Sistema autônomo de navegação para veículos é desenvolvido no Brasil

26/10/2009 17:31

Júlio Bernardes Sistema autônomo de navegação para veículos é desenvolvido no Brasil

Neste protótipo, toda a atuação mecânica sobre o carro pode ser feita diretamente na rede CAN (rede informatizada de troca de dados usada em veículos) já disponível no carro. [Imagem: USP]

O Grupo de Robótica Móvel do Laboratório de Mecatrônica da Escola de Engenharia de São Carlos (EESC) da USP está desenvolvendo um sistema de navegação autônomo a ser embarcado um veículo de passeio e que será testado inicialmente em ambiente controlado no campus de São Carlos (interior de São Paulo).

Equipamentos de navegação autônoma para automóveis estão sendo desenvolvidos pelas maiores universidades do mundo, existindo até mesmo competições com prêmios milionários, nas quais os veículos devem fazer trajetos predeterminados sem motorista e sem nenhum auxílio externo.

Tecnologias assistivas

Devido a complexidade em se desenvolver um sistema autônomo e assistivo, o projeto SENA foi dividido em três fases. A primeira, que é o estágio atual da pesquisa, consiste no desenvolvimento de sistemas assistivos para o motorista.

Baseado nos dados dos sensores embarcados, o conjunto de computadores de bordo da Gisa (veículo utilizado como protótipo) analisa o ambiente no entorno do veículo e alerta o motorista caso haja alguma situação de risco, como por exemplo um pedestre prestes a ser atropelado que está cruzando a frente do veículo, ou uma assistência na manobra de baliza.

Em 2010, a Europa irá colocar em teste várias dessas tecnologias assistivas - veja as tecnologias que serão avaliadas na reportagem Mil carros inteligentes começarão a ser testados na Europa.

Atuação autônoma

Na segunda fase, que deve terminar em dezembro de 2010, além de alertar o motorista sobre um risco iminente, os computadores da Gisa evitarão o acidente, caso o motorista não tome nenhuma atitude, e além disso, o protótipo poderá estacionar sozinho.

Por fim, na terceira fase, cuja conclusão está prevista para dezembro de 2012, acontecerá a navegação autônoma da Gisa, baseada nos dados dos sensores embarcados no Campus da USP em São Carlos, em ambiente urbano e rodoviário.

Veículos autônomos brasileiros

O projeto SENA possui atualmente três protótipos funcionais. Para testes e demonstrações em pequena escala, é utilizada a Navalha, protótipo originado de um quadriciclo elétrico infantil. Ela possui dimensões limitadas por um paralelepípedo de 0,6 x 1,2 x 0,7 m. Toda sua eletrônica foi desenvolvida pelo grupo de alunos de graduação em Engenharia Mecatrônica, de forma modular e adaptável. Assim, dentro das limitações físicas do protótipo, é possível fazer testes de novos algoritmos, sensores ou conceitos, além de demonstrações sem a necessidade de mobilizar algum dos outros dois protótipos que são de porte maior.

O projeto tem também a disposição um Fiat Palio, batizado como Michael, no qual é feito o desenvolvimento de sistemas eletromecânicos que possibilitam uma automação das tarefas de giro do volante, troca de marchas, aceleração e frenagem.

O terceiro protótipo é um Fiat Stilo 1.8 Dual-logic, chamado de Gisa. Nesse protótipo, toda a atuação mecânica sobre o carro pode ser feita diretamente na rede CAN (rede informatizada de troca de dados usada em veículos) já disponível no carro. Isso permite que haja um foco exclusivo no desenvolvimento dos algoritmos de navegação.

Sensores embarcados

Atualmente os sensores embarcados na Gisa são o Global Positioning System (GPS) utilizado para estimar a posição do veículo, o Inertial Measurement Unit (IMU), adotado para estimar velocidades e acelerações do veículo, dois sensores laser com um feixe giratório que permite detectar obstáculos a uma distância de 80 metros, e uma câmera colorida e infravermelha, utilizada para detectar e classificar obstáculos no caminho do veículo (por exemplo, pedestres, bicicletas etc.).

Além desses instrumentos, também estão embarcados seis sensores ultrassônicos de curta distância, empregados para manobras de baliza sem a atuação do motorista, e uma bússola eletrônica, utilizada para estimar a orientação (direção) do veículo.

Versão 2.0

Até o final de 2009, o projeto receberá mais um pacote de sensores que incluirá, radares de curta (~ 2m), média (~ 300m) e longa distância (~ 1km), um giroscópio óptico (para estimar velocidades e acelerações do veículo), e dois novos sensores laser com 4 feixes cada, para detectar veículos a até 300m de distância.

Esse pacote de sensores permitirá a navegação da Gisa em rodovias.

O protótipo também conta com um conjunto de computadores embarcados que são responsáveis por processar todas as informações dos sensores embarcados e atuar no veículo, controlando-o.

Envie seu currículo

Para que as tecnologias desenvolvidas no projeto sejam adotadas em produtos comerciais é necessário interesse das montadoras, dos consumidores e regulamentação governamental (normas de segurança). O grupo de pesquisadores tem enviado projetos a agências financiadoras (CNPq, Capes e Fapesp) solicitando bolsas de estudos e verbas para desenvolvimento do projeto.

Atualmente o grupo precisa de novos alunos de mestrado, doutorado e pós-doutorado interessados em desenvolver pesquisas na área. Maiores informações sobre a seleção estão em www.eesc.usp.br/ppg-em/ .