La strada è lunga, tortuosa e senza punti di riferimento, comporta costi alti, rischi e investimenti notevoli

 

Per raggiungere l’obbiettivo sulla guida autonoma per il momento è meglio affidarsi alla simulazione virtuale, con costi e rischi nettamente inferiori rispetto ai test fisici su strada. Uno degli elementi alla base del funzionamento dell’insieme che permette l’automazione della guida è il radar la cui applicazione, tra l’altro, come avviene per altri componenti utilizzati per la guida autonoma, trova già impiego sulle vetture di serie.

“I sistemi radar forniscono importanti input ai sensori per abilitare un’operatività sicura e affidabile dei veicoli autonomi – spiega Shawn Carpenter, product manager, high frequency electronics di Ansys – Garantire che questi sistemi funzionino senza interferenze, coprano le aree desiderate, non incorrano in problematiche di installazione e forniscano accurati input al sistema di controllo richiede l’utilizzo di una simulazione avanzata. I veicoli autonomi richiedono la continua evoluzione dei sensori del veicolo, che rappresentano “gli occhi e le orecchie” del sistema di controllo, in grado di percepire le caratteristiche operative del veicolo e dell’ambiente in cui si muove. I sensori “alimentano”questi sistemi con dati relativi allo status attuale e all’eventuale evoluzione dell’ambiente circostante. Sia il funzionamento che la sicurezza dipendono dalla precisione del sistema”.

Per il suo funzionamento il radar automobilistico utilizza frequenze di onde millimetriche rilevano a lungo raggio oggetti e ostacoli, come pure per tracciare la velocità e la direzione dei vari elementi, dai pedoni, agli altri veicoli, guardrail…, intorno al veicolo.

Tre invece le principali classi di radar utilizzate nei sistemi di sicurezza attiva per automobili: Short-range radar (SRR) per allarmi in prossimità di collisioni e per supportare le funzionalità di parcheggio assistito. Medium-range radar (MRR) per controllare gli angoli del veicolo, eseguire il rilevamento di punti ciechi, osservare il crossover di corsia di altri veicoli ed evitare collisioni laterali o negli angoli.   Long-range radar (LRR) per sensori “lungimiranti”, cruise control adattivo (ACC) e funzioni di rilevamento precoce di collisione.

“I radar automobilistici di oggi integrano una tecnologia che 20 anni fa poteva essere reperita solo nei laboratori di ricerca avanzata dei settori aerospaziale e difesa – aggiunge lo specialista della Ansys – Affinché i produttori di automobili possano ottenere i massimi benefici di questa tecnologia – tra cui integrazione a livello di chip, miniaturizzazione di package e sensori, numero inferiore di parti, minor consumo energetico e prestazioni più elevate – devono utilizzare modellazione e simulazione in modo ottimale per soddisfare i ritmi frenetici imposti dalle“tabelle di marcia” dello sviluppo e requisiti di performance davvero impegnativi. La simulazione radar può essere impiegata per progettare singoli componenti (antenna e array), sviluppare un sistema – comprese installazioni radar e veicolo – o progettare perfino un prototipo digitale: un sistema virtuale di sistemi radar multipli, il veicolo stesso e il suo ambiente”.

Secondo la Ansys, la modellazione e la simulazione ad alta frequenza offrono enormi opportunità per risparmiare tempo e costi nella progettazione e sviluppo dei sensori radar poiché grazie alla simulazione, gli ingegneri sono in grado di prototipare e “sintonizzare” virtualmente le topologie dell’antenna in tempi brevi, senza necessità di fabbricazione. Possono testare le varianti dell’antenna in modo efficace ed efficiente per capire il loro comportamento in una varietà di condizioni strutturali e ambientali ed ottimizzare gli elementi e gli array di antenne multicanale con sforzi e costi minimi, oltre a realizzare un unico prototipo da testare alla fine.

“Una volta sviluppato, il progetto – o prototipo – va valutato come se fosse installato sul veicolo. – aggiunge Carpenter – Molti sensori radar sono montati sul paraurti posteriore o nella parte frontale (fascia). Gli effetti proximity del progetto possono influenzare le prestazioni del radar, in particolare la capacità dell’antenna di focalizzarne l’energia. Il costruttore sviluppa un progetto di paraurti e fasce che deve essere sia aerodinamico che esteticamente gradito agli acquirenti. Le particolari caratteristiche di una forma che soddisfano requisiti estetici potrebbero tuttavia avere un impatto negativo sulle prestazioni di un sensore radar integrato o nascosto. In passato, gli effetti dell’interazione radar-fascia e radar-paraurti venivano valutati attraverso la cooperazione tra il produttore del sensore e il costruttore del veicolo ed era un processo iterativo basato sulla prototipazione trial-and-error, che comportava tempi e costi di sviluppo considerevoli in caso di retooling dei prototipi se l’auto doveva essere riprogettata. La modellazione e la simulazione riducono questo processo da nove mesi a pochi giorni”.

I radar quindi svolgono un ruolo centrale nei sistemi di sicurezza e devono essere testati con i sistemi di controllo del veicolo e gli algoritmi per convalidarne il funzionamento e, secondo la Ansys, senza il beneficio della modellazione e della simulazione, ciò richiederebbe di “percorrere molte miglia” di test. Grazie a questi processi quindi i test possono essere eseguiti per qualsiasi scenario immaginabile. (m.r.)

 

 

Redazione Fleetime