I sensori nei veicoli autonomi devono essere estremamente affidabili, poiché in futuro gli automobilisti non controlleranno più costantemente il traffico durante la marcia. In passato questi sensori sono stati sottoposti a dure prove su strada. Il nuovo dispositivo di prova ATRIUM dell'Istituto Fraunhofer per la fisica delle alte frequenze e le tecniche radar FHR consente ora di trasferire gran parte di questi test su strada in laboratorio. ATRIUM mette in scena il sensore radar del veicolo, generando scenari artificiali che si avvicinano molto alle condizioni reali incontrate nel traffico stradale.

L'auto di domani si guiderà da sola. I passeggeri si muoveranno lungo la strada come se fossero guidati da un autista privato mentre si godono la conversazione, leggendo un giornale o magari guardando un video. Sebbene i sistemi di assistenza alla guida come il controllo automatico della distanza non siano più nuovi sul mercato, passeranno ancora diversi anni prima che auto completamente autonome scendano in strada. Questo perché la tecnologia coinvolta deve essere assolutamente affidabile. I sensori sono il fattore decisivo qui:ad esempio, i sensori radar odierni sono già in grado di rilevare autonomamente gli ostacoli e di azionare i freni in caso di pericolo. Questi e altri sensori vengono rigorosamente testati prima di essere installati nell'auto. E i veicoli autonomi richiedono un livello di affidabilità ancora più elevato, poiché se il conducente non è più al volante, il produttore del veicolo potrebbe essere in ultima analisi responsabile per evitare un incidente.

Ecco perché i produttori di automobili hanno esigenze relativamente elevate quando si tratta di affidabilità dei sensori. Richiedono sensori che non causino più di un singolo errore su distanze di guida di diversi milioni di chilometri, il che significa che le auto di oggi devono spesso superare lunghissime prove su strada. "Sono tanti chilometri, " dice il Dr.-Ing. Thomas Dallmann, Leader del gruppo di ricerca Aachen presso il Fraunhofer Institute for High Frequency Physics and Radar Techniques FHR. "Oltre a ciò, più sensori devono essere testati per dimostrare statisticamente la loro affidabilità. Ciò significa che diversi veicoli di prova con sensori devono trascorrere molto tempo sulla strada." Un'altra difficoltà:se si verifica un errore dopo diverse migliaia di chilometri, il sensore deve essere ottimizzato e le prove su strada devono ricominciare da capo, un processo estremamente lungo.

Spostamento delle prove su strada in laboratorio

Per semplificare questa situazione, si cerca di simulare la realtà e portare le prove su strada in laboratorio. Questo tipo di test di laboratorio esiste già per i sensori radar. I sensori radar emettono un segnale radio che viene riflesso da vari oggetti. In base all'eco, i sistemi di sensori elettronici possono quindi analizzare l'ambiente circostante, misurare la distanza dagli oggetti rilevati e la velocità con cui si muovono.

Questo principio è già stato simulato in laboratorio utilizzando i cosiddetti simulatori di bersagli radar. Questi simulatori raccolgono le onde radar emesse dal radar del veicolo e modificano il segnale radar per comportarsi come se avesse incontrato degli oggetti. Il simulatore restituisce quindi le informazioni all'auto sotto forma di un'immagine eco artificiale. In questo modo il simulatore di target radar genera un paesaggio simulato per il radar del veicolo. Il vantaggio è ovvio:il banco di prova con un radar per auto e un simulatore di target radar può funzionare in laboratorio giorno e notte, senza dover mettere l'auto in strada.

Sfortunatamente, i pochi simulatori di bersagli radar disponibili oggi sul mercato non sono neanche lontanamente in grado di generare un paesaggio eco completo. "La maggior parte dei modelli può generare solo un'immagine molto ristretta con un numero di riflessi a una cifra restituiti al radar dell'auto, " dice Dallmann. "Si tratta di un numero estremamente piccolo rispetto alla situazione in un ambiente naturale". scenario reale contiene centinaia di oggetti riflettenti:persone, macchine, alberi, segnali stradali. Anche un solo veicolo nel traffico può generare diverse riflessioni da diverse angolazioni, per esempio un'autovettura i cui paraurti, ruote e specchietti laterali riflettono in modo diverso. "Siamo ancora molto lontani da un'impostazione realistica quando si tratta di testare i sensori per la guida autonoma, " continua l'ingegnere.

Il simulatore di bersagli radar genera fino a 300 riflessioni

Ecco perché Dallmann e il suo team stanno sviluppando un nuovo, simulatore di target radar ad alte prestazioni chiamato ATRIUM (l'acronimo tedesco per "ambiente di test automobilistico per test e misurazioni radar in-the-loop"), in grado di generare oggetti significativamente più riflettenti. L'obiettivo attuale del Fraunhofer FHR è quello di essere in grado di generare 300 riflessioni entro il termine del progetto, un obiettivo formidabile. "Ciò significa che ATRIUM può presentare al sensore radar dell'auto una scena relativamente realistica, qualcosa come un film drive-in per il sensore radar."

Poiché è stata depositata una domanda di brevetto per la tecnologia ATRIUM, Thomas Dallmann non può ancora rivelare alcun dettaglio. Ma può dire:"Abbiamo ottimizzato la struttura dei canali di trasmissione, rendendoli molto più convenienti. Di conseguenza, i riflessi possono essere rappresentati in modo tale da raggiungere il radar da diverse direzioni." Ciò potrebbe consentire di testare nuovi sensori per veicoli autonomi a pieno campo e in condizioni altamente realistiche in laboratorio. "In futuro , saremo in grado di eseguire test molto complessi, che renderà possibile notevolmente

ridurre il tempo necessario per le prove su strada." Dallmann e i suoi colleghi presenteranno il laboratorio di prova con radar per veicoli e il simulatore di bersagli radar ATRIUM all'Automotive Testing Expo di Stoccarda dal 21 al 23 maggio.