Sofisticato, tecnicamente complesso e per questo decisamente costoso, il LIDAR (acronimo dall’inglese Light Detection and Ranging; rilevamento luminoso e misurazione della distanza) è uno strumento di telerilevamento che permette di determinare la distanza di un oggetto o di una superficie utilizzando un impulso laser, anziché, come per il radar, onde elettromagnetiche (appartenenti allo spettro delle onde radio o microonde…).
La sorgente di un sistema LIDAR è, appunto, un laser, ovvero un fascio coerente di luce con una precisa lunghezza d’onda inviato verso la scena da osservare. Come avviene con la lettura doppler (cioè quella del radar) la distanza dell’oggetto viene determinata rilevando il tempo trascorso fra l’emissione dell’impulso e la ricezione del segnale di ritorno.
Scandisce la scena con rigore
Il raggio, diffuso “a ventaglio” da uno specchio motorizzato, come uno scanner “legge” in tempo reale le superfici degli oggetti circostanti, permettendo di stabilirne forma e distanza. Così il sistema ha modo di tracciare la cosiddetta “nuvola di punti”, cioè una mappa tridimensionale precisa dell’ambiente circostante che consente al veicolo di “navigare” in sicurezza fra le altre auto ed eventuali “ostacoli”, pedoni, biciclette ecc.
Queste prerogative fanno capire che l’applicazione ideale del LIDAR in campo automotive riguarda le vetture a guida autonoma, e in particolare per la cosiddetta “fase tre” (o “livello tre”), nella quale la raffinata ingegnerizzazione dell’auto permette al guidatore di delegarle il compito di guidare da sola.
Un sistema complesso ma molto efficace
Il LIDAR è composto da una compagine di dispositivi bene accordati fra loro: il Laser (che emette impulsi di luce verso la scena da rilevare), gli Scanner e le Ottiche (che indirizzano i citati impulsi verso il bersaglio e recepiscono quelli di ritorno), il tandem Fotodetettore/Ricevitore (che misura l’intensità della luce e converte gli impulsi riflessi in segnali elettrici) e, infine, il Sistema di Elaborazione dei Dati (che analizza i segnali elettrici per calcolare le distanze e generare la mappa della scena monitorata).
I calcoli e le Mappe 3D ad alta risoluzione dell’ambiente nel quale si muove la vettura, la precisione del sistema e la capacità di funzionare bene in varie condizioni atmosferiche di scarsa visibilità, come in presenza di nebbia, lo rende un alleato prezioso per muoversi in sicurezza.
Elevata capacità di “individuazione”
A differenza delle immagini fornite dalle telecamere, il LIDAR non necessita di un “sistema di apprendimento” degli oggetti individuati, ma reagisce con sicurezza anche davanti a oggetti sconosciuti, che vengono “collocati” con precisione nell’ambiente circostante persino di notte. Dunque, assolve a un ruolo cruciale nel migliorare le capacità di percezione delle auto a guida autonoma, consentendo loro di prendere “decisioni informate” e di navigare con apprezzabile sicurezza in ambienti complessi.
Non manca qualche “fastidio”
Le applicazioni del LIDAR sono molteplici: fra l’altro può essere utilizzato anche per sistemi avanzati di assistenza alla guida (i ben noti ADAS), per migliorare funzionalità come il controllo automatico adattivo della velocità, per l’assistenza al mantenimento della corsia e per la prevenzione delle collisioni.
Peccato che, allo stato attuale, la complessità del LIDAR aumenti il costo di produzione dei veicoli a guida autonoma rendendoli meno accessibili per il mercato di massa. Inoltre, anche se le dimensioni del sistema sono state notevolmente ridotte rispetto al passato, la loro integrazione estetica e funzionale nelle vetture complica un po’ la vita dei progettisti. Infine, ipotizzando un ambiente affollato di veicoli equipaggiati col lidar, non è escluso che possano verificarsi interferenze fra i segnali laser (ma anche questo problema sembra essere in via di soluzione).
