Automobili con vista d’aquila

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Automobili con vista d’aquila

Qual è il ruolo delle soluzioni di misura di Rohde & Schwarz nella visione della guida automatizzata?

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Updated on mag 11, 2023 🛈
Originally published on gen 09, 2020

Il figlio prediletto della Germania è alla ricerca di maggiore autonomia. L'idea entusiasma gli appassionati di tecnologia e di auto in tutto il mondo. Le soluzioni di misura di Rohde & Schwarz contribuiscono a rendere possibile la guida autonoma sicura.

Elettromobilità, connettività e guida autonoma sono i megatrend del settore. L'industria automobilistica si sta reinventando a tutti i livelli. La rivoluzione è così profonda che alcune aziende stanno anche mettendo in discussione le metodologie ingegneristiche tradizionali con la quali si sono finora progettati i veicoli. Zoox, azienda concorrente di Tesla, sta ad esempio sviluppando prima la tecnologia autonoma e poi l'auto che la circonda. Sono già state coniate nuove metafore per il veicolo del futuro: smartphone su ruote, salotto tecnologico rilassante e lounge mobile sono solo alcuni esempi.

La mobilità di domani sta entusiasmando

Le auto senza conducente sono praticamente uniche nel simboleggiare la potenza delle future tecnologie e della digitalizzazione nel modificare il nostro stile di vita e le nostre abitudini. La guida connessa e automatizzata promette di migliorare la sicurezza e la comodità dei viaggi in auto. Tuttavia, fidarsi di un veicolo autonomo è una grande barriera da superare per molte persone.

La guida connessa e automatizzata promette di migliorare la sicurezza e la comodità dei viaggi in auto.

Il cammino verso le auto robot

Sono stati definiti cinque livelli per classificare la guida autonoma: assistita, parzialmente automatizzata, altamente automatizzata, completamente automatizzata, autonoma. Esistono già sistemi parzialmente automatizzati (livello 2) e sono in fase di sviluppo sistemi altamente automatizzati (livello 3) pronti per la produzione in serie.

Il conto alla rovescia è iniziato: le aziende di tutto il mondo stanno investendo miliardi in ricerca e sviluppo percorrendo milioni di chilometri con veicoli di test, sia reali che virtuali. Sulla pista del marketing, le aziende si stanno superando a vicenda con previsioni su quando le prime auto robot saranno disponibili in commercio: 2035, 2030, 2025?

"La guida autonoma arriverà", afferma Jürgen Meyer, Vicepresidente Market Segment Automotive di Rohde & Schwarz, "ma non così velocemente come alcuni pensano. Manca ancora un quadro giuridico affidabile. Ad esempio, alcune funzioni sono consentite negli Stati Uniti, ma non ancora in Europa, e ci sono ancora molti ostacoli tecnici da superare."

Soluzioni per tutte le tendenze nel settore automobilistico. Poiché i veicoli continuano a integrare un numero crescente di standard RF, radar e bus dati ad alta velocità, verificare che le emissioni elettroniche indesiderate rientrino entro i limiti specificati e che le automobili siano immuni dai disturbi provenienti da fonti esterne sta diventando una sfida sempre più grande da affrontare per le case automobilistiche.

Soluzioni per tutte le tendenze nel settore automobilistico

La complessa interazione di diverse tecnologie wireless, come radar, Wi-Fi, Bluetooth®, comunicazioni V2X e chiamate di emergenza, richiede l'esecuzione di test approfonditi. Ciò fa di Rohde & Schwarz un fornitore di soluzioni abilitanti fondamentali per la guida autonoma senza incidenti. "Il nostro portafoglio è stato interamente studiato per soddisfare le esigenze specifiche dell'industria automobilistica. Con le nostre soluzioni di test per il collaudo di sensori radar, verifica delle conformità di Automotive Ethernet, preconformità EMI e certificazione EMC siamo già i leader di mercato", afferma Meyer. "In breve, supportiamo lo sviluppo e la produzione di tutto ciò che emette onde radio e comunica – e nel settore automobilistico si tratta di un'esigenza chiaramente in forte crescita."

Insieme ad altri sensori come lidar, telecamere e ultrasuoni, i radar svolgono un ruolo chiave nei sistemi avanzati di assistenza alla guida attuali e futuri (ADAS). I radar automobilistici fungono da occhi per i veicoli. Sono già in produzione a milioni, e nei veicoli di fascia alta sono diventati un equipaggiamento standard. I radar non sono disturbati dalla nebbia o dalla neve. Misurando la direzione, la separazione, la distanza e la velocità degli ostacoli, possono prevedere situazioni critiche ed evitare incidenti.

Vedere il mondo attraverso i sensori

Il numero di sensori radar per veicolo aumenta con ogni livello di automazione. La guida altamente automatizzata richiede naturalmente livelli elevati di tecnologia. I sistemi più recenti operano nella regione delle microonde per determinare la distanza, la velocità e l'angolo relativo degli oggetti rilevati e percepire anche i più piccoli movimenti. L'unica cosa migliore della larghezza di banda è una larghezza di banda ancora maggiore: la prossima generazione di sensori radar automobilistici funzionerà con una larghezza di banda del segnale a di 4 GHz. "C'è ancora molto spazio per lo sviluppo di soluzioni innovative in questo settore", sottolinea Meyer. "Frequenze più alte, larghezza di banda più elevata. È esattamente qui che si trovano i nostri punti di forza."

Il tester per radome R&S®QAR, ad esempio, è una soluzione di collaudo unica per analizzare la qualità del segnale dei sensori radar nascosti dietro i paraurti. Per ragioni estetiche, i radar automobilistici sono di solito installati dietro un radome o i paraurti. Il tester R&S®QAR verifica se il sensore radar nascosto funziona correttamente. La misurazione richiede solo pochi secondi e fornisce un'immagine a onde millimetriche che può essere interpretata intuitivamente. Un'immagine molto semplice che potrebbe salvare vite umane, perché l'elevata attenuazione della potenza radar riduce la distanza massima alla quale un radar può rilevare un bersaglio, il che può causare errori con conseguenze disastrose.

QAR innovation award screen
Il principio QAR spiegato in un minuto

Guida autonoma? Certamente!

La tecnologia di guida automatizzata supporta anche le persone con disabilità fisiche o tempi di reazione lunghi. "Mio padre ne è un buon esempio", dice Jürgen Meyer. “Superata una certa età, ha sempre fatto retromarcia senza guardare indietro. Con i sensori a ultrasuoni e una telecamera posteriore, avrebbe potuto essere più sicuro."

Ingegneri, ricercatori che si occupano di incidenti e periti assicurativi ci garantiscono che la guida automatizzata aumenterà significativamente la sicurezza stradale. Per ridurre il numero di vittime di incidenti, vari sistemi di sicurezza saranno obbligatori a partire dal 2022. I nuovi regolamenti mirano a spianare la strada a un futuro senza conducente.

Nel frattempo, alcuni innovatori stanno già guardando oltre: il volo autonomo sotto forma di droni elettrici che trasportano persone. Gli aerei autonomi sostituiranno in ultima analisi le auto autonome?

Andreas von Lösecke
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Più intensamente utilizziamo le tecnologie per i veicoli autonomi, più diventa importante avere una percezione corretta dell'ambiente circostante

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Andreas von Lösecke, Product Manager Imaging Products at Rohde & Schwarz

Interview: Andreas von Lösecke, Product Manager Imaging Products at Rohde & Schwarz

R&S®QAR: per una maggiore sicurezza con la guida automatizzata

La tecnologia radar è indispensabile per la guida altamente automatizzata. I radar sono solitamente nascosti dietro paraurti, emblemi di design o altre parti in plastica. Il design è un fattore decisivo per capire se un nuovo modello inizia bene sul mercato. Affinché i sensori radar automobilistici forniscano risultati impeccabili e coerenti con i requisiti di progetto, il materiale delle parti o del radome che li ricoprono deve consentire il passaggio dei segnali radar. Andreas von Lösecke, Product Manager Imaging Products di Rohde & Schwarz, parla delle sfide attuali da affrontare nel settore automobilistico, di R&S®QAR – una soluzione unica per il test radome – e delle altre soluzioni di Rohde & Schwarz per i collaudo degli autoveicoli.

Perché è così importante collaudare i radome?

Nel settore c'è una consapevolezza crescente dell'importanza dei test sui radome. Queste prove servono a garantire che i radome e le loro coperture non compromettano la funzionalità dei radar. Infatti, più intensamente utilizziamo le tecnologie per i veicoli autonomi, più diventa importante avere una percezione corretta dell'ambiente circostante, soprattutto per quanto riguarda la sicurezza. È come con la nostra vista: un radar, come un paio di occhiali, ci permette di vedere alcune cose. La qualità del radome determina quanto siano puliti le lenti dell'occhiale e quanto chiaramente e omogeneamente possiamo percepire il nostro ambiente.

Qual è il principio di funzionamento della soluzione di test Rohde & Schwarz per controllare la qualità dei radome?

Il tester R&S®QAR può generare immagini a onde millimetriche a risoluzione spaziale di riflessi radar e del grado di trasmissione di un radome per visualizzare le disomogeneità del materiale. Le misure con lo strumento R&S®QAR richiedono solo pochi secondi e sono molto precise. A differenza dei metodi di misura utilizzati tradizionalmente nelle linee di produzione, questa nuova tecnica è indipendente dalla disponibilità di un dispositivo radar di riferimento (golden rader) e richiede molto meno spazio rispetto a un sistema di misura convenzionale che utilizza diversi riflettori radar.

Tornando all'analogia con gli occhiali: dovrebbero essere trasparenti in modo uniforme. L'obiettivo dello strumento R&S®QAR è quello di garantire questa uniformità. Se questa uniformità delle caratteristiche del materiale non viene raggiunta, ci saranno distorsioni e il radar rileverà la presenza di oggetti in luoghi dove invece non c'è nulla. Di conseguenza, le funzioni a valle per l'analisi delle immagini rilevate dal radar potrebbero erroneamente far scattare un allarme, ad esempio causando una frenata di emergenza di un veicolo senza alcuna necessità reale. Lo strumento R&S®QAR consente ai produttori di evitare situazioni come questa.

Come si interpretano i risultati?

I risultati del nostro test radome sono suddivisi in dati sulla riflettività e dati sulle caratteristiche di trasmissione. La riflettività è risolta spazialmente, che una capacità unica dello strumento R&S®QAR. Ci permette di vedere facilmente dove c'è qualcosa che non va nel radome. Potremmo non essere in grado capire direttamente quale sia la causa, ma nella maggior parte dei casi il produttore di radome può aiutare in questo: per esempio, quando ci sono problemi sui bordi durante la produzione.

Già durante la produzione, lo strumento R&S®QAR può garantire che tutti i radar siano montati correttamente, calibrati e in buon ordine. Abbiamo anche ampliato la funzionalità di imaging dello strumento in modo da poter valutare i dati CAD di un veicolo che otteniamo dal produttore. Questo significa che facciamo una foto con lo strumento R&S®QAR – che sono i nostri dati reali – e la confrontiamo con i dati nominali dei disegni CAD. Poi possiamo vedere se il radar è montato nel posto giusto o se qualcosa si è danneggiato. Lo strumento può essere utilizzato in produzione allo stesso modo che in un'officina di riparazione auto.

La tecnologia utilizzata nel tester R&S®QAR si basa sulle stesse metodologie già utilizzate nello scanner di sicurezza R&S®QPS. Quali sono le differenze?

Ovviamente, l'ambiente applicativo di uno scanner di sicurezza è completamente diverso. La sua tecnologia si basa su una rete neurale che cerca oggetti sconosciuti e potenzialmente pericolosi, come armi, esplosivi, ecc., nell'immagine scansionata di una persona sconosciuta con abiti sconosciuti. Al contrario, l'obiettivo dello strumento R&S®QAR è quello di fare una valutazione qualitativa della riflessione e dell'omogeneità. Ciò significa che le sfide da affrontare nel collaudo dei radome sono diverse, ma ovviamente beneficiamo enormemente dell'esperienza che abbiamo acquisito con lo scanner di sicurezza.

Lo strumento R&S®QAR viene impiegato in molte aree della guida autonoma. Come stima lo sviluppo futuro del mercato?

Inizialmente questa tecnologia sarà costosa e più rilevante per il settore della logistica o per i fornitori di servizi di mobilità. Dovremo aspettare un po' e fare ulteriori perfezionamenti prima che la guida autonoma si affermi nel settore privato. Ed è proprio quello che stiamo facendo: più la guida autonoma viene utilizzata, più sensori saranno necessari, il che significa più radar e radome. In un veicolo altamente automatizzato sono installati da dieci a quindici radar, per lo più nascosti dietro radome, paraurti e rivestimenti anteriori o posteriori. Tutti questi dispositivi e rivestimenti devono essere collaudati in produzione.

Cos'altro deve essere verificato per ottenere un radar perfettamente funzionante?

Supportiamo ogni fase del processo di sviluppo dei radar. Dallo sviluppo di chip radar alle caratteristiche di immunità di interferenza del radar al radome, abbiamo una varietà di soluzioni di test disponibili: l'analizzatore di spettro R&S®FSW, l'oscilloscopio R&S®RTP e i generatori di segnali. Ad esempio, abbiamo recentemente lanciato un'innovativa camera di prova per misurazioni indirette in campo lontano, per collaudare i sensori radar automobilistici. Alla fine, quando tutte le eventualità sono state verificati e il miglior radar risultante è stato installato dietro un paraurti, anch'esso deve essere naturalmente collaudato. Per fare tutto questo abbiamo sviluppato per ogni caso il metodo di misurazione perfetto.

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