Volante e telecamera di sorveglianza del conducente: sistema di monitoraggio del conducente

DMS: principi e fornitori

Un Driver Monitoring System combina una telecamera dedicata, generalmente posizionata sul piantone dello sterzo o sopra il quadro strumenti, con un computer di analisi delle immagini. Il sistema segue in tempo reale lo sguardo, l'orientamento della testa, l'apertura delle palpebre e talvolta la dilatazione pupillare.

I principali fornitori di apparecchiature sono Smart Eye (Svezia), Seeing Machines (Australia), Tobii (Svezia), Continental, Aptiv e Valeo. Queste soluzioni sono integrate dalle case automobilistiche con il nome commerciale che ritengono più opportuno: Subaru DriverFocus, Cadillac Super Cruise, BMW Driver Attention Camera, Mercedes Attention Assist Plus.

Telecamera a infrarossi: sensori e posizionamento

La telecamera utilizza generalmente un sensore CMOS sensibile al vicino infrarosso (NIR), associato a una serie di LED a infrarossi che illuminano il viso del conducente. Questa tecnologia consente di funzionare di notte, con occhiali da sole e anche in pieno sole.

Il posizionamento standard è uno dei seguenti tre:

• Sul piantone dello sterzo, appena davanti al quadro strumenti. È il posizionamento più diffuso su Mercedes, Audi, BMW.
• Nella guarnizione dello specchietto retrovisore interno, come su Subaru o General Motors.
• Sul cruscotto, sopra il quadro strumenti, scelta adottata su alcune recenti Volkswagen e Toyota.

Il volante può ostruire parzialmente il campo visivo della telecamera a seconda del posizionamento. Per questo motivo, la posizione di guida viene convalidata, in fabbrica, come parte dell'omologazione DMS del veicolo.

Algoritmi di analisi e segnali generati

Il software sfrutta le immagini della telecamera per produrre continuamente diverse metriche:

1. Drowsiness (sonnolenza): rilevamento di PERCLOS (percentuale di chiusura delle palpebre), micro-battiti di ciglia, sbadigli.
2. Distrazione: direzione dello sguardo fuori dalla strada oltre una soglia temporale.
3. Disattenzione: testa girata fuori dal campo visivo utile.
4. Assenza del conducente: se la guida autonoma di livello 2+ è attiva e non viene rilevato alcun volto.

I segnali generati sono gerarchizzati: icona discreta sul cruscotto, messaggio audio, vibrazione del volante, vibrazione del sedile, e persino rallentamento automatico del veicolo per i livelli superiori di allerta. La soglia di attivazione di ciascun segnale è definita dal costruttore nelle sue specifiche.

Interazione diretta con il volante

Anche se la telecamera non è montata nel volante, l'interazione è intensa. Diversi segnali del DMS vengono ritrasmessi al volante:

Ciò presuppone che il volante integri un vibratore aptico (il termine tecnico è "haptic feedback unit" o più semplicemente attuatore ERM/LRA). Questo è diventato uno standard sulla maggior parte dei veicoli premium dal 2020, ma non lo era prima. Sui veicoli più datati, l'allerta passa solo attraverso il quadro strumenti o gli altoparlanti.

Quadro normativo UE e NHTSA

Il regolamento UE 2019/2144, detto "GSR2", impone per i nuovi tipi di veicoli omologati a partire dal 7 luglio 2022, e per tutti i veicoli nuovi venduti a partire dal 7 luglio 2024, la presenza di un sistema di avviso di sonnolenza e disattenzione del conducente (DDAW). Questa è la base obbligatoria del DMS. Una fase successiva, l'Advanced Driver Distraction Warning (ADDW), si applica progressivamente con criteri più stringenti.

Negli Stati Uniti, la NHTSA ha avviato nel 2022 una procedura per rendere obbligatoria la rilevazione di alcol o disattenzione. La FMVSS non impone ancora il DMS in modo universale, ma i costruttori implementano gli stessi sistemi per i mercati europeo e statunitense a causa della complessità di differenziare le architetture.

Impatto su una riprogettazione del volante

Per un volante da riprogettare in un veicolo dotato di DMS, ecco i punti di attenzione:

• Verificare il campo visivo della telecamera DMS dopo il rimontaggio. Un cerchio più spesso di pochi millimetri può, in alcune configurazioni, mascherare una parte del viso.
• Mantenere il posizionamento del vibratore aptico senza modificare il suo ancoraggio meccanico sulla struttura.
• Preservare i flat cable del sensore capacitivo se il veicolo integra una rilevazione delle mani.
• Non mascherare gli eventuali marcatori di calibrazione sul retro del volante (rari ma presenti su alcuni modelli).

Dopo la riprogettazione, potrebbe essere necessario eseguire un ciclo di apprendimento o ricalibrazione ADAS presso un'officina specializzata. Per i veicoli di livello 2 più avanzato (BMW Driving Assistant Professional, Mercedes Drive Pilot), una revisione presso il concessionario è spesso raccomandata per confermare il corretto funzionamento del sistema. Vedi anche il nostro articolo sulla ricalibrazione ADAS dopo la riprogettazione.

Raccomandazione pratica

Il DMS è diventato un elemento silenzioso ma centrale della sicurezza attiva dei veicoli moderni. Non modifica la meccanica del volante, ma impone un quadro funzionale: l'ergonomia, la geometria e l'elettronica del volante devono rimanere compatibili con le soglie di rilevamento della telecamera.

Prima di qualsiasi riprogettazione su un veicolo recente, identificare esplicitamente se il DMS è presente, chiedere all'officina la sua procedura per preservare i sensori e il vibratore, e prevedere un test funzionale dopo il rimontaggio. È un lavoro invisibile per il cliente finale, ma è ciò che distingue un'officina che comprende l'elettronica del veicolo da un'officina che ripara volanti della vecchia generazione.