Laboratorio Sicurezza Stradale

Il Laboratorio di Sicurezza Stradale (Road Safety Laboratory, RS-lab), attivo dal 2015, supporta le attività del settore scientifico disciplinare CEAR-03A (Strade, Ferrovie, Aeroporti) nell'ambito dell'analisi di sicurezza stradale e della progettazione delle infrastrutture stradali. L'approccio adottato negli studi è di tipo multidisciplinare, grazie alla collaborazione con laboratori e centri di ricerca nel campo della psicologia cognitiva e sperimentale, e considera tutti gli utenti della strada, conducenti di autovetture, ciclisti e pedoni. Il laboratorio è attrezzato per condurre studi sulla sicurezza stradale di tipo sperimentale, osservazionale e naturalistico.  

ATTREZZATURE

Simulatori di guida

RS-lab è dotato di due simulatori di guida.  Il simulatore di guida principale offre un campo visivo di 130° orizzontalmente attraverso tre schermi Full HD da 32 pollici, ciascuno con una risoluzione di 1920 × 1080 pixel. Supportati da schede grafiche Nvidia GeForce RTX 4080, i monitor lavorano a 60 Hz di frequenza e includono nell’immagine specchietti retrovisori e laterali. Il simulatore è costituito da un abitacolo semplificato di un’autovettura con volante, cambio automatico/manuale, pedaliera, cruscotto e sedile regolabile. La postazione è dotata di piastre vibranti che simulano le irregolarità della pavimentazione e di un sistema audio Dolby-surround 5.1 per riprodurre suoni realistici del motore, della strada e dell’ambiente circostante. 

Simulatore di guida principale

Gli scenari stradali possono essere riprodotti in un sistema di realtà virtuale integrato.

Sistema di realtà virtuale

Il secondo simulatore di guida è una versione compatta e semplificata utilizzata principalmente per la preparazione degli scenari e l’addestramento dei partecipanti agli esperimenti. Questo simulatore è costituito da uno schermo curvo da 49 pollici con una risoluzione di 3840 × 1080 ed una postazione di guida dotata di volante e pedali Logitech G923 True Force, leva del cambio Logitech Driving Force, cruscotto e sedile.

Secondo simulatore di guida

Entrambi i simulatori utilizzano il software SCANeR Studio^® per la creazione di scenari stradali extraurbani e urbani altamente flessibili e realistici contenenti segnaletica, sistemi semaforici, edifici e vegetazione. Il software simula il traffico veicolare lungo l’infrastruttura e la presenza di ciclisti e i pedoni. Il software registra tutti i parametri di guida del conducente. Inoltre, grazie al pacchetto ADAS, è possibile implementare sistemi avanzati di assistenza alla guida e vari livelli di guida automatizzata.

SCANeR Studio® software

Sensori biometrici 

RS-lab è dotato di sensori biometrici (PLUX Biosignals) per il monitoraggio dei parametri di respirazione, attività elettrodermica, elettromiografia ed elettrocardiografia durante gli esperimenti. 

Il sensore piezoelettrico della respirazione rileva i movimenti toracici e addominali. Il monitoraggio delle fasi respiratorie è di fondamentale interesse per la valutazione di fattori come la vigilanza e lo stress del conducente. Questi parametri aiutano a comprendere le risposte fisiologiche durante la guida. 

Sensore di monitoraggio della respirazione

Il sensore dell’attività elettrodermica misura le variazioni di conduttanza elettrica della pelle, che a sua volta riflette lo stato di eccitazione del sistema nervoso simpatico. Il monitoraggio dell'attività elettrodermica fornisce informazioni sugli stati emotivi e cognitivi dei conducenti. 

Il sensore elettromiografico rileva l'attività elettrica prodotta dai muscoli scheletrici, fornendo informazioni sull’attivazione muscolare e sulla salute neuromuscolare. Durante gli esperimenti di simulazione di guida, il monitoraggio dell'elettromiografia aiuta a valutare l'affaticamento muscolare dei conducenti. 

Il sensore elettrocardiografico registra l'attività elettrica del cuore consentendo lo studio delle risposte fisiologiche in varie condizioni sperimentali.  

Configurazione del sensore elettrocardiografico

Sistemi di tracciamento oculare e tracciamento del movimento delle mani 

Con i dispositivi di tracciamento oculare e di movimento delle mani studiamo il comportamento del conducente nei confronti degli stimoli esterni dello scenario di guida a cui è sottoposto.  

RS-lab è attrezzato con un sistema di tracciamento oculare Pupil Labs Neon con cui monitoriamo lo sguardo del guidatore registrando i movimenti oculari e le fissazioni. Questo sistema consente di valutare come gli utenti percepiscono e interagiscono con l’ambiente.  

Il dispositivo di tracciamento dei movimenti delle mani ha un campo visivo di 160° × 160° e un raggio di tracciamento di 10-110 cm (Leap Motion Controller 2 di Ultraleap) ed è impiegato per monitorare fino a 27 movimenti delle mani nell’interazione con i dispositivi dell’abitacolo. Con questa tecnologia si analizzano le posizioni e i gesti delle mani del conducente nella guida simulata. 

Sistema di tracciamento oculare ed esempio di concentrazione dello sguardo di un guidatore

Sensori LiDAR 

I sensori LiDAR (Light Detection and Ranging) emettono raggi laser che sono riflessi da oggetti e utenti lungo l’infrastruttura stradale. Nelle analisi della sicurezza stradale, i LiDAR sono utilizzati per rilevare la posizione e la traiettoria di veicoli, pedoni e ciclisti. Da ciò derivano gli indicatori di conflitto che sono poi impiegate come misure surrogate della sicurezza.  

RS-lab è dotato di due sensori LiDAR Quanergy M8-Prime Ultra in grado di rilevare traiettorie e classificare le entità in movimento fino a 100 metri di distanza. Ogni sensore è montato su treppiede, che consente l'installazione fino a 4 metri dalla superficie stradale. Ogni unità è dotata di laptop per la configurazione e la raccolta dati (Quanergy Q-View e Qortex-client software), e di batteria elettrica portatile per l’alimentazione. 

Sensori LiDAR Quanergy M8-Prime Ultra

Albedometro 

L'albedo è la frazione di radiazione solare riflessa da una superficie rispetto alla radiazione solare incidente. Grazie a questa misura è possibile eseguire sperimentare e progettare superfici stradali urbani più fresche e sostenibili.  

L’albedometro è costituito da due piranometri accoppiati: il piranometro rivolto verso l'alto misura la radiazione solare globale, mentre il piranometro rivolto verso il basso misura la radiazione solare riflessa.  

RS-lab è dotato di un albedometro Delta Ohm LP PYRA 06. I segnali elettrici provenienti dai due piranometri sono inviati ad una centralina di acquisizione per la raccolta dei dati. 

Albedometro Delta Ohm LP PYRA 06