Senza l'attenzione del pubblico, ma con le dovute autorizzazioni delle autorità e i certificati del TÜV, la sperimentazione del "pilota automatico" era già iniziata dall'inizio del 2012, con tre vetture sperimentali derivate dalla Classe E e dalla Classe S, che sono state equipaggiate con tutti i sistemi di sicurezza attiva e passiva disponibili.

A bordo di queste vetture sperimentali sono stati utilizzati soltanto sensori che trovano già impiego sulle vetture di serie Mercedes-Benz. Queste tecnologie, infatti, sono già idonee all'uso quotidiano e presentano un costo sostenibile; si tratta dunque di soluzioni più facilmente trasferibili nei futuri modelli di serie. Sono stati comunque perfezionati il numero e la disposizione dei sensori, per ottenere una copertura globale dell'ambiente circostante la vettura in tutte le direzioni e rilevare il massimo numero di informazioni su quanto accade intorno all'auto.

Basandosi sui dati di questi sensori, sulla determinazione della propria posizione e sulle informazioni fornite da una scheda digitale, l'auto a guida autonoma analizza lo spazio libero transitabile e pianifica il proprio percorso. Gli algoritmi necessari allo scopo sono stati sviluppati dal Gruppo di ricerca Mercedes-Benz in collaborazione con l'Istituto di tecnologia di Karlsruhe (KIT).

Rispetto alla versione di serie di una Classe S Mercedes-Benz sono stati apportati gli adattamenti tecnici di seguito elencati.

·         La larghezza di base (distanza interoculare) della telecamera stereoscopica è stata aumentata, per poter rilevare gli oggetti a grande distanza anche con la telecamera oltre che con il radar.

·         Due radar a lungo raggio supplementari sono stati installati nei paraurti anteriori laterali per rilevare in anticipo i veicoli provenienti da destra o da sinistra in prossimità degli incroci. Un altro radar a lungo raggio osserva la situazione del traffico dietro alla vettura.

·         Quattro radar a corto raggio, installati negli angoli della vettura, permettono di riconoscere meglio l'ambiente circostante più vicino e gli altri utenti della strada.

·         Per rilevare i semafori è stata utilizzata una telecamera a colori, collocata dietro il parabrezza e dotata di un angolo di apertura di 90°.

·         Un'altra telecamera riprende attraverso il lunotto la zona posteriore per localizzare la vettura, utilizzando come riferimento le caratteristiche note dell'ambiente circostante. Queste caratteristiche ambientali sono state prima registrate su una scheda digitale: il confronto tra le immagini riprese dalla telecamera e i dati memorizzati permette alla vettura di localizzare la propria posizione con una precisione superiore a quella raggiungibile con il solo GPS.

Mercedes-Benz ha realizzato in collaborazione con il KIT e con HERE, settore operativo di Nokia specializzato in schede digitali e servizi basati sulla localizzazione, una scheda digitale tridimensionale dei percorsi che risponde in modo specifico alle esigenze di una vettura autonoma. Oltre al tracciato stradale, al numero e senso di marcia delle corsie e ai cartelli stradali, su questa scheda, cui è richiesta una particolare precisione, è memorizzata anche la posizione dei semafori. Questo tipo di schede digitali costituisce un presupposto importante per la guida autonoma. Per tale motivo Mercedes-Benz e HERE continueranno anche in futuro a collaborare nello sviluppo di schede digitali tridimensionali "intelligenti" per vetture autonome.

PILOTA AUTOMATICO
Il pilota automatico a bordo della vettura sperimentale deve fronteggiare ogni genere di difficoltà sulle strade extraurbane e nel traffico urbano: rotatorie, strettoie a doppio senso di circolazione, ciclisti, manovre di svolta, veicoli parcheggiati in seconda fila o occupando parte della carreggiata, semafori rossi, incroci con precedenza a destra, pedoni che attraversano la strada e veicoli tranviari.

La Classe S a guida autonoma è stata monitorata durante la sperimentazione da tester appositamente addestrati, che in caso di decisione errata del sistema intervenivano immediatamente, assumendo il controllo della vettura. Poiché il traffico reale non è prevedibile, e dunque nessuna situazione di marcia si è ripetuta identica ad altre precedenti, ogni intervento necessario dell'autista di sicurezza è stato documentato. Queste informazioni sono state poi valutate dal team di sviluppo e sono servite ad ampliare il catalogo di manovre a disposizione della vettura. In questo modo la vettura sperimentale ha potuto, con un processo progressivo di sviluppo, far fronte ad un numero sempre maggiore di situazioni stradali.

Le prove sul percorso forniscono informazioni importanti per l'ulteriore sviluppo delle tecnologie e del prodotto. «È risultato, ad esempio, che riconoscere le fasi dei semafori nelle varie condizioni di illuminazione e il corretto abbinamento dei semafori alle corsie di marcia costituisce una grossa sfida», spiega il Prof. Ralf Herrtwich, Responsabile dei sistemi di assetto e di assistenza alla guida nel Settore Ricerca e Presviluppo Daimler. «Non abbiamo però la pretesa che la vettura risolva da sola tutte le situazioni. Se, ad esempio, un camion della nettezza urbana blocca la strada, non vogliamo affatto che la vettura lo superi automaticamente, anche perché in tal caso i sensori dell'auto hanno una visuale limitata. Nelle situazioni di questo tipo la vettura restituisce il controllo al guidatore.»

PUNTI CRITICI
«Ora sappiamo dove dobbiamo ancora migliorare e affinare il catalogo di manovre programmate della vettura, ossia le istruzioni che in base alla situazione vanno impartite allo sterzo, al motore e ai freni, ad esempio per la guida autonoma nelle rotatorie.» Un altro punto critico è la corretta localizzazione della vettura sulla strada, ad esempio per stabilire dove esattamente l'auto debba fermarsi ad un imbocco per vedere il traffico trasversale.

Un aspetto particolarmente complicato per le vetture autonome è la coordinazione ed interazione con gli altri utenti del traffico. Mettersi d'accordo con un veicolo che proviene dal senso opposto su chi dei due deve passare per primo in una strettoia richiede un'elevata capacità di analisi della situazione. «Mentre un guidatore in carne ed ossa si infilerebbe coraggiosamente nella strettoia, la nostra vettura autonoma ha un comportamento piuttosto timoroso», spiega il Prof. Herrtwich. «A volte si creano situazioni comiche, come quando, fermi alle strisce pedonali, i passanti ci fanno cenno di andare – e la nostra auto continua stoicamente a stare ferma, perché quando l'abbiamo programmata non ci aspettavamo tanta cortesia.»

Per consentire ai progettisti di analizzare le decisioni prese dalla vettura sperimentale autonoma nelle varie situazioni di marcia, l'auto registra tutti i dati rilevati dai suoi sensori. Soltanto le immagini riprese in un'ora dalla telecamera stereoscopica equivalgono a 300 Gigabyte di dati. Una parte di questi dati verrà memorizzata anche sulle future vetture di serie. Perché se la vettura autonoma dovesse rimanere coinvolta in un incidente, queste informazioni consentono di ricostruire la dinamica dei fatti. 

Prima di arrivare all'obiettivo della guida altamente e completamente autonoma si dovranno superare anche ostacoli non prettamente tecnici. Infatti, molto di ciò che già adesso sarebbe fattibile a livello tecnico, oggi non è ancora consentito ovunque sul piano legale.

Ad esempio, il regolamento internazionale UN/ECE n. 79 (Sterzo) ammette soltanto interventi sterzanti correttivi, ma non manovre sterzanti automatiche a velocità superiori ai 10 km/h. La convenzione sulla circolazione stradale di Vienna, su cui si fonda il diritto dell'UE, sancisce che il guidatore deve controllare permanentemente il proprio veicolo e deve poter intervenire in qualsiasi momento. Poiché quando fu varata questa convenzione ancora non si pensava ai veicoli autonomi, è necessaria una precisazione sul significato che va attribuito a tale norma nel caso dei veicoli altamente o completamente automatizzati. In alcuni stati federati degli Stati Uniti d'America, come il Nevada, si è già provveduto a fornire questo tipo di precisazione, per lo meno per regolamentare le prove su strada dei veicoli autonomi.

Un altro presupposto indispensabile per il passaggio ai sistemi parzialmente e altamente automatizzati è la loro accettazione sociale. Come all'epoca dell'invenzione dell'automobile, è prima necessario che aumenti la fiducia nelle capacità tecniche di questi sistemi. Lo conferma anche un recente studio del Mercedes-Benz Customer Research Center, condotto su circa 100 persone di età compresa tra i 18 e i 60 anni. Lo scetticismo iniziale dei partecipanti è scomparso quasi completamente dopo la prima prova nel simulatore di guida autonoma. Persino tra le persone che inizialmente avevano un atteggiamento di rifiuto si è potuto registrare dopo la simulazione un significativo aumento del grado di accettazione.

Una soluzione per avere a disposizione cartine e informazioni sempre aggiornate sugli itinerari viene dalla "comunicazione Car-to-X". Con questa tecnologia i veicoli potrebbero in futuro aiutarsi a vicenda nella creazione in tempo reale di cartine stradali, perché teoricamente ogni auto è in grado di rilevare il percorso compiuto e di memorizzarlo in una banca dati. Le automobili in sosta ad un semaforo rosso potrebbero passare l'informazione agli altri utenti del traffico, oppure potrebbe farlo il semaforo stesso, trasmettendo un segnale ai veicoli che si trovano nelle vicinanze. La comunicazione tra veicoli e con l'ambiente circostante è un aspetto al quale Mercedes-Benz lavora da molti anni e già quest'anno la Casa di Stoccarda,  lancerà sul mercato le "funzioni Car-to-X".