Copertura e geometria del campo radar
Settore orizzontale e verticale, altezza e inclinazione di montaggio, la zona davanti al radar, l’errore laterale che cresce con la distanza, il giro completo con tre o quattro unità e le recinzioni lineari.
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Il campo di un radar
Il campo di un radar di sicurezza ha la forma di un ventaglio. In pianta si apre di un certo angolo orizzontale, in sezione di un angolo verticale molto più stretto, e si allunga fino alla portata dichiarata per ciascuna classe di bersaglio. Progettare un impianto radar vuol dire far coincidere quel ventaglio con l’area da proteggere.
Le schede tecniche indicano le due aperture: ad esempio 90 gradi in orizzontale e 13 in verticale per i radar a 24 GHz come il GV-RDS180 e il GV-RDS600, 120 per 22 gradi per il GV-RDS060 a 60 GHz, 20 per 13 gradi per il fascio stretto del GV-RDL300. La prima decide quanta area si copre da un palo, la seconda decide altezza e inclinazione di montaggio.
Il settore in pianta
In pianta il radar vede tutto ciò che sta dentro il ventaglio, fino alla portata. La portata non è una sola: un veicolo rimanda indietro molta più energia di una persona e si vede più lontano, per questo le schede dichiarano valori distinti per le due classi. In progetto si ragiona sempre sulla classe più difficile, che è quasi sempre la persona. Su un’area grande i bersagli possono anche essere molti nello stesso momento: il GV-RDS600 ne segue fino a 32 contemporaneamente, ciascuno con la sua traiettoria.
La precisione angolare in metri
Un radar colloca il bersaglio in distanza con una precisione che resta più o meno la stessa a qualunque distanza, dell’ordine del mezzo metro. In angolo invece la precisione è dichiarata in gradi, tipicamente un grado, e un grado vale metri diversi a distanze diverse.
| Distanza | Errore laterale con ±1° |
|---|---|
| 50 m | 0,9 m |
| 100 m | 1,7 m |
| 200 m | 3,5 m |
| 450 m | 7,9 m |
| 600 m | 10,5 m |
A 450 metri un grado vale circa otto metri di lato. Per allarmare non conta: il bersaglio è dentro la zona o non lo è, e le zone si disegnano con un margine adeguato. Conta invece quando il radar punta una telecamera PTZ: a grande distanza la telecamera deve inquadrare abbastanza largo da contenere quegli otto metri, e stringere solo mentre il bersaglio si avvicina. Le PTZ agganciate al radar lo fanno da sole, come spiega la guida su radar e telecamere PTZ.
Altezza e inclinazione
In sezione il fascio è stretto. Il radar si monta di solito fra due e quattro metri di altezza, con una leggera inclinazione verso il basso, in modo che il fascio corra parallelo al terreno e lo incontri solo verso il fondo della portata. Montato troppo in basso il fascio viene coperto da veicoli, cespugli e dislivelli; montato troppo in alto o troppo inclinato colpisce il terreno presto e si accorcia.
Davanti al radar c’è una fascia in cui una persona non è ancora dentro il fascio, perché passa sotto il suo bordo inferiore. Con il montaggio della figura una persona alta un metro e settanta entra nel fascio a circa otto metri. Più il fascio verticale è aperto, più quella fascia si accorcia: con i 22 gradi del GV-RDS060 montato a due metri e mezzo si riduce a meno di tre metri.
Nel progetto quella fascia non resta scoperta. Il radar si monta in modo che davanti a sé abbia la recinzione o un’area già protetta, oppure la si fa coprire dal radar vicino, o dalla telecamera installata sullo stesso palo. Sui pali che portano radar contrapposti il problema non si pone: ciascuno guarda nella fascia davanti all’altro.
Ostacoli e ombre
Le onde del radar attraversano nebbia e pioggia, ma non i corpi solidi. Un container, un camion parcheggiato, un muretto o un dislivello del terreno proiettano dietro di sé un’ombra in cui il radar non vede. Le ombre si studiano sulla pianta prima di scegliere i pali: dove ci sono file di mezzi o di materiali, il rimedio è guardare l’area da due direzioni diverse, così che ciò che uno dei due radar non vede lo veda l’altro.
Anche le recinzioni metalliche e le pareti lisce vanno considerate. Riflettono bene e possono restituire echi doppi di uno stesso bersaglio, che il radar tende a scartare se sono incoerenti con la traiettoria. In installazione si evita di puntare il fascio in modo radente contro grandi superfici metalliche e, dove serve, si disegna una zona di esclusione sulla superficie stessa.
Scegliere il punto di installazione
Il punto ideale è alto quanto basta per superare i mezzi e la vegetazione bassa, stabile, e con l’area da proteggere davanti. Un palo che oscilla con il vento sposta il fascio e peggiora la precisione angolare; un supporto rigido, una facciata o un palo ben ancorato la conservano. Conta anche la vicinanza al quadro di campo: il radar si alimenta con lo stesso cavo di rete, e cento metri di cavo sono il limite oltre il quale serve una tratta in fibra.
Infine la direzione: dove possibile il radar guarda verso l’interno dell’area protetta, con la recinzione o il confine ai lati o in fondo al campo. Così chi entra attraversa tutto il fascio e la traiettoria è lunga, e il sistema ha tempo per classificarlo con sicurezza prima che arrivi a ciò che conta.
Il giro completo
Un radar copre un settore, ma un palo al centro di un piazzale può sorvegliare tutto il giro mettendo insieme più unità puntate in direzioni diverse. Con radar da 90 gradi ne servono quattro, con radar da 120 gradi ne bastano tre.
Le unità lavorano insieme: i bersagli che passano da un settore all’altro conservano la traiettoria, e la telecamera PTZ al centro del palo riceve le posizioni da tutti. È la configurazione tipica dei piazzali logistici e dei depositi con un solo punto alto disponibile.
Recinzioni lineari e fascio stretto
Una recinzione è lunga e stretta, e un ventaglio largo ne coprirebbe soprattutto l’esterno o l’interno. Per i perimetri lineari esiste il radar a fascio stretto: il GV-RDL300 apre di 20 gradi e concentra l’energia lungo la linea, raggiungendo 300 metri.
Il fascio si monta in testa alla recinzione, puntato lungo di essa. Allargandosi con la distanza copre anche una fascia ai due lati della rete, che con le zone di allarme e di esclusione si restringe alla parte che interessa. Il radar distingue chi si avvicina alla recinzione, chi la attraversa e chi la scavalca o si abbassa per passare sotto, ciascuno con la sua portata dichiarata.
Ai vertici del perimetro, dove la recinzione cambia direzione, si installa un palo con due radar puntati sui due lati. Il numero di unità per un perimetro dato si calcola dividendo la lunghezza per la portata utile: esempi completi sono nella guida sui casi tipici.
Termini collegati
Il principio di misura di distanza, velocità e angolo è spiegato in Come funziona un radar di sicurezza FMCW. Per la stessa logica applicata alle telecamere, cioè quanti pixel servono su un bersaglio a una certa distanza, vedi criterio di Johnson e classificazione DRI e campo visivo.