Un grande traguardo tecnologico che è già realtà. E’ il Future Truck 2025 con sistema “Highway Pilot”, di cui Mercedes-Benz svelerà in anteprima allo IAA di Hannover (dal 25 al 2 ottobre) lo studio tecnico e di design, sottolineandone le rivoluzionarie potenzialità in termini di viabilità, efficienza dei trasporti, minori consumi e maggiore sicurezza.
Una volta inserito il sistema “Highway Pilot” il veicolo passa in modalità di guida autonoma, permettendo all’autista di lavorare o rilassarsi diventando sempre più manager dei trasporti…
Il Future Truck, la cui base tecnologica è un Actros 1845 (ma la silhouette è ancora top secret), è In grado di comunicare con gli altri veicoli (V2V) e con le infrastrutture e l’ambiente circostante (V2I) sfruttando le più evolute tecnologie telematiche e di comunicazione.
“Per il prossimo futuro il veicolo andrà considerato nell’ambito complessivo della catena della logistica e del sistema dei trasporti. Il ‘focus’ sarà sulla capacità di elaborazione dei dati, la comunicazione, la navigazione e la possibilità l’interazione tra i veicoli. Il potenziale degli sviluppi futuri non si cela solo nei veicoli, ma nella loro capacità di interazione: con le infrastrutture e con gli altri utenti della strada”, afferma Uwe Clausen, Direttore dell’IML (Istituto Fraunhofer per il flusso dei materiali e la logistica).
A preparare la strada verso questo obiettivo vi sono i sistemi di assistenza alla guida e telematici, disponibili già oggi. Il sistema di mantenimento della distanza, Stop-and-Go Assist, sistema di assistenza alla frenata di emergenza, Active Brake Assist 3, sistema antisbandamento e cartine tridimensionali per il Tempomat previdente Predictive Powertrain Control sono tutti sistemi che esistono già, esattamente come i prodotti telematici FleetBoard che vanno dalla gestione flotte (fleet management) alla gestione trasporti fino alle soluzione App per conducente e azienda. Daimler Trucks ha avuto un ruolo pionieristico nel loro sviluppo. Per questo il prossimo passo è evidente: si tratta ora di unire tra loro i sistemi e di integrarli, perfezionando e collegando telecamere e sensori radar. In questo quadro si integrano perfettamente la comunicazione V2V e V2I e una cartina digitale. L’autocarro del futuro può così connettersi con tutti gli aspetti dell’ambiente che lo circonda.
Visione d’insieme: radar e telecamera per ‘scannerizzare’ il percorso
Un sensore radar installato nella sezione inferiore del frontale scannerizza l’area antistante a lungo e a corto raggio. Il sensore radar frontale ha una portata di 250 m e copre un angolo di apertura di 18°. Il sensore a corto raggio ha una portata di 70 m e monitora un angolo di 130°. Il sensore radar sta alla base del sistema di mantenimento della distanza e del sistema di assistenza alla frenata di emergenza attualmente già disponibili.
L’area antistante il veicolo è tenuta sotto controllo anche da una telecamera stereoscopica installata sopra il frontale, dietro il parabrezza. Oggi nello stesso punto viene montata a richiesta la telecamera monoscopica del sistema antisbandamento. La telecamera stereoscopica ha una portata di 100 m e copre un’area di 45° in orizzontale e di 27° in verticale.
La telecamera stereoscopica del Future Truck 2025 identifica sola corsia e a due corsie carreggiata, pedoni, ostacoli immobili e in movimento, tutti gli oggetti presenti nell’area monitorata e le caratteristiche del fondo stradale. Poiché riconosce tutto ciò che si stacca dallo sfondo, è in grado di rilevare con precisione anche lo spazio libero. La telecamera stereoscopica frontale riprende inoltre le informazioni fornite dai segnali stradali.
Oltre a rilevare gli oggetti e lo spazio libero, la telecamera stereoscopica riconosce la corsia di marcia e assolve quindi una funzione fondamentale per la guida autonoma in corsia.
Il monitoraggio della strada ai lati dell’autocarro è affidato a sensori radar installati sui lati destro e sinistro, a monte dell’asse posteriore della motrice. I sensori hanno una portata di 60 m e coprono un angolo di 170°.
‘Multisensor fusion’: collegamento dei dati di tutti i sensori
I sensori sono interconnessi (multisensor fusion) e forniscono un’immagine completa dell’ambiente circostante. Vengono rilevati tutti gli oggetti statici e in movimento presenti intorno all’autocarro. La fusione dei dati del sensore radar frontale, dei sensori radar laterali e della telecamera frontale è affidata al processore multi-core ad alte prestazioni del computer centrale e permette di avere il controllo dell’intera area antistante e adiacente l’autocarro. Per fare un confronto, l’occhio umano dispone di un campo visivo di 150°, ma la zona a fuoco copre soltanto una frazione di tale area.
La sensoristica del Future Truck 2025 appartiene già alla generazione futura di questa tecnologia. I sensori sono così precisi che non soltanto individuano il ciglio stradale per mezzo delle linee di demarcazione, ma riescono anche a identificare l’andamento del tracciato in base alla fisionomia del bordo della strada (es. guardrail o vegetazione).
La tecnologia di sensori e telecamera è attiva nell’intera gamma di velocità che va da zero al limite massimo prescritto per legge, ossia 80 km/h. Essa mantiene automaticamente l’autocarro bene al centro della sua corsia di marcia intervenendo sullo sterzo. In memoria è inoltre registrata una cartina digitale tridimensionale, come quella già utilizzata dal sistema di assistenza alla guida Predictive Powertrain Control (PPC). L’autocarro è quindi sempre perfettamente informato sull’andamento della strada e le sue caratteristiche topografiche.
V2V: comunicazione tra veicoli
Il sistema ‘Highway Pilot’ è perfettamente integrato dalla connessione V2V e V2I. Tutti i veicoli che in un prossimo futuro ne saranno equipaggiati forniranno costantemente informazioni sull’ambiente circostante con un CAM (Corporate Awareness Message), il messaggio utilizzato dal veicolo per comunicare. Il contenuto del messaggio comprende posizione e tipo di veicolo nonché dimensioni, direzione e velocità di marcia, eventuali accelerazioni e frenate e la curvatura delle curve percorse.
La frequenza di trasmissione delle informazioni dipende dalla velocità del veicolo e dall’intensità con cui variano i suoi movimenti, e oscilla tra un messaggio al secondo, in caso di marcia tranquilla, fino a dieci volte tanto in presenza di variazioni molto significative.
La trasmissione avviene con la tecnologia WLAN alla frequenza unica europea G5 di 5,9 Gigahertz per mezzo della ITS Vehicle Station (Intelligent Transport Systems and Services) installata a bordo del veicolo. Anche la comunicazione tra i veicoli segue un protocollo standard garantito dagli accordi siglati da un consorzio di case automobilistiche, fornitori, enti pubblici e istituti di ricerca.
Guida previdente per reazioni rapide
La portata dei messaggi trasmessi in continuo copre un raggio di 500 m. In questo modo i veicoli si informano reciprocamente sui loro movimenti e possono reagire subito in modo previdente, ad esempio di fronte ad un veicolo che si immette in autostrada o quando a poca distanza si profila una coda. Ogni messaggio è certificato per evitare usi impropri. A questa distanza la trasmissione funziona anche in condizioni meteorologiche avverse.
All’occorrenza, ai messaggi trasmessi in continuo si sovrappongono le notifiche DEN (Decentralized Environmental Notification) che mettono in guardia da eventi particolari, come una frenata d’emergenza oppure l’accensione dell’impianto luci di emergenza o dei fendinebbia.
V2I: comunicazione tra autocarro e infrastrutture
V2I significa che tutti questi messaggi e segnali vengono trasmessi anche a destinatari esterni, come ad esempio le stazioni di controllo del traffico. Queste ultime possono reagire con flessibilità ai messaggi, ad esempio modificando il limite massimo di velocità o aprendo corsie di marcia aggiuntive. Possono inoltre inviare a loro volta messaggi ai veicoli, ad esempio per informarli della presenza di cantieri giornalieri o mobili.
Quando la stazione fissa V2I si trova al di fuori della portata diretta del veicolo, le informazioni vengono inoltrate con una catena di messaggi utilizzando gli altri veicoli come ponte. In assenza della rete WLAN, per la trasmissione vengono usate le reti di telefonia mobile come UMTS e GPRS.
Tutti questi dati informano per tempo il conducente, e il computer del suo veicolo, su tutto ciò che avviene al di fuori della sua portata visiva. In questo modo autista e veicolo vengono a sapere, ad esempio, della presenza di un ostacolo prima che possa verificarsi una situazione pericolosa.
Il traffico autodidatta
Il Mercedes-Benz Future Truck 2025 non viaggia quindi da solo sulla sua rotta, ma comunica automaticamente e costantemente con l’ambiente che lo circonda senza che il conducente se ne renda conto. Così, come trasmette agli altri veicoli i propri movimenti e l’andamento del viaggio, rileva anche i segnali relativi ai movimenti degli altri autocarri e degli altri veicoli in generale. Si produce così un dialogo in tempo reale tra i veicoli interconnessi che nemmeno il più preciso dei servizi di informazione sul traffico potrebbe mai fornire.
Con questo sistema i veicoli si scambiano informazioni sulla densità e il congestionamento del traffico come pure i dati relativi alle code e alla loro lunghezza e durata oppure indicazioni sui cantieri; tutti questi dati sono a disposizione di ogni utente della strada. Dal momento che i veicoli interconnessi reagiscono automaticamente alle informazioni, questo sistema garantisce un flusso omogeneo del traffico e il perfetto sfruttamento delle limitate infrastrutture. E lo fanno meglio di quanto siano in grado di fare oggi i sofisticati sistemi di gestione del traffico.
Come funziona?
Dopo essersi immesso in autostrada, l’autista del Future Truck 2025 si incanala nella sua corsia seguendo il flusso del traffico. Raggiunta la velocità prescritta di 80 km/h, il sistema gli propone la modalità ‘Highway Pilot’. L’autista l’attiva e il veicolo passa alla modalità autonoma. Al conducente viene fornita come conferma l’informazione ‘Highway Pilot attivo’.
Il Future Truck 2025 può anche viaggiare isolato, perché per condurlo in mezzo al traffico non è necessario che sia preceduto da un altro veicolo; nella sua corsia di marcia l’autocarro agisce autonomamente nel vero senso della parola. Il Future Truck 2025 non dipende da altri utenti della strada perché il suo funzionamento si basa sul collegamento in rete e non sul concatenamento con un veicolo pilota.
Quando è preceduto da un altro veicolo, l’autocarro fa automaticamente riferimento all’andatura di quest’ultimo per mantenere, nel rispetto del limite di velocità, la distanza di sicurezza impostata. Per questo motivo l’immissione in corsia di altri veicoli, ad esempio di una vettura proveniente dalla corsia di sorpasso prima di un’uscita autostradale, non costituisce mai un pericolo. Anche in questo caso è sempre garantita la distanza di sicurezza, perché il Future Truck 2025 si adegua perfettamente a quanto avviene intorno.
Subito dopo aver attivato il sistema ‘Highway Pilot’ il conducente può ruotare il sedile di guida di 45° verso destra nella posizione di lavoro o di riposo. Il posto di guida del futuro, equipaggiato con una consolle centrale completamente ridisegnata in stile ufficio, ha a disposizione un tablet estraibile con touchscreen con cui l’autista può svolgere altre attività e comunicare con il mondo che lo circonda. Il nuovo posto di guida offre inoltre molta più libertà di movimento.
La velocità media di trasporto sale semplicemente grazie alla maggiore scorrevolezza del traffico e senza dover aumentare la velocità massima. Un traffico omogeneo fa quindi risparmiare anche carburante. E questo è un vantaggio per tutti gli operatori del settore dei trasporti.
Anche a bordo del Future Truck 2025 l’autista è il comandante in cabina. Deve infatti essere in condizione di riprendere il controllo manuale del mezzo in qualsiasi momento. Per tale motivo due telecamere monitorano il posto di guida e un sensore il sedile.
Non sono previste manovre di sorpasso autonome, che devono essere eseguite in prima persona dall’autista. Quanto sopra vale anche per l’uscita dall’autostrada o i cambi di corsia nelle diramazioni.
Prima di un’eventuale disattivazione del sistema ‘Highway Pilot’ il conducente viene avvisato con un segnale dapprima ottico e successivamente acustico, affinché possa riprendere la guida manuale del suo autocarro. Ciò può accadere quando si verifica un cambiamento della situazione di marcia che richiede una maggiore supervisione o il controllo diretto del mezzo da parte dell’autista, come ad esempio nei cantieri o in presenza di ostacoli sulla strada. In ogni caso la guida autonoma è una funzione ‘facoltativa’; il conducente può sempre scegliere liberamente se guidare in prima persona l’autocarro o affidare il compito ai dispositivi.
Poco prima di raggiungere la propria uscita, l’autista viene informato di questa variazione imminente. Il conducente riporta quindi il sedile nella posizione di guida e riprende immediatamente il comando dell’autocarro, analogamente al pilota di un aereo prima dell’atterraggio.
Ci vorrà ancora un po’ di tempo, almeno dieci anni (accompagnati da un lungo percorso normativo), per vedere circolare sulle strade questi “veicoli del futuro”, ma i presupposti tecnici esistono già: il Future Truck ha già percorso un tratto di autostrada in condizioni reali di traffico, a una velocità regolare massima di 80 km/h.
Non si tratta propriamente di un nuovo autocarro, ma del sistema di trasporto del futuro, sviluppato nell’ambito dell’iniziativa “Shaping Future Transportation” di Daimler Trucks al fine di preservare le risorse, ridurre le emissioni di ogni genere e parallelamente garantire la massima sicurezza stradale.
