Sistemas avançados de assistência à condução (ADAS) já são imprescindíveis na segurança ativa do veículo e também proporcionam redução no consumo de combustível, menor emissão de poluentes e mais conforto para os ocupantes
Nos últimos tempos, temos ouvido falar muito de assistência de condução e veículos autônomos, basicamente porque existem ofertas no mercado por parte de praticamente todas as montadoras, com diferentes níveis de assistência de condução e até intenções de homologação de veículos 100% autônomos.
Vamos a entender um pouco com relação às classificações de níveis de assistência de condução, para partir de uma base de entendimento em comum. Observe a figura 1: ela mostra a classificação SAE dos níveis de assistência de condução, mostrando claramente como já é possível encontrar no mercado veículos com elevados níveis de assistência. Da mesma forma, existe uma projeção a qual indica que a automação total estará disponível no mercado como uma opção de compra a partir do ano 2025. Claro que estas previsões sempre devem ser tomadas com cautela, já que elas podem sofrer alterações dos prazos de forma significativa por diferentes fatores os quais a indústria não controla. Mas, uma coisa está clara: trata-se de uma tendência mundial, a qual nossas oficinas automotivas não poderão ignorar.
A indústria automotiva “batizou” as tecnologias de assistência de condução com a sigla ADAS (“Advanced Driver Assistance System” ou “Sistema Avançado de Assistência ao Motorista”).
Os sistemas ADAS foram desenvolvidos para alcançar alguns objetivos importantes. Em primeiro lugar e sem sombra de dúvidas, a prioridade é oferecer um sistema de segurança “conceitualmente perfeito”, já que ele propõe eliminar qualquer erro de condução humana, assim como, mitigar todos os riscos de acidentes no entorno pelo qual o veículo transita.
Mas, adicionalmente ao objetivo da segurança, os sistemas ADAS proporcionam ganhos significativos para a economia de combustível, emissão de gases poluentes e conforto para os ocupantes do veículo. Por este motivo, não é descabido pensar em um futuro não tão distante no qual surjam regulamentações governamentais as quais determinem que algum nível de assistência de condução passe a ser obrigatório para o lançamento de novos veículos – afinal, estamos falando de segurança e preservação do meio ambiente.
CARATERÍSTICAS DE FUNCIONAMENTO
Os sistemas de assistência à condução podem ter uma intervenção semiautônoma ou totalmente autônoma, controlando por exemplo, aceleração, freio, direção ou os sistemas que têm intervenção no comportamento do veículo. Também, por estarem conectados à rede de bordo do veículo, podem emitir sinais diversos de advertência ao condutor antes ou durante as situações críticas por meio de interfaces homem-máquina.
A maioria dos sistemas modernos de assistência ao condutor são concebidos mantendo ainda as responsabilidades das decisões por conta do condutor do veículo; lembrando também que, a qualquer momento, o motorista pode anular grande parte das assistências, passando a controlar o veículo conforme sua preferência.
Este tema – a responsabilidade sobre o controle do veículo – é motivo de muitas controvérsias entre os fabricantes e as autoridades porque, independentemente do avanço tecnológico que o ADAS traz, há aspectos legais que ainda não foram totalmente resolvidos.
PRINCIPAIS TECNOLOGIAS E COMPONENTES DOS SISTEMAS ADAS
A figura 2 mostra as diferentes tecnologias utilizadas pelos fabricantes de veículos. Conforme a configuração do veículo, o fabricante pode instalar mais de uma destas tecnologias e, conforme o nível de assistência de condução, existem veículos equipando todos os sistemas em um mesmo modelo.
Isto acontece porque cada uma destas tecnologias cumpre um papel dentro do objetivo de controlar o entorno do veículo. Vamos então analisar as características individuais das tecnologias descritas na figura 2:
Radar de longo alcance: Conta com alcance de até 200 metros e resolução de 77 GHz (Giga-Hertz). Os radares de longo alcance são instalados na parte frontal do veículo, e mediante esta tecnologia é possível incorporar sistemas como o ACC-plus, o qual permite ajustar a condução conforme as indicações da estrada, assim como controlar objetos estáticos e em movimento. A figura 3 mostra o formato de um radar de longo alcance utilizado em sistemas ACC (Active Cruise Control).
O sistema ACC (figura 4), na sua versão mais moderna (ACC-plus), incorpora funcionalidades de assistência de condução muito avançadas. O sistema é capaz de reconhecer a presença de outros veículos (posicionamento e distância), assim como, as marcações da estrada (faixas e placas). Com estas informações, os softwares instalados no sistema de navegação realizam os cálculos em tempo real, identificando mudanças de direção do veículo, velocidade e distância dos veículos mais próximos (dentro da rota de trajetória e adjacentes), realizando desta forma intervenções na aceleração, freio e correções na trajetória de direção.
Câmera de Visão Noturna: Conta com um alcance de aproximadamente 150 metros, e o seu funcionamento está baseado em tecnologias infravermelho. Trata-se da mesma tecnologia de origem militar para a identificação de objetos fixos e móveis em condições de baixa luminosidade. O sistema apresenta um visor no painel do motorista, facilitando a identificação de objetos os quais não seriam facilmente visíveis em condições normais, mesmo utilizando todos os dispositivos de iluminação do veículo, como mostra a figura 5.
Sensores de Ultrassom: Este tipo de sensores de ampla aplicação automotiva conta com alcance médio de aproximadamente 4 metros. Sua principal característica é a capacidade de abraçar um amplo raio de cobertura, transformando sua aplicação em uma opção relativamente barata e de uma grande versatilidade. Essa tecnologia é utilizada de forma extensiva nos sistemas de assistência de estacionamento, inclusive nos sistemas que realizam o estacionamento do veículo de forma autônoma (figura 6).
Câmeras de vídeo: As câmeras de vídeo contam com um alcance de até 80 metros e têm como principal característica a capacidade de reconhecer objetos, pessoas e sinais de trânsito, assim como outras diversas condições de funcionamento, as quais possibilitam interagir com softwares de inteligência artificial para auxiliar a todos os sistemas de navegação (figura 7).
Outras aplicações de câmeras de vídeo para a detecção de objetos em movimento são conhecidas com a sigla MOD (“Moving Object Detection” ou “Detecção de Objeto em Movimento”), criando uma verdadeira área de proteção com uma vista envolvente (“Surround View”), a qual é apresentada em um monitor para o motorista com diferentes tipos de sinais e instruções, adaptando-se sempre aos diferentes cenários externos. A figura 8 mostra um exemplo da distribuição de câmeras em um veículo para esta finalidade.
MANUTENÇÃO E CALIBRAÇÃO EM SISTEMAS DE ASSISTÊNCIA DE CONDUÇÃO
Como muitos já devem ter percebido, os sistemas de assistência de condução cumprem um papel de extrema importância na segurança ativa de um veículo e seus ocupantes. Desta forma, a incorporação deles por parte da indústria automotiva está muito distante de ser uma simples mudança para incrementar conforto ou conectividade para os usuários: passou a ser uma tecnologia que literalmente salva vidas.
Todos estes pontos levam ao entendimento de que estamos diante de sistemas críticos, com tolerâncias e procedimentos de manutenção muito estritos.
Neste sentido, os sistemas que seguem as mencionadas caraterísticas contam com softwares que realizam medições, constantes e em tempo real, para determinar se o sistema se encontra em condições operativas de segurança (autodiagnóstico), avaliando desta forma os parâmetros enviados pelas câmeras, sensores e radares.
Pelo descrito anteriormente, se existem sistemas e componentes de medição (os quais estão medindo distancias, velocidades, identificando objetos etc.), estes componentes devem ser considerados como instrumentos de medição, e todo instrumento de medição deve ser sempre calibrado. Caso contrário, não daria para confiar nos dados que ele mede e envia para as centrais eletrônicas.
É justamente isso o que faz o software que controla o ADAS: comparar permanentemente os valores, para ver se há consistência nos dados recebidos, para poder considerá-los como verdadeiros.
Por este motivo – e voltando ao ponto das manutenções –, o ponto crítico destes sistemas para as intervenções em oficinas automotivas, é a calibração dos componentes do ADAS.
Cada fabricante define os procedimentos de calibração para cada um dos seus componentes. Existem procedimentos de calibração estática, procedimentos de calibração dinâmica (os quais se fazem com o veículo rodando um ciclo pré-estabelecido) e procedimentos mistos.
A base para as calibrações estáticas parte geralmente de medições de ajuste e posicionamento mecânico de componentes. Por exemplo: o alinhamento mecânico dos 3 eixos de um radar de longo alcance. Mas, também dentro deste tipo de calibrações, passa a ser necessária a utilização de equipamentos de medição e softwares para seguir as rotinas pré-estabelecidas nas unidades de controle eletrônico (ECU).
Existem câmeras instaladas no para-brisas do veículo, radares que podem estar atrás da grade frontal ou dentro do para-choque, e da mesma forma, sensores espalhados por diversos setores do veículo.
Na figura 9, é possível ver a montagem de um veículo para a realização de uma calibração de um sistema ADAS, neste caso aplicado para um veículo do grupo VW.
No caso deste exemplo (figura 9), existe uma coordenação entre os eixos de um alinhador 3D, que garante que o veículo se encontra dentro dos parâmetros de alinhamento (fator de extrema importância para garantir que ele consiga trafegar em linha reta). Além do alinhamento do veículo com relação aos eixos, são confirmados os dados de calibração de câmera e radar utilizando pontos de distância e posicionamento conhecidos (“targets”), para que o software possa reconhecer os mesmos. Neste momento, seguindo as instruções e caso seja necessário, podem ser efetuados ajustes mecânicos e/ou testes de calibração dinâmica na estrada.
A necessidade de intervenção em sistemas ADAS não é tão frequente como muitas vezes ouvimos por aí. Estou me referindo a comentários no sentido de que basta um carro encostar no para-choques no supermercado para descalibrar todo o sistema: isso realmente não procede. Se fosse um sistema tão frágil assim, ele seria um grande problema para os donos dos carros e, consequentemente, para as montadoras.
As necessidades de calibração do sistema ADAS estarão sempre relacionadas às intervenções no sistema. Por exemplo: diante da troca de elementos de suspensão que afetem o alinhamento ou altura do veículo, acidentes de maior porte nos quais tenham acontecido deformações da estrutura de suporte de algum dos componentes, assim como, diante da necessidade da troca do para- -brisas, caso tenha que ser desmontada, a câmera que vai colada no vidro.
Por este motivo, e como sempre falamos, quando estamos diante da necessidade de fazer intervenções em novas tecnologias, o mais importante é contar com informações, suporte técnico e conhecimentos para executar os serviços.
Mais do que nunca, estamos entrando em um momento de grandes mudanças dentro do setor de serviços automotivos, oportunidade a qual, sem sombra de dúvidas, devemos aproveitar para nos apegar muito mais à cultura dos procedimentos técnicos.
Artigo por Diego Riquero Tournier
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