Ricerca e sviluppo su sistemi radar e di localizzazione per applicazioni industriali, automotive e ferroviarie
Ricerca e sviluppo su sistemi radar e di localizzazione per applicazioni industriali, automotive e ferroviarie
E-volution s.r.l. è una società che si occupa di ricerca e sviluppo su sistemi radar e di localizzazione per applicazioni industriali, automotive e ferroviarie.
La squadra a disposizione della società è formata da ingegneri altamente qualificati con numerosi anni di esperienza nella progettazione e realizzazione di sistemi. La E-volution si avvale, ove necessario, della collaborazione con il Politecnico di Torino.
I radar (acronimo dell’inglese «radio detection and ranging», in italiano: “radiorilevamento e misurazione di distanza”) sono sistemi che utilizzano onde elettromagnetiche per il rilevamento e la determinazione della posizione (coordinate in distanza, altezza e spostamento laterale) ed eventualmente della velocità di oggetti (bersagli, target) sia fissi che mobili, come automobili, aerei, navi, treni, formazioni atmosferiche o caratteristiche del suolo.
I sistemi di localizzazione sono sistemi che vengono utilizzati per identificare e tracciare in tempo reale la posizione di oggetti, veicoli o persone, in genere all’interno di un edificio o di un’area limitata. I tag wireless sono applicati agli elementi da tracciare e i sensori fissi ricevono i segnali wireless dai tag per determinarne la loro posizione. Esempi di sistemi di localizzazione in tempo reale includono il tracciamento delle automobili attraverso una linea di assemblaggio, l’individuazione di pallet di merci in un magazzino o la ricerca di attrezzature mediche in un ospedale.
I sistemi radar e i sistemi di localizzazione si occupano di identificare e tracciare in tempo reale la posizione di oggetti, veicoli o persone.
L’attività di ricerca e sviluppo, commissionata dai clienti, consiste nella progettazione mediante strumenti CAD di schede elettroniche e a radiofrequenza e nello sviluppo di software e firmware dedicato alle specifiche applicazioni.
La progettazione delle schede avviene al computer e consiste nella definizione del disegno delle piste e nella scelta dei componenti elettronici che poi andranno ad essere integrati sui circuiti stampati realizzati da fornitori esterni. Lo sviluppo software e firmware consiste nella definizione di istruzioni che verranno caricate sui componenti elettronici installati nei circuiti stampati.
L’attività si completa con il caricamento del software/firmware sui componenti elettronici installati sui circuiti stampati per realizzare i prototipi dimostrativi da testare e consegnare ai clienti. I prototipi dimostrativi sono sistemi indipendenti e scollegati da tutto il resto dedicati a validare la tecnica specifica per un eventuale futura ingegnerizzazione e realizzazione di prodotto.
L’ambito applicativo riguarda la definizione di sistemi per la guida autonoma installati a bordo di veicoli, per il monitoraggio delle reti ferroviarie, per la protezione di perimetri, per la localizzazione di cose o persone nei settori della logistica, dell’industria e degli eventi di spettacolo. I potenziali clienti sono tutte le aziende, principalmente dell’area Torinese, che si occupano degli ambiti applicativi descritti senza alcuna limitazione.
Il team
Sara Salvador
Ha conseguito la Laurea Magistrale in Ingegneria Biomedica presso il Politecnico di Torino nel 2005 e nel 2009 il Dottorato di Ricerca in Ingegneria Elettronica e della Comunicazioni…
Maurice Saccani
Ha conseguito la Laurea in Ingegneria Elettronica nel 2004 e la Laurea Specialistica in Ingegneria Informatica nel 2007 presso il Politecnico di Torino con una valutazione di 110/110…
Portfolio
Una commessa specifica, svolta negli ultimi due anni, riguarda la localizzazione sul piano trasversale (costituito dalle due coordinate perpendicolari al moto) con accuratezza di circa 1 cm della linea aerea di contatto in ambito ferroviario. La linea di contatto dista non più di 3 m dal sistema radar. Il sistema radar è posizionato in un opportuno involucro sull’imperiale delle carrozze ferroviarie. Il sistema radar comunica con un’interfaccia grafica realizzata su laptop-PC per l’impostazione di tutti i parametri del sistema e per la visualizzazione e registrazione dei dati di misura.
L’attività è iniziata con la definizione, progettazione e implementazione embedded degli algoritmi di radar signal processing, sulla piattaforma di elaborazione numerica del segnale scelta. Lo sviluppo degli algoritmi specifici per il sensore radar è stato affrontato con tecniche volte a costruire una libreria di funzioni in seguito manutenibile, ampliabile e riutilizzabile. La fase di progettazione, simulazione ed implementazione degli algoritmi radar ha incluso:
- La generazione del segnale in trasmissione, mediante scelta del metodo di modulazione e codifica dell’impulso radar.
- L’analisi del segnale in ricezione, mediante la definizione delle strutture dati e scelta del metodo di processing del segnale campionato.
- Lo sviluppo delle singole funzioni di rilevamento e tracciamento della linea aerea di contatto e misura delle caratteristiche di posizione e velocità nello spazio.
- Lo sviluppo di un’interfaccia per la verifica funzionale del sistema sensore e l’interfacciamento verso i canali di comunicazione e i tools di validazione su PC laptop.
E’ stata compiuta una accurata fase di verifica e caratterizzazione strumentale in laboratorio di ogni singolo modulo e di tutti gli algoritmi software sviluppati incluse le verifiche d’integrazione con il contenitore meccanico del sensore. La verifica e caratterizzazione del sensore ha poi impiegato strumentazione e ambienti di validazione realistici (aree attrezzate per test su treno).
Un’altra commessa specifica, svolta anch’essa negli ultimi due anni, riguarda un’applicazione embedded, sviluppata per la piattaforma dedicata della Texas Instruments costituita dalle schede MMWCAS-RF-EVM (mmWave cascade imaging radar RF evaluation module) e MMWCAS-DSP-EVM (mmWave cascade imaging radar DSP evaluation module) su cui l’azienda E-volution ha maturato una notevole esperienza, in grado di generare impulsi modulati in frequenza con diverse durate e diverse bande di frequenza (nei limiti delle possibilità offerte dai chip), comandare le antenne in trasmissione e in ricezione per generare qualunque fascio di antenna realizzabile sia in azimuth che in elevation in tecnologia MIMO (Massive Input Massive Output) e ricevere e analizzare le eco di ritorno da specifici target. L’elaborazione successiva effettua la stima della RCS (Radar Cross Section) dei target in funzione delle caratteristiche dell’impulso trasmesso e degli angoli di puntamento in azimuth ed elevation del fascio di antenna. E’ stato anche sviluppato un modulo aggiuntivo per laptop PC in grado di interfacciarsi alla piattaforma dedicata per la parametrizzazione e la raccolta dei risultati.
La commessa ha portato alla realizzazione di un prototipo funzionante, con attività finale di verifica all’interno di una camera anecoica dedicata al funzionamento nella banda di frequenze IEEE denominata W (da 75 GHz a 110 GHz).
Una ulteriore commessa specifica, sviluppata recentemente, ha riguardato lo sviluppo di un’applicazione per la rilevazione automatica delle proprietà di trasmissione e riflessione dei materiali radome in termini di perdite di inserzione, coefficiente di riflessione e perturbazione delle direzioni di arrivo dei segnali nella banda di frequenze fra 76 GHz e 81 GHz. I materiali radome sono utilizzati a protezione dei radar. E’ stato anche sviluppato un modulo aggiuntivo per laptop PC in grado di interfacciarsi alla piattaforma dedicata per la parametrizzazione e la raccolta e rappresentazione grafica dei risultati.
La commessa ha portato alla realizzazione di un prototipo funzionante, con attività finale di verifica all’interno di una camera anecoica dedicata al funzionamento nella banda di frequenze IEEE denominata W (da 75 GHz a 110 GHz).