ITUD980174A1 - Sistema autostradale di guida assistita per gli automobilisti - Google Patents
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Description
Descrizione del Brevetto d'invenzione Industriale avente per titolo:
"SISTEMA AUTOSTRADALE DI GUIDA ASSISTITA PER GLI AUTOMOBILI STI"
La presente invenzione concerne un sistema di guida assistita per gli automobilisti utenti delle autostrade o strade in genere caratterizzato da! fatto che dette vie di transito sono attrezzate con idonei sensori radar e/o dispositivi a raggi infrarossi fissi, trasmittenti i dati elaborati via etere (radio, GSM) o con fibre ottiche, relativi alle situazioni di traffico sulle rispettive corsie, e in collegamento con apposite riceventi o consolle montate sulle auto in transito. Detto sistema aiuta e informa in tempo reale l'automobilista sulla situazione di traffico o eventuali code o incidenti stradali, o particolari situazioni ambientali atmosferiche esistenti (esempio condizioni di ridotta visibilità, nebbia, temporali, ecc.) in direzione del senso di percorrenza in modo particolareggiato sulle singole corsie. Con il collegamento di cui al trovato si possono inoltre fornire all'automobilista altre informazioni utili come la distanza da svincoli di entrata/uscita, stazioni di servizio, code, incidenti, ecc..
Allo stato attuale della tecnica esistono già vari sistemi informativi per l'assistenza alla guida, alcuni hanno un'influenza preponderante sull'aiuto fornito agli automobilisti per aumentare la loro sicurezza, altri sulle informazioni fomite che, a seconda della loro natura, contribuiscono indirettamente àlla loro sicurezza, o aumentano semplicemente i il comffort di guida. Si conoscono sistemi che forniscono una segnalazione acustica quando, ad esempio in fase di parcheggio in retromarcia, ci si avvicina oltre il limite di sicurezza, al veicolo fermo posteriormente, oppure dispositivi di bordo di tipo anticoilisione, e cioè quelli che, in marcia normale, informano sulla presenza di veicoli anteriormente o lateralmente al proprio mezzo. Altri ancora, sono i sistemi radio o telefonici dedicati alla trasmissione di notizie sul traffico, condizioni meteorologiche avverse, ecc. o i dispositivi di bordo che, disponendo di un archivio di mappe stradali presentano via via la percorrenza ottimale per raggiungere la meta di destinazione. Detti sistemi dal punto di vista costruttivo possono essere di tre tipi: veicolare; infrastrutturale; misto.
I dispositivi del primo tipo sono quelli che possono operare correttamente senza richiedere il supporto di alcun apparato esterno oltre quelli installati sul veicolo (esempio: dispositivi di mappìng, radar anticollisione, ecc ). Mentre quelli denominati infrastrutturali sono quelli, come ad esempio, le postazioni informative di messaggi variabili disposti lungo i percorsi stradali o autostradali, che informano gli automobilisti senza richiedere, a bordo del veicolo, l’adozione di alcun dispositivo particolare.
I sistemi misti sono, infine, quelli che per poter correttamente operare richiedono sia infrastrutture particolari sulla rete stradale, sia l'adozione, a bordo del veicolo, di dispositivi dedicati. Esempi tipici di queste realizzazioni sono le informazioni del traffico diffuse tramite canali radio o telefonici, sistemi di navigazione satellitari, ecc..
Finora la funzionalità anticollisione o, più in genere, di sorveglianza automatica dell'area antistante (o circostante) il veicolo è stata effettuata con dispositivi di tipo veicolare, basati per lo più su sensori impieganti tecnologie radar, laser o IR (Infra Rosso). Le loro caratteristiche, oltre chiaramente dipendere dalle specifiche modalità realizzative, sono fortemente influenzate dalla tecnologia adottata. Tali sistemi risultano costosi; hanno portate limitate (al max 60 ÷ 100 m) e non permettono, comunque, di rilevare veicoli al di là di quelli più vicini; sono soggetti a notevoli falsi allarmi, nel senso che rilevano molto spesso veicoli inesistenti o in posizioni inesatte; sono del tipo monofunzione, nel senso che a parte i dati circa i veicoli circostanti non sono capaci di fornire informazioni di diversa natura.
La presente invenzione ha come scopo principale di realizzare un sistema di aiuto e di informazione a chi guida superando tutti gli inconvenienti descritti.
Il presente trovato prevede la disponibilità a bordo delle autovetture in transito sulle autostrade o sulle strade predisposte di una particolare consolle di costo limitato (dell'ordine di una normale autoradio), in quanto trasferisce all'infrastruttura viaria gli oneri per il monitoraggio dei veicoli presenti. Altri oneri per l'automobilista potranno essere in base ai servizi accessori richiesti.
Le informazioni circa i veicoli presenti nell'area antistante a quella di marcia fornite al mezzo attrezzato con idonei dispositivi, come prima descritti, saranno più complete ed esatte. Infatti, i sensori dislocati sulla strada rivelano l'intera situazione del traffico. A bordo è possibile essere informati anche su veicoli più lontani di quelli immediatamente circostanti. Infatti, i sensori situati fissi sulla strada superano gli inconvenienti di quelli mobili, ovvero i falsi allarmi e le mancate rilevazioni di veicoli sono meno probabili, fornendo quindi informazioni più attendibili.
Ed inoltre con un unico apparato veicolare sono possibili più funzioni. Infatti, oltre ai compiti propri di un sensore anticollisione si può sfruttare il collegamento dati con il calcolatore centrale per inviare altre informazioni utili a chi guida, come la distanza da svincoli di entrata/uscita, stazioni di servizio, autogrill, code, incidenti, ecc..
Secondo il presente trovato il sistema ha lo scopo, come già accennato in precedenza, di fornire un aiuto a chi guida in condizioni di scarsa visibilità, dovuta ad esempio a nebbia o pioggia intensa, per mezzo di una pìccola consolle installata a bordo, sulla quale vengono visualizzati: i veicoli antistanti, differenziandoli per distanza, per corsia di marcia e velocità relativa; veicoli fermi o che procedono a bassissima velocità; avvicinamenti a svincoli di entrata/uscita, stazioni di servizio, autogrill, ecc.; segnalazione di lavori in corso; altre informazioni utili. Le informazioni presentate sulla consolle vengono aggiornate continuamente.
Un’altra, non meno importante, funzione del sistema, è quella di consentire la sorveglianza remota, continua ed in tempo reale, del percorso autostradale, in quanto fornisce al centro di controllo informazioni inerenti a: veicoli fermi sulla corsia di emergenza o su una corsia di marcia; incidenti richiedenti l’intervento immediato dei mezzi di soccorso; situazioni di traffico congestionato o formazione di code; l’evoluzione del traffico.
Il sistema per acquisire le informazioni relative al traffico presente sulla sede viaria, impiega una rete di sensori costituita da radar e da sensori IR (Infra Rosso). Le informazioni raccolte dai sensori sono inviate ad un calcolatore centrale attraverso la rete di trasmissione dati (ad esempio a fibre ottiche) dell’autostrada, dove vengono elaborate realizzando il tracciamento (vale determinando, istante per istante, la posizione e velocità) dei veicoli rileva tempo reale.
I dati risultanti dall'elaborazione, relativi alla posizione e velocità dei veicoli presenti, sono raggruppati opportunamente ed inviati sia al centro di controllo dell'autostrada, per aggiornare la situazione corrente del traffico, e sia ai veicoli, per mezzo di un collegamento digitale via rete senza fili ad es. GSM, ove sono presentati in forma grafica sulla consolle di bordo e/o in forma acustica.
Il funzionamento del sistema, pertanto, richiede lo sviluppo di una serie di unità o sottoassiemi, i principali sono: i sensori radar ed IR da installare fissi lungo il percorso autostradale; le unità di controllo locale dei sensori, in cui vengono digitalizzate ed elaborate le informazioni ottenute dai sensori; un'unità di calcolo centrale, collegata ai sensori mediante un collegamento ad alta velocità (ad es. del tipo ATM (Asinchronous Transfer Mode)), ed ai veicoli attraverso la rete telefonica GSM o similare; una consolle di bordo per ciascun veicolo.
I sensori radar ed IR, costituenti la rete di sensori mediante cui vengono raccolte le informazioni circa il traffico veicolare, hanno le stesse funzioni e generano gli stessi tipi di dati, differenziandosi unicamente per le loro diverse tecnologie di base e per le differenti aree di copertura.
Infatti, la funzione di ogni sensore, comune sia al radar che a quello IR, è di: rilevare e localizzare i veicoli con gran precisione; misurare la loro velocità; originare una serie di informazioni necessarie per il funzionamento della loro unità dì controllo locale.
L'elaborazione in tempo reale di tutte le informazioni rilevate dal sensore (radar o IR), il loro filtraggio e l'estrazione di quelle inerenti i veicoli presenti nell'area di copertura viene effettuata da un DSP (Digital Signal Processor) di elevate prestazioni. Ogni unità comprende anche una scheda di comunicazione che assicura il trasferimento delle informazioni raccolte dal sensore al calcolatore centrale, attraverso la rete di trasmissione dati dell'autostrada, e facente uso di un'interfaccia di scambio dati standard.
Il calcolatore centrale riceve tutti i dati provenienti dalla rete di sensori e li elabora, assicurando il tracciamento dei veicoli tra sezioni contigue dell'autostrada, in modo da: raggrupparli opportunamente generando i messaggi da inviare ai veicoli; fornire al Supervisore del sistema, operante nel centro di controllo dell'autostrada, una "panoramica" di tutto il traffico presente sulle tratte coperte dai sensori, nonché tutte le informazioni utili a verificare il corretto funzionamento del sistema.
Il calcolatore centrale è costituito, essenzialmente, da un rack contenenie una serie di schede a microprocessori delle schede di comunicazione necessarie per lo scambio dati con i sensori sul campo e con i veicoli, e dei circuiti di interfaccia per il pilotaggio del monitor del Supervisore.
La consolle veicolare caratterizzata da piccole dimensioni e da costo limitato, consiste essenzialmente di due sezioni, una per la ricezione dei segnali provenienti dal calcolatore centrale ed una che ne assicura la loro presentazione, in forma grafica, su un piccolo display. Essa è costituita da un'unità a microprocessore a basso consumo che trasforma la stringa di dati ricevuti dalla rete di trasmissione dati senza fili, generando una presentazione formata da due parti, la prima simile a quella di un radar a corto raggio, e la seconda relativa alla visualizzazione dì altre informazioni utili a chi guida.
Le innovazioni derivanti da questo trovato sono molteplici e riguardano sia gli automobilisti che i gestori stradali.
Infatti: a) per gli automobilisti, esso offre innegabili vantaggi in termini di sicurezza, in quanto permette di "vedere”, e con largo anticipo, i veicoli antistanti, che in condizioni di scarsa visibilità, tipiche della stagione invernale, (con frequenti possibilità di nebbia, pioggia forte, grandine, ecc.) costituiscono potenziali cause d'impatto e mancato controllo dei mezzi. Rispetto alle ultime generazioni di dispositivi veicolari anticollisione, basati essenzialmente su sensori radar o laser di bordo, il sistema, oltre alla maggiore area di copertura, offre la possibilità di "vedere" anche i veicoli che precedono quelli immediatamente più vicini. E' così possibile frenare in anticipo, in caso di avvicinamento al fronte di una coda, o in caso di segnalazione di veicoli antistanti fermi o che procedono a bassa velocità;
b) per i gestori della viabilità, il sistema consente la sorveglianza remota, ed in tempo reale, delle tratte autostradali coperte dai sensori, e quindi permette un monitoraggio continuo dell'evoluzione del traffico e l'invio immediato dei mezzi di soccorso, in caso di rilievo di incidenti o di veicoli fermi per guasti. La non intrusività dei sensori impiegati è un ulteriore vantaggio del sistema. Infatti, rispetto ai sensori tradizionali, quali le spire ad induzione elettromagnetica, largamente impiegate per il rilievo del traffico veicolare, essi consentono di: estendere l'area controllata da un solo sensore fino ad 1 ÷ 2 km, mentre le spire sono, com’è noto, sensori di "punto"; essere installabili senza alcuna interazione col manto stradale e quindi non essere suscettibili a tutti i problemi, installativi e manutentivi, propri delle spire, derivanti dalla loro installazione nelle corsie di marcia della sede viaria.
Il presente trovato, pertanto, risulta di notevole utilità per chi guida dando all’utente informazioni su ciò che avviene in direzione del suo senso di marcia con buona precisione e con congruo anticipo onde permettere allo stesso di effettuare le manovre necessarie per evitare possibili incidenti.
Le caratteristiche suesposte saranno meglio comprese ed evidenziate ed altre appariranno dalla successiva particolareggiata descrizione di alcuni esempi realizzativi del sistema peraltro norr limitativi nelle quattro tavole di disegno allegate, ove:
- la Fig. 1 mostra uno schema a blocchi generale del sistema;
- la Fig. 2 mostra in vista prospettica schematica un’installazione con dispositivo radar su autostrada;
- la Fig. 3 mostra in vista di pianta la Fig. 2;
- la Fig. 4 mostra in vista di pianta un'autostrada con due dispositivi radar con copertura sovrapposta (ridondante);
- la Fig. 5 mostra in vista di pianta un'autostrada con due dispositivi radar in contrapposizione installati a lato strada;
- la Fig. 6 mostra in vista di fronte una consolle per auto predisposta per un'autostrada a tre corsie più corsia di emergenza e ulteriori informazioni accessorie;
- la Fig. 7 mostra una presentazione della consolle che visualizza il traffico nella direzione di percorrenza dell'utente.
Il sistema di aiuto e di informazione di chi guida autoveicoli percorrenti strade o autostrade (1) prevede innanzitutto l'impiego, nei tratti viari più pericolosi e/o su intere percorrenze di particolari attrezzature fisse (esempio su pali 2 ) quali radar (3) e/o (5) e/o sensori infra rossi collegati mediante rete di trasmissione dati alla centrale operativa, che a sua volta elabora e trasmette alà centrale di trasmissione dati senza fili, per comunicare via etere alla consòlle (7) veicolare.
I sensori possono essere installati in diversi modi, a seconda delle esigenze tecniche applicative e del territorio. Le installazioni possono essere: unidirezionali, bidirezionali (3), a lato strada in contrapposizione (5). In questi ultimi due casi le aree di copertura possono parzialmente (6) o totalmente essere sovrapposte tra loro (6.1) o interessate da un solo sensore (6.2).
La consolle (7) presenta nella parte superiore e inferiore (11) nei vari riquadri le informazioni relative a svincoli di ingresso/uscita, distanza da caselli, nonché allarmi inerenti code, incidenti, lavori in corso, ecc.. Nella parte centrale dello schermo vengono rappresentate te corsie (8) di marcia dell'autostrada e quella di emergenza, evidenziando (9) quella percorsa dal proprio veicolo. La presenza di veicoli antistanti viene evidenziata mediante l'illuminazione dei relativi segmenti di distanza, mentre il loro colore identifica la classe della velocità relativa del proprio veicolo rispetto ad essi. Inoltre, sullo schermo (10) possono venire evidenziate in scale diverse il traffico e le situazioni di emergenza sulle diverse corsie.
Claims (1)
- R I V E N D I C A Z I O N I 1^ Sistema autostradale di guida assistita per gli automobilisti zato dal fatto che il tratto di strada o autostrada (1) o intera tratta viaria viene attrezzata con dispositivi rilevatori fissi quali radar (3 e 5) e/o a raggi IR infrarossi in grado di rilevare e trasmettere tramite rete di trasmissione dati alla centrale operativa ove i detti segnali vengono elaborati e trasmessi alla centrale di trasmissione dati senza fili e via etere fatti giungere alla consolle veicolare del mezzo in transito sulla tratta così attrezzata. La trasmissione dei segnali elaborati permette, tramite la consolle di bordo, di informare l'automobi lista, in modo ottico e/o acustico, sulla situazione del traffico antistante al proprio mezzo, sulla propria corsia di percorrenza e/o sulle corsie adiacenti (parametri come esempio: distanza, velocità relativa dei mezzi, veicoli fermi o .che. procedono lentamente, avvicinamento a svincoli di entrata/uscita, stazioni di servizio, autogrill, segnalazioni di lavori in corso, code, nebbia, pioggia fitta, grandine, neve, incidenti, ostacoli improvvisi, ecc.). I medesimi dati elaborati dalla centrale operativa sulla situazione del traffico possono essere utilizzati pure dai gestori della viabilità per la sorveglianza remota ed in tempo reale dell’evoluzione del traffico nelle tratte coperte dai sensori IR e/o radar. 2^ Sistema autostradale di guida assistita secondo la prima rivendicazìone caratterizzato dal fatto che le installazioni dei sensori impiegati lungo i tratti autostradali o stradali sono di tipo unidirezionale. 3^ Sistema autostradale di guida assistita secondo la prima rivendicazione caratterizzato dal fatto che le installazioni dei sensori impiegati lungo i tratti autostradali o stradali sono di tipo bidirezionale. 4^ Sistema autostradale di guida assistita secondo la prima rivendicazione caratterizzato dal fatto che le installazioni dei sensori impiegati lungo i tratti autostradali o stradali sono disposti in contrapposizione a lato strada. 5^ Sistema autostradale di guida assistita secondo la prima rivendicazione caratterizzato dal fatto che la rete di rilevamento e di segnalazione dei veicoli percorrenti o in stazionamento nel tratto di autostrada o di strada viene effettuata mediante utilizzazione in combinazione tra loro dei vari tipi di radar e/o sensori IR infrarossi e/o altri dispositivi equivalenti, anche basati su altre tecnologie, idonei allo scopo. 6^ Sistema autostradale di guida assistita secondo la prima rivendicazione caratterizzato dal fatto che i segnali dei sensori, elaborati o meno, vengono trasmessi alla centrale operativa via radio o via collegamento satellitare. 7^ Sistema autostradale di guida assistita secondo la prima rivendicazione caratterizzato dal fatto che la rete di collegamento tra i sensori, tra di loro ed il calcolatore centrale può essere: a fibre ottiche; su cavo telefonico o coassiale; rete trasmissione dati senza fili; radio; satellitare. 8^ Sistema autostradale di guida assistita secondo la prima rivendicazione caratterizzato dal fatto che la rete di collegamento tra il calcolatore centrale e la centrale di trasmissione verso i veicoli può essere; a fibre ottiche; su cavo telefonico o coassiale; rete trasmissione dati senza fili; radio; satellitare. 9^ Sistema autostradale di guida assistita secondo la prima rivendicazione caratterizzato dal fatto che la rete di collegamento tra il calcolatore centrale e la consolle veicolare può essere: rete telefonica senza fili; rete trasmissione dati senza fili; radio; satellitare; ad infrarossi; a microonde. 10^ Sistema autostradale di guida assistita secondo la prima rivendicazione caratterizzato dal fatto che detto sistema viene impiegato senza alcuna consolle veicolare per semplice utilizzo dei dati solo a scopo di moni controllo del traffico. 11^ Sistema autostradale di guida assistita secondo la prima rivendicazione caratterizzato dal fatto che con i segnali dì allarme vengono impiegati anche per l'azionamento di segnalazioni visive disposte lungo le strade (come ad es. lampade, lampeggiatori, semafori, pannelli a messaggi variabili, ecc.). 12^ Sistema autostradale di guida assistita secondo ta prima rivendicazione caratterizzato dal fatto che nel caso di non utilizzo di consolle veicolare i segnali di allarme vengono impiegati per l'azionamento di segnalazioni visive disposte lungo le strade (come ad esempio lampade, lampeggiatori, semafori, pannelli a messaggi variabili, ecc.). 13^ Sistema autostradale di guida assistita secondo la prima rivendicazione caratterizzato dal fatto in cui le informazioni presentate sulla consolle veicolare sono integrate con quelle fornibili da altre apparecchiature come ad esempio: sistema di navigazione GPS; sistema di memorizzazione mappe; telefono cellulare; lettore CD; collegamento Internet o reti informatiche similari; ricevitore radio.
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