Tecnologie di comunicazione per auto intelligenti che armonizzano i sistemi di guida autonoma
Gli incidenti stradali e il traffico sono gravi problemi dei sistemi di trasporto globali. Ogni anno, oltre un milione di persone perde la vita a causa di incidenti stradali e il trasporto su strada è una delle maggiori cause dei cambiamenti climatici, dell’inquinamento e della perdita di produttività. I veicoli connessi e autonomi (VCA) possono migliorare nettamente la sicurezza e l’efficienza del trasporto stradale, ma hanno alcuni difetti intrinseci. Il progetto COSAFE, finanziato dalle azioni Marie Skłodowska-Curie, ha proposto una soluzione innovativa grazie a veicoli autonomi connessi cooperativi. «Il nostro approccio sfrutta le comunicazioni veicolari e le tecnologie di guida autonoma per condividere le risorse e per la guida cooperativa, al fine di affrontare le sfide del trasporto stradale, migliorando al contempo la sicurezza e l’efficienza delle strade», osserva Jianhua He, coordinatore del progetto e professore dell’Università dell’Essex. Il progetto è stato uno sforzo collaborativo che ha coinvolto un consorzio internazionale di importanti istituzioni accademiche, partner industriali di spicco e responsabili delle politiche. Insieme, questi attori hanno unito le forze per sviluppare tecnologie e applicazioni VCA innovative, con nuovi sistemi di comunicazione tra veicoli e caratterizzate dalla condivisione di risorse. «COSAFE è stato uno dei primi progetti di ricerca incentrati sulle nuove tecnologie e applicazioni VCA», sottolinea He. Come osserva He, la progettazione sistematica e trasversale ha permesso di affrontare sfide complesse sul campo.
Sfruttare la sinergia tra i veicoli e l’ambiente circostante
Al centro delle attività di COSAFE c’è il concetto di rilevamento ed elaborazione cooperativi (CSC, Cooperative Sensing and Computing), che garantisce un’ottima percezione dei sistemi usando le risorse in modo efficiente. Le risorse condivise e i dati in tempo reale sull’ambiente circostante consentono a ciascun veicolo di prendere decisioni più consapevoli. Il metodo CSC sfrutta le innovazioni dei livelli sottostanti, come le comunicazioni avanzate vehicle-to-everything o V2X (letteralmente «veicolo verso tutto»), l’edge computing, la gestione intelligente delle risorse e altre tecnologie. La condivisione delle risorse prevede che vari elementi, come i veicoli e le infrastrutture stradali, collaborino all’uso delle risorse come dati, larghezza di banda della rete e spazio stradale. «Sfruttando questa sinergia, l’infrastruttura stradale COSAFE offre un ambiente di guida sicuro ed efficiente con una percezione e una coordinazione migliori. Non solo ottimizza l’uso delle risorse condivise, ma garantisce anche la sicurezza e l’efficienza stradale grazie a meccanismi avanzati di comunicazione e di calcolo», afferma He. Equiparando i veicoli e le infrastrutture dei trasporti a una vasta rete di sensori e computer interconnessi, queste risorse, se sfruttate efficacemente attraverso veicoli intelligenti collaborativi, possono migliorare nettamente la sicurezza e l’efficienza sulle strade. Questo tipo di collaborazione consente inoltre di condividere informazioni fondamentali, come i percorsi di guida, gli oggetti in movimento nelle aree percorribili dai veicoli, la semantica della scena (semafori, cartelli e segnaletica stradale) e le varie manovre di guida, come le svolte e le precedenze. In definitiva, i veicoli intelligenti connessi riescono ad acquisire una percezione olistica dell’ambiente di guida, migliorando la sicurezza dei trasporti.
Tecnologie di comunicazione di nuova generazione per veicoli autonomi
L’équipe del progetto ha sviluppato un modello di canale millimetrico 5G per la tecnologia V2X ed algoritmi di trasmissione. Inoltre, ha studiato sensori di spettro a banda larga per facilitare l’accesso dinamico a radio (risorse dello spettro dello spazio bianco), aumentando ulteriormente la capacità e l’affidabilità delle comunicazioni. Come soluzione per coordinare in sicurezza i veicoli autonomi nelle rotatorie, sono state studiate tecniche di comunicazione a luce visibile. Infine, la squadra di ricerca ha presentato un banco di prova economico, flessibile e scalabile che utilizza la tecnologia software-defined radio (sistema radio definito dal software) e comunicazioni specifiche a corto raggio per mettere in connessione i vari veicoli. «Le tecnologie proposte per le comunicazioni cellulari, l’edge computing e l’intelligenza e la percezione cooperativa hanno implicazioni dirette per la guida autonoma, le città intelligenti, l’Internet delle cose e la comunità scientifica in generale. Inoltre, potrebbero influire notevolmente sulla comunicazione scientifica, sui trasporti, sull’economia e sulla società», conclude He.
Parole chiave
COSAFE, condivisione delle risorse, veicoli autonomi connessi, V2X, sicurezza stradale, software-defined radio, vehicle-to-everything
