I fari adattivi “ad alta definizione” sono dietro l’angolo per i conducenti americani

TI primi fari ad adornare le automobili non erano poi molto meglio che strizzare gli occhi e sperare che le mucche sulla strada avessero il buon senso di togliersi di mezzo. La fioca luce proiettata prime lampade a olio di cherosene e gas acetilene ha reso la maggior parte dei viaggi dopo il tramonto una missione stupida.

Oggi, ovviamente, l’ultima generazione di fari funziona in modo molto simile ai televisori moderni con una serie fitta di luci pixelate che lampeggiano fino a 5.000 volte al secondo, consentendo ai conducenti di utilizzare essenzialmente gli abbaglianti e gli anabbaglianti allo stesso tempo. Fino a tempi molto recenti, tuttavia, caratteristiche all’avanguardia del genere non erano consentite sui veicoli venduti negli Stati Uniti a causa di un regolamento NHTSA stabilito negli anni ’60. Ma grazie a uno sforzo di lobbying pluriennale da parte di Toyota, quei regolamenti sono cambiati lo scorso febbraio — ora le strade americane stanno per diventare un po’ più luminose e molto più sicure.

Come si sono evoluti i fari da fiamme libere a pixel laser

Seguendo l’idea di breve durata di utilizzare fiamme libere per illuminare la strada, sono apparsi i primi fari elettrici 1912 Cadillac Modello 30 e, nel decennio successivo, stavano rapidamente diventando apparecchiature obbligatorie in tutta la nazione. I primi fari a intensità divisa che offrono abbaglianti e anabbaglianti separati furono prodotti nel 1915 ma non sarebbero stati inclusi nel design OEM di un veicolo fino al 1924 e l’interruttore a pavimento che li controllava non sarebbe stato inventato fino a tre anni dopo – un intero decennio di dover uscire dall’auto solo per accendere le luci e lampeggiare tra una luminosità e l’altra!

L’avvento di fari a fascio sigillato con filamenti per anabbaglianti e abbaglianti nel 1954, e la sua diffusa adozione nel 1957, si è rivelato un enorme salto tecnologico. Con gli anabbaglianti per la guida al tramonto e la sera e gli abbaglianti per i viaggi a tarda notte su strade altrimenti non illuminate, questi nuovi fari estenderebbero drasticamente le ore del giorno in cui un’auto potrebbe essere in sicurezza sulla strada.

La prima luce alogena, che a sua volta sarebbe diventata rapidamente uno standard globale, ha debuttato nel 1962. Ma le alogene a quel tempo erano popolari negli Stati Uniti quanto il sistema metrico: preferivamo ancora le lampade a incandescenza al tungsteno. La situazione è cambiata con l’approvazione del Motor Vehicle Safety Act del 1966 e la formazione della National Highway Transportation Authority (NHTSA) nel 1968, che ha preso il miscuglio esistente di regolamenti sui veicoli a livello statale e li ha federali, così come il adozione formale quell’anno di Standard federale per la sicurezza dei veicoli a motore (FMVSS) 108che imponeva che tutti i fari fossero costruiti con fasci sigillati.

Kampee patisena tramite Getty Images

Negli anni ’70, le lampadine alogene, con la loro maggiore luminosità ed efficienza rispetto alle lampade a incandescenza al tungsteno, divennero lo standard del settore. Gli anni ’80, a loro volta, videro ampliarsi le normative statunitensi per consentire i fari a lampadina sostituibile, di cui il mercato europeo godeva già da diversi anni. La possibilità di sostituire una lampadina anziché un’intera unità faro, combinata con i recenti progressi nei materiali che hanno visto le lenti delle lampade costruite in plastica anziché in vetro, ha ridotto drasticamente i costi di produzione e funzionamento dei fari. E negli anni ’90, gli alogeni erano stati abbandonati a favore delle moderne tecnologie di illuminazione allo xeno e LED. Il 21° secolo ha visto ulteriori progressi non solo nella tecnologia di illuminazione stessa: ciao alone e fari laser! — ma anche i sistemi di controllo che dirigono i raggi.

A causa delle differenze nelle relative normative di trasporto, il tasso di adozione della tecnologia è divergente tra i conducenti statunitensi e le loro controparti europee, spesso con gli americani in ritardo. Come con le lampadine sostituibili negli anni ’50 e gli sforzi di riduzione dell’abbagliamento negli anni ’30, l’Europa si è mostrata molto più disposta a innovare e implementare prontamente i recenti progressi dei fari, in parte alle restrizioni imposte dall’FMVSS 108. Poiché la norma 108 ha definito i fari solo come dotati di abbaglianti o anabbaglianti — e richiedendo per legge che rimangano separati — ha tacitamente escluso tutti i progressi tecnici che ne sono seguiti, in particolare fascio abbagliante adattivo (ADB) sistemi di fari che si trovano nei LED a matrice di Audi, nei LED Blade Scan di Lexus o nel sistema di illuminazione anteriore adattivo di Ford, nessuno dei quali è attualmente disponibile negli Stati Uniti.

Questi e simili sistemi ADB sono stati disponibili in Europa, Canada e Giappone sin dal debutto della tecnologia nel 2004 (sebbene, tecnicamente, la Citroen DS del 1967 fosse dotata anche di fari anteriori che ruotano in sincronia con lo sterzo). Sarebbe passato più di un decennio – non fino alla monumentale petizione della Toyota del 2015 – prima che l’NHTSA prendesse in considerazione l’idea di consentirne l’uso nel mercato nordamericano. In effetti, ci sono voluti altri tre anni in più prima che la burocrazia burocratica dell’agenzia si concludesse e non è stato fino a febbraio di quest’anno, un anno e mezzo in anticipo perché dovevano soddisfare un requisito stabilito nell’infrastruttura bipartisan Bill — che l’NHTSA ha modificato il regolamento.

“NHTSA dà la priorità alla sicurezza di tutti sulle strade della nostra nazione, sia all’interno che all’esterno di un veicolo. Le nuove tecnologie possono aiutare a portare avanti questa missione”, ha affermato il dottor Steven Cliff, vice amministratore di NHTSA, in a Comunicato stampa di febbraio. “NHTSA sta emettendo questa regola finale per aiutare a migliorare la sicurezza e proteggere gli utenti della strada vulnerabili”.

“I sistemi di fari abbaglianti adattivi, o ADB, utilizzano la tecnologia di commutazione automatica del fascio di fari per illuminare meno le aree occupate della strada e più luce sulle aree non occupate”, ha ulteriormente spiegato l’NHTSA. “Il raggio adattivo è particolarmente utile per l’illuminazione a distanza di pedoni, animali e oggetti senza ridurre la visibilità dei conducenti in altri veicoli”.

Come gli Adaptive Driving Beam piegano la luce in caso di pioggia

In generale, gli ADB sono fari che si adattano attivamente alle condizioni meteorologiche prevalenti come reindirizzare la luce intorno alla pioggia e alla neve che cadono, estendendoli prima delle svolte o abbassando gli abbaglianti solo verso i veicoli in arrivo. Questi sistemi spesso sfruttano le stesse telecamere rivolte in avanti utilizzate dal sistema di controllo automatico della velocità adattivo e possono essere programmati non solo per illuminare la strada da percorrere, ma anche per visualizzare informazioni di navigazione preveggenti.

Audi al di fuori degli Stati Uniti, ad esempio, offre Fari LED a matrice digitale — LED disposti in uno schema a griglia e controllati in modo granulare da un processore centrale chiamato DMD (dispositivo a microspecchi digitali). Funzionano in modo molto simile alla tecnologia di proiezione digitale su cui si basano.

“Nel suo cuore c’è un piccolo chip contenente un milione di microspecchi, ciascuno dei quali la lunghezza del bordo misura solo pochi centesimi di millimetro”, Pagina dell’illuminazione di Audi spiega. ”Grazie ai campi elettrostatici, ogni singolo microspecchio può essere inclinato fino a 5.000 volte al secondo. A seconda dell’impostazione, la luce a LED viene diretta attraverso le lenti sulla strada o viene assorbita per mascherare aree del raggio luminoso.

Quelle aree mascherate sono dove la luce non rimbalza sull’acqua che cade o abbaglia gli occhi degli altri conducenti. Inoltre, il sistema proietterà “animazioni dinamiche di uscita e ritorno a casa” sulle superfici vicine, come una delizia. Più praticamente, il sistema può inclinare i raggi per illuminare più lontano nelle curve.

Allo stesso modo, il sistema LED Matrix HD presente sugli A8 dell’anno modello successivo, in circostanze specifiche, abbasserà gli abbaglianti del veicolo senza alcun intervento umano. Quando i fari sono impostati su Automatico, il veicolo sta superando i 18 mph al di fuori delle aree urbane (come dettato dal sistema di navigazione) e la fotocamera anteriore vede un altro veicolo, i fari si scuriranno e abbasseranno i singoli LED in 64 livelli, all’incirca diversi milioni di potenziali modelli – per “mascherare altri veicoli continuando a illuminare completamente le zone tra di loro e adiacenti”.

di Ford Sistema di illuminazione anteriore adattivo ad alta risoluzione, che ha debuttato in Europa lo scorso agosto, offre capacità simili. La società rileva che circa il 40 per cento degli incidenti si verifica sulle strade del Regno Unito dopo il tramonto. Guardare verso il basso i luminosi display di infotainment su strade buie può accecare temporaneamente i conducenti, quindi i fari Ford proietteranno i limiti di velocità, i segnali di navigazione e gli avvisi di pericolo stradale sulla strada stessa. Inoltre, le travi possono “piegarsi” dietro gli angoli e penetrare nella nebbia, nella pioggia e in altre condizioni meteorologiche avverse.

“Quello che è iniziato come giocare con una luce del proiettore e un muro bianco potrebbe portare le tecnologie di illuminazione a un livello completamente nuovo”, ha affermato l’ingegnere Ford Lars Junker in un comunicato stampa. “Ora c’è il potenziale per fare molto di più che illuminare semplicemente la strada davanti a noi, per aiutare a ridurre lo stress legato alla guida notturna. L’autista potrebbe ottenere informazioni essenziali senza mai dover distogliere lo sguardo dalla strada”.

Sistema di illuminazione digitale Mercedes, d’altra parte, utilizza un modulo luminoso unico composto da tre LED montati in ciascun proiettore. La loro luce viene riflessa da una serie di dimensioni ridotte di circa 1,3 milioni di microspecchi, ciascuno dei quali è controllato tramite un processore grafico integrato per piegare e attenuare con precisione i raggi. Secondo Mercedes, tale fedeltà consente al suo Highbeam Assist di funzionare di due magnitudini in modo più preciso nell’escludere il traffico in arrivo rispetto ai tradizionali array da 84 pixel.

All’altra estremità dello spettro, Scansione della lama di Lexus I fari ad alta definizione, che hanno debuttato nei mercati asiatici nel 2019, utilizzano solo 24 LED per faro. Piuttosto che una serie di microspecchi, Lexus utilizza una coppia di specchi a rotazione rapida per dirigere la luce attraverso l’obiettivo e sulla strada. Secondo l’azienda, ciò consente al sistema di mirare con 0,7 gradi di precisione e rilevare i pedoni sul ciglio della strada fino a 50 metri di distanza.

Sfortunatamente, per quanto interessanti siano queste capacità e tecnicamente legali come sono, i conducenti americani hanno ancora una breve attesa prima di venire negli Stati Uniti. Questo perché l’NHTSA deve ora elaborare una serie di requisiti di test in base ai quali misurare e regolare i fari adattivi secondo lo standard rivisto. A breve termine, significa che probabilmente vedremo più nuovi veicoli dotati di hardware compatibile con ADB ma disabilitato che può essere attivato via etere in seguito, una volta che i regolamenti si saranno stabilizzati.

“Mentre i fari adattivi sono stati approvati, i requisiti di test per l’approvazione proposti da NHTSA sono ancora in discussione”, ha detto un rappresentante Audi a Engadget. “A causa di ciò, [I’m] temendo di non essere ancora in grado di offrire la funzionalità della matrice negli Stati Uniti in questo momento e continuare a lavorare con le autorità di regolamentazione per portare sul mercato questa funzione rilevante per la sicurezza”.

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