"Dobbiamo muoverci su queste tre direttive contemporaneamente se vogliamo mettere sulle nostre strade veicoli autonomi che siano affidabili e sicuri." Come pochissimi altri fornitori globali di tecnologia e servizi nel settore automotive, l'impegno di Bosch nel raggiungere una svolta in ambito di guida autonoma è enorme, ed è in questa ottica che sta sviluppando soluzioni integrate. Una delle aree che vedono Bosch in prima linea è la precisione della localizzazione del veicolo, elemento cruciale per la sicurezza. I veicoli a guida autonoma possono muoversi in sicurezza solo se sono in grado di rilevare sempre la propria posizione con una precisione al centimetro. A questo scopo, Bosch offre un pacchetto di localizzazione che non ha eguali al mondo. Insieme, hardware, software e servizi creano un sistema ridondante per determinare con esattezza la posizione del veicolo.
Hardware: Bosch ha sviluppato il proprio sensore di movimento e posizione
Bosch ha sviluppato un sensore che consente ai veicoli autonomi di determinare la propria posizione con precisione: il sensore di movimento e posizione del veicolo. Il nuovo sensore comprende un'unità ricevente ad alte prestazioni per i segnali GNSS (Global Navigation Satellite System), che il veicolo autonomo utilizza per rilevare la propria posizione assoluta. Il posizionamento basato su satellite pone però una serie di problematiche nella gestione delle imprecisioni dei dati. I satelliti GNSS orbitano intorno alla Terra a una distanza di 25.000 km e alla velocità di 4.000 m/sec. Per arrivare alla Terra dal satellite, i segnali attraversano la ionosfera e strati di nuvole nella troposfera, che causano dispersione del segnale e generano errori. Di conseguenza, i segnali, pur risultando accurati per i sistemi di navigazione odierni, non soddisfano i requisiti di precisione necessari per la guida autonoma. Per questo motivo Bosch utilizza i dati correttivi resi disponibili da vari provider e per questo, nel 2017, è entrata nella joint-venture Sapcorda. Grazie all'aiuto di una rete di stazioni di riferimento terrestri, di cui si conosce la posizione con esattezza, questi provider sono in grado di correggere le imprecisioni delle informazioni di posizionamento del GNSS. I dati di correzione arrivano al veicolo tramite cloud o satelliti geostazionari. I segnali GNSS non sono le sole informazioni ricevute dal sensore di movimento e posizione del veicolo: grazie ai sensori di velocità ruote e dell'angolo di sterzata, che sono simili al tatto umano, il sensore è in grado di riconoscere dove è diretta l'automobile e a quale velocità. Il sensore di movimento e posizione del veicolo include anche sensori inerziali integrati, paragonabili all'orecchio interno umano e questi dati per capire qual è la direzione del veicolo, riproducendo il comportamento umano, che si affida a tatto ed equilibrio per il movimento.
Software: gli algoritmi smart di Bosch determinano la posizione del veicolo
Nel sensore di movimento e posizione del veicolo confluiscono i segnali di posizione GNSS, i dati correttivi e le informazioni dei sensori inerziali, i sensori velocità ruote e il sensore angolo di sterzata. Tuttavia, queste informazioni da sole non sono sufficienti per stabilire l'esatta posizione dei veicoli autonomi. Per rilevare il posizionamento preciso, i dati devono essere elaborati da un software intelligente. Solo allora il veicolo autonomo è in grado di riconoscere con certezza in quale punto esatto si trova calcolando le manovre di guida conseguenti. Il veicolo autonomo viene localizzato principalmente sulla base dei segnali GNSS rettificati. Se il collegamento al satellite si interrompe, per esempio perché il veicolo entra in galleria, il sensore di movimento e posizione può continuare a determinare la posizione del veicolo per diversi secondi. Per farlo, viene calcolata la posizione del veicolo relativamente all'ultimo punto noto, per il quale erano disponibili informazioni di posizionamento assoluto. Se il segnale GNSS si interrompe per un periodo più lungo e il sensore di movimento e posizione del veicolo non riesce più rilevare la posizione esatta, il veicolo autonomo può fare riferimento alla mappatura stradale Bosch per le informazioni di localizzazione.
Servizi: la mappatura stradale Bosch si basa sui sensori ambientali
La mappatura stradale Bosch è un servizio di localizzazione basato su mappa che utilizza i sensori ambientali dei veicoli attuali e futuri. Bosch offre il servizio insieme alla sua soluzione di localizzazione basata sul sensore di movimento e posizione del veicolo. Bosch soddisfa elevati requisiti di sicurezza, combinando la tecnologia del sensore di movimento e posizione del veicolo e quella del satellite con il servizio di localizzazione basato sulla mappatura stradale. Sono i sensori video e radar a bordo dei veicoli in movimento a generare la mappatura stradale, rilevando elementi stazionari sulla e lungo la strada, come le linee di mezzeria, i segnali stradali e i guardrail. Sotto questo aspetto, i sensori radar hanno un vantaggio rispetto alle telecamere, in quanto possono rilevare le caratteristiche della strada al buio o in condizioni di scarsa visibilità. Anche il raggio di rilevamento è maggiore. Un modulo di comunicazione nell'automobile invia al cloud i dati relativi agli elementi stradali rilevati. Questi vengono quindi utilizzati per generare un livello di mappa indipendente che a sua volta fa parte di una mappa estremamente accurata. Dal canto loro, i veicoli autonomi rilevano gli elementi stradali circostanti e fanno riferimento alla mappa per verificare se i segnali stradali o i guardrail che hanno riconosciuto corrispondono a quelli registrati. Questo confronto consente ai veicoli di determinare con precisione la loro posizione all'interno della corsia, rispetto alla mappa ad alta precisione, fino al centimetro.