GIORGIO A. KARAGHIOSOFF MANDATARIO ABILITATO 531 BM
DESCRIZIONE dell'Invenzione Industriale dal titolo:
“Sistema di segnalazione luminosa per veicoli”
5 appartenente a Mauro Testa, di nazionalità Italiana, residente in Via Montepirchiriano 55/10, Avigliana (TO), a Giovanni Andreini, di nazionalità Italiana, residente in Via Borgo del Parmigianino 8, Parma, ed a Roberto Donadoni, di nazionalità Italiana, 10 residente in Via Washington 1, Milano.
* ;;;TESTO DELLA DESCRIZIONE ;15 La presente invenzione ha per oggetto un sistema di segnalazione luminosa per veicoli, comprendente almeno un dispositivo di illuminazione posto frontalmente al veicolo, mezzi di rilevazione dell’effetto di frenatura del veicolo e mezzi di 20 regolazione dell’emissione luminosa del dispositivo di illuminazione sulla base dell’effetto di frenatura rilevato. ;Per veicolo si intende sia autoveicolo che veicolo motociclistico o qualsiasi tipo di veicolo 25 simile, atto a percorrere strade urbane o suburbane o autostrade ove vi siano altri veicoli o pedoni. ;Tali sistemi sono attualmente noti, e mirano ad una maggiore sicurezza stradale sia nei confronti di pedoni sia di altri automobilisti che precedono il 30 veicolo, segnalando quando il veicolo sta frenando, similmente a quanto viene fatto usualmente con le luci posteriori di arresto. ;Fornire informazioni all’utenza stradale, sia GIORGIO A. KARAGHIOSOFF MANDATARIO ABILITATO 531 BM ;;essa pedonale o motorizzata, sulle intenzioni di frenare da parte di chi guida è molto importante: ad esempio risulta vantaggioso nel caso di un attraversamento pedonale, oppure ad un incrocio 5 permette ad un automobilista di comprendere se un altro utente che si sta avvicinando all’incrocio si è accorto del veicolo e sta frenando con l’intenzione di dare la precedenza. ;Questi sistemi permettono inoltre al conducente 10 di un veicolo fermo ad uno stop o ad un semaforo di verificare se chi arriva da dietro sta frenando oppure no, preparandosi ad un eventuale tamponamento minimizzando le conseguenze di un colpo di frusta. ;Il documento US 2007/0008096 A1 descrive un 15 sistema in cui una spia luminosa è montata frontalmente al veicolo e genera diverse sequenze di lampeggiamento e/o colori a seconda che il veicolo stia frenando o sia in marcia, ad esempio emettendo luce rossa quando il veicolo sta frenando e luce 20 verde quando il veicolo è in marcia. ;Anche il documento DE 20 2008 005 003 U1 descrive un sistema in cui sono previste luci frontali che segnalano che il veicolo sta frenando, che possono essere ad esempio rosse o verdi. ;25 Il documento US 5,966,073 descrive un sistema in cui sono previste frontalmente luci blu per indicare che il veicolo sta frenando, in particolare viene emessa luce bianca quando il veicolo è in marcia, la luce diventa blu quando il veicolo frena, e torna 30 bianca quando è terminato l’effetto di frenatura. ;I suddetti documenti descrivono sistemi in cui vengono introdotte luci frontali che indicano la GIORGIO A. KARAGHIOSOFF MANDATARIO ABILITATO 531 BM ;;frenatura con colori diversi per essere immediatamente riconoscibili. ;L’introduzione di tali luci, tuttavia, può creare confusione nel pedone o nell’automobilista di 5 un altro veicolo, il quale può rimanere indeciso sul reale significato di tali luci, e può confonderle con luci estetiche e non funzionali, senza quindi reagire in modo corretto all’informazione che le luci portano, ossia la frenatura del veicolo. ;10 L’utilizzo di sequenze di lampeggiamento, inoltre, può essere immediatamente confuso con la luce emessa dagli indicatori di direzione, indipendentemente dal colore della luce emessa. ;Ancora più importante è il fatto che le attuali 15 normative, ad esempio la direttiva europea 76/756/EEC, indicano che nessuna luce deve essere lampeggiante, tranne gli indicatori di direzione e il segnale di pericolo, e che le luci frontali possono essere solo bianche o giallo selettivo. ;20 La presente invenzione mira al superamento degli svantaggi dell’arte nota sopra descritti, con un sistema come descritto all’inizio, in cui inoltre il detto dispositivo di illuminazione emette luce bianca ed i detti mezzi di regolazione dell’emissione 25 luminosa variano la temperatura colore della luce emessa in un intervallo compreso tra un valore di partenza e un valore finale, in misura proporzionale all’effetto di frenatura rilevato. ;In questo modo l’effetto di frenatura viene 30 segnalato frontalmente grazie ad una variazione della temperatura colore della luce emessa, pur mantenendo la luce bianca. ;GIORGIO A. KARAGHIOSOFF MANDATARIO ABILITATO 531 BM ;;Secondo la normativa europea, così come quella statunitense, la luce bianca è compresa tra i seguenti valori nello spazio colore del sistema colorimetrico standard CIE 1931: ;5 x = 0.31 (confine blu) ;x = 0.50 (confine giallo) ;y = 0.15 0.64x (confine verde) ;y = 0.05 0.75x (confine viola) ;y = 0.44 (confine verde) ;10 y = 0.38 (confine rosso) ;La temperatura colore è la temperatura che un corpo nero dovrebbe avere perché la radiazione luminosa emessa da tale corpo nero appaia cromaticamente il più possibile simile alla 15 radiazione considerata, e si misura in K. ;Variando verso valori più bassi la temperatura colore della luce bianca, si ottiene un colore che tende all’arancione, mentre variandola verso valori più alti il colore tende all’azzurro. ;20 Vantaggiosamente la variazione della temperatura colore è continua, o apparentemente tale, all’interno dell’intervallo e proporzionale all’effetto di frenatura rilevato, in modo da fornire un’informazione il più possibile precisa al pedone o 25 all’automobilista di un altro veicolo. ;Secondo un esempio esecutivo il detto intervallo è compreso tra 2800 K e 5500 K, preferibilmente tra 2854 K e 5000 K. ;Tali valori corrispondono all’illuminante 30 standard A CIE (2854 K) e all’illuminante standard B CIE (5000 K), definiti dalla normativa come limiti di accettabilità della temperatura colore della luce bianca. ;GIORGIO A. KARAGHIOSOFF MANDATARIO ABILITATO 531 BM ;;Essendo l’intervallo compreso all’interno di tali valori, può essere vantaggioso prevedere che il detto valore finale della temperatura colore della luce emessa corrisponda al valore limite inferiore, 5 corrispondente a una colorazione più arancione, o al valore limite superiore, corrispondente a una colorazione più azzurra. ;In questo modo l’intensità dell’effetto di frenatura è più facilmente riconoscibile da parte del 10 pedone o dell’automobilista di un altro veicolo. ;Il detto valore di partenza della temperatura colore della luce emessa potrà essere corrispondente al valore limite opposto rispetto a quello corrispondente al valore finale, oppure un qualsiasi 15 valore intermedio come ritenuto opportuno dalla casa produttrice o dall’utilizzatore. ;I dispositivi di illuminazione possono essere costituiti dai proiettori anteriori abbaglianti, dai proiettori anteriori anabbaglianti, dalle luci di 20 posizione anteriori o, preferibilmente, dalle luci anteriori diurne. ;Le sorgenti luminose possono essere lampade di qualsivoglia tipo attualmente noto. ;Nell’esempio esecutivo preferito in cui il 25 dispositivo di illuminazione è costituito dalle luci anteriori diurne, le sorgenti luminose possono vantaggiosamente essere costituite da LED. ;La temperatura colore può essere variata in qualsivoglia modo attualmente nodo, preferibilmente 30 in modo continuo lungo tutto l’intervallo. ;Nel caso dei LED, è possibile prevedere più LED affiancati con temperatura colore leggermente diversa l’uno dall’altro, in modo da essere accesi e spenti GIORGIO A. KARAGHIOSOFF MANDATARIO ABILITATO 531 BM ;;in modo sequenziale per avere uno spostamento della temperatura colore della luce emessa per valori discreti ma il più possibile assomigliante a una variazione continua. ;5 È possibile inoltre prevedere in combinazione o in alternativa una serie di LED RGB, in cui la variazione della temperatura colore della luce emessa totale è gestita dal variare del contributo di ogni componente di colore. ;10 In un ulteriore esempio esecutivo i detti mezzi di regolazione dell’emissione luminosa variano l’intensità di emissione del dispositivo di illuminazione in misura proporzionale all’effetto di frenatura rilevato. ;15 In questo modo, in combinazione alla variazione della temperatura colore, viene variata anche l’intensità della luce emessa e ciò garantisce che l’effetto visivo causato dalla frenatura sia ancora più evidente e riconoscibile. ;20 In un esempio esecutivo preferito la variazione di intensità della luce emessa è di tipo continuo da un valore iniziale, corrispondente a nessuna frenata, ad un valore finale, corrispondente al massimo effetto di frenatura, essendo preferibilmente il 25 valore finale un valore superiore al valore iniziale. ;In una ulteriore forma esecutiva il detto dispositivo di illuminazione comprende una pluralità di punti di emissione luminosa ed i detti mezzi di regolazione dell’emissione luminosa variano il numero 30 di punti di emissione luminosa accesi in misura proporzionale all’effetto di frenatura rilevato. ;Nel caso suddetto i punti di emissione luminosa sono costituiti da LED, ma possono essere costituiti GIORGIO A. KARAGHIOSOFF MANDATARIO ABILITATO 531 BM ;;da lampadine o sorgenti luminose di qualsivoglia tipo attualmente noto. ;In una prima variante i LED possono essere accesi o spenti uno per volta all’aumentare 5 dell’effetto di frenatura rilevato ed in modo proporzionale allo stesso, preferibilmente essendo i LED disposti in fila e creando l’effetto di allungamento e accorciamento di una barra luminosa. ;In una seconda variante i LED vengono accesi o 10 spenti a gruppi, creando un numero prestabilito di aree, essendo il numero di aree illuminate proporzionale all’effetto di frenatura rilevato. ;Secondo un ulteriore esempio esecutivo i detti mezzi di regolazione dell’emissione luminosa 15 accendono tutti i punti di emissione luminosa quando i mezzi di rilevazione dell’effetto di frenatura segnalano che il veicolo ha iniziato a frenare, e spengono sequenzialmente i punti di emissione accesi secondo una cadenza temporale proporzionale al 20 diminuire della velocità del veicolo, essendo previsti mezzi di rilevazione della velocità del veicolo. ;In questo modo oltre ad essere segnalata l’intensità di frenatura viene anche segnalata la 25 decelerazione del veicolo, ossia quanto velocemente varia la velocità durante la frenata. ;Secondo una ulteriore forma esecutiva il detto dispositivo di illuminazione comprende almeno un punto di emissione luminosa di colore giallo 30 selettivo, ed i mezzi di regolazione dell’emissione luminosa accendono il detto punto di emissione luminosa di colore giallo selettivo nel momento in cui l’effetto di frenatura rilevato dai detti mezzi GIORGIO A. KARAGHIOSOFF MANDATARIO ABILITATO 531 BM ;;di rilevazione dell’effetto di frenatura porta all’arresto completo del veicolo, essendo previsti mezzi di rilevazione della velocità del veicolo. ;Il giallo selettivo è un colore ammesso 5 dall’attuale normativa per le luci frontali, e può essere in questo modo utilizzato per segnalare quando il veicolo è giunto ad un completo arresto per mezzo della frenata. ;In un ulteriore esempio esecutivo il detto 10 dispositivo di illuminazione è orientabile per mezzo di mezzi automatici di orientamento. ;L’orientamento può essere effettuato sia in direzione verticale verso il basso o verso l’alto, sia in direzione orizzontale nel verso di 15 allontanamento o avvicinamento all’asse mediano longitudinale del veicolo. ;I mezzi automatici di orientamento possono comprendere ad esempio uno o più motori elettrici gestiti da meccanismi, a retroazione o a catena 20 aperta, per la definizione della posizione finale richiesta. ;Se il dispositivo di illuminazione comprende una pluralità di punti di emissione, è possibile prevedere l’orientamento di ogni singolo punto di 25 emissione, o di gruppi di punti di emissione, o dell’intero dispositivo di illuminazione. ;Secondo una variante esecutiva sono previsti mezzi di rilevazione della presenza di una o più persone nello spazio antistante il veicolo, in modo 30 tale per cui i detti mezzi automatici di orientamento orientano il detto dispositivo di illuminazione in direzione delle persone rilevate. ;GIORGIO A. KARAGHIOSOFF MANDATARIO ABILITATO 531 BM ;;I mezzi di rilevazione della presenza possono essere sistemi ad ultrasuoni, a radar, oppure prevedere l’utilizzo di acquisizioni video mediante almeno una telecamera e mezzi di riconoscimento di 5 persone per mezzo di software di segmentazione. ;In un’ulteriore variante esecutiva sono previsti mezzi di rilevazione di sorgenti luminose esterne, in modo tale per cui i detti mezzi automatici di orientamento orientano il detto dispositivo di 10 illuminazione sulla base della direzione della sorgente luminosa esterna rilevata, in modo da rendere massima la visibilità della luce emessa per un osservatore esterno. ;Un criterio di ottimizzazione della visibilità 15 può essere ad esempio un’emissione il più possibile perpendicolare alla direzione principale di emissione luminosa della sorgente esterna. ;Un ulteriore criterio di ottimizzazione può essere quello di minimizzare la riflessione della 20 luce esterna su eventuali superfici riflettenti del dispositivo di illuminazione. ;Queste ed altre caratteristiche e vantaggi della presente invenzione risulteranno più chiaramente dalla seguente descrizione di alcuni esempi esecutivi 25 illustrati nei disegni allegati in cui: ;la fig. 1 illustra uno schema del sistema oggetto della presente invenzione; ;la fig. 2 illustra la definizione dei colori in un diagramma nello spazio di cromaticità x,y CIE 30 1931; ;la fig. 3 illustra uno schema di un ulteriore esempio esecutivo. ;GIORGIO A. KARAGHIOSOFF MANDATARIO ABILITATO 531 BM ;;In figura 1 è illustrato uno schema del sistema di segnalazione luminosa per veicoli oggetto della presente invenzione, il quale sistema comprende almeno un dispositivo di illuminazione 1 posto 5 frontalmente al veicolo, mezzi di rilevazione dell’effetto di frenatura del veicolo 2 e mezzi di regolazione dell’emissione luminosa del dispositivo di illuminazione sulla base dell’effetto di frenatura rilevato. ;10 I dispositivi di illuminazione 1 possono essere costituiti dai proiettori anteriori abbaglianti, dai proiettori anteriori anabbaglianti, dalle luci di posizione anteriori o, preferibilmente, dalle luci anteriori diurne. ;15 Le luci anteriori diurne sono costituite da dispositivi di illuminazione automobilistico posti sulla parte anteriore di un veicolo a motore, generalmente installati a coppie, che vengono accese automaticamente quando il veicolo è in marcia, 20 emettendo luce per aumentare la visibilità del veicolo in condizioni di luce diurna. ;Le sorgenti luminose possono essere lampade di qualsivoglia tipo attualmente noto. ;Nell’esempio esecutivo preferito in cui il 25 dispositivo di illuminazione è costituito dalle luci anteriori diurne, le sorgenti luminose possono vantaggiosamente essere costituite da LED. ;I mezzi di rilevazione dell’effetto di frenatura sono preferibilmente sensori collegati al pedale del 30 freno, come ad esempio sensori piezoelettrici dell’azione di pressione sul pedale del freno previsti in corrispondenza della zona in cui poggia il piede del conducente sul pedale o in altre zone GIORGIO A. KARAGHIOSOFF MANDATARIO ABILITATO 531 BM ;;opportune a seconda della costruzione dell’impianto di frenatura. ;In alternativa o in combinazione a quanto sopra, i mezzi di rilevazione dell’effetto di frenatura 5 possono essere costituiti da sensori della pressione oleodinamica nel circuito dell’impianto di frenatura, oppure sensori della pressione oleodinamica nel circuito oleodinamico di comando delle pinze, oppure trasduttori del segnale di velocità del tachimetro 10 del veicolo in segnali di comando, oppure da un accelerometro. ;Nell’esempio illustrato in figura 1 i mezzi di regolazione dell’emissione luminosa del dispositivo di illuminazione 1 comprendono un CAN bus 30, una 15 centralina elettronica 31 e un converter 34. ;Il segnale relativo all’effetto di frenatura rilevato dal sensore collegato al pedale del freno 2 viene inviato alla centralina elettronica 31 mediante cavi elettrici, preferibilmente mediante il CAN Bus 20 30. ;Il CAN Bus 30 (Controller Area Network) è uno standard di bus per veicoli progettato per consentire ai microcontrollori e dispositivi elettronici di comunicare tra loro all'interno di un veicolo senza 25 un computer host, ed utilizza un protocollo basato su messaggi, progettato specificamente per le applicazioni automobilistiche. ;La centralina elettronica 31 riceve in input il segnale relativo all’effetto di frenatura e genera in 30 output un segnale per il dispositivo di illuminazione 1 sulla base dell’effetto di frenatura rilevato. ;La centralina elettronica 31 può essere una centralina elettronica dedicata, o può essere la GIORGIO A. KARAGHIOSOFF MANDATARIO ABILITATO 531 BM ;;centralina già esistente nel veicolo, come ad esempio la centralina che comprende le unità di ESP 32 e ABS 33. ;Tale segnale viene quindi trasformato dal 5 converter 34 in segnale di alimentazione per il dispositivo di illuminazione 1. ;Il dispositivo di illuminazione 1 emette luce bianca ed i mezzi di regolazione dell’emissione luminosa, in particolare la centralina elettronica 10 31, variano la temperatura colore della luce emessa in un intervallo compreso tra un valore di partenza e un valore finale, in misura proporzionale all’effetto di frenatura rilevato. ;La figura 2 illustra la definizione della luce 15 bianca in un diagramma nello spazio di cromaticità x,y CIE 1931 secondo l’attuale normativa. ;Come chiaramente indicato dall’area 4, la luce bianca è compresa tra i seguenti valori nello spazio colore: ;20 x = 0.31 (confine blu) ;x = 0.50 (confine giallo) ;y = 0.15 0.64x (confine verde) ;y = 0.05 0.75x (confine viola) ;y = 0.44 (confine verde) ;25 y = 0.38 (confine rosso) ;La centralina elettronica 31 varia la temperatura colore della luce emessa dal dispositivo di illuminazione 1, mantenendola all’interno di tale area, in un intervallo compreso tra 2854 K e 5000 K, 30 facilmente identificabile in figura 2, in cui sono illustrate alcune linee significative a temperatura colore costante. ;GIORGIO A. KARAGHIOSOFF MANDATARIO ABILITATO 531 BM ;;Variando verso valori più bassi, ossia verso 2854 K la temperatura colore della luce bianca, si ottiene un colore che tende all’arancione, mentre variandola verso valori più alti, ossia verso 5000 K, 5 il colore tende all’azzurro. ;La centralina elettronica 31 varia la temperatura colore in modo continuo, o apparentemente tale, ed in modo proporzionale all’effetto di frenatura rilevato. ;10 La proporzionalità può essere di tipo qualsivoglia, lineare o non lineare. ;In un esempio esecutivo la centralina elettronica 31 riceve i valori di velocità del veicolo e tempo e calcola un valore di decelerazione, 15 sulla base del quale valore di decelerazione viene generato un valore di qualità di frenata, che nel converter 34 causa la generazione di un segnale di alimentazione per il dispositivo di illuminazione 1 ad una prestabilita e variabile temperatura colore. ;20 La temperatura colore può essere variata in qualsivoglia modo attualmente noto all’esperto del settore, preferibilmente in modo continuo lungo tutto l’intervallo. ;Nel caso in cui il dispositivo di illuminazione 25 1 comprende LED, è possibile prevedere diversi LED a temperatura colore fissa e diversa tra loro, oppure una serie di LED RGB. ;In combinazione con quanto sopra, la centralina elettronica 31 varia automaticamente anche 30 l’intensità di emissione del dispositivo di illuminazione in misura proporzionale all’effetto di frenatura rilevato, generando un ulteriore segnale per il converter 34. ;GIORGIO A. KARAGHIOSOFF MANDATARIO ABILITATO 531 BM ;;Anche la variazione di intensità della luce emessa è di tipo continuo da un valore iniziale, corrispondente a nessuna frenata, ad un valore finale, corrispondente al massimo effetto di 5 frenatura, essendo preferibilmente il valore finale un valore superiore al valore iniziale. ;La configurazione illustrata in figura 1 permette alcuni esempi esecutivi attuabili quando il dispositivo di illuminazione 1 comprende una 10 pluralità di punti di emissione luminosa, come ad esempio preferibilmente LED, o anche lampadine o sorgenti luminose di qualsivoglia tipo attualmente noto. ;In un primo esempio esecutivo la centralina 31 15 è impostata in modo tale da variare il numero di LED accesi in misura proporzionale all’effetto di frenatura rilevato. ;In un ulteriore esempio esecutivo la centralina 31 è impostata in modo tale da accendere tutti i LED 20 quando il sensore del pedale del freno segnala che il veicolo ha iniziato a frenare, e spegne sequenzialmente i LED accesi secondo una cadenza temporale proporzionale al diminuire della velocità del veicolo rilevata dal tachimetro. ;25 In un ulteriore esempio esecutivo il dispositivo di illuminazione 1 comprende almeno un LED di colore giallo selettivo la centralina elettronica 31 è impostata in modo tale da accendere il LED di colore giallo selettivo nel momento in cui l’effetto di 30 frenatura porta all’arresto completo del veicolo, corrispondente ad una velocità nulla rilevata dal tachimetro. ;GIORGIO A. KARAGHIOSOFF MANDATARIO ABILITATO 531 BM ;;Il giallo selettivo corrisponde all’area 5 nello spazio di cromaticità x,y CIE 1931 illustrato in figura 2. ;La centralina elettronica 31 può inoltre 5 rilevare mediante le unità ESP 32 e/o ABS 33 se il veicolo sta slittando, e comandare di conseguenza il dispositivo di illuminazione 1 per l’emissione di un segnale prestabilito di emergenza. ;La figura 3 illustra uno schema dell’esempio 10 esecutivo in cui il dispositivo di illuminazione 1 è orientabile per mezzo di mezzi automatici di orientamento. ;L’orientamento può essere effettuato per mezzo di uno o più motori di orientamento 8, come ad 15 esempio motori elettrici, sia in direzione verticale verso il basso o verso l’alto, sia in direzione orizzontale nel verso di allontanamento o avvicinamento all’asse mediano longitudinale del veicolo. ;20 I mezzi automatici di orientamento comprendono nuovamente un CAN Bus 30, una centralina elettrica 31 e un converter 34, tipicamente essendo il CAN Bus 30 e la centralina elettrica i medesimi di quelli illustrati in figura 1. ;25 Nel caso in cui il dispositivo di illuminazione 1 comprende una pluralità di LED, è possibile prevedere l’orientamento di ogni singolo LED, o di gruppi di LED, o dell’intero dispositivo di illuminazione 1. ;30 Il CAN Bus 30 riceve in input, in alternativa o in combinazione, i segnali rilevati da una unità di rilevazione di persone 6 e da una unità di rilevazione di luce esterna 7. ;GIORGIO A. KARAGHIOSOFF MANDATARIO ABILITATO 531 BM ;;Sulla base dei segnali generati dall’unità di rilevazione di persone 6, la centralina elettronica 31 comanda il motore di orientamento 8 in modo da orientare il dispositivo di illuminazione 1 in 5 direzione delle persone rilevate, per quanto reso possibile dal range di orientabilità del dispositivo di illuminazione 1. ;I mezzi di rilevazione della presenza possono essere sistemi ad ultrasuoni, a radar, oppure possono 10 prevedere l’utilizzo di acquisizioni video mediante almeno una telecamera e mezzi di riconoscimento di persone per mezzo di software di segmentazione. ;Sulla base dei segnali generati dall’unità di rilevazione di luce esterna 7, similmente, la 15 centralina elettronica 31 comanda il motore di orientamento 8 in modo da orientare il dispositivo di illuminazione 1 sulla base della direzione della sorgente luminosa esterna rilevata, in modo da rendere massima la visibilità della luce emessa per 20 un osservatore esterno. ;Criteri di ottimizzazione della visibilità possono essere ad esempio un’emissione il più possibile perpendicolare alla direzione principale di emissione luminosa della sorgente esterna, oppure 25 quello di minimizzare la riflessione della luce esterna su eventuali superfici riflettenti del dispositivo di illuminazione 1. ;Il sistema descritto può essere sia montato sul veicolo in fase di produzione, sia essere montato 30 sullo stesso come kit successivamente alla produzione. *