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Telecamere auto: come funzionano e perché saranno sempre più utilizzate

Le telecamere auto sono sempre più presenti nei nuovi modelli di veicoli. Possono essere di fatto considerate gli “occhi” del veicolo, in grado di restituire al conducente l’immagine dell’ambiente che circonda l’auto, visualizzandola sui monitor. Ciò si rivela molto utile in caso di manovra, di retromarcia (telecamera posteriore auto / retrocamera) – soprattutto quando la visuale posteriore è limitata per la conformazione del lunotto – o per rilevare l’angolo cieco o un’auto in fase di sorpasso, ma anche per il parcheggio assistito. Le telecamere auto sono inoltre fondamentali per abilitare le funzionalità degli ADAS, i sistemi avanzati di assistenza alla guida che rendono possibile i vari livelli di guida autonoma. Per gli autoriparatori e per il mondo aftermarket le telecamere per auto sono diventate una ulteriore fonte di business. In caso di urto possono infatti rompersi e devono essere prontamente sostituite, e in molti casi la loro regolazione rientra anche nelle abituali procedure di ricalibrazione degli ADAS.

Telecamere per auto e guida autonoma

Negli ultimi tempi le telecamere auto stanno tuttavia diventando un qualcosa di più di un semplice dispositivo per captare e restituire un’immagine. L’evoluzione tecnologica legata alla guida automatizzata le rende infatti un ulteriore e fondamentale “tassello” per permettere all’intelligenza artificiale dell’auto di raccogliere e processare i dati dell’ambiente esterno in funzione della guida autonoma. Case auto come Tesla stanno addirittura testando sui loro veicoli dei sistemi integrati di telecamere talmente precisi da poter sostituire radar e LiDAR. La direzione su cui Case auto e componentisti sembrano orientarsi maggiormente è tuttavia quella di un’integrazione sempre più stretta tra tutti questi dispositivi – radar, lidar,  telecamere, sensori – ragionando sempre di più in un’ottica di sistema hardware che va a integrarsi con la parte software, così come avviene per i computer. Le recenti joint venture e le numerose alleanze tra i componentisti automotive e i player dell’ Information Technology stanno segnando questo cambio di passo, portando il mondo automotive ad una vera e propria svolta.

Telecamere auto: in arrivo la nuova generazione di telecamere intelligenti

Anche sul versante delle telecamere auto, utilizzate oggi soprattutto per dare al guidatore una visione dello spazio circostante e per abilitare le funzionalità di alcuni ADAS (controllo laterale del veicolo per sistemi quali il lane keeping e il lane centering), la strada sembra essere quella di un’integrazione sempre più spinta con i radar. In questa direzione va la collaborazione tra ZF e Mobileye, società di Intel, scelte da Toyota per sviluppare e fornire sistemi ADAS da utilizzare su più piattaforme di veicoli a partire dai prossimi anni. In particolare ZF, tra i primi produttori mondiali di telecamere per il settore automotive basate sulla tecnologia Mobileye, fornirà anche il suo radar a medio raggio Gen21 e sarà responsabile dell’integrazione di telecamera e radar nei veicoli Toyota.

ZF e Mobileye lavoreranno dunque fianco a fianco per produrre un’avanzata tecnologia per telecamere integrata con la tecnologia radar ZF, che andrà da alimentare le principali piattaforme avanzate di assistenza alla guida sui veicoli Toyota. EyeQ4 di Mobileye – sistema su circuito integrato (SoC) per applicazioni specifiche di visione – sarà combinato con la tecnologia Gen21 per radar a medio raggio, così da captare con precisione l’ambiente in cui si muove il veicolo. In tal modo si potranno prevenire, o comunque limitare, le collisioni, offrendo parallelamente un ottimale controllo laterale e longitudinale del veicolo. A rendere possibile tutto questo l’utilizzo combinato di visione artificiale e di rilevamento, localizzazione e mappatura basati su machine learning (apprendimento automatico).

Visione a 360 gradi grazie a telecamere e radar

Telecamere avanzate e radar si combinano anche nel sistema coASSIST di ZF per la guida semi automatizzata di Livello 2+ , che ha la prerogativa di contenere i costi e di poter quindi essere utilizzato anche sulle auto dei segmenti più bassi (è stato lanciato su Dongfeng Motor). Grazie all’abbinamento della telecamera avanzata EyeQ di Mobileye e dei sensori radar con una centralina abilita numerose funzioni: controllo della distanza, riconoscimento dei cartelli stradali, assistenza al cambio di corsia, assistenza al mantenimento della corsia, assistenza alla guida in autostrada e assistenza in caso di traffico.

Salendo di livello troviamo il sistema ZF coDRIVE, che amplia le funzionalità legate all’assistenza nel traffico e alla guida in autostrada. Una telecamera surround a 360° e la capacità di processamento della tecnologia EyeQ consentono i cambi automatizzati di corsia e il sorpasso automatico, consentendo uno step in più nella guida automatizzata.

Al vertice troviamo il sistema coPILOT di ZF, progettato per garantire un’avanzata potenza computazionale e scalabilità di processamento dal Livello 2+ al Livello 4, ovvero il livello immediatamente precedente alla guida totalmente automatizzata (livello 5).

Il sistema offre funzioni quali il funzionamento senza l’uso di mani e piedi da parte del conducente, il cambio di corsia e il sorpasso automatizzati, il parcheggio, così come l’identificazione automatica di itinerari alternativi.

Super-computer per i veicoli di domani

Molti dei veicoli che entreranno sul mercato nei prossimi anni saranno comandati da computer centrali estremamente potenti, che eseguiranno le funzioni software a elevato volume di calcolo che controllano la guida automatizzata, i dispositivi per muoversi in elettrico, il controllo del movimento del veicolo e le funzioni di sicurezza. I computer ad alte prestazioni e le funzioni software determineranno dunque la svolta verso i veicoli software-defined del futuro. Nel sistema coPILOT viene utilizzata l’ unità di controllo ProAI di ZF, che può consentire una capacità di calcolo tra i 20 e 1.000 teraOPS, pari a 1.000 trilioni (o a un quadrilione) di calcoli al secondo.

La scheda combina a 360° tramite la GPU tutti i dati disponibili provenienti dai sensori, compresi i dati di misurazione ambientale ottenuti da radar, LiDAR, telecamere e pattern audio.

Parcheggio automatizzato senza conducente: l’auto parcheggia da sola grazie alle telecamere

Telecamere e sensori consentiranno a breve anche il parcheggio dell’auto senza conducente, facendo un ulteriore salto in avanti rispetto al parcheggio assistito. Si potrà dunque scendere dall’auto e lasciare comodamente che l’auto si autoparcheggi dove decidiamo, anche a brevi distanze.

Attualmente ZF sta sviluppando il primo sistema al mondo di parcheggio assistito senza conducente. Tale sistema è basato solo sul set di sensori e telecamere del veicolo ed è indipendente da un’infrastruttura di parcheggio pre-mappata. Alle spalle c’è la tecnologia Visual Simultaneous Localization and Mapping (vSLAM), che consente di localizzare il veicolo con una precisione al centimetro e generare mappe in tempo reale. Il set si basa principalmente su una telecamera frontale, un radar anteriore, quattro telecamere perimetrali e dodici ultrasuoni.

Navigatore 3D: la guida diventa più sicura

Mappatura avanzata dell’ambiente ed elevata capacità di calcolo stanno rendendo possibile anche un’altra innovazione per il mondo dell’auto e non solo: la navigazione tridimensionale.

In collaborazione con HERE e Leia Inc, Continental ha presentato all’ultima edizione del CES di Las Vegas un nuovo sistema di navigazione 3D che consente una visione stereoscopica delle mappe all’interno dell’abitacolo, creando una nuova forma di interazione conducente-veicolo. Le rappresentazioni topografiche 3D degli edifici e del territorio create da HERE sono visualizzate sui display Continental posti all’interno dell’abitacolo grazie alla tecnologia Lightfield di Leia. Edifici e strade si materializzano virtualmente davanti agli occhi del conducente, rendendo accessibili le grafiche 3D da varie angolazioni, senza l’aiuto di occhiali o sensori di tracciamento oculare.

Dashcam: le videocamere da cruscotto

Un capitolo a parte quando si parla di telecamere per auto è quello delle dashcam, particolarmente diffuse negli USA ma che stanno prendendo piede anche in Europa. Si tratta di piccole videocamere digitali posizionate generalmente sul cruscotto per registrare quello che accade sulla strada che si sta percorrendo. Le dashcam si attivano generalmente quando l’auto viene accesa: lo scopo scopo principale è quello di tutelarsi in caso di incidenti, di sorvegliare in ogni momento la propria auto ma sono utili anche per finalità più ludiche, ad esempio per fare qualche video del viaggio.

In molti Paesi vengono di fatto utilizzate come una scatola nera in grado d fornire immagini, video e localizzazioni precise, visto che i modelli con GPS integrato forniscono anche dettagli sulla posizione, consentendo ad esempio di ricostruire la dinamica di un sinistro e di fornire attraverso il video una testimonianza in presa diretta di quanto accaduto. Le immagini riprese, tuttavia, possono essere utilizzate per derimere una contenzioso in via amichevole, evitando di andare in giudizio, quando i fatti ripresi sono chiaramente a favore di una delle parti.

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