IT201800003312A1

IT201800003312A1 - Guida autonoma di autoveicoli per l'esecuzione di manovre ricorrenti a bassa velocita'

Info

Publication number: IT201800003312A1
Application number: IT102018000003312A
Authority: IT
Inventors: Silvano Marenco; Stefano Mangosio; Massimo Fossanetti; Andrea Saroldi
Original assignee: Fiat Ricerche
Priority date: 2018-03-06
Filing date: 2018-03-06
Publication date: 2019-09-06
Also published as: US20210284183A1; CN110753893A; EP3586211B1; JP6872635B2; WO2019171292A1; US11299172B2; CN110753893B; EP3586211A1; JP2020518501A

Description

DESCRIZIONE

del brevetto per invenzione industriale dal titolo:

“GUIDA AUTONOMA DI AUTOVEICOLI PER L’ESECUZIONE DI MANOVRE RICORRENTI A BASSA VELOCITÀ”

Settore Tecnico dell’Invenzione

La presente invenzione è relativa in generale all’assistenza alla guida degli autoveicoli, ed in particolare all’esecuzione in guida autonoma di manovre autoveicolistiche ricorrenti a bassa velocità.

La presente invenzione trova applicazione in qualsiasi tipo di autoveicolo stradale, sia esso adibito al trasporto di persone, quale un’autovettura, un autobus, un camper, ecc., che al trasporto di merci, quale un autoveicolo industriale (camion, autotreno, autoarticolato, ecc.) o commerciale leggero o mediopesante (furgone, furgonato, cabinato, ecc.).

Stato dell’Arte

Come è noto, negli ultimi anni le case automobilistiche hanno investito considerevoli risorse nella ricerca di sistemi avanzati di assistenza/ausilio alla guida degli autoveicoli (Advanced Driver Assistance Systems – ADAS) per il miglioramento della sicurezza e del confort di guida.

Per questa ragione e per il fatto che aiuteranno a raggiungere gli obiettivi imposti dell’Unione Europea sulla riduzione degli incidenti stradali, gli ADAS sono uno dei segmenti in più rapida crescita nel settore automobilistico e sono destinati a diventare sempre più popolari nei prossimi anni.

Le caratteristiche di sicurezza degli ADAS sono progettate per evitare collisioni e incidenti, offrendo tecnologie che avvisano i conducenti di potenziali problemi, o per evitare le collisioni mediante l'attuazione di misure di salvaguardia e prendendo il controllo degli autoveicoli. Le caratteristiche adattative possono automatizzare l'illuminazione, fornire un controllo adattativo della velocità di crociera, automatizzare la frenata, incorporare segnalazioni GPS/traffico, collegare smartphone, allertare i conducenti di altri autoveicoli di pericoli, tenere i conducenti nella corsia corretta, o mostrare ciò che è in angoli ciechi.

La tecnologia ADAS è basata su sistemi di visione/fotocamera, sistemi sensoriali, reti dati autoveicolistiche, sistemi di comunicazione veicoloveicolo (V2V) o veicolo-infrastruttura (V2I). I sistemi ADAS di prossima generazione sfrutteranno sempre di più la connettività wireless per offrire un valore aggiunto alla comunicazione V2V o V2I.

Secondo studi condotti dall’Accident Research del German Association of Insurers (GDV), infatti, i sistemi di avviso di abbandono corsia, da soli sono in grado di prevenire fino al 15% degli incidenti stradali, mentre l’assistenza agli incroci può evitare fino al 35% di incidenti stradali.

Gli sviluppi tecnologici come l’integrazione di radar e telecamere, e la fusione di dati sensoriali tra applicazioni multiple, si pensa determineranno un cambiamento degli autoveicoli che sarà più consistente nei prossimi due decenni di quanto lo sia stato nei 130 anni finora trascorsi da quando il primo autoveicolo vide la luce.

Il punto finale di questi sviluppi tecnologici è abitualmente definito come automobili a guida autonoma (self-driving cars) o automobili autonome (autonomous cars).

I due termini sono per la stragrande maggior parte delle volte usati indifferentemente, come nella presente trattazione, mentre in alcuni ambienti specializzati questi due termini sono invece utilizzati differentemente per fare delle sottili distinzioni.

In particolare, il termine automobili autonome è stato utilizzato per indicare quelle automobili che assomigliano a quelle odierne, ovvero con i sedili rivolti in avanti e il volante, ed in cui il conducente viene esautorato dai compiti di guida solo in determinate circostanze, ad esempio per eseguire un parcheggio autonomo o una frenata automatica oppure per eseguire il controllo adattativo della velocità di crociera (Adaptive Cruise Control) adattivo per regola la velocità in modo da mantenere una distanza di sicurezza dalle automobili che precedono. Nel prossimo futuro, le automobili autonome potrebbero prendere il controllo della guida completamente nel traffico pesante o sulle autostrade.

Il termine automobili a guida autonoma è stato invece utilizzato per indicare quelle automobili che sono invece considerate rappresentare un passo avanti rispetto alle automobili autonome, ovvero automobili in cui scomparirà completamente il volante e le automobili faranno tutto il viaggio utilizzando lo stesso sistema sensoriale utilizzato dalle automobili autonome.

Oggetto e Riassunto dell’Invenzione

La Richiedente ha avuto modo di constatare che a causa della presenza di ostacoli e di autoveicoli circostanti, nel muoversi nel traffico un autoveicolo percorre sempre traiettorie diverse e non prevedibili e programmabili a priori, anche nel caso in cui debba raggiungere uno stessa posizione di arrivo seguendo una stessa via, mentre esistono invece situazioni “controllate”, tipicamente all’interno di aree circoscritte, private o protette (o comunque ad accesso limitato e controllato), in cui un autoveicolo percorre uno o più percorsi o traiettorie prestabilite a bassa velocità, sempre uguali tra loro, ed in cui è limitata (se non nulla) la presenza di ostacoli (ad esempio rappresentati da altri autoveicoli circostanti) che potrebbero imporre all’autoveicolo di modificare la propria traiettoria.

Ad esempio, all’interno di un cortile di un’abitazione, un autoveicolo percorre più volte uno stesso percorso a bassa velocità da un primo punto, ad esempio un cancello di ingresso, ad un secondo punto, ad esempio un’autorimessa; oppure, all’interno di un’area di carico/scarico di un gruppo di magazzini, un autoveicolo percorre una pluralità di percorsi prestabiliti da un punto di ingresso per arrivare verso un punto di carico/scarico di un rispettivo magazzino (cosiddetta manovra di “docking”); ancora, all’interno di un parcheggio, un autoveicolo si muove tipicamente lungo traiettorie predefinite per portarsi da un punto di ingresso verso una data area di sosta.

Attualmente, nelle situazioni precedentemente descritte, il conducente dell’autoveicolo deve tipicamente compiere ripetutamente le stesse manovre per raggiungere le destinazioni desiderate seguendo i percorsi predefiniti. Inoltre, è frequente il caso in cui il conducente dell’autoveicolo, qualora non conosca la configurazione dell’area controllata, abbia difficoltà a raggiungere la sua destinazione; un esempio tipico è rappresentato dalla difficoltà di trovare un posto libero in un parcheggio pubblico o privato, oppure una zona di scarico assegnata all’interno di un’area di carico/scarico merci.

In generale, è evidente il rischio che si verifichino errori di manovra che possono comportare un notevole dispendio di tempo, tanto più se si considera il fatto che è dimostrabile che l’attenzione del guidatore tipicamente si riduce durante l’esecuzione di manovre routinarie.

Per eseguire manovre a bassa velocità, già nel 2008 la Richiedente proponeva in EP 2136 275 B1 un sistema di guida autonoma di un autoveicolo, in cui un’unità elettronica di controllo autoveicolistica implementa una procedura di autoapprendimento di un percorso che determina la memorizzazione automatica di dati di guida dell’autoveicolo durante la percorrenza del percorso effettuato sotto il controllo manuale del un conducente dell’autoveicolo.

Scopo della presente invenzione è quindi quello di mettere a disposizione una tecnologia che renda il più user-friendly possibile l’utilizzo della tecnologia della guida autonoma degli autoveicoli per l’esecuzione di manovre a bassa velocità.

Secondo la presente invenzione viene pertanto fornita una centralina elettronica di controllo autoveicolistica, un sistema di guida autonoma autoveicolistico ed un autoveicolo come rivendicati nelle rivendicazioni allegate.

Breve Descrizione dei Disegni

La Figura 1 illustra uno scenario tipico di possibile utilizzo della guida autonoma di un autoveicolo per l’esecuzione di manovre ricorrenti a bassa velocità.

La Figura 2 illustra uno schema a blocchi di un sistema di guida autonomo autoveicolistico per l’esecuzione di manovre ricorrenti a bassa velocità.

La Figura 3 illustra un diagramma di flusso delle operazioni compiute da un’unità elettronica autoveicolistica in relazione ad una manovra a bassa velocità compiuta autonomamente da un autoveicolo.

Descrizione di Preferite Forme di Realizzazione dell’Invenzione

La presente invenzione verrà ora descritta in dettaglio con riferimento alle figure allegate per permettere ad una persona esperta di realizzarla ed utilizzarla. Varie modifiche alle forme di realizzazione descritte saranno immediatamente evidenti alle persone esperte ed i generici principi descritti possono essere applicati ad altre forme di realizzazione ed applicazioni senza per questo uscire dall’ambito protettivo della presente invenzione, come definito nelle rivendicazioni allegate. Pertanto, la presente invenzione non deve essere considerata limitata alle forme di realizzazione descritte ed illustrate, ma gli si deve accordare il più ampio ambito protettivo conforme con le caratteristiche descritte e rivendicate.

La Figura 1 illustra schematicamente uno scenario tipico di possibile utilizzo della tecnologia della guida autonoma di un autoveicolo per parcheggiare l’autoveicolo in un’autorimessa.

La Figura 2 illustra lo schema a blocchi di un sistema autoveicolistico di guida autonoma, indicato nel suo insieme con il numero 1, progettato per far compiere ad un autoveicolo, indicato con il numero di riferimento 2, manovre ricorrenti a bassa velocità in guida autonoma.

Come illustrato nella Figura 2, il sistema autoveicolistico di guida autonoma 1 comprende:

- sistemi di bordo autoveicolistici 3, dei quali verranno qui di seguito descritti solamente quelli coinvolti nell’implementazione della presente invenzione, e comprendenti, fra gli altri, un sistema di propulsione, un sistema frenante, un sistema sterzante, un sistema di infointrattenimento, ed un sistema sensoriale atto a rilevare grandezze relative all’autoveicolo 2 (‘motorvehicle-related quantities’) e comprendenti, a titolo di esempio, angolo ruota, angolo volante, imbardata, accelerazione longitudinale e laterale, posizione, ecc., - un’interfaccia utente autoveicolistica 4 (HMI – Human Machine Interface) attraverso la quale gli occupanti dell’autoveicolo 2 possono interagire con il sistema autoveicolistico di guida autonomo 1, e

- una centralina elettronica di controllo autoveicolistica (ECU) 5 collegata operativamente ai sistemi di bordo autoveicolistici 3 ed all’interfaccia utente autoveicolistica 4 attraverso una rete di comunicazione di bordo autoveicolistica 6 (‘automotive on-board communication network’), ad esempio CAN, FlexRAy o altre, e progettata per memorizzare ed eseguire un software di guida autonoma comprendente istruzioni software che, quando eseguite, fanno sì che la centralina elettronica di controllo 5 diventi configurata per cooperare con i sistemi di bordo autoveicolistici 3 per realizzare il sistema autoveicolistico di guida autonoma 1 che permetta l’esecuzione in guida autonoma di manovre autoveicolistiche ricorrenti a bassa velocità.

Allo scopo di permettere agli occupanti dell’autoveicolo 2 di interagire col sistema autoveicolistico di guida autonoma 1, l’interfaccia utente autoveicolistica 4 comprende:

- un display di bordo,

- pulsanti di selezione e attivazione di tipo hard, tipicamente quelli posizionati su un volante (non illustrato) dell’autoveicolo, oppure di tipo soft, ovvero visualizzati sul display di bordo,

- un sistema di riconoscimento vocale (opzionale), - dispositivi elettronici personali di comunicazione mobile portatili (‘hand-held’) o indossabili, quali smartphone, phablet, tablet, personal compuer, smartwatch, ecc., degli occupanti dell’autoveicolo 2, sui quali può essere memorizzata ed eseguita un’applicazione software appositamente predisposta per permetter ai dispositivi elettronici personali di comunicazione mobile di comunicare con un sistema di infointrattenimento autoveicolistico e col sistema autoveicolistico di guida autonoma 1, e

- un sistema di comunicazione wireless bidirezionale a corto raggio, nel seguito per comodità abbreviato in sistema di comunicazione ‘V2D’, acronimo di Vehicle-to-Device, operabile per rivelare ed identificare nel proprio raggio di comunicazione sistemi di comunicazione wireless bidirezionale a corto raggio di dispositivi elettronici personali di comunicazione mobile presenti a bordo dell’autoveicolo 2, nel seguito per comodità abbreviati in sistemi di comunicazione ‘D2V’, acronimo di Device-to-Vehicle, e per stabilire una comunicazione con i sistemi di comunicazione D2V rivelati ed identificati, eventualmente a seguito di una opportuna procedura di abbinamento con gli stessi.

L’interfaccia utente autoveicolistica 4 è configurata in modo da consentire la ricezione di comandi impartiti dal conducente dell’autoveicolo 2 e comprendenti, a titolo di esempio, un comando di avvio di una manovra ricorrente a bassa velocità memorizzata, un comando di selezione di una manovra ricorrente a bassa velocità memorizzata, ecc., e/o informare il conducente dell’autoveicolo 2 sullo stato di avanzamento dell’esecuzione di una manovra ricorrente a bassa velocità memorizzata e su parametri operativi dell’autoveicolo 2; e/o richiedere eventuali interventi da parte del conducente dell’autoveicolo 2, ad esempio l’arresto dell’autoveicolo 2 o l’inserimento della retromarcia, nel caso in cui la manovra ricorrente a bassa velocità sia realizzata solo parzialmente tramite la guida autonoma. I dati di guida autonoma e le informazioni in generale possono essere fornite al conducente dell’autoveicolo 2 in modo visivo, vocali e/o acustico, in cui la modalità acustico/vocale è preferita per consentire al conducente di non distogliere l’attenzione visiva dalla strada e quindi percepire tempestivamente eventuali pericoli ed ostacoli.

La centralina elettronica di controllo 5 è programmata per realizzare tre compiti di alto livello: - apprendimento e memorizzazione di manovre ricorrenti a bassa velocità da poter far compiere in guida autonoma all’autoveicolo 2,

- individuazione di manovre ricorrenti a bassa velocità memorizzate da proporre al conducente per la ripetizione in guida autonoma sulla base della posizione corrente dell’autoveicolo 2, e

- ripetizione (‘replay’) di manovre ricorrenti a bassa velocità memorizzate.

La centralina elettronica di controllo autoveicolistica 5 è programmata per apprendere sia manovre ricorrenti a bassa velocità effettuate manualmente dal conducente dell’autoveicolo 2, che manovre memorizzate nella centralina elettronica di controllo autoveicolistica 5 ed eseguite in guida autonoma. La memorizzazione nella centralina elettronica di controllo autoveicolistica 5 di una manovra ricorrente a bassa velocità eseguita in una determinata posizione può infatti non essere solo il frutto dell’apprendimento di una manovra ricorrente a bassa velocità realizzata manualmente dal conducente dell’autoveicolo 2, ma anche della programmazione di una manovra ricorrente a bassa velocità effettuata mediante un opportuno dispositivo di programmazione esterno oppure ancora dello scaricamento di una manovra ricorrente a bassa velocità memorizzata in un server remoto nel quale la medesima manovra è stata memorizzata a seguito del suo apprendimento effettuato quando questa è stata realizzata manualmente dallo stesso o da un altro conducente su un differente autoveicolo 2.

La centralina elettronica di controllo autoveicolistica 5 è inoltre programmata per memorizzare le manovre ricorrenti a bassa velocità apprese ad esempio nel modo descritto nel succitato EP 2 136 275 B1, ovvero sotto forma di una serie di dati di guida autonoma indicativi dei comandi da impartire ai sistemi di bordo autoveicolistici 3 per la realizzazione delle manovre ricorrenti a bassa velocità memorizzate oppure, in alternativa, di spostamenti elementari da far compiere all’autoveicolo 2 definiti in un dato sistema di riferimento e sulla base dei quali la centralina elettronica di controllo autoveicolistica 5 calcola, tramite tecniche note, i specifici comandi da impartire ai sistemi di bordo autoveicolistici 3.

I dati di guida autonoma possono essere memorizzati nella memoria interna della centralina elettronica di controllo autoveicolistica 5 oppure in un’unità di memorizzazione dedicata collegata esternamente alla centralina elettronica di controllo autoveicolistica 5, ed eventualmente duplicati automaticamente, attraverso una procedura di sincronizzazione automatica, in un apposito repository remoto, ad esempio un server remoto, nel quale possono essere condivisi con altri conducenti, ad esempio altri famigliari, che possono necessitare di eseguire la medesima manovra ricorrente a bassa velocità.

La centralina elettronica di controllo autoveicolistica 5 è inoltre programmata per memorizzare, unitamente ai dati di guida autonoma delle manovre autoveicolistiche ricorrenti a bassa velocità memorizzate, dei dati identificativi delle manovre stesse che ne permettano la successiva individuazione e selezione automatica o manuale in una lista di manovre a bassa velocità ricorrenti memorizzate disponibili per la ripetizione in guida autonoma, ad esempio un nome descrittivo attribuitogli dal conducente dell’autoveicolo 2 attraverso l’interfaccia utente autoveicolistica 4 al termine del suo apprendimento, e degli indici di ripetizione delle manovre indicativi del numero di volte in cui le manovre ricorrenti a bassa velocità memorizzate sono state ripetute in guida autonoma.

La centralina elettronica di controllo autoveicolistica 5 è inoltre programmata per far sì che le manovre autoveicolistiche ricorrenti a bassa velocità memorizzate disponibili per la ripetizione in guida autonoma possano essere selezionate sia manualmente dal conducente attraverso l’interfaccia utente autoveicolistica 4 che autonomamente dalla centralina elettronica di controllo autoveicolistica 5 sulla base della posizione corrente dell’autoveicolo 2, ed individuando quella o quelle manovre ricorrenti a bassa velocità memorizzate i cui dati di geolocalizzazione corrispondono ai dati di posizione corrente dell’autoveicolo 2.

In particolare, le manovre autoveicolistiche ricorrenti a bassa velocità memorizzate disponibili per la ripetizione in guida autonoma sono selezionate autonomamente dalla centralina elettronica di controllo autoveicolistica 5 sulla base della posizione corrente dell’autoveicolo 2 confrontando dati di posizione corrente indicativi della posizione corrente dell’autoveicolo 2 forniti da un dispositivo di localizzazione satellitare di bordo (GPS, Galielo), oppure calcolati fondendo dati sensoriali forniti dal sistema sensoriale di bordo dell’autoveicolo 2, ad esempio da sensori ad ultrasuoni, telecamere surround view, laser scanner, ecc., con i dati di geolocalizzazione delle manovre ricorrenti a bassa velocità memorizzate.

La centralina elettronica di controllo autoveicolistica 5 è inoltre programmata per far sì che una manovra ricorrente a bassa velocità memorizzata venga ripetuta in guida autonoma in risposta ad un comando impartito dal conducente dell’autoveicolo 2 attraverso l’interfaccia utente autoveicolistica 4, ad esempio in risposta all’azionamento di un apposito pulsante di avvio visualizzato sul display di bordo dell’autoveicolo 2 o di un dispositivo elettronico di comunicazione personale di un utente, oppure in risposta al riconoscimento di un determinato gesto compiuto dal conducente dell’autoveicolo 2 sui controlli dell’autoveicolo 2, ad esempio la rimozione di entrambe le mani dal volante e/o di un piede dall’acceleratore.

La centralina elettronica di controllo autoveicolistica 5 è inoltre programmata per far sì che una manovra ricorrente a bassa velocità memorizzata venga ripetuta in guida autonoma verificando innanzitutto che l’autoveicolo 2 si trovi nella posizione di partenza prevista nella manovra ricorrente a bassa velocità memorizzata da ripetere, recuperando poi i dati di guida autonoma memorizzati nella memoria della centralina elettronica di controllo autoveicolistica 5 o nell’unità di memorizzazione esterna, ed elaborando quindi i dati di guida autonoma recuperati per generare gli opportuni comandi da impartire ai sistemi di bordo autoveicolistici 3 anche sulla base dei dati ricevuti dal sistema sensoriale di bordo ed indicativi del movimento dell’autoveicolo 2, realizzando così un controllo in retroazione (ad anello chiuso) per la guida autonoma dell’autoveicolo 2.

La centralina elettronica di controllo autoveicolistica 5 può inoltre essere programmata per consentire al conducente dell’autoveicolo 2, per ragioni di sicurezza, di esercitare un controllo manuale con priorità durante la ripetizione in guida autonoma della manovra ricorrente a bassa velocità, ad esempio per reagire in maniera tempestiva a situazioni anomale, quali la comparsa di ostacoli lungo il percorso. A tal fine, durante la guida autonoma, al conducente dell’autoveicolo 2 può essere permesso esercitare, senza che ciò interrompa la ripetizione della manovra, un controllo attivo almeno sui pedali del freno e dell’acceleratore sul cambio marce, ad esempio per permettere l’inversione del senso di marcia qualora questa non risulti effettuabile in guida autonoma e richieda, quindi, l’intervento del conducente, e/o un controllo attivo sullo sterzo, con il risultato di poter interrompere la ripetizione della manovra, a seconda che l’intervento sullo sterzo sia considerato o meno invasivo.

In ogni caso, la centralina elettronica di controllo autoveicolistica 5 è programmata per considerare con priorità i comandi manuali impartiti dal conducente rispetto a quelli derivanti dalla guida autonoma.

La centralina elettronica di controllo autoveicolistica 5 è inoltre programmata per memorizzare e popolare un database di manovre ricorrenti a bassa velocità implementando le operazioni qui di seguito descritte con riferimento al diagramma di flusso di Figura 3.

In particolare, a tale scopo la centralina elettronica di controllo autoveicolistica 5 è programmata per:

- determinare e memorizzare dati descrittivi di una manovra corrente dell’autoveicolo 2, comprendenti, a mero titolo esemplificativo e non esaustivo:

• dati di geolocalizzazione della manovra,

• dati descrittivi dell’ambiente in cui la manovra ha luogo e comprendenti, convenientemente, una pluralità, convenientemente tre o più, dati di geolocalizzazione di punti di riferimento presenti nell’ambiente, ad esempio, come illustrato nella Figura 1, i piloni di un cancello di ingresso, un albero lungo il percorso compiuto, ecc.,

• dati temporali indicativi del periodo o dell’ora precisa della giornata in cui la manovra viene compiuta,

• dati indicativi del numero di operazioni che compongono la manovra a bassa velocità compiuta, • dati indicativi dell’ampiezza del percorso che viene compiuto, e

• dati di velocità indicativi della velocità corrente dell’autoveicolo 2 durante la manovra;

- riconoscere, sulla base di dati descrittivi della manovra corrente a bassa velocità, se la manovra corrente a bassa velocità dell’autoveicolo 2 è una manovra a bassa velocità impegnativa (blocco 10),

- nel caso in cui la manovra corrente a bassa velocità dell’autoveicolo 2 venga riconosciuta essere una manovra a bassa velocità impegnativa, riconoscere se la manovra impegnativa a bassa velocità dell’autoveicolo 2 è anche una manovra a bassa velocità ricorrente o abituale (blocco 20), - nel caso in cui la manovra impegnativa a bassa velocità non venga riconosciuta essere anche una manovra a bassa velocità ricorrente, memorizzare la manovra impegnativa a bassa velocità in un database di manovre impegnative a bassa velocità, in associazione ad un indice di ricorrenza di manovra inizializzato convenientemente ad un valore unitario (blocco 30),

- nel caso invece in cui una manovra impegnativa a bassa velocità venga riconosciuta essere anche una manovra a bassa velocità ricorrente, incrementare l’indice di ricorrenza di manovra memorizzato in associazione alla manovra impegnativa a bassa velocità memorizzata (blocco 40),

- verificare se l’indice di ricorrenza di manovra memorizzato in associazione alla manovra impegnativa a bassa velocità soddisfi un criterio predeterminato, ad esempio sia superiore ad un dato valore di soglia (blocco 50),

- nel caso in cui l’indice di ricorrenza di manovra memorizzato in associazione alla manovra impegnativa a bassa velocità non soddisfi il suddetto criterio predeterminato, ripetere le operazioni precedentemente descritte con riferimento ai blocchi da 10 a 50,

- nel caso invece in cui l’indice di ricorrenza di manovra memorizzato in associazione alla manovra impegnativa a bassa velocità soddisfi il suddetto criterio predeterminato, verificare se la manovra impegnativa a bassa velocità sia o meno memorizzata in un database di manovre ricorrenti a bassa velocità (blocco 60),

- nel caso in cui la manovra impegnativa a bassa velocità non risulti essere memorizzata nel database di manovre ricorrenti a bassa velocità, proporre al conducente, attraverso l’interfaccia utente autoveicolistica 4, di memorizzare la manovra impegnativa a bassa velocità nel database di manovre ricorrenti a bassa velocità (blocco 70) e acquisire la scelta del conducente (blocco 80),

- nel caso in cui il conducente rifiuti la proposta di memorizzare la manovra impegnativa a bassa velocità nel database di manovre ricorrenti a bassa velocità, cancellare la manovra impegnativa a bassa velocità dal database di manovre impegnative a bassa velocità (blocco 90), e

- nel caso invece in cui il conducente accetti la proposta di memorizzare la manovra impegnativa a bassa velocità nel database di manovre ricorrenti a bassa velocità, memorizzare la manovra impegnativa a bassa velocità nel database di manovre ricorrenti a bassa velocità come manovra ricorrente a bassa velocità, in associazione ad un indice di ripetizione di manovra indicativo del numero di volte in cui la manovra ricorrente a bassa velocità è stata ripetuta in guida autonoma e convenitemene inizializzato ad un valore unitario (blocco 100) e fornendo convenitemene al conducente la possibilità di editare i dati di guida autonoma ed i dati descrittivi della manovra ricorrente a bassa velocità memorizzata attraverso l’interfaccia utente autoveicolistica 4, ad esempio i dati di geolocalizzazione dei punti di inizio/fine della manovra e dei punti di riferimento nell’ambiente in cui la manovra ricorrente a bassa velocità ha luogo, oppure i dati di velocità, o i dati descrittivi della traiettoria seguita (ottimizzazione del jerk longitudinale, latitudinale o verticale), o il numero massimo di operazioni che compongono la manovra ricorrente a bassa velocità per migliorare il comfort della manovra (blocco 110).

Il riconoscimento se una manovra corrente a bassa velocità dell’autoveicolo 2 è una manovra impegnativa a bassa velocità viene convenientemente effettuato allo scopo di evitare di assillare il conducente dell’autoveicolo 2 con continue proposte di memorizzazione e di ripetizione di manovre correnti a bassa velocità anche relativamente semplici, la cui ripetizione in guida autonoma non porterebbe benefici apprezzabili per il conducente.

Allo scopo di riconoscere se una manovra corrente a bassa velocità sia o meno una manovra impegnativa, la centralina elettronica di controllo autoveicolistica 5 è inoltre programmata per:

- calcolare un indice di complessità I indicativo della complessità della manovra corrente a bassa velocità, - confrontare l’indice di complessità I con un valore di soglia,

- riconoscere la manovra corrente a bassa velocità come una manovra impegnativa nel caso in cui l’indice di complessità I sia maggiore o uguale al valore di soglia, e - altrimenti riconoscere la manovra corrente a bassa velocità come una manovra non impegnativa.

L’indicatore di complessità I può convenientemente essere calcolato pesando opportunamente k grandezze V secondo la seguente formula:

dove:

anè il peso da attribuire all’n-esima grandezza vn, e fnè l’n-esima funzione che può assumere un valore compreso tra 0 ed 1 ed è basata sulle seguenti grandezze vn:

- accelerazioni longitudinale/laterale/verticale

- pendenza strada,

- cambi di direzione (e di conseguenza numero di manovre),

- azione sul volante (variazione angolo volante e velocità angolo volante),

- azione sul freno (pressione e variazione di pressione),

- larghezza corridoio disponibile (free-space) e/o distanza ostacoli laterali,

- velocità autoveicolo,

- ambiente al chiuso o all’aperto, e

- durata della manovra (valori minimo e massimo).

A titolo di esempio non limitativo, indicando con: - v1 l’accelerazione longitudinale dell’autoveicolo, - v2 il numero di cambi di direzione,

nell’esempio semplificato, la manovra sarà considerata complessa se I > 0,5.

La centralina elettronica di controllo autoveicolistica 5 è inoltre programmata per far sì che le manovre ricorrenti a bassa velocità memorizzate nel database di manovre ricorrenti a bassa velocità vengano ripetute in guida autonoma implementando le operazioni qui di seguito descritte sempre con riferimento al diagramma di flusso di Figura 3.

- monitorare costantemente la posizione dell’autoveicolo 2,

- se nel blocco 60 precedentemente descritto viene verificato che una manovra impegnativa a bassa velocità risulta essere memorizzata nel database di manovre ricorrenti a bassa velocità, determinare la disponibilità di una manovra ricorrente a bassa velocità memorizzata disponibile per la ripetizione in guida autonoma nella posizione corrente dell’autoveicolo 2 (blocco 120),

- nel caso in cui venga determinata la disponibilità di una manovra ricorrente a bassa velocità memorizzata disponibile per la ripetizione in guida autonoma nella posizione corrente dell’autoveicolo 2, proporre al conducente, attraverso l’interfaccia utente autoveicolistica 4, la ripetizione in guida autonoma della manovra ricorrente a bassa velocità memorizzata disponibile per la ripetizione in guida autonoma (blocco 120) e acquisire la scelta del conducente (blocco 130), - nel caso in cui il conducente rifiuti, attraverso l’interfaccia utente autoveicolistica 4, la proposta di ripetizione in guida autonoma della manovra ricorrente a bassa velocità memorizzata disponibile per la ripetizione in guida autonoma, decrementare l’indice di ripetizione di manovra memorizzato in associazione alla manovra ricorrente a bassa velocità memorizzata disponibile per la ripetizione in guida autonoma (blocco 140), e

- nel caso in cui il conducente accetti, attraverso l’interfaccia utente autoveicolistica 4, la proposta di ripetizione in guida autonoma della manovra ricorrente a bassa velocità memorizzata disponibile per la ripetizione in guida autonoma, incrementare l’indice di ripetizione di manovra memorizzato in associazione alle manovra ricorrente a bassa velocità memorizzata disponibile per la ripetizione in guida autonoma (blocco 150) ed aggiornare il database di manovre ricorrenti a bassa velocità conseguentemente (blocco 160).

Nel caso in cui il conducente accetti la proposta di ripetizione in guida autonoma della manovra ricorrente a bassa velocità memorizzata disponibile per la ripetizione in guida autonoma, la centralina elettronica di controllo autoveicolistica 5 è inoltre programmata per:

- far sì che la manovra ricorrente a bassa velocità memorizzata disponibile per la ripetizione in guida autonoma venga ripetuta in guida autonoma, e

- visualizzare sul display di bordo dell’autoveicolo 2 o di un dispositivo elettronico di comunicazione personale di un utente, uno sketch della manovra ricorrente a bassa velocità compiuta e dell’ambiente in cui questa ha luogo.

Nel caso in cui il conducente rifiuti la proposta di ripetizione in guida autonoma della manovra ricorrente a bassa velocità memorizzata disponibile per la ripetizione in guida autonoma, la centralina elettronica di controllo autoveicolistica 5 è inoltre programmata per:

- verificare se l’indice di ripetizione di manovra memorizzato in associazione alla manovra ricorrente a bassa velocità memorizzata disponibile per la ripetizione in guida autonoma soddisfi un criterio predeterminato, ad esempio sia inferiore ad un dato valore di soglia, (blocco 170), e - se l’indice di ripetizione di manovra memorizzato in associazione alla manovra ricorrente a bassa velocità memorizzata disponibile per la ripetizione in guida autonoma soddisfa il criterio predeterminato, cancellare la manovra ricorrente a bassa velocità dal database di manovre ricorrenti a bassa velocità (blocco 180).

Nel caso in cui nella posizione corrente dell’autoveicolo 2 siano disponibili diverse manovre ricorrenti a bassa velocità memorizzate disponibili per una ripetizione in guida autonoma, la centralina elettronica di controllo autoveicolistica 5 è inoltre programmata per:

- proporre al conducente, attraverso l’interfaccia utente autoveicolistica 4, la ripetizione in guida autonoma delle manovre ricorrenti a bassa velocità memorizzate disponibili per la ripetizione in guida autonoma visualizzandole secondo un ordinamento decrescente dell’indice di ripetizione di manovra, in maniera tale che la manovra ricorrente a bassa velocità memorizzata disponibile per la ripetizione in guida autonoma con indice di ripetizione di manovra più elevato sia la prima nell’ordinamento,

- permettere al conducente di selezionare, attraverso l’interfaccia autoveicolistica utente 4, una delle manovre ricorrenti a bassa velocità proposte per la ripetizione in guida autonoma, e

- far sì che la manovra ricorrente a bassa velocità memorizzata selezionata venga ripetuta in guida autonoma in risposta alla sua selezione da parte del conducente.

La centralina elettronica di controllo autoveicolistica 5 è infine programmata per:

- eseguire una transizione smart fra la guida manuale e la guida autonoma dell’autoveicolo 2 per l’esecuzione di una manovra a bassa velocità impegnativa e ricorrente attraverso un opportuno controllo della dinamica longitudinale o della dinamica laterale dell’autoveicolo 2, o di entrambe,

- abilitare la ripetizione in guida automatica di una manovra a bassa velocità impegnativa e ricorrente riconosciuta sulla base di grandezze indicative della dinamica longitudinale e laterale dell’autoveicolo 2, quali, ad esempio:

• Longitudinale

pedale acceleratore

pedale freno

coppia motore

• Laterale

angolo volante

velocità volante

Yaw rate

coppia allo sterzo

in modo da entrare ed uscire dalla modalità di ripetizione in guida automatica di una manovra impegnativa e ricorrente a bassa velocità senza richiedere l’attuazione di specifici pulsanti, ad esempio entrando nella modalità di ripetizione in guida automatica di una manovra impegnativa e ricorrente a bassa velocità rilasciando i pedali dell’acceleratore e del freno ed il volante, ed uscendo dalla modalità di ripetizione in guida automatica di una manovra impegnativa e ricorrente a bassa velocità quando viene rilevata un’azione del conducente sul pedale dell’acceleratore, sul pedale del freno o sul volante, e - eseguire una gestione smart delle condizioni di override, di pausa e di aborto della ripetizione in guida autonoma di una manovra ricorrente a bassa velocità.

Da un esame delle caratteristiche del sistema di guida autonoma di un autoveicolo secondo la presente invenzione sono evidenti i vantaggi che esso consente di ottenere.

In particolare, esso consente, anche a guidatori non esperti, di ridurre sensibilmente il tempo impiegato per raggiungere la destinazione prevista e la possibilità di commettere errori, durante manovre ricorrenti a bassa velocità da compiere lungo percorsi predefinite in aree circoscritte e controllate.

Il sistema di guida autonoma autoveicolistico secondo la presente invenzione può essere applicato a qualsiasi tipo di autoveicolo, senza che siano necessarie complesse modifiche strutturali, in quanto utilizza sensori e attuatori normalmente presenti a bordo veicolo, ed utilizzato per la guida autonoma di un autoveicolo all’interno di aree qualsiasi, senza che siano previsti mezzi meccanici di guida, ad esempio, a rotaia, per condurre l’autoveicolo lungo un percorso predefinito.

Il sistema di guida autonoma di un autoveicolo risulta configurabile e può essere facilmente adattato a, ed utilizzato in, svariate tipologie di situazioni, dalle meno complesse, ad esempio un cortile privato, a quelle più complesse (ad esempio un complesso hub di carico/scarico merci per rendere efficienti, veloci e sicure le manovre di docking.

Risulta infine chiaro che a quanto qui descritto ed illustrato possono essere apportate modifiche e varianti senza per questo uscire dall’ambito di protezione della presente invenzione, come definito nelle rivendicazioni allegate.

In particolare, è evidente che, a seconda di come venga configurato il sistema di guida autonoma, la guida può essere completamente autonoma o solo parzialmente autonoma; ad esempio, si può decidere di lasciare al conducente il controllo del pedale del freno e dell’acceleratore, e limitare l’azione autonoma al solo controllo dello sterzo.

Inoltre, è evidente che la procedura di definizione e programmazione manuale delle manovre ricorrenti a bassa velocità può prevedere l’apprendimento e la memorizzazione di una pluralità di manovre predefinite all’interno del dispositivo di memorizzazione, con la possibilità da parte dell’utente di selezionare la manovra desiderata tra quelle memorizzate, riconoscendola tramite il codice o anche la categoria di identificazione associata, ad esempio manovra di parcheggio a casa, passaggio in vicolo stretto, rampe circolari di parcheggio multi-piano, accostamento a casello autostradale, ecc.

Le manovre ricorrenti a bassa velocità memorizzate possono essere comprensive anche delle manovre inverse per il ritorno al punto di partenza a partire dal punto di arrivo, opportunamente modificate per invertire il senso di marcia dell’autoveicolo. In alternativa, le traiettorie inverse potrebbero essere calcolate dall’unità elettronica di controllo, tramite opportune elaborazioni.

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Centralina elettronica di controllo autoveicolistica (5) configurata per essere collegabile a sistemi di bordo autoveicolistici (3), comprendenti un sistema di propulsione, un sistema frenante, un sistema di sterzata, ed un sistema sensoriale, e ad un’interfaccia utente autoveicolistica (4) attraverso una rete di comunicazione di bordo autoveicolistica (6), e progettata per cooperare con i sistemi di bordo autoveicolistici (3) per realizzare un sistema di guida autonoma autoveicolistico (1); la centralina elettronica di controllo autoveicolistica (5) è inoltre configurata per memorizzare un database di manovre ricorrenti a bassa velocità, in cui ciascuna manovra ricorrente a bassa velocità è memorizzata sotto forma di dati di guida autonoma, e per far sì che le manovre ricorrenti a bassa velocità memorizzate nel database di manovre ricorrenti a bassa velocità possano essere ripetute in guida autonoma; la centralina elettronica di controllo autoveicolistica (5) è inoltre configurata per popolare il database di manovre ricorrenti a bassa velocità implementando le seguenti operazioni: - determinare e memorizzare dati descrittivi di una manovra corrente di un autoveicolo (2), - riconoscere, sulla base di dati descrittivi della manovra corrente a bassa velocità, se la manovra corrente a bassa velocità è una manovra a bassa velocità impegnativa (10), - nel caso in cui la manovra corrente a bassa velocità venga riconosciuta essere una manovra a bassa velocità impegnativa, riconoscere se la manovra impegnativa a bassa velocità è anche una manovra ricorrente (20), - nel caso in cui la manovra impegnativa a bassa velocità non venga riconosciuta essere anche una manovra a bassa velocità ricorrente, memorizzare la manovra impegnativa a bassa velocità in un database di manovre impegnative a bassa velocità, in associazione ad un indice di ricorrenza di manovra (30), - nel caso in cui una manovra impegnativa a bassa velocità venga riconosciuta essere anche una manovra a bassa velocità ricorrente, aggiornare l’indice di ricorrenza di manovra memorizzato in associazione alla manovra impegnativa a bassa velocità (40), - verificare se l’indice di ricorrenza di manovra memorizzato in associazione alla manovra impegnativa a bassa velocità soddisfi un criterio predeterminato (50), - nel caso in cui venga determinato che l’indice di ricorrenza di manovra memorizzato in associazione alla manovra impegnativa a bassa velocità soddisfa il suddetto criterio predeterminato, verificare se la manovra impegnativa a bassa velocità sia o meno memorizzata in un database di manovre ricorrenti a bassa velocità (60), - nel caso in cui venga determinato che la manovra impegnativa a bassa velocità non risulta essere memorizzata nel database di manovre ricorrenti a bassa velocità, far sì che al conducente venga proposta, attraverso l’interfaccia utente autoveicolistica (4), di memorizzare la manovra impegnativa a bassa velocità nel database di manovre ricorrenti a bassa velocità (70), - nel caso in cui venga determinato che il conducente ha accettato, attraverso l’interfaccia utente autoveicolistica (4), la proposta di memorizzare la manovra impegnativa a bassa velocità nel database di manovre ricorrenti a bassa velocità, memorizzare la manovra impegnativa a bassa velocità nel database di manovre ricorrenti a bassa velocità, in associazione ad un indice di ripetizione di manovra (100).
2. Centralina elettronica di controllo autoveicolistica (5) secondo la rivendicazione 1, configurata inoltre per far sì che le manovre ricorrenti a bassa velocità memorizzate nel database di manovre ricorrenti a bassa velocità possano essere ripetute in guida autonoma implementando le seguenti operazioni: - determinare la disponibilità di una manovra ricorrente a bassa velocità memorizzata disponibile per la ripetizione in guida autonoma nella posizione corrente dell’autoveicolo (120), - nel caso in cui venga determinata la disponibilità di una manovra ricorrente a bassa velocità memorizzata disponibile per la ripetizione in guida autonoma nella posizione corrente dell’autoveicolo (2), far sì che al conducente venga proposta, attraverso l’interfaccia utente autoveicolistica (4), la ripetizione in guida autonoma della manovra ricorrente a bassa velocità memorizzata disponibile per la ripetizione in guida autonoma, - nel caso in cui venga determinato che il conducente ha rifiutato, attraverso l’interfaccia utente autoveicolistica (4), la proposta di ripetizione in guida autonoma della manovra ricorrente a bassa velocità memorizzata disponibile per la ripetizione in guida autonoma, decrementare l’indice di ripetizione di manovra memorizzato in associazione alla manovra ricorrente a bassa velocità memorizzata disponibile per la ripetizione in guida autonoma (140), - nel caso in cui venga determinato che il conducente ha accettato, attraverso l’interfaccia utente autoveicolistica (4), la proposta di ripetizione in guida autonoma della manovra ricorrente a bassa velocità memorizzata disponibile per la ripetizione in guida autonoma, incrementare l’indice di ripetizione di manovra memorizzato in associazione alle manovra ricorrente a bassa velocità memorizzata disponibile per la ripetizione in guida autonoma (150).
3. Centralina elettronica di controllo autoveicolistica (5) secondo la rivendicazione 2, configurata inoltre per, nel caso in cui venga determinato che il conducente ha rifiutato, attraverso l’interfaccia utente autoveicolistica (4), la proposta di ripetizione in guida autonoma della manovra ricorrente a bassa velocità memorizzata disponibile per la ripetizione in guida autonoma: - verificare se l’indice di ripetizione di manovra memorizzato in associazione alla manovra ricorrente a bassa velocità memorizzata disponibile per la ripetizione in guida autonoma soddisfi un criterio predeterminato, (170), e - nel caso in cui venga verificato che l’indice di ripetizione di manovra memorizzato in associazione alla manovra ricorrente a bassa velocità memorizzata disponibile per la ripetizione in guida autonoma soddisfa il criterio predeterminato, cancellare la manovra ricorrente a bassa velocità dal database di manovre ricorrenti a bassa velocità (180).
4. Centralina elettronica di controllo autoveicolistica (5) secondo la rivendicazione 2 o 3, configurata inoltre per, nel caso in cui venga determinato che il conducente ha accettato, attraverso l’interfaccia utente autoveicolistica (4), la proposta di ripetizione in guida autonoma della manovra ricorrente a bassa velocità memorizzata disponibile per la ripetizione in guida autonoma, far sì che la manovra ricorrente a bassa velocità memorizzata disponibile per la ripetizione in guida autonoma venga ripetuta in guida autonoma, ed una rappresentazione schematica della manovra ricorrente a bassa velocità ripetuta in guida autonoma e dell’ambiente circostante venga visualizzata su un display dell’interfaccia utente autoveicolistica (4).
5. Centralina elettronica di controllo autoveicolistica (5) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 2 a 4, configurata inoltre per, nel caso in cui venga determinato che nella posizione corrente dell’autoveicolo (2) sono disponibili diverse manovre ricorrenti a bassa velocità memorizzate disponibili per una ripetizione in guida autonoma: - far sì che al conducente venga proposta, attraverso l’interfaccia utente autoveicolistica (4), la ripetizione in guida autonoma delle manovre ricorrenti a bassa velocità memorizzata disponibili per la ripetizione in guida autonoma visualizzandole secondo un ordinamento decrescente dell’indice di ripetizione di manovra, in maniera tale che la manovra ricorrente a bassa velocità memorizzata disponibile per la ripetizione in guida autonoma con indice di ripetizione di manovra più elevato sia la prima nell’ordinamento, - permettere al conducente di selezionare, attraverso l’interfaccia utente (4), una delle manovre ricorrenti a bassa velocità proposte per la ripetizione in guida autonoma, e - far sì che la manovra ricorrente a bassa velocità memorizzata selezionata venga ripetuta in guida autonoma in risposta alla sua selezione da parte del conducente.
6. Centralina elettronica di controllo autoveicolistica (5) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui i dati descrittivi di una manovra corrente dell’autoveicolo (2) comprendono: - dati di geolocalizzazione della manovra corrente, - dati descrittivi dell’ambiente in cui la manovra corrente ha luogo e comprendenti, convenientemente, una pluralità, convenientemente tre o più, dati di geolocalizzazione di punti di riferimento presenti nell’ambiente, - dati temporali indicativi del periodo o dell’ora della giornata in cui la manovra corrente viene compiuta, - dati indicativi del numero di operazioni che compongono la manovra corrente, - dati indicativi dell’ampiezza del percorso compiuto dall’autoveicolo (2) durante la manovra corrente, e - dati indicativi della velocità dell’autoveicolo (2) durante la manovra corrente.
7. Centralina elettronica di controllo autoveicolistica (5) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui i dati di guida autonoma sono indicativi dei comandi da impartire ai sistemi di bordo autoveicolistici (3) per la realizzazione delle manovre ricorrenti a bassa velocità memorizzate, oppure degli spostamenti elementari da far compiere all’autoveicolo (2) in un dato sistema di riferimento e sulla base dei quali l’unità elettronica di controllo (5) calcola i comandi da impartire ai sistemi di bordo autoveicolistici (3).
8. Sistema di guida autonoma autoveicolistico (1) comprendente: - sistemi di bordo autoveicolistici (3) comprendenti un sistema di propulsione, un sistema frenante, un sistema di sterzata, ed un sistema sensoriale autoveicolistico, - un’interfaccia utente autoveicolistica (4), ed - una centralina elettronica di controllo autoveicolistica (5) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, la quale è collegata ai, ed è configurata per cooperare con i, sistemi di bordo autoveicolistici (3) e l’interfaccia utente autoveicolistica (4) attraverso una rete di comunicazione di borgo autoveicolistica (6) per realizzare una guida autonoma autoveicolistica.
9. Autoveicolo (2) comprendente un sistema di guida autonoma autoveicolistico (1) secondo la rivendicazione 8.
10. Software caricabile in una centralina elettronica di controllo autoveicolistica (5) e progettato per far sì che, quando eseguito, la centralina elettronica di controllo autoveicolistica (5) diventi configurata come rivendicato in una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti da 1 a 7.