I sistemi di machine vision nella guida autonoma di autoveicoli da corsa

I sistemi di machine vision sono sempre più integrati nell’industria dove, attraverso l’acquisizione di immagini tramite telecamere e la loro elaborazione attraverso algoritmi, sono utilizzati per identificare prodotti difettosi, consentire un intervento efficace ed efficiente e ottimizzare la produzione. Come possono essere utilizzati invece nella guida autonoma di autoveicoli da corsa?

Ce lo racconta la partnership tra DynamiΣ PRC ed iMAGE S.

Cos’è DynamiΣ PRC?

DynamiΣ PRC è un progetto di ricerca del Politecnico di Milano, proposto nel 2004 da alcuni dottorandi in collaborazione con i professori Federico Cheli e Francesco Braghin con lo scopo di partecipare alla competizione Formula Student, una competizione annuale tra squadre internazionali di studenti di ingegneria che dal lontano 1988 progettano, costruiscono, testano e fanno gareggiare auto da corsa in scala ridotta.

Col passare degli anni, vengono coinvolti anche gli studenti del Politecnico, permettendo un percorso di sviluppo continuo dell’autovettura, di crescita delle conoscenze necessarie e soprattutto di passione ingegneristica.

Anno dopo anno il prototipo presentato vede l’utilizzo di materiali sempre più leggeri e performanti, l’evoluzione dell’elettronica, il passaggio all’alimentazione elettrica, fino ad arrivare nel 2022 all’utilizzo di un sistema di guida autonoma, scegliendo iMAGE S come partner tecnologico e fornitore di componenti di Machine Vision.

Perché introdurre un sistema di machine vision per la guida autonoma

Come racconta Giacomo Ravagnolo, Team Leader DynamiΣ PRC per l’anno 2023, “Abbiamo fortemente voluto dotare il veicolo anche di un sistema di guida autonoma che comprendesse aspetti sia hardware che software, ma che mantenesse però la possibilità contemporanea di guida manuale. Siamo un centro di ricerca altamente specializzato nel settore MotorSport, il nostro obiettivo primario è quello di sviluppare ogni anno un veicolo all’avanguardia in grado di competere con i principali team mondiali che partecipano a Formula Student: nel 2019 ci siamo aggiudicati il quarto posto nella classifica mondiale di Formula Student fra i circa 600 partecipanti!”.

Dopo aver introdotto un prototipo a propulsione totalmente elettrica, l’evoluzione naturale per DynamiΣ PRC è stata quindi quella di introdurre un sistema di guida autonoma.

Vantaggi dei sistemi di machine vision nella guida autonoma di veicoli da corsa

Per il team di ricerca il sistema di machine vision doveva essere in grado di riconoscere i bordi di un tracciato delimitato da coni, riconoscere gli stessi coni all’interno di un’immagine e determinare la loro posizione 3D tramite algoritmi di sensor-fusion.

DynamiΣ PRC ha quindi scelto iMAGE S come partner tecnologico e fornitore di componenti di Machine Vision sia per l’ampio numero di prodotti nel portfoglio dell’azienda, che consente di scegliere il modello di telecamera più adatto alle esigenze del team di progettazione, sia per instaurare un rapporto di collaborazione continuo nel tempo.

I sistemi di machine vision iMAGE S utilizzati sul prototipo di veicolo da corsa

DynamiΣ PRC ha montato sul rollbar posto dietro il casco del pilota due telecamere a colori da 2.4 Mpxl e interfaccia USB3 Vision, utilizzate per determinare il colore dei coni che è diverso a seconda del lato della pista. Alcuni colori particolari sono invece usati per evidenziare i coni che segnalano la partenza e la fine del tracciato ai veicoli.

Nella scelta delle telecamere da utilizzare, il peso e le dimensioni molto contenute aggiunte alla facilità di utilizzo, grazie anche al supporto tecnico di iMAGE S, sono stati elementi essenziali per questo progetto di MotorSport.

I risultati ottenuti hanno raggiunto le aspettative del team. Come evidenzia Giacomo Bettani, nuovo team leader, “Siamo molto soddisfatti di quanto ottenuto fino ad ora!” “Nel 2019, oltre al quarto posto mondiale, siamo risultati la prima squadra italiana nella categoria Combustion. Nel 2021 nella categoria Electric abbiamo conseguito il primo posto come italiani e il trentesimo a livello mondiale, e restiamo ormai stabilmente nelle prime posizioni nella categoria driverless, quali: secondi nel 2022 e quarti nel 2023, sfruttando a pieno le potenzialità del sensore laser, le telecamere e l’algoritmo della guida autonoma”.