ADAS: che cosa sono e come funzionano i sistemi di assistenza alla guida

Fino a qualche tempo fa erano prerogativa dei modelli premium, ma negli ultimi anni si è assistito ad una diffusione “di massa” anche nelle auto di classe inferiore. Stiamo parlando di sistemi ADAS auto, ovvero degli Advanced Driving Assistance Systems, che hanno rivoluzionato il concetto di sicurezza del veicolo, con evidenti ricadute sull’ industria automotive e tutta la sua filiera. Perché degli ADAS auto – oggi e ancora più in futuro – non se ne potrà più fare a meno, e la loro presenza sui veicoli sarà sempre più “democratica”. Le auto con ADAS sono infatti in grado di correggere l’errore umano, evitando che una svista o una distrazione possa provocare incidenti; ma possono anche aumentare il comfort di guida, riducendo l’affaticamento del conducente e facendo da viatico alla guida autonoma.

Secondo un’elaborazione dell’Osservatorio Autopromotec su dati Bain & Company, nel 2025 il fatturato del mercato globale degli ADAS sarà di 26 miliardi di dollari, più che triplicato rispetto agli 8 miliardi del 2016. Questo significa che tali sistemi di assistenza alla guida entreranno sempre più massicciamente nelle dotazioni di serie delle autovetture, diventando parte integrante delle tecnologie che condurranno ai vari livelli di guida autonoma.

A guadagnarne sarà ovviamente la sicurezza stradale. Già oggi gli ADAS, secondo uno studio del Boston Consulting Group, possono infatti evitare fino al 30% degli incidenti che ogni anno si verificano sulle strade.

Appare evidente che questi sistemi hanno e avranno un impatto sempre più forte anche per il mondo dell’ aftermarket e dell’autoriparazione, integrandosi con i software auto e diventando parte integrante dell’ architettura elettronica dell’ auto digitale.  Gli operatori indipendenti avranno a che fare sempre più spesso con gli ADAS aftermarket, e se vorranno “tener testa” al circuito delle Case auto dovranno dotarsi al più presto di tutte le competenze, gli strumenti e la formazione per poterli controllare e ricalibrare.

Sistemi ADAS, come funziona: il ruolo dei sensori

ADAS e sensori rappresentano le due facce della stessa medaglia, e il loro nesso è inscindibile. Sono infatti i sensori a procurare tutti i dati – sia esterni che interni al veicolo – che verranno poi processati per far funzionare correttamente i sistemi avanzati di assistenza alla guida. Negli ultimi anni l’evoluzione della sensoristica è corsa a ritmi molto sostenuti, consentendo di monitorare nel modo più accurato possibile l’ambiente circostante un veicolo e anche l’abitacolo stesso. Le ultime tecnologie comprendono radar-full range, LiDAR, telecamere sempre più evolute e sensori acustici, che integrati con potenti processori danno vita a set di sensori che – supportati da software e algoritmi di rilevamento e classificazione – dotano di fatto il veicolo di tutti i “sensi” necessari per rilevare e ricostruire digitalmente l’ambiente in cui si sta muovendo. I radar auto full-range, installati nella parte frontale del veicolo, consentono ad esempio un rilevamento degli oggetti nelle quattro dimensioni della velocità, distanza, risoluzione angolare e altezza, operando efficientemente anche nelle peggiori condizioni meteorologiche o di visibilità. I sensori LiDAR, basati sulla tecnologia laser e combinati con software, consentono di creare un modello tridimensionale dell’ambiente in cui si sta muovendo il veicolo, contribuendo a un riconoscimento più accurato di oggetti, spazio libero e pedoni, anche in complesse situazioni di traffico. Anche le telecamere auto offrono prestazioni sempre più elevate nell’individuare pedoni e ciclisti, e possono includere avanzati algoritmi di controllo longitudinali e trasversali per il controllo adattivo della velocità (ACC), la frenata automatica di emergenza automatica (AEB) e il controllo di tenuta della carreggiata (LKA). Le telecamere possono inoltre essere combinate tra loro per avere una visione a 360 gradi dell’ambiente (che il conducente può visualizzare in streaming nei monitor) o classificare oggetti. Ma sensori e telecamere possono monitorare attentamente anche l’interno del veicolo, raccogliendo informazioni in tempo reale sulle dimensioni, la posizione e la postura dei passeggeri. In questo modo le prestazioni dei diversi sistemi di sicurezza per gli occupanti possono essere adattate in modo tale da ridurre l’impatto di un incidente, il che giocherà un ruolo fondamentale in un futuro scenario di guida autonoma  . I sensori acustici possono invece rilevare prontamente i rumori e la direzione da cui provengono, ad esempio una sirena, invitando ad accostare o spostarsi su una corsia.

ADAS obbligatori dal 2022 per i nuovi modelli e dal 2024 per quelli già omologati

Gli ADAS stanno entrando a pieno titolo nelle dotazioni di serie delle vetture, di tutte le fasce. Nel febbraio 2019 la Commissione economica per l’Europa delle Nazioni Unite ha sottoscritto la bozza di regolamento delle Nazioni Unite – a cui hanno aderito 40 Paesi – relativo all’obbligo di dotare di serie i nuovi veicoli della Frenata automatica d’emergenza (AEB), il sistema che fa scattare automaticamente la frenata nel momento in cui la distanza di sicurezza con il veicolo che precede o con i pedoni diventa minima. Secondo l’ accordo sui sistemi di assistenza alla guida sottoscritto a Bruxelles, l’obbligatorietà degli ADAS è prevista a partire dal 2022: tutti i nuovi veicoli dovranno offrire di serie ADAS obbligatori come frenata automatica di emergenza o il mantenimento della corsia. Euro NCAP ha stimato che dall’introduzione della frenata assistita si sono ridotti del 38% il numero degli incidenti a bassa velocità e, con l’inserimento dell’obbligo di legge negli stati dell’Unione Europea, si potrebbero salvare oltre 1.000 vite ogni anno.

Va ricordato che già nel 2018 Commissione UE aveva predisposto un pacchetto di misure per la mobilità sostenibile (il protocollo Europe on the move) che prevede di introdurre obbligatoriamente su tutti i modelli di nuova immatricolazione almeno 11 tra gli ADAS disponibili. Si tratta quindi di una sorta di “pacchetto salvavita” in cui rientrano sistemi quali frenata automatica di emergenza, predisposizione ad etilometro integrato, riconoscimento sonnolenza e soglia di attenzione, registrazione dati in caso di incidente, avviso di frenata automatica di emergenza, superamento crash test per protezione passeggeri anteriori, adeguamento della superficie di impatto per la testa di pedoni e ciclisti, cruise control adattivo, mantenimento attivo dell’auto in carreggiata, protezione occupanti in caso di impatto laterale, telecamera di retromarcia o sensori di prossimità. A questi dovrebbero aggiungersi con tempi più lunghi altri sistemi di sicurezza estesi anche ai veicoli commerciali e ai mezzi pesanti. Tutto questo, secondo le stime, dovrebbe consentire di risparmiare nel decennio 2020-2030 circa 7.300 vite e 38.900 infortuni gravi.

Il regolamento prevede che l’introduzione degli ADAS obbligatori dovrà essere soddisfatta da tutti i modelli di nuova omologazione che verranno introdotti sul mercato a partire dal maggio del 2022. Per le vetture già introdotte sul mercato (omologate prima del 2022), le dotazioni ADAS diventeranno obbligatorie a partire dal maggio del 2024.

Gli ADAS più diffusi nelle auto

Diamo ora uno sguardo più dettagliato agli ADAS auto più diffusi, sempre più presenti dei veicoli di nuova immatricolazione e che nei prossimi anni diventeranno di fatto uno standard, come avvenuto in passato con il doppio airbag anteriore, l’ABS, il controllo elettronico della stabilità (ESC), i sensori per il monitoraggio della pressione degli pneumatici (Tpms) e, dall’anno scorso, la chiamata automatica di emergenza (eCall).

Adaptive Cruise Control (ACC), controllo adattivo della velocità

Tra i sistemi più diffusi spicca l’Adaptive Cruise Control (ACC), forse il più “popolare” tra gli ADAS, capace di regolare la velocità del veicolo che si sta guidando in funzione del veicolo che lo precede. Tale sistema utilizza il sensore radar per il mantenimento della velocità, una telecamera installata nel parabrezza e le indicazioni fornite dal sistema di navigazione. Il cruise control mantiene la velocità di crociera impostata finché la corsia è libera, per poi regolarla – decelerando o accelerando – in base alla velocità del veicolo che precede. Nei sistemi più evoluti vengono anche utilizzate le informazioni fornite dal navigatore, regolando automaticamente la velocità in prossimità di curve o rotonde.

Autonomous Emergency Braking (AEB), la frenata di emergenza automatica

Sempre più diffusa anche la frenata di emergenza automatica (Autonomous Emergency Braking), capace di evitare collisioni a bassa velocità e quindi soprattutto nel traffico cittadino. Il sistema di frenata assistita interviene quando si presenta un ostacolo improvviso davanti al conducente, che non avrebbe il tempo materiale di schiacciare il freno, attivando la frenata automatica e consentendo di fermarsi in tempo. Tali sistemi si avvalgono di telecamere e, in quelli più evoluti, anche del radar, permettendo l’arresto anche a velocità superiori dei 30 km/h degli equipaggiamenti base. Dal 2022 tutti i veicoli di nuova immatricolazione – sia vetture che veicoli commerciali – dovranno essere obbligatoriamente dotati della frenata automatica d’emergenza, e il dispositivo dovrebbe entrare in funzione fino ai 60 km/h, mentre ora su alcuni modelli non va oltre i 30 km/h. Secondo uno studio condotto da Bosch, in Italia l’AEB è presente sul 21% delle nuove auto immatricolate nel 2017, percentuale destinata a crescere esponenzialmente nei prossimi anni.

Pedestrian Safety System, il sistema per l’attraversamento improvviso

Collegato alla frenata di emergenza è il Pedestrian Safety System, ovvero il sistema che segnala un attraversamento improvviso della carreggiata da parte di un pedone. È evidente come questo ADAS possa rivelarsi un vero e proprio “salva-vita”, visto il numero ancora enorme di pedoni che continuano a rimanere coinvolti in incidenti stradali. Alcune Case, con Volvo a fare da apripista, hanno collegato tale sistema ad un airbag aggiuntivo esterno per il pedone, in grado di attivarsi in poche frazioni di secondo per attutire l’urto.

Lane Departure Warning (LDW), avviso di superamento della linea di mezzeria della carreggiata

Nella classifica degli ADAS più diffusi figura anche il Lane Departure Warning, ovvero l’avviso di superamento della linea di mezzeria della carreggiata. Se il veicolo esce dalla propria corsia per distrazione del conducente, questo sistema, attraverso una telecamera che monitora la posizione delle strisce, avverte il guidatore con un allarme sonoro o una vibrazione del volante. Il sistema funziona correttamente dove le linee sono ben definite, quindi soprattutto in autostrada, ma anche sulle strade normali questa tecnologia sta facendo passi avanti.

Lane Keeping System, correzione automatica traiettoria

Anche il Lane Keeping System avvisa il conducente del superamento della linea della carreggiata, ma in questo caso corregge automaticamente la traiettoria riportando il veicolo in carreggiata. Tale sistema utilizza sensori video (installati solitamente nella parte posteriore dello specchio retrovisore centrale), sensori laser (nel frontale del veicolo), sensori a infrarossi (dietro lo specchietto retrovisore o nella parte bassa del frontale).

Park Assist, il sistema di parcheggio automatico

Il Park Assist sta ormai diventando un ADAS “di massa”, grazie anche ai significativi miglioramenti apportati dai Costruttori e all’ effettiva “comodità” che gli automobilisti gli riconoscono. Un’ auto che si arrangia da sola a parcheggiare – grazie a telecamere che valutano lo spazio disponibile – piace molto a chi non vuole stressarsi in complicati parcheggi cittadini, in particolari quelli a “esse”. Nel parcheggio assistito lo sterzo viene azionato automaticamente e il gioco è fatto. In Italia, secondo uno studio condotto da Bosch, il Park assist è presente sul 38% delle auto nuove (immatricolato 2017). Risulta invece molto più diffuso in Francia (73%), UK (63%), Spagna (50%) e Germania (45%).

Blind Spot Detection (BSD), il sistema di avviso dell’angolo cieco

Altro sistema sempre più presente anche nei segmenti inferiori è il Blind Spot Detection, cioè l’avviso dell’angolo cieco. Questo ADAS è ormai diventato imprescindibile per la sicurezza, visto che è in grado di evitare tutti gli incidenti che avvengono quando il conducente non si accorge del sopraggiungere di un veicolo – a causa del cosiddetto “angolo cieco” – e si lancia in un pericoloso sorpasso. Nel momento in cui si aziona l’indicatore di direzione, un segnale acustico avvisa prontamente il guidatore del sopraggiungere di un veicolo al di fuori del suo campo visivo, evitando in tal modo che effettui un sorpasso.

High-Beam Assist, commutazione automatica abbaglianti / anabbaglianti

Un ADAS che si sta diffondendo a ritmi molto sostenuti è anche l’High-Beam Assist, ovvero la commutazione automatica di abbaglianti in anabbaglianti e viceversa. Grazie a questo sistema il conducente non deve continuare a disazionare gli abbaglianti quando arriva un veicolo dal senso opposto di marcia. Tale operazione diventa infatti automatica, a favore di un maggior comfort di guida ma anche della sicurezza stradale, visto che non si rischia di abbagliare gli altri automobilisti.

Driver Attention Assist, monitoraggio dell’attenzione alla guida

Vi sono poi alcuni ADAS che possono essere considerati dei veri e propri “angeli custodi” del conducente. Tra questi c’è il Driver Attention Assist, ovvero il monitoraggio dell’attenzione del conducente, che ha principalmente lo scopo di evitare i colpi di sonno. Appositi sensori e telecamere monitorano costantemente lo sguardo del conducente o la posizione della testa, e in caso di pericolo parte un allarme sonoro.

Emergency Driver Assistant (EDA), sistema di allerta stato di incoscienza

Anche l’Emergency Driver Assistant sfrutta i sensori per rilevare se, per un determinato periodo di tempo, il guidatore non ha utilizzato acceleratore, freno o sterzo, e quindi potrebbe trovarsi in uno stato di incoscienza. Il sistema allerta il conducente tramite avvisi acustici, visivi o anche con un colpo di freno, ma se non reagisce scatta la procedura di arresto di emergenza: vengono quindi avviate le frecce d’emergenza, sterzando in modo controllato fino alla corsia più esterna per poi avviare la frenata automatica, facendo partire al contempo i soccorsi e inviando le coordinate.