D IPARTIMENTO DI
I NGEGNERIA DELL ’I MPRESA
SISTEMI DI TRASPORTO URBANO E METROPOLITANO
veicoli a guida autonoma, connessa, cooperativa
(parte 7)
Aprile 2021
Prof. Ing. Umberto CRISALLI
crisalli@ing.uniroma2.it
Teoria e Sistemi di Trasporto Sostenibili a.a. 2020-2021
causa emergenza epidemiologica da COVID-19 questa lezione è erogata a distanza su
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– Teoria dei Sistemi di Trasporto Sostenibili Classificazione dei Sistemi di Trasporto Urbano e metropolitanoEmergenza COVID-19
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Lezioni in modalità a distanza
A causa del perdurare dell'emergenza epidemiologica da COVID-19
questo corso verrà erogato in modalità a distanza su
Le lezioni a distanza si terranno negli stessi giorni ed orari fissati nel calendario ufficiale.
Per informazioni aggiornate e comunicazioni, si faccia riferimento anche alle pagine ufficiali del corso su Didattica Web disponibili al link
https://didattica.uniroma2.it/news/index/insegnamento/192943-Teoria-Dei-Sistemi-Di-Trasporto-Sostenibili
Introduzione
Il futuro della mobilità è chiaramente orientato verso sistemi di trasporto
«intelligenti» (ITS, Intelligent Transport Systems) basati su veicoli a guida autonoma (AV, Autonomous Vehicles), connessi tra loro e con
l’ambiente esterno (CAV, Connected Automated Vehicles) e che cooperano
(C-ITS, Cooperative Intelligent
Transport Systems) in un’ottica di
sostenibilità (riduzione di congestione,
incidentalità, emissioni inquinanti…).
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– Teoria dei Sistemi di Trasporto Sostenibili Classificazione dei Sistemi di Trasporto Urbano e metropolitanoIntroduzione
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Le tecnologie per la realizzazione della mobilità del futuro che, coinvolge sia il trasporto individuale che quello collettivo, coinvolgono:
u veicoli
u infrastrutture
§ fisiche
§ digitali
Veicoli a guida autonoma (AV)
Il veicolo AV: caratteristiche
Autonomous Vehicles (AV)
Veicoli indipendenti dagli altri elementi di trasporto
Non necessitano di informazioni dall’infrastruttura
Si adattano all’ambiente di guida
Fanno ricorso alle sole
tecnologie a bordo
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– Teoria dei Sistemi di Trasporto Sostenibili Classificazione dei Sistemi di Trasporto Urbano e metropolitanoVeicoli a guida autonoma (AV)
6 Fonte: GM Cruise AV
Un veicolo autonomo è in grado di «vedere» fino a 250 m di distanza. Le telecamere implementate sul veicolo hanno risoluzioni molto elevate, che consentono di localizzare:
§ Veicoli
§ Pedoni
§ Oggetti
Esempio di tecnologia a bordo
Mobilità autonoma
LIDAR
Riproduce a 360 gradi modelli 3d dell’ambiente circostante
Video Camera
Monitora la porzione anteriore, la deviazione dalla corsia e legge I segnali di traffico
Radar
Monitora l’ambiente circostante
Sensore Odometrico
Monitora la distanza e la velocita’dei veicoli
nell’intorno dell’autovettura
GPS
Monitora la geolocalizzazione della macchinaUltrasonic
Rileva le basse velocità
CPU Interna
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– Teoria dei Sistemi di Trasporto Sostenibili Classificazione dei Sistemi di Trasporto Urbano e metropolitanoGli Autonomous Vehicles (AV) generalmente implementano a bordo una doppia tecnologia:
u visione artificiale
Nell’intero intorno del veicolo sono presenti «telecamere stereo», sistema di doppia telecamera, che consentono di ottenere informazioni di tridimensionalità e di distanze fino a valori di molto elevati.
u tecnologia radar
Le tecnologie radar possono essere le seguenti:
§ Radar a lungo raggio
Rileva veicoli e misura la velocità di quest’ultimi
§ Radar a corto raggio
Rileva oggetti attorno al veicolo
§ Radar «articolati»
Rileva veicoli ed oggetti su un ampio campo visivo
L’intelligenza a bordo veicolo permette al veicolo di esercitare capacità percettive e decisionali
«autonome»
Veicoli a guida autonoma (AV)
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Veicoli a guida autonoma (AV)
La Society of Automotive Engineers (SAE) classifica i veicoli in base all’autonomia di guida su 6 livelli.
Questa classificazione è quella attualmente riconosciuta praticamente a livello mondiale.
La classificazione SAE
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– Teoria dei Sistemi di Trasporto Sostenibili Classificazione dei Sistemi di Trasporto Urbano e metropolitanoVeicoli a guida autonoma (AV)
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Classificazione
(livelli di automazione)
Veicoli a guida autonoma (AV)
Classificazione
(livelli di automazione)
I 6 livelli sono stati individuati sulla base dell’approccio :
«who do what and when»,
ovvero chi (individuo o sistema)
svolge una specifica operazione
(accelerare, decelerare, girare,
monitorare l’ambiente esterno) e in
quali circostanze (di visibilità, del
manto stradale, del meteo, ecc.)
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– Teoria dei Sistemi di Trasporto Sostenibili Classificazione dei Sistemi di Trasporto Urbano e metropolitanoMobilità autonoma
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La Society of Automotive Engineers (SAE) classifica gli Autonomous Vehicles (AV) secondo 6 livelli.
Tale classificazione è quella attualmente adoperata dal U.S.DOT I 6 livelli sono stati individuati seguendo l’approccio :
«who do what and when»,
ovvero chi (individuo o sistema) svolge una specifica operazione (accelerare, decelerare, girare, monitorare l’ambiente esterno) e in quali circostanze (di visibilità, del manto stradale, del meteo, ecc.)
L’automazione nei veicoli (3/3)
Veicoli a guida autonoma (AV)
In cre m en to Sic ur ez za St ra da le
LIVELLO 1
LIVELLO 2
LIVELLO 3
LIVELLO 4
LIVELLO 5
Adaptive Cruise Control
Adaptive
Cruise Control + Lane Assist Veicoli semi automatici
Veicoli a guida automatica
Classificazione
(livelli di automazione)
In cr em en to e ffe tt o re te
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– Teoria dei Sistemi di Trasporto Sostenibili Classificazione dei Sistemi di Trasporto Urbano e metropolitanoVeicoli a guida autonoma (AV)
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I veicoli del livello 1 e 2, così classificati dalla Society of Automotive Engineers (SAE), si distinguono per la presenza di sistemi ADAS
Classificazione
(Sistemi ADAS - livelli di automazione 1 e 2)
Veicoli a guida autonoma (AV)
Per Advanced Driver Assistance System (ADAS), Sistemi Avanzati di Ausilio alla Guida si intendono tutti quei «sistemi» tecnologici adoperati per:
u migliorare la sicurezza delle auto
u ridurre al minimo la probabilità di incidenti stradali Alcuni esempi possono essere:
§ Adaptive Cruise Control
Sistema che permette il controllo della velocità impostata, lasciando il piede dal pedale dell’acceleratore.
Questo dispositivo permette di mantenere la velocità impostata.
§ Lane Departure Warning
Dispositivo che adopera il sensore ottico della telecamera frontale in modo da identificare la posizione dell'auto su strada. Questo sistema consente di attivare un segnale visivo, acustico e tattile (es. vibrazione del volante) nel caso in cui l’automobilista, per distrazione, dovesse cambiare corsia.
Sistemi ADAS - livelli di automazione 1 e 2
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– Teoria dei Sistemi di Trasporto Sostenibili Classificazione dei Sistemi di Trasporto Urbano e metropolitano 16Veicoli a guida autonoma (AV)
Esempi (1/3) https://youtu.be/jzSjVcyMZMM
Veicoli a guida autonoma (AV)
Esempi (2/3)
https://youtu.be/o7cryqFAz9Y
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– Teoria dei Sistemi di Trasporto Sostenibili Classificazione dei Sistemi di Trasporto Urbano e metropolitanoVeicoli a guida autonoma (AV)
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Esempi (3/3)
https://youtu.be/lKSQm0C7tSQ
Veicoli autonomi e connessi (CAV)
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– Teoria dei Sistemi di Trasporto Sostenibili Classificazione dei Sistemi di Trasporto Urbano e metropolitanoI Connected and Automated Vehicles (CAV) sono veicoli autonomi che basano il loro sistema di funzionamento su:
u tecnologia implementata a bordo
Si tratta della stessa tecnologia che caratterizza i veicoli autonomi ( videocamere, sistemi LiDAR, sensori di prossimità, mappe digitali ecc.)
u Dialogo con altri elementi del sistema:
§ Veicoli
§ Infrastruttura
§ Persone
§ Rete
§ Tutti gli elementi del sistema (veicoli, infrastruttura, persone e rete)
Veicoli connessi e a guida autonoma , CAV
Veicoli autonomi e connessi (CAV)
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Veicoli CAV : caratteristiche
Connected and Autonomous Vehicles (AV)
Si adattano all’ambiente di guida
Fanno ricorso alle tecnologie a bordo Veicoli che dialogano con
gli altri elementi del
sistema di trasporto inviano e ricevono informazioni
Veicoli autonomi e connessi (CAV)
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I NGEGNERIA DELL ’I MPRESA Crisalli U
– Teoria dei Sistemi di Trasporto Sostenibili Classificazione dei Sistemi di Trasporto Urbano e metropolitano 22La connettività dei veicoli CAV
V2V
V2P V2N
V2I
Veicoli autonomi e connessi (CAV)
La connettività dei veicoli CAV
Per Connected Vehicles (CV) si intendono quei veicoli equipaggiati con dispositivi che sfruttano le Tecnologie dell’Informazione e della Comunicazione (ICT) per dialogare, attraverso differenti canali di comunicazione, con i vari elementi che costituiscono il sistema di trasporto.
A seconda del «grado» e del «tipo» di connessione i Connected Vehicles si distinguono in:
u Vehicle-to-Vehicle, V2V
u Vehichle-to-Infrastructure, V2I
u Vehicle- to- People, V2P
u Vehicle- to- Network, V2N Vehicle-to-Everything, V2X
Veicoli autonomi e connessi (CAV)
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– Teoria dei Sistemi di Trasporto Sostenibili Classificazione dei Sistemi di Trasporto Urbano e metropolitanoVehicle-to-Vehicle, V2V (1/2)
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§ La tecnologia V2V consente ai veicoli di scambiare in modalità wireless informazioni sulla loro velocità, posizione e direzione.
§ La tecnologia V2V consente ai veicoli di trasmettere e ricevere messaggi omnidirezionali (fino a 10 volte al secondo) , creando una " consapevolezza"
a 360 gradi degli altri veicoli nelle vicinanze.
§ I veicoli dotati di software appropriato (o applicazioni di sicurezza) possono utilizzare i messaggi dei veicoli circostanti per determinare potenziali minacce man mano che si sviluppano.
§ La tecnologia V2V consente ai veicoli di i ricevere e fornire avvisi sulle condizioni di traffico di prossimità .
Fonte: U.S. DoT
Veicoli autonomi e connessi (CAV)
Vehichle-to-Infrastructure, V2I
Le tecnologie V2I acquisiscono i dati sul traffico generati dal veicolo, fornendo in modalità wireless informazioni, come:
§ avvisi dall'infrastruttura al veicolo
( es. informazioni sulla sicurezza, sulla mobilità o sulle condizioni ambientali ecc.)
Fonte: U.S. DoT
Veicoli autonomi e connessi (CAV)
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– Teoria dei Sistemi di Trasporto Sostenibili Classificazione dei Sistemi di Trasporto Urbano e metropolitano 26Vehicle-to-Infrastructure e le Smart Road
§ I V2I per dialogare con l’infrastruttura hanno bisogno di infrastrutture apposite, quali le Smart Road
§ le Smart Road sono infrastrutture stradali per le quali è stato realizzato un processo di trasformazione digitale, che garantisce l’interoperabilità tra infrastrutture e veicoli di nuova generazione (V2I)
§ Il MIT con il D.M. del 27 Dicembre 2017 all’art.1, comma 72 ha autorizzato la sperimentazione di soluzioni tecnologiche per adeguare la rete infrastrutturale italiana ai nuovi servizi smart ed ai veicoli automatici
Veicoli autonomi e connessi (CAV)
Vehicle-to-People, V2P
u Vehicle-to-People
La tecnologia V2P consente lo scambio dei dati tra veicolo e smartphone (o dispositivi dedicati) dei pedoni/ciclisti presenti nelle vicinanze. Tale tecnologia può essere implementata per fornire avvertimenti ai conducenti, pedoni per ricevere informazioni direttamente da quest’ultimi riguardo l’attività che stanno svolgendo
(es. attraversamento pedonale)
Veicoli autonomi e connessi (CAV)
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– Teoria dei Sistemi di Trasporto Sostenibili Classificazione dei Sistemi di Trasporto Urbano e metropolitanoVehicle-to-Network, V2N
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u Vehicle-to-Network
La tecnologia V2N consente lo scambio dei dati tra il veicolo e la rete di trasporto collegata ad una Centrale di Controllo del traffico.
(es. per ottenere informazioni in tempo reale sulle condizioni del traffico)
Veicoli autonomi e connessi (CAV)
Vehicle-to-Everything, V2X (1/2)
u Vehicle-to-Everything, V2X
La tecnologia V2X è un sistema di comunicazione di informazioni tra un veicolo e qualsiasi entità che possa influenzare il veicolo e viceversa.
Veicoli autonomi e connessi (CAV)
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– Teoria dei Sistemi di Trasporto Sostenibili Classificazione dei Sistemi di Trasporto Urbano e metropolitanoVehicle-to-Everything, V2X (2/2)
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