Verso i veicoli autonomi

La prospettiva dei veicoli a guida autonoma può innescare un’accesa conversazione, che va ben al di là della semplice passione per i motori di chi è propenso ad apprezzare l’idea di un’esperienza di guida coinvolgente. Al contrario, alcuni automobilisti attendono con impazienza il giorno in cui potremo viaggiare da A a B senza la necessità di intervento umano; e di conseguenza, con una maggiore sicurezza e molto altro. Tuttavia, i recenti incidenti che hanno coinvolto i veicoli semi-autonomi hanno attirato l’attenzione del consumatore verso ciò che è noto da qualche tempo nell’industria. La questione della guida autonoma non è così semplice come si pensava inizialmente. Stiamo assistendo a una marcia indietro da parte dei principali Oem riguardo alle precedenti previsioni sull’implementazione dei veicoli semi-autonomi di Livello 3 & 4, e la disponibilità per il pubblico del primo veicolo di alta fascia è ora stimata per il 2021. La corsa verso l’introduzione dei veicoli autonomi sul mercato e il divario culturale fra la Silicon Valley e gli Oem tradizionali in campo automotive si stanno infervorando. Gli Oem del settore automotive sono noti per l’adozione di approcci lunghi e metodici per la risoluzione dei problemi, mentre la Silicon Valley adotta un atteggiamento mentale orientato alla rapidità, all’agilità e alla necessità di non perdere una finestra di mercato. Questi due approcci molto diversi apportano entrambi effetti positivi in sede di progettazione dei veicoli autonomi. Ad oggi, tale approccio collaborativo ha fornito prove di successo. Ma, non appena entriamo nella fase finale di produzione di questi veicoli per i consumatori reali - piuttosto che per scopi di test e di ricerca - questo matrimonio continuerà a reggere? Unite ciò agli ostacoli emergenti che riguardano le tecnologie a livello di componenti/sistemi e di infrastrutture (circa il 30% delle strade negli Stati Uniti non è asfaltato), la burocrazia dei governi, le preoccupazioni per la sicurezza e i costi associati alla fattibilità commerciale della produzione dei veicoli a guida autonoma, e potete rapidamente constatare che lo sviluppo di un veicolo leggero intelligente, sicuro e robusto presenta le sue sfide.

Sfide e soluzioni

In ON Semiconductor, stiamo lavorando per affrontare le sfide sui componenti e sui sistemi, collaborando direttamente con gli Oem e con le principali case automobilistiche. Ad esempio, stiamo operando attivamente con i progettisti automotive per aiutarli a comprendere i requisiti attuali di un veicolo autonomo di Livello 2 e a implementare soluzioni come il Sistema di Visione Surround. Tuttavia, per mettere in grado i veicoli di districarsi fra impostazioni complesse in modo autonomo senza intervento umano richiede la capacità di questi ultimi di “vedere” e di “comprendere” situazioni in maniera più analoga a quella degli uomini. Questo richiede non solo i prodotti automotive qualificati oggi disponibili e commercialmente fattibili, ma includerà anche tecnologie, prodotti e standard per la sicurezza che non sono ancora diffusi sul mercato. E tutto ciò deve essere realizzato con zero incidenti, affidabilità al 100% e apprendimento continuo. Gran parte di tale tecnologia è attualmente in fase di collaudo o in produzione in piccoli volumi. Inoltre, tutti i principali Oem stanno testando veicoli in tutto il mondo e alcuni produttori di fascia alta dispongono di veicoli di Livello 2.5 realizzabili e già su strada. Uno di tali esempi è dato dalla nuova Mercedes Classe E, che presenta oggi numerose funzionalità di guida semi-autonoma. Dati questi requisiti stringenti, le nuove tecnologie con funzioni automotive devono tutte operare perfettamente con l’unità di elaborazione centrale di sicurezza con “apprendimento approfondito”, per gestire completamente l’esperienza di guida. Esempi di queste tecnologie con funzioni automotive includono i sensori di immagini Cmos con otturatore sia globale, sia progressivo, per applicazioni Adas (rilevazione delle palpebre, sistemi antisbandamento, rilevazione di cartelli e di oggetti), Lidar (rilevazione di oggetti a corto raggio) e Radar (rilevazione di oggetti su lungo raggio). La tecnica Sensor Fusion, in cui la combinazione corretta dei sensori è realizzata per la funzione in questione, consente al processore centrale di portare a termine il compito in modo sicuro, piuttosto che cercare di operare unicamente dai dati forniti da un singolo sensore. Le complessità della guida autonoma e semi-autonoma imporranno l’uso di una grande varietà di sensori, per una guida sicura dal Livello 3 fino al 5.

Garantire la sicurezza del software

Al di là della tecnologia e della fusione dei sensori, non abbiamo neanche menzionato le complessità associate all’hardware e al software affidabile con funzione critica. Dobbiamo affrontare gli aspetti legati alla sicurezza di veicoli che non sono più controllati al 100% da esseri umani. Ormai da anni, le linee aeree hanno a che fare con sistemi controllati elettronicamente. L’industria aeronautica ha affrontato questa sfida attraverso l’approccio basato sui sistemi ridondanti, che può essere assorbito nel costo complessivo di un velivolo da diversi milioni di dollari. Tuttavia, la presenza di più sistemi di ridondanza in un veicolo leggero, pur essendo una risposta dal punto di vista tecnico, sarebbe di gran lunga eccessivamente proibitiva per un veicolo in produzione. Gli standard per la Sicurezza Funzionale diventano una parte integrante del flusso di sviluppo di ciascun prodotto automotive; essi spaziano in tutti gli aspetti legati alla specifica, al progetto, all’implementazione, all’integrazione, alla verifica, alla validazione e alla messa in produzione. Lo standard Iso 26262, che è un adattamento dello standard Iec 61508 per la Sicurezza Funzionale, definisce i criteri di accettazione in termini di Sicurezza Funzionale per gli apparecchi automotive, ed è applicabile lungo il ciclo di vita dei prodotti. Nello specifico, lo standard comprende un insieme di requisiti raccomandati applicabili a tutti i componenti critici per la sicurezza nel corso di tutto il loro ciclo di vita. Durante lo sviluppo di un oggetto o di un componente critico per la sicurezza, la necessità di applicare un determinato requisito è connessa direttamente a un approccio basato sul “rischio automotive”, che consente allo sviluppatore di determinare le classi di rischio, note come Asil. Determinando il livello di rischio di un’applicazione o di un elemento, vengono definiti i requisiti necessari per ridurre il livello di rischio da un rischio sistematico ad un rischio residuo accettabile, anche da un punto di vista degli errori hardware casuali. Questo includerà la definizione di un insieme completo di requisiti per la validazione, ma anche una verifica attraverso opportuni controlli di conferma. Ad esempio, ON Semiconductor realizza funzionalità chiave direttamente all’interno delle proprie soluzioni in base ai requisiti Iso 26262 e tiene inoltre in considerazione i requisiti di sicurezza tecnica, consentendo agli sviluppatori di applicare questi standard per la sicurezza dei loro prodotti in modo economicamente conveniente - inclusi i requisiti derivati dagli obiettivi di sicurezza fino al livello Asil D.

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