Development and implementation of active pedestrian safety and driver comfort systems for connected vehicles

Automotive industry today is witnessing four major disruptive trends - Connectivity, Autonomous Driving, Shared Mobility and Electrification (CASE). These trends are shaping the future of cars, and thereby mobility itself. They are being enabled by the rapid development and technological advancements in fields of communication, sensing and computation power. 5G's promise of ultra low latency, high peak data rate, ultra high reliability and high throughput under high mobility and connection density has further accelerated the impact of this disruption. In line with the industry's quest to support the drivers of today and develop connected autonomous vehicles for tomorrow, in this thesis, two Connected Advance Driver Assistance Systems (C-ADAS) have been developed and implemented. The first system, emph{Pedestrian Intersection Collision Warning and Avoidance System (P-ICWAS)}, aims to improve safety of pedestrians at intersections, where detection with on-board sensors is difficult, using infrastructure based detection and 5G-V2X communication. This system warns driver about the possible collision with pedestrian and if the driver fails to act within reasonable time frame, Autonomous Emergency Braking (AEB) is triggered. The threshold for actuation of AEB is decided on the basis of desired deceleration and braking distance. The second system, emph{Driver Profile Load System (DPLS)}, aims to improve comfort and convenience of Shared Car users as well as private users. The driver is identified by the cloud using a camera mounted on board and the user's driving configuration is automatically loaded. Additionally, This system can load the configuration in upto 66% less time when starting from reset position in comparison to the user doing it manually. Functioning of both the systems were validated and their proof-of-work was demonstrated at the Project Base5G seminar held at Politecnico di Milano, Durando Campus. The experimental results demonstrated that 5G based P-ICWAS could effectively help drivers make appropriate operation decisions. It can potentially reduce the number of vehicle-to-pedestrian collisions and near-collisions and mitigate damages at any 5G equipped intersections.

Oggi l’industria automobilistica sta assistendo a quattro principali tendenze disruptive: connettività, guida autonoma, mobilità condivisa ed elettricità. (CASE). Queste tendenze stanno modellando il futuro delle auto e, di conseguenza, della mobilità stessa. Sono consentiti dal rapido sviluppo e dagli sviluppi tecnologici nei campi della comunicazione, della sensazione e della potenza computazionale. La promessa del 5G di ultra bassa latenza, alta velocità di data di picco, ultra alta affidabilità L’alta capacità di trasmissione in condizioni di elevata mobilità e densità di connessione ha ulteriormente accelerato questa interruzione. In linea con la ricerca del settore di sostenere i conducenti di oggi e sviluppare veicoli autonomi connessi per il domani, in questa tesi sono stati sviluppati e implementati due sistemi di assistenza alla guida avanzata connessa (C-ADAS). Il primo sistema, il sistema di avvertimento e di prevenzione delle collisioni tra pedoni (P-ICWAS), mira a migliorare la sicurezza dei pedoni nelle intersezioni, dove la rilevazione con i sensori a bordo è difficile, utilizzando rilevamento basato sull'infrastruttura e la comunicazione 5G-V2X. Il sistema avverte il guidatore della possibile collisione con un pedone e, se il conducente non agisce entro un termine ragionevole, viene attivato il sistema di frenata di emergenza autonoma (AEB). La soglia di AEB è determinata sulla base della decelerazione desiderata e della distanza di frenata. Il secondo sistema, il Driver Profile Load System (DPLS), mira a migliorare il comfort e la convenienza degli utenti delle auto condivise e degli utenti privati. Il conducente è stato identificato utilizzando una fotocamera montata a bordo e la configurazione di guida dell'utente viene caricata automaticamente. Inoltre, questo sistema può caricare la configurazione in fino al 66% di tempo in meno quando si inizia dalla posizione di reimpostazione rispetto all'utente che lo fa manualmente. Il funzionamento di entrambi i sistemi è stato convalidato e una dimostrazione di prova di lavoro è stata data al seminario Project Base5G tenutosi al Politecnico di Milano Durando Campus. I risultati sperimentali hanno dimostrato che il P-ICWAS basato su 5G potrebbe aiutare efficacemente i conducenti a prendere decisioni operative appropriate. Può potenzialmente ridurre il numero di collisioni tra veicoli e pedoni e ridurre i danni a qualsiasi intersezione dotata di 5G.