Come funzionano i sistemi anticollisione?

Credit: CC BY 2.0 BY FRANK DERKS

Guidare è molto più complesso di quanto in genere consideriamo quando ci mettiamo al volante ogni giorno. Ma è probabile che tu abbia avuto un momento – un’auto che frena improvvisamente davanti a te, un animale che sfreccia in strada, una distrazione che distoglie la tua attenzione – in cui ti sei trovato improvvisamente in pericolo di una collisione. Come reagisci? Puoi rispondere abbastanza velocemente? Alcuni incidenti sono semplicemente inevitabili?

La scienza della mitigazione del rischio

Nonostante le migliori pratiche, le leggi sul traffico e numerose campagne di sicurezza, le collisioni avvengono ancora ogni giorno. Quindi non è una sorpresa che gli ingegneri abbiano scelto di affrontare questo problema da un punto di vista automatico. Nel 2016, la National Highway Traffic Safety Administration (NHTSA) e 20 grandi case automobilistiche, hanno concordato di rendere la frenata automatica di emergenza una caratteristica standard in tutti i nuovi veicoli entro il 2022. Mentre questi sistemi non prevengono tutti gli incidenti, è stato dimostrato che mitigano significativamente i rischi di collisione.

Con l’accordo NHTSA in atto, ogni grande produttore di auto ha qualche versione di questa tecnologia sul mercato oggi. Ma come funzionano questi sistemi per prevenire le collisioni? Questo varia tra le soluzioni, ma qui ci sono alcuni principi generali dietro la tecnologia.

Vecchia tecnologia che esegue nuovi trucchi

Dalla fine degli anni ’50, gli ingegneri hanno cercato modi per prevenire le collisioni utilizzando i sensori. La Cadillac Cyclone, una concept car futuristica progettata da Harley Earl, includeva un sistema di rilevamento radar per evitare le collisioni tra le sue molte caratteristiche innovative. Ritenuti troppo costosi per la produzione di massa all’epoca, i sistemi radar avrebbero ancora giocato un ruolo significativo nella tecnologia di prevenzione delle collisioni in futuro.

Nel 1995, gli Hughes Research Laboratories e la Delco Electronics dimostrarono un sistema anticollisione anteriore basato sul radar. La tecnologia radar era progredita dai coni di naso del Cyclone a una piccola antenna progettata specificamente per i veicoli. Il radar ha progredito e si è evoluto, caratterizzato pesantemente in molti sistemi automatici di prevenzione delle collisioni.

Un’ulteriore tecnologia è stata introdotta nella progettazione automobilistica nel 1997 da Toyota, che ha introdotto un veicolo in Giappone che includeva il controllo di crociera adattivo utilizzando un sistema di rilevamento laser. Anche questi laser sono stati progettati e migliorati, diventando più accessibili al mercato man mano che ci avviciniamo alla scadenza della NHSTA.

Come allertare e assistere i conducenti

I sistemi di prevenzione delle collisioni rispondono alle situazioni in due modi diversi. Il primo è quello di avvisare il conducente del rischio attraverso una luce, un suono o entrambi. I veicoli con telecamere anteriori e posteriori forniscono anche avvisi visivi di ostacoli. L’Insurance Institute for Highway Safety (IIHS) ha studiato attivamente i benefici di questi sistemi.

Con l’uso di radar, laser e telecamere, i sistemi di allarme anticollisione includono:

• Forward-collision Warning (FCW): Avviso visivo e/o sonoro per avvisare il conducente del rischio di collisione. L’IIHS ha già osservato una riduzione del 27% degli incidenti da fronte a retro grazie a questa tecnologia.

• Avviso angolo cieco (BSW): Notifica visiva e/o sonora che un veicolo si trova nell’angolo cieco del guidatore in una corsia vicina; un ulteriore avviso può suonare se un indicatore di direzione viene usato quando un veicolo si trova nell’angolo cieco. Gli studi dell’IIHS hanno mostrato una riduzione del 14% degli incidenti nei cambi di corsia e una riduzione del 23% degli incidenti nei cambi di corsia con feriti nei veicoli con questa capacità.

• Avviso di traffico trasversale: Un avviso visivo, acustico o tattile se un oggetto è attualmente fuori dalla portata della telecamera, ma sembra che si stia muovendo verso di essa. Gli studi mostrano una riduzione del 22% degli incidenti in retromarcia.

• Lane Departure Warning (LDW): Un avviso visivo, sonoro o tattile che un guidatore sta attraversando la segnaletica di corsia. Questa tecnologia ha fornito un calo dell’11% negli incidenti sidewipe e head-on, con una riduzione del 21% dei feriti negli incidenti di questi tipi che si verificano.

Oltre agli avvertimenti e agli avvisi, alcuni sistemi di prevenzione delle collisioni assistono i conducenti nel mitigare i rischi imminenti. Questi sistemi scavalcano il conducente, cambiando l’acceleratore del veicolo o applicando i freni. Gli strumenti per informare questi sistemi sono simili agli avvisi, tra cui radar, laser e telecamere, tuttavia la risposta del veicolo è più proattiva. Le funzioni di prevenzione delle collisioni che assistono attivamente i conducenti includono:

• Controllo di crociera adattivo: Più preventivi che reattivi, questi sistemi usano radar o laser per regolare la velocità di crociera tramite l’acceleratore per mantenere una distanza appropriata dal veicolo davanti a voi.

• Frenata automatica di emergenza (AEB): I freni vengono applicati automaticamente in base al feedback dei sensori al fine di prevenire una collisione o minimizzare la velocità di collisione

Frenata automatica di emergenza posteriore: I freni vengono applicati automaticamente per evitare che il veicolo vada a sbattere contro un oggetto utilizzando un sistema di monitoraggio del traffico trasversale o sensori come radar o laser.

• Controllo elettronico della stabilità (ESC): Un’estensione della tecnologia dei freni antibloccaggio, l’ESC applica automaticamente i freni per aiutare a guidare l’auto in modo appropriato durante una perdita di trazione. Un computer di bordo controlla vari sensori per determinare quali ruote frenare e quali accelerare.

• Parking Assist: Il feedback delle telecamere e dei sensori si combinano per permettere ai veicoli di dirigersi da soli in uno spazio di parcheggio mentre il conducente controlla la velocità.

Combinazione della tecnologia per la sicurezza

Gli sviluppi più sofisticati nella prevenzione delle collisioni sono stati raggiunti combinando le informazioni da più sensori e sistemi. Man mano che questi sistemi diventano più avanzati e sinergizzati, cominceremo a realizzare i nobili obiettivi fissati dalle case automobilistiche per una maggiore sicurezza e, infine, i veicoli a guida autonoma.