Sistemas de assistência à condução: o poder dos sensores
Os sistemas de assistência à condução (ADAS: Advanced Driver Assistance Systems) proporcionam nos veículos um maior conforto e segurança na estrada. Atualmente, inúmeros sistemas de assistência à condução são utilizados em veículos ligeiros de passageiros, estando estes frequentemente incluídos em pacotes de segurança individuais. Estes sistemas permitem um reconhecimento cada vez mais inteligente da zona circundante, através de um desempenho cada vez melhor dos sensores. O desempenho de tecnologias como ultrassons, radar, Lidar e câmara, entre outros, têm melhorado significativamente. O software altamente complexo é o componente-chave dos módulos de comando, cada vez mais eficientes. Este otimiza os processos dos algoritmos com a finalidade de reagir rapidamente e desencadear a (re)ação correta, mesmo em situações de condução críticas. Desta forma, é possível manter o controlo em situações críticas e, assim, evitar acidentes.
Sensores de ultrassons e de radar
Os sistemas de radar (geralmente com 77 GHz) permitem medições precisas de velocidade e distância — mesmo que o veículo esteja a circular uma velocidade elevada — mas não dispõem de uma resolução angular elevada. Estes são utilizados, por exemplo, para evitar colisões. Um dos seus pontos fortes é o facto de não dependerem das condições climatéricas. Além do radar de curto alcance para a deteção de objetos a uma distância de até 30 m, são utilizados sistemas de radar de médio e longo alcance, com um alcance de até 250 m.
Lidar sensors
The lidar sensor is an equally important sensor. The abbreviation means light-detection and ranging – an optical measuring system used to detect objects. The position of the object can be determined by the reflection of the emitted light at the object until the light returns to the receiver. In principle, therefore, it is a laser scanner that can also create a three-dimensional image of the surroundings. Lidar systems do not work with microwaves, but with light pulses from non-visible light ranges, i.e. near infrared light. They usually have a 905 nm wavelength, a range of 200 m in good weather conditions, a high angular resolution and 360° coverage. However, dazzling light and poor visibility conditions, such as fog, rain or spray, affect the range. Therefore, lidar is mostly used as an auxiliary system.
Além disso, as câmaras modernas podem também reconhecer obstáculos à frente do veículo e até fazer a distinção entre os mesmos. São utilizadas tanto câmaras mono como estéreo. As câmaras estéreo são capazes de detetar obstáculos tridimensionalmente sem recurso a sensores adicionais. Contudo, na câmara estéreo o espaço de instalação causa limitações no que diz respeito à formação de uma imagem 3D: quanto menor for a distância entre as duas lentes da câmara, menor será a distância de medição tridimensional efetiva. Isto significa que as câmaras estéreo podem detetar uma imagem tridimensional do que veem até 50 m à frente do veículo. Além disso, as diferenças de perspetiva entre as duas imagens captadas são demasiado pequenas para obter quaisquer informações 3D a partir das mesmas. Acima deste limite, a câmara comporta-se como uma câmara mono.
O alcance de uma câmara mono é de cerca de 250 m, independentemente do espaço de instalação. Combinando as imagens de várias câmaras e sensores, é possível criar uma representação tridimensional. Além disso, as câmaras no habitáculo podem detetar se o condutor está cansado ou distraído. As câmaras de zona circundante (na dianteira e na traseira) também captam a zona próxima do veículo e mostram obstáculos.
Sensores de infravermelhos
Os assistentes de visão noturna, por outro lado, utilizam câmaras de infravermelhos. Estas reagem à emissão de calor dos objetos. Convertidas em imagens a preto e branco, as informações são exibidas no ecrã combinado. O ambiente mais frio é exibido num tom escuro, enquanto as pessoas e os animais são exibidos num tom manifestamente claro. Até uma distância de 300 m, os sistemas modernos detetam pessoas e animais selvagens de maior porte. Em situações de perigo, é emitido um sinal de aviso. Consoante o sistema de faróis, é possível, por exemplo, avisar a pessoa através de impulsos de luz curtos.
A combinação e fusão dos dados dos sensores
Todos os dados relevantes de ultrassons, radar, Lidar, câmara, etc. podem ser combinados de forma inteligente e em tempo real com a ajuda da chamada “fusão de sensores”. Em termos práticos, é isto que torna a condução automatizada possível. As redundâncias, ou seja, a sobreposição parcial de resultados no que diz respeito à deteção da zona circundante são estritamente desejadas. É principalmente através das redundâncias e verificações de plausibilidade (ou seja, o controlo interno do sistema quanto ao registo correto dos dados da zona circundante) que se impede uma interpretação incorreta dos dados. Consoante os sistemas de assistência à condução, o grau de automatização e a classe do veículo, é necessário processar em tempo real uma mistura de informações e de dados de sensores, bem como um volume de dados cada vez maior. Isto é, já hoje, uma obra-prima da tecnologia!
