli ostacoli che impediscono il verificarsi di automobili autonome, quelli legali sono i più difficili, afferma Riches. "Una delle domande chiave è: chi è il responsabile? Al momento, se l'auto si blocca, è colpa tua ».

Costi in declino

Inoltre, i costi della tecnologia possono essere significativi. Ad esempio, la scansione di lidari realizzati da aziende come Velodyne può costare decine di migliaia di dollari.

I radar costano circa $ 100 per le versioni a corto raggio e le telecamere sono intorno ai $ 50, dice Riches. "Al momento c'è un costo significativo, ma come con tutte le tecnologie digitali questo si ridurrà nel tempo man mano che i volumi saliranno".

E a più lungo termine - in pochi decenni - le automobili autonome potrebbero effettivamente ridurre i costi. 'Se riesci a ridurre drasticamente il costo di colpire un'auto, hai bisogno di otto airbag o di una gabbia d'acciaio?' chiede Riches. "Se riduci drasticamente il costo, l'auto stessa potrebbe essere più economica, più leggera e avere un motore più piccolo".

Auto connesse

Un'altra area di dibattito è il modo in cui la macchina deve essere connessa. "Puoi aiutare molto la macchina se si connette con altri veicoli e infrastrutture", afferma Riches.

Ad esempio, la comunicazione tra auto e auto può aiutare a prevenire incidenti. 'Se tutto inizia a sbattere i freni, il messaggio potrebbe andare in auto in macchina', dice Riches. "Ma funzionerà solo se un numero sufficiente di veicoli avrà i sistemi. È pollo e uovo. "

Ci sono anche degli standard emergenti in materia di 802.11ac Wi-Fi e LTE, afferma Riches. "Un sacco è stato fatto nelle aree 802.11, ma ottenerlo è un problema: la prima macchina in cui la si inserisce non ha niente con cui parlare".

Coloro che pensano che LTE sia meglio sostengono che le reti vengono inserite in ogni caso e, oltre ad equipaggiare i veicoli, la tecnologia può essere utilizzata per alimentare app "di avviso" sui telefoni.

"Ma è così robusto?" chiede Riches. 'La latenza LTE è relativamente bassa; e il telefono potrebbe rimanere senza batteria. Chi è coinvolto nella sicurezza di base dice che non è abbastanza buono. "

Immagine di credito: Skitterphoto / Pexels

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