Le comunicazioni connesse contraddistinguono i camion pesanti
La guida sicura, confortevole e più ecologica è il cuore dello sviluppo di veicoli a elevata automazione. Grazie a un gran numero di sistemi e sensori, la tecnologia automatizzata e connessa avverte i guidatori in caso di pericoli imminenti, li aiuta a evitare strade molto congestionate e fornisce informazioni sui segnali stradali. Inoltre, comunica ad altri veicoli informazioni critiche per la sicurezza, quali la loro velocità e direzione e se stanno frenando o accelerando. La tecnologia cooperativa, connessa e automatizzata è molto apprezzata sia nelle automobili che nei camion pesanti, tuttavia l’architettura differisce a causa delle grandi dimensioni della combinazione camion-rimorchio. Alla luce di ciò, il progetto ROADART, finanziato dall’UE, ha svelato con successo una nuova piattaforma di comunicazione wireless per camion che rafforza sensibilmente la sicurezza e l’efficienza dei guidatori, contribuendo al contempo a ridurre le emissioni nocive. ROADART ha lavorato su diversi possibili percorsi per rendere in pochi anni i sistemi da camion a camion (T2T) e da camion a infrastruttura (T2I) una realtà. Antenne multiple, guadagni multipli I ricercatori hanno approfondito vari progetti di reti di antenne che possono essere facilmente integrate negli specchietti laterali dei camion o installate nelle torri delle infrastrutture. «Le antenne implementate nella piattaforma ROADART sono elementi parassiti commutati elettronicamente (ESPAR). La loro progettazione dimostra costi contenuti, ridotta complessità e dimensioni compatte, il che le rende candidati eccellenti per i collegamenti T2T e T2I», osserva il dott. Christos Oikonomopoulos, coordinatore del progetto. Le antenne ESPAR consentono l’adattamento dinamico del loro schema di radiazione per aumentare la qualità del collegamento. Per migliorare ulteriormente l’affidabilità di un messaggio, i ricercatori hanno utilizzato la tecnica della diversità dell’antenna abbinata a un nuovo schema di selezione del fascio noto come formazione del fascio a circuito aperto. «Un altro grande vantaggio delle antenne ESPAR è la loro capacità di supportare varie tecniche di comunicazione digitale, tra cui la diversità dello schema», aggiunge il dott. Oikonomopoulos. Prova di concetto riuscita Migliorare la robustezza delle comunicazioni wireless rispetto alla perdita e alla latenza dei pacchetti di dati aumenta la disponibilità delle applicazioni di comunicazione. Le comunicazioni T2T affidabili sono particolarmente pertinenti per le applicazioni di guida cooperativa che richiedono sicurezza e tempi critici. ROADART ha dimostrato con successo un caso d’uso che coinvolge il comando adattivo cooperativo della velocità di crociera (CACC), una funzione STI cooperativa che ha permesso a due camion di guidare vicini, uno dietro l’altro. «La guida a plotoni permette ai veicoli di mantenere distanze più corte, il che riduce il consumo di carburante e aiuta a evitare il 10 % di tutti gli incidenti che avvengono sulle autostrade», osserva il dott. Oikonomopoulos. Comunicazioni efficaci possono inoltre aiutare i plotoni di camion a trovare il miglior percorso possibile in situazioni in cui altre modalità di comunicazione potrebbero non essere disponibili, come nelle gallerie a lunga distanza. Il motore di localizzazione di ROADART si basa su un filtro Kalman esteso che fonde i dati provenienti da diverse fonti eterogenee, tra cui il GPS, i sensori dei camion, le informazioni di posizionamento raccolte dai veicoli cooperativi e i dati cartografici disponibili. Durante la dimostrazione dei due camion che guidavano per due chilometri in una galleria, l’errore di localizzazione accumulato non superava i due metri. Progettazione della piattaforma La piattaforma ROADART di nuova concezione gestisce l’intera elaborazione del segnale e consiste in un set di moduli radio definiti dal software e due ESPAR montati sul lato esterno di ogni specchio laterale, nonché una corrispondente unità di comunicazione installata all’interno della cabina del camion. All’interno dell’unità di comunicazione vengono eseguiti anche il software implementato per le tecniche di diversità selezionate e l’algoritmo di localizzazione. Nel complesso, l’uso di tecniche di diversità /multi-antenna ha esteso la copertura e rafforzato del 50 % il rendimento funzionale. L’elevato rendimento funzionale combinato con errori ridotti dei pacchetti dati ha ridotto la latenza del 900 % rispetto ai sistemi di antenne convenzionali. I concetti di architettura sviluppati finora da ROADART dovrebbero far fronte ai mutevoli livelli del traffico e fornire una base solida per la ricerca continua.
Parole chiave
ROADART, elementi parassiti commutati elettronicamente (ESPAR), da camion a camion (T2T), da camion a infrastruttura (T2I), tecnologia dei sistemi di trasporto intelligenti (STI), plotone, localizzazione, radio definita dal software, comando adattivo cooperativo della velocità di crociera (CACC)
