L’elettronica di bordo di una vettura moderna non si limita più a correggere gli errori del conducente nell’istante in cui si manifestano. Accanto ai sistemi di controllo di guida ormai consolidati, come ABS, TCS ed ESP, che intervengono in modo reattivo quando l’aderenza è già compromessa, si è affermata una seconda famiglia di dispositivi: gli ADAS, sigla di Advanced Driver Assistance Systems, ovvero sistemi avanzati di assistenza alla guida. La differenza è sostanziale: i primi leggono esclusivamente lo stato del veicolo (velocità delle ruote, angolo di sterzo, accelerazioni) e correggono una situazione già in atto, i secondi osservano ciò che accade all’esterno dell’abitacolo e agiscono in anticipo, per evitare che la situazione critica si presenti. Non sono peraltro una dotazione riservata alle vetture di fascia alta: il Regolamento europeo 2019/2144 ne impone diversi su tutte le vetture di nuova omologazione.
Come la vettura percepisce l’ambiente
Perché una funzione di assistenza possa esistere, la vettura deve costruirsi una rappresentazione di ciò che la circonda. Il compito è affidato a quattro tipologie di sensori, ciascuna con pregi e limiti precisi:
- Radar
- Telecamere
- Sensori a ultrasuoni
- Lidar
Il radar emette onde radio e ne misura l’eco di ritorno, ricavando distanza, velocità relativa e direzione degli oggetti. È il sensore più affidabile con scarsa visibilità, pioggia o buio, ma non riconosce la natura dell’oggetto rilevato. Le telecamere compiono l’operazione opposta: interpretano forme e colori e sono quindi indispensabili per leggere la segnaletica orizzontale, riconoscere i cartelli stradali e distinguere un pedone da un ciclista; risentono però di abbagliamento, nebbia e sporcizia sul parabrezza. I sensori a ultrasuoni, collocati nei paraurti, misurano distanze molto ridotte e solo a bassa velocità: sono quelli dei sensori di parcheggio. Il lidar, infine, ricostruisce con impulsi laser una mappa tridimensionale ad alta risoluzione dell’ambiente; è estremamente preciso ma costoso, e per questo ancora poco diffuso sulle vetture di serie.
Nessuno di questi sensori è sufficiente da solo. La centralina ricorre quindi alla cosiddetta sensor fusion, cioè alla combinazione dei dati provenienti da fonti diverse: se il radar e la telecamera concordano nell’individuare un ostacolo, la probabilità di un falso allarme si riduce drasticamente. Su questa percezione si costruiscono le funzioni di assistenza oggi più diffuse:
- Cruise control adattivo
- Mantenimento della corsia
- Frenata automatica di emergenza
- Monitoraggio dell’angolo cieco
Cruise control adattivo
Il cruise control tradizionale mantiene costante la velocità impostata, ignorando il traffico. Il cruise control adattivo (ACC) aggiunge un secondo obiettivo: conservare la distanza dal veicolo che precede. Un radar frontale, spesso affiancato da una telecamera, misura di continuo la distanza e la velocità relativa del veicolo davanti; la centralina agisce sull’erogazione del motore e, quando necessario, sull’impianto frenante per mantenere l’intervallo scelto dal conducente. Quando la corsia torna libera, la vettura riprende la velocità impostata. Le versioni più evolute, dette Stop & Go, gestiscono anche il traffico congestionato: rallentano fino all’arresto completo e ripartono automaticamente se la sosta è breve. La decelerazione erogata dall’ACC è però volutamente moderata, pensata per il comfort di marcia e non per l’emergenza.
Mantenimento della corsia
È la famiglia di funzioni che più genera confusione, perché sotto denominazioni commerciali simili convivono tre livelli di intervento differenti. L’avviso di superamento della corsia (Lane Departure Warning) si limita a segnalare l’uscita con un suono o una vibrazione sul volante. Il mantenimento attivo della corsia (Lane Keeping Assist) è invece un sistema correttivo: interviene sullo sterzo solo quando la vettura si avvicina alla striscia o la supera, riportandola all’interno, per poi cessare l’azione. Il centraggio in corsia (Lane Centering) è il gradino superiore: corregge la traiettoria in modo continuo per tenere il veicolo al centro della corsia anche quando non è in atto alcuna deriva. In tutti e tre i casi il riferimento è fornito dalla telecamera che legge la segnaletica orizzontale: se le strisce sono usurate, coperte o assenti, la funzione si disattiva e ne dà avviso al conducente.
Frenata automatica di emergenza
La frenata automatica di emergenza (AEB) è la funzione con il maggiore impatto sulla sicurezza ed è oggi obbligatoria in Europa sulle vetture di nuova omologazione. Il sistema confronta la velocità della vettura con la distanza e la velocità relativa degli ostacoli rilevati davanti a essa, calcolando il tempo residuo prima di un possibile impatto. Quando tale valore scende sotto una soglia critica, l’intervento avviene per gradi: dapprima un avviso acustico e visivo, poi una precarica dell’impianto frenante che azzera i giochi e riduce i tempi di risposta, infine, se il conducente non reagisce, una frenata autonoma alla massima decelerazione consentita dall’aderenza. Le versioni più recenti riconoscono anche pedoni e ciclisti. L’obiettivo non è sempre l’annullamento dell’urto, bensì la riduzione della velocità d’impatto e quindi della gravità delle conseguenze.
Monitoraggio dell’angolo cieco
L’angolo cieco è la porzione di carreggiata laterale e posteriore che gli specchietti non riescono a inquadrare. Due radar collocati agli angoli del paraurti posteriore sorvegliano le corsie adiacenti e segnalano un veicolo in avvicinamento tramite una spia nello specchietto retrovisore esterno; se il conducente aziona ugualmente l’indicatore di direzione, l’avviso diventa sonoro e, su alcuni modelli, il sistema esercita una lieve azione correttiva sullo sterzo. Gli stessi sensori alimentano l’avviso di traffico trasversale posteriore, utile in retromarcia quando la visuale è ostruita dalle vetture parcheggiate.
I livelli di automazione SAE
Per collocare correttamente queste funzioni esiste una classificazione internazionale, la norma SAE J3016, che individua sei livelli di automazione. Il livello 0 non prevede alcun intervento automatizzato sulla guida, al più dei semplici avvisi. Il livello 1 assiste su un solo asse di controllo, longitudinale oppure laterale: è il caso del cruise control adattivo impiegato da solo. Il livello 2 combina i due assi, gestendo insieme accelerazione, frenata e sterzo. Dal livello 3 la responsabilità della guida passa al veicolo: il conducente può distogliere lo sguardo, ma deve restare pronto a riprendere il controllo su richiesta del sistema; al livello 4 il veicolo è autonomo entro un ambito operativo definito, al livello 5 in qualsiasi condizione.
La quasi totalità delle vetture oggi in commercio si ferma al livello 2. Ciò significa che il conducente rimane pienamente responsabile della condotta di guida, deve tenere le mani sul volante e lo sguardo sulla strada, e che la vettura ne monitora attivamente presenza e attenzione. Le poche omologazioni di livello 3 finora concesse operano entro limiti molto stretti di velocità, tracciato e condizioni meteorologiche, e la loro diffusione resta marginale. Parlare di guida autonoma per un ADAS di serie è quindi improprio: si tratta di guida assistita, e l’aggettivo fa tutta la differenza.
Resta un aspetto pratico spesso trascurato: gli ADAS richiedono manutenzione. La sostituzione del parabrezza, la riparazione di un paraurti o una variazione dell’assetto impongono la ricalibrazione dei sensori, senza la quale il sistema rischia di interpretare in modo errato ciò che percepisce.
