Veículos Autônomos e seus Níveis de Automação

Um veículo autônomo, ou um veículo sem motorista, é aquele capaz de se auto operar e executar as funções necessárias sem que haja necessidade de intervenção humana, através da capacidade de sentir o ambiente e tomar decisões. Estes são veículos que circulam em cidades e estrada. (Veículos Autônomos e seus níveis de automação)

Veículos Autônomos e seus Níveis de Automação

Laudo SPDA condominios indústrias fspericias.com.br

VEÍCULOS AUTÔNOMOS

Um veículo autônomo utiliza um sistema de direção totalmente automatizado para permitir que o veículo responda às condições externas que um motorista humano gerenciaria, sem as distrações de checar o celular, controlar crianças em conflito, ou mesmo comer um lanche.

O Brasil não fica de fora desta corrida e também possui seus próprios protótipos de veículos autônomos. A UFMG com seu setor de engenharia testa o CADU (Carro Autônomo Desenvolvido). A USP de São Carlos, trabalha no desenvolvimento do CaRINA (Carro Inteligente para Navegação Autônoma) desde 2011.

Se preferir ouça ou assista o conteúdo do artigo:

Video postado em nosso canal em Youtube.com/industrialevo

FUNCIONAMENTO DOS VEÍCULOS AUTÔNOMOS

Para garantir que os veículos autônomos tenham percepção e orientação devidas, diversos são os componentes que trabalham em conjunto para uma direção segura. Sensores e câmeras funcionam como olhos para o veículo, detectando obstáculos, semáforos, sinais de trânsito, pedestres, faixas e relevos entre outros.

banner tudo sobre iot

Como grande vantagem, esses componentes fazem uma verdadeira varredura no entorno do veículo, permitindo um monitoramento de 360 graus. Sendo assim, ele pode detectar situações de difícil percepção para os olhos humanos, elevando a segurança dos carros autônomos.

A unidade de controle (Inteligência Artificial) recebe e processa os dados obtidos pelos sensores, analisa e converte em ações como controle de frenagem, direção do veículo, aceleração etc.

Todos esses dados medidos e ações tomadas são enviados diretamente para a nuvem, para análise de dados e melhoria contínua de sua própria programação por parte dos fabricantes. A IoT (Internet das Coisas) também terá papel fundamental, realizando a comunicação entre veículos e com a Nuvem.

Existem seis níveis diferentes de automação e, à medida que os níveis aumentam, aumenta também a capacidade de independência dos veículos autônomos em relação ao controle da operação.

NÍVEIS DE AUTOMAÇÃO

Imagem representando através de desenhos os 6 niveis de automação dos veículos autônomos
Imagem Codeview – Níveis de Automação dos Veículos Autônomos

Nível 0: O veículo não tem controle sobre sua operação e o motorista humano faz toda a condução.

Nível 1: O ADAS do veículo (sistema avançado de assistência ao motorista) tem a capacidade de apoiar o motorista na direção ou na aceleração e na frenagem.

Nível 2: O ADAS pode supervisionar a direção, a aceleração e a frenagem em algumas condições, embora o motorista humano seja obrigado a continuar prestando total atenção ao ambiente de condução ao longo da jornada, enquanto também executa o restante das tarefas necessárias.

Nível 3: O ADS (sistema avançado de direção) pode executar todas as partes da tarefa de direção em algumas condições, mas é necessário que o motorista humano possa recuperar o controle quando solicitado pelo ADS. Nas demais condições, o motorista humano executa as tarefas necessárias.

Nível 4: O ADS do veículo é capaz de executar todas as tarefas de direção de forma independente em determinadas condições nas quais a atenção humana não é necessária.

Nível 5: Automação total. O ADS do veículo é capaz de executar todas as tarefas em todas as condições, e não se faz necessária assistência do motorista humano. Essa automação total será ativada pela aplicação da tecnologia 5G, que permitirá que os veículos se comuniquem não apenas entre si, mas também com semáforos, sinalização e até as próprias estradas.

Visão projetada de dentro de um veículo Autônomo com seus sensores detectando a via, os veículos próximos, faixas, semáforos e pessoas
Visão projetada pelos sensores

Um dos aspectos da tecnologia do veículo usada em veículos automatizados é o ACC, ou controle de cruzeiro adaptável. Este sistema pode ajustar a velocidade do veículo automaticamente para garantir uma distância segura dos veículos logo à sua frente.

Banner instalação e configuração de VPS Cloud

Essa função baseia-se nas informações obtidas usando sensores no veículo e permite que o carro realize tarefas como freio quando percebe que está se aproximando de qualquer veículo à frente. Essas informações são processadas e as instruções apropriadas enviadas aos atuadores no veículo, que controlam as ações responsivas do veículo, como direção, aceleração e frenagem.

Veículos altamente automatizados com controle de velocidade totalmente automatizado são capazes de responder a sinais de semáforos e outras atividades não veiculares.

VANTAGENS

A tecnologia de veículos autônomos pode oferecer certas vantagens em comparação com veículos guiados por humanos.

Uma dessas vantagens em potencial é que eles podem proporcionar maior segurança nas estradas – acidentes de veículos causam muitas mortes todos os anos, e veículos automatizados podem potencialmente diminuir o número de vítimas, pois o software usado neles provavelmente comete menos erros em comparação aos seres humanos.

Uma diminuição no número de acidentes também pode reduzir o congestionamento do tráfego, o que é mais uma vantagem potencial dos veículos autônomos. A condução autônoma também pode ser alcançada com a remoção de comportamentos humanos que causam bloqueios na estrada, especificamente o tráfego de parar e andar.

Outra vantagem possível da direção automatizada é que as pessoas que não conseguem dirigir, seja por fatores como idade, medo ou deficiência, podem usar carros automatizados como sistemas de transporte mais convenientes.

Vantagens adicionais que acompanham um carro autônomo são a eliminação do cansaço da condução e a capacidade de dormir durante as viagens noturnas.

ASPECTOS SOCIAIS – FATOR HUMANO

O padrão de carros autônomos será uma realidade em países desenvolvidos, provavelmente a partir de 2030. Alguns aspectos sociais devem ser observados também no mesmo período, tudo dependerá da própria sociedade.

Até hoje o trânsito nas cidades é dominado por um cabo de guerra invisível, de um lado o motorista trafegando, do outro lado, o pedestre querendo atravessar. Ou sede o motorista ou sede o pedestre, o mais prudente é atravessar em um semáforo, pela faixa de pedestre, porém isto nem sempre é possível, seja por proximidade das faixas, seja por sua inexistência.

Academia da Automação programação de clp plc do zero industrialevo.com
Curso: Programação de CLPs do Zero

Nosso cérebro calcula distância e velocidade dos veículos, e decidimos se atravessamos uma rua ou aguardamos a próxima oportunidade. Decidimos se corremos ou caminhamos, similar a um frango atravessando a rua em meio ao trânsito.

De outro lado o motorista também decide se retarda ou acelera o carro permitindo a travessia do pedestre. Hora vence o motorista, hora vence o pedestre, hora um acidente acontece.

Pessoas atravessando viamovimentadas, em meio a carros, caminhões e motos
Travessia Arriscada

ASPECTOS SOCIAIS – FATOR MÁQUINA (INTELIGÊNCIA ARTIFICIAL)

Em suas diretrizes, os carros autônomos sempre presarão pela vida humana, ou seja, irão frear ao detectarem pessoas (objetos) atravessando uma via, não havendo mais o cabo de guerra.

Neste contesto o ser humano leva clara vantagem, e novos problemas surgem nos grandes centros urbanos. Em um primeiro instante, virá o receio, seguido da confiança de que a travessia é possível a qualquer momento, pois o veículo sempre cederá a passagem ao pedestre que estará livre para tirar proveito da tecnologia.

Três possibilidades são levantadas para este novo problema:

  • Supremacia dos pedestres
  • Resposta regulatória
  • Motorista humano

SUPREMACIA DOS PEDESTRES

Neste primeiro cenário, precisando chegar a algum lugar dentro do centro da cidade, provavelmente será caminhando. O veículo deixará seu(s) passageiro(s) nos arredores, mas será restringido seu tráfego em áreas urbanas, pois a impunidade dos pedestres em atravessar as ruas de acordo com sua conveniência, pode potencialmente diminuir o tráfego de carros.

A densidade das áreas urbanas continuará a aumentar à medida que a caminhada se tornar mais eficiente que dirigir.

Veículo autônomo trafegando em meio a pedestres, espécto projetado pelo  veículo
Veículo Autônomo – Travessia Segura – Espectro visível pelos sensores

RESPOSTA REGULATÓRIA

Pedestres ainda pensarão duas vezes em atravessar a rua, mas em vez de o risco de serem atropelados por um carro, correrão o risco de uma possível multa de trânsito. Devido a tentativa humana de imperar diante dos carros poderá gerar uma combinação de novos regulamentos e infraestrutura projetados para manter pessoas e carros separados.

Os espaços compartilhados entre carros e pessoas diminuirão e as cercas e barreiras nas estradas aumentarão. A responsabilidade por acidentes de carro com pedestres recairia principalmente sobre os pedestres que infringirem a lei, e não os fabricantes de automóveis.

Imagem mostra uma detecção de rosto feito por câmeras, simulando como seriam aplicadas as multas por infração de trânsito. Resposta regulatória.
Detecção de rosto por infração de trânsito

MOTORISTA HUMANO

Nesse cenário, o menor tempo de viagem do carro autônomo superaria os benefícios do estilo de vida dos passageiros. A liberdade de verificar seu e-mail, entrar em uma reunião de negócios ou assistir à Netflix no caminho para o trabalho simplesmente não valeria a pena gastar o tempo extra de viagem para chegar ao destino.

De fato, manter a vantagem no cabo de guerra invisível substituirá a conveniência de ser conduzido.

CONSIDERAÇÕES FINAIS

Engenharia de software desenvolvimentos de softwares e programas industrialevo.com

Não importa qual cenário prevaleça, o transporte no futuro provavelmente será moldado pela capacidade dos humanos de explorar as máquinas sem motorista.

Um problema, até o momento ainda sem solução, é em caso de obras, intervenções ou bloqueios, como estes veículos se comportarão.

Devido à grande quantidade de dados gerados e recebidos pelos veículos autônomos, tecnologias como Big Data, Cloud Computing e Internet das coisas (IoT) são pilares para seu sucesso.

Uma coisa é certa, esta tecnologia reduzirá as perdas de vidas humanas por acidentes de trânsito quando totalmente implementada. Enquanto houver o fator humano, o cabo de guerra sempre existirá entre pedestres e motoristas.

Veja também: Ganhar dinheiro com IoT

RECOMENDAÇÃO DE LEITURA

Primeiro carro autônomo autorizado a circular sem supervisão humana.

Banner curso de instalador de energia solar de alta performance. link para o curso

About Flávio Santos

42 Anos, Eng. Eletricista, Eng. Segurança do Trabalho; MBA em Gestão Estrat. de Pessoas Lid. e Coaching; Pós-Graduado em Engenharia Industrial 4.0; Técnico em Instrumentação Industrial; 22 anos de experiência no setor industrial Químico, Petroquímico, Sucro-Alcooleiro, Alimentício, Geração de Energia, Projetos e Gestão. Amante da NBA e Mestre Cervejeiro nas horas vagas.

Seu comentário será sempre bem vindo.