Laboratorio Dimostrativo
laboratorio dimostrativo 5G-Car
Mobilità e Sicurezza nelle Smart City di Domani
Utilizzare le nuove tecnologie progettate per migliorare la sicurezza stradale e ridurre l'incidenza di incidenti che causano morte e lesioni sulla strada.
L'obiettivo essenziale dell’architettura proposta è quello di garantire una comunicazione sicura ed efficace anche in caso di condizioni avverse. Le accortezze progettuali che hanno reso possibile il raggiungimento ditale risultato, riguardano vari aspetti del progetto: di particolare rilevanza è il posizionamento delleantenne multiple (MIMO), dotate di meccanismi di beamforming.
Durante lo sviluppo del dispositivo è stato possibile verificare l’efficacia della comunicazioni con infrastrutture esterne, ad esempio è stata sviluppata un antenna esterna ed installata in prossimità di un incrocio stradale.
Il microprocessore in via di sviluppo, sarà in grado di attuare il processing del segnale così che possa essere utilizzato per implementare una vasta serie di applicazioni di sicurezza e guida - Attiva - Interconnessione al CANBUS del veicolo che riceve le informazioni.
'Cellular Vehicle-to-Everything” (C-V2X) è la tecnologià che consente la comunicazione dei veicoli con il cloud, con gli altri veicoli e con l’ambiente circostante.
Lo scambio di informazioni ad alta velocità rende possibile la condivisione di dati provenientida differente device e veicoli, in questo modo è possibile garantire una real‐time situation awareness influenzando positivamente la sicurezza stradale.
Interfaccia del Display
Il mezzo scelto per lo sviluppo del prototipo è stato dotato di un dispositivo Display di alta gamma.
Per il Display si è sviluppata un interfaccia uomo-macchina intuitiva ed efficace, e si è poi verificato che il device fosse in grado di utilizzare la tecnologia necessaria a garantire il funzionamento di tutti gli impianti.
Andando ad analizzare il display sviluppato per il prototipo, le componenti dell'interfaccia sono:
- Tachimetro con visualizzazione della velocità dei veicolo
- Display con integrazione dei video delle telecamere stradali, in grado di:
- Visualizzare contemporaneamente più sorgenti video
- Mentre è in sviluppo la possibilità di sovrapporre le immagini video a immagini ad infrarossi, così che la visibilità della viabilità stradale sia sempre garantita anche in condizioni meteo avverse, o in notturna.
- Icona semaforica, come suggeritore di andamento di marcia, rispetto le condizioni del traffico circostante e le intersezioni stradali.
Lo sviluppo di un interfaccia display efficiente garantirà al conducente a programmare percorsi efficienti e sicuri e questo di conseguenza andrò a beneficio della sicurezza stradale collettiva.
sistema integrato 5G-Car
Prevediamo il futuro con la tecnologia
L’obiettivo principale di 5G‐CAR è la realizzazione di un sistema di comunicazione a larga banda tra veicoli e infrastrutture in grado di supportare sistemi attivi per la guida assistita e la mobilità intelligente.
L’obiettivo essenziale dell’architettura proposta è quello di garantire una comunicazione sicura ed efficace anche in caso di condizioni avverse.
5g-CAR è un sistema integrato di interconnessione radio a 5,9 GHz, secondo gli standard dei protocolli 802.11p e 5G, in grado di trasmette e ricevere dati a grande velocita sino a 1-5 Gb/s.
Cellular Vehicle-to-Everything” (C-V2X) è la tecnologià che consente la comunicazione dei veicoli con il cloud, con gli altri veicoli e con l’ambiente circostante.
C-V2X sfrutterà la connettività veicolare e cellulare per contribuire alla sicurezza, al miglioramento della viabilità.
Grazie alla velocità della trasmissione dati è possibile un avanzato calcolo dei percorsi che garantisce un alto livello di prevedibilità dell’andamento del traffico, consentendo anche una comunicazione di messaggi di allerta su display, aumentato la sicurezza dell’operatore del mezzo stesso e tutti i mezzi o pedoni circostanti.
Sempre grazie alla trasmissione dati a bassa latenza, le immagini catturare dalle telecamere del veicolo stesso, ed eventuali telecamere del traffico connesse alla rete, vengono elaborate dal dispositivo in tempo reale.
Il display è anche in grado di dare input visivi in caso di bassa visibilità stradale, unendo immagini reali ad immagini agli infrarossi. Inoltre analizzando le immagini stesse fornisce al guidatore informazioni del traffico e di ostacoli sulla strada, ottimizzando di conseguenza il percorso migliore per il tragitto del mezzo.
Per lo sviluppo del prototipo si è scelto di installare il dispositivo su mezzi di soccorso stradale. In particolare su Ambulanze e Spazzatrici stradali.
La specificità di questi mezzi però non è vincolante. Il dispositivo sviluppato, infatti, sarà applicabile a tutti i tipi di veicoli: commerciali, speciali ed anche su mezzi privati.
Previsione delle Collisioni
Messaggi di allerta ed integrazioni CAN-BUS rendono possibile un assistenza di guida in tempo reale, abbassando il rischio di collisioni.
Real-Time Situation Awareness
La tecnologia C-V2X agevola l’analisi dell’ambiente, aggiornando in tempo reale il mezzo del traffico e delle condizioni stradali circostanti.
Sicurezza per i
pedoni
La sicurezza stradale è positivamente influenzata dalla condivisione in real-time di dati e analisi del flusso del traffico stradale e possibile connessioni a device dei pedoni.
Avvicinamento mezzi di Soccorso
Attraverso la condivisione di dati dei sensori stradali e dei veicoli, è possibile migliorare il controllo dell’avvicinamento dei mezzi di soccorso.
mappa interattiva
Esplora la città per scoprire tutte le interazioni
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PROGETTO 5G-Car
Durante la fase di sviluppo del progetto 5G-CAR, è risultato evidente che la flessibilità del campo di applicazione dei moduli 5G avrà importanti ripercussioni industriali.
Già solo la relizzazione del prototipo ha coinvolto una importante catena di industrie meccatroniche con produzione in Emilia Romagna.
Lo sviluppo del progetto ha seguito queste fasi:
- Sviluppo delle schede elettroniche e dell'antenna
- Assemblaggio dei prototipi
- Testare i prototipi direttamente sul campo insieme agli stakeholder
Attraversamento pedonale
Futuri Sviluppi
Nel caso di un attraversamento pedonale il dispositivo in sviluppo, grazie ad una futura integrazione con i sistemi CANBUS dei veicoli, potrà essere in grado di effettuare manovre di sicurezza autonome, per evitare collisioni.
Ambulanza - Antenna Esterna
La validità del sistema è stata comprovata dalla realizzazione di un prototipo a TRL6, da un parte l'ambulanza dotata di modulo 5G a bordo (modulo 5G, display, SW di gestione delle immagini) e dall'altra una infrastrura esterna (dotata di telecamere e sistema di interconnessione 5G).
Grazie alla comunicazione tra i due sistemi 5G, il guidatore riceve le immagini trasmesse in tempo reale sul display a bordo del mezzo di soccorso. E tali informazioni supportano il guidatore nel superare zone critiche in sicurezza e nel raggiungere la destinazione nel minor tempo possibile.
Tamponamento
Futuri Sviluppi
Il dispositivo in sviluppo permetterà di ricevere messaggi di allerta in tempo reale e future integrazioni CAN-BUS renderanno possibile un'attiva assistenza di guida, abbassando considerevolmente il rischio di collisioni o tamponamenti.
Antenna esterna C-V2X
Oltre allo sviluppo del dispositivo per i veicoli, è stato possibile anche verificare l’efficacia della comunicazioni su standard C-V2X, grazie all'installazione di una infrastruttura esterna.
È stata realizzata un'antenna esterna dotata di circuiti di gestione attiva remota con commutazione automatica trasmissione-ricezione.
Antenna esterna C-V2X
Oltre allo sviluppo del dispositivo per i veicoli, è stato possibile anche verificare l’efficacia della comunicazioni su standard C-V2X, grazie all'installazione di una infrastruttura esterna.
È stata realizzata un'antenna esterna dotata di circuiti di gestione attiva remota con commutazione automatica trasmissione-ricezione.
Antenna esterna C-V2X
Oltre allo sviluppo del dispositivo per i veicoli, è stato possibile anche verificare l’efficacia della comunicazioni su standard C-V2X, grazie all'installazione di una infrastruttura esterna.
È stata realizzata un'antenna esterna dotata di circuiti di gestione attiva remota con commutazione automatica trasmissione-ricezione.
Telecamere Stradali
Collegando il dispositivo a telecamere stradali è stato possibile svilupparee la trasmissione veloce di un flusso video su standard c-v2x, di solito utilizzato per lo scambio di piccoli messaggi tra veicoli e infrastrutture.
Cantieri / Lavori Stradali
Lavori stradali o occupazione di suolo stradale, che aumento il rischio di collisioni, saranno monitorate in tempo reale delle infrastrutture della rete 5G, Real‐time situation awareness, rendendo possibile agli automobilisti di evitare percorsi lenti o congestionati e con messaggi di allerta in prossimità di pericoli e prevenzione di tamponamenti.
Dispositivi Mobile
Futuri Sviluppi
In futuro sarò possible la condivisione di dati all'interno della stessa rete 5G anche con i singoli dispositivi mobile dei pedoni, con conseguente aumento di scambio di informazioni atte a garantire la sicurezza di tutti gli utenti stradali.
Soccorso Stradale
Per lo sviluppo del protoripo si è scelto di effetture la prima installazione su un veicolo per soccorso stradale, un'ambulanza.
Il mezzo è stato dotato di:
- Modulo 5G - dotato di antenne fisiche per la ricezione e trasmissione dati.
- Display con integrato SW di gestione delle immagini video
Un’ambulanza, viaggiando spesso in emergenza, è ad alto rischio di collisione. Un’applicazione come questa, collegata alla più moderna tecnologia 5G, sarebbe sicuramente un grosso passo in avanti in un'ottica di prevenzione e minimizzazione del rischio.
Il modulo 5G in dotazione al mezzo d'emergenza, è in grado di collegarsi ad infrastruture esterne. Durante lo studio del prototipo si è provveduto a testare il sistema su un incrocio ad elevato traffico nel comune di Reggio Emilia, installando l'infrastruttura 5G con una dotazione di telecamere e sistema di interconnessione 5G.
Verificando che la comunicazione a banda larga 5G può garantire un passaggio di informazioni tra l'ambulanza in azione e la centrale operativa, in modo da avere in tempo reale le informazioni necessarie a definire i percorsi più veloci e sicuri per il mezzo d’emergenza; e anche garantire la sicurezza stradale dei veicoli di passaggio sul luogo dell'incidente.
Spazzatrice Stradale
Durante lo sviluppo del progetto si sono valutate anche future applicazioni 5G nelle SMART CITIES, in particolare come queste possono permettere la sicurezza ed automazione di mezzi di assistenza stradale.
Nello specifico si esaminato lo sviluppo di sistemi intelligenti per guida autonoma, il mezzo proposto per lo studio è stato la spazzartrice stradale che, vista la bassa velocità di movimento durante le fasi di lavoro, circa 10Km/h, può essere considerata come un 'cantiere mobile'.
Nel corso dello sviluppo del prototipo, si è verificato come la trasmissione delle informazioni raccolte dalla piattaforma veicolo verso la centrale operativa, abbia importanti applicazioni furure per garantire la sicurezza stradale colletiva (spazzatrice in azione, veicoli in avvicinamento, pedoni).C-V2X - Automazioni
Futuri Sviluppi
La comunicazione a banda larga 5G, è possibile sia tra veicoli dotati di dispositivo, sia tra veicoli e infrastrutture esterne collegate alla rete.
Inoltre la velocità dello scambio di dati è ad alta velocità con una bassa latenza, meno di 5 millisecondi, rendendo possibile la comunicazione C-V2X in tempo reale.
Ed ipotizzando una futura integrazione con i sistemi CAN-BUS dei veicoli sarà possibile una assistenza di guida attiva.
Grazie alla affidabilità dei dati sul traffico circostante il modulo 5G avrà la capacità di:- Effettuare un avanzato calcolo del percorso
- Attuare manovre efficenti
- Cordinare la guida di più veicoli
Ipotizzando più veicoli dotati di Modulo 5g a bordo, il sistema sarà in grado di assistere il guidatore in piena sicurezza.
Ma anche nel caso che non tutti i veicoli nel traffico abbiano a bordo un dispositivo 5G, il collegamento a infrastrutture esterne sopperisce a questa mancanza, e permetterebbe una condivisione di dati sufficiente all’analisi del traffico del incrocio in esame.