Tecnologia automotiva: soluções que estão trazendo mais segurança e autonomia aos veículos

A tecnologia automotiva avançada de assistência ao motorista (em inglês ADAS – Advanced Driver Assist System), estão mudando o cenário automotivo e já encontram aplicabilidade em diversos tipos de veículos, sejam eles leves ou comerciais, populares ou de luxo.

Há menos de dez anos, câmeras de ré eram itens mais difíceis de ser encontrados nos veículos, mas hoje já se encontram mais acessíveis em diversos tipos de modelos. Outros itens como câmeras frontais e radares de curto, médio e longo alcance também estão aos poucos tornando-se mais comuns nos veículos, proporcionando mais segurança aos motoristas.

Desde os primeiros computadores de bordo disponíveis nos veículos, no início dos sistemas de injeção eletrônica, a tecnologia evoluiu muito em vários quesitos. Atualmente, é possível encontrar supercomputadores automotivos e unidades de controle de processamento de imagem e fusão de dados, bem como mecatrônica inteligente no sistema de direção, chassi e freios que convertem as percepções obtidas no ambiente em ações no veículo.

Sistemas de ADAS

Esses sistemas avançados são capazes de identificar objetos no trajeto e ao redor do veículo e avisar ao motorista ou até mesmo assumir o controle do veículo, desviar ou frear automaticamente para evitar ou minimizar acidentes.

Gustavo Ducatti, head de engenharia e das unidades de negócio de segurança passiva e eletrônicos da ZF América do Sul, explica que as tecnologias agregam mais confiabilidade ao veículo e reduzem os riscos de acidente, mas que cada uma tem sua particularidade, como no caso de câmeras e radares. Nos últimos dois anos, a ZF destinou mais de 7% do seu faturamento ao ano para Pesquisa & Desenvolvimento.

“Radares são sensores ativos que enviam pulsos de ondas eletromagnéticas de alta frequência gerando um feixe, que ao ser propagado ganha uma forma de cone até atingir os objetos os quais refletem (eco). Baseado nesta reflexão capturada é possível calcular a distância relativa e velocidade com grande precisão em curta, média e longa distância. A câmera, [por outro lado], é um sensor ótico por princípio ‘passivo’ que recebe informações sobre o ambiente. Essas informações óticas são conectadas a unidades avançadas de processamento de imagem”, comparou.

As informações captadas são analisadas por meio de algoritmos complexos que reconhecem e classificam objetos, medem a distância e velocidade para emitir alertas sonoros ou, em alguns casos, causar uma frenagem de emergência. Esse processamento também pode ser responsável por decidir manter o veículo dentro da faixa ou fazer uma manobra evasiva para evitar uma fatalidade.

O empresário Luiz Correia, que atua com veículos de turismo há mais de quarenta anos, possui em seu SUV sensores de estacionamento e câmera frontal, que informam a distância segura por meio de uma tela no painel do carro. Ele ressalta que os itens contribuem para maior segurança desde o ambiente da garagem, visualizando pilastras e mostrando carros e pedestres a frente, evitando acidentes.

“No trânsito, a câmera frontal sinaliza com luzes vermelhas e sinal sonoro, ambos no parabrisas. Já passei por pelo menos três situações em que esses itens evitaram a colisão traseira e e em alguns momentos de presença de pedestres, travando as rodas com freadas bruscas. Nos retrovisores os sensores também cobrem pontos cegos nas traseiras”, resumiu.

LiDAR ou Scan 3D

Outra solução que se une aos radares e câmeras é o LiDAR, ou Scan 3D. Trata-se de unidades de controle de processamento de imagem e fusão de dados. “São sensores ativos semelhantes aos radares, porém ao invés de enviar pulsos de ondas eletromagnéticas, são enviados feixes de laser invisíveis a olho nu que são refletidos (eco) e capturados por sensores integrados”, acrescenta o head de engenharia da ZF, Gustavo Ducatti.

O LiDAR permite a criação de uma imagem 3D a partir de um objeto sólido que se apresente em seu campo de abrangência, além de medir de forma muito precisa a distância relativa, velocidade em curta, média e longa distância e também reconhecimento e classificação de objetos.

“O portfólio de tecnologias ADAS da ZF segue o conceito See-Think-Act, (Ver – Pensar – Agir) da empresa, que combina sensores avançados, como câmeras e radares (ver), com unidades de controle eletrônico centrais no veículo (pensar). A mecatrônica inteligente no sistema de direção, chassi e direção converte as percepções obtidas em ações (agir)”, observa o engenheiro.

Veículos autônomos

A inteligência artificial avançou nos últimos anos, proporcionando computadores de alto desempenho com capacidade para níveis de condução automatizados, centrais inteligentes para veículos. Gustavo Ducatti pontua que essas tecnologias, aliadas aos ADAS são a base para os veículos autônomos. Ele ressalta que quanto maior o nível de assistência em um veículo para um motorista, maior o nível de direção autônoma.

Outras empresas além da ZF, como a Mobileye, da Intel, têm também atuado para o desenvolvimento de câmeras avançadas que foram escolhidas pela Toyota para uso em várias plataformas de veículos a partir dos próximos anos. Hella, Nvidia e Microsoft também têm atuado nesse mercado.

O engenheiro aproveitou para adiantar um lançamento da ZF que estará disponível em série nos veículos a partir de 2024, um middleware, apresentado em Shangai este ano. O item é um mediador entre todos os softwares disponíveis no veículo, sejam da própria marca, de montadoras ou de terceiros. “Ele foi concebido para ter total flexibilidade podendo trabalhar com os diferentes ‘apps’ e conectá-los aos diferentes atuadores mecatrônicos independentemente da interface”, disse.

“O veículo do futuro contará com altos níveis de rede e automação definidos por software. Mas um ‘carro definido por software’ é muito mais do que um ‘smartphone sobre rodas’, mesmo que a operação do veículo se pareça cada vez mais com a de um smartphone. A diferença é a qualidade e a quantidade de sistemas de hardware que precisam ser conectados de forma inteligente por uma plataforma de software para ajudar a transportar as pessoas com conforto e segurança”, definiu Ducatti.

Mobilidade elétrica

A mobilidade elétrica também tem sido um debate muito significativo no mundo, com uma demanda crescente de eletrificação de carros de passeio. Porém, para que os carros elétricos se popularizem, o tempo de carregamento desempenha um papel importante. Por isso, fabricantes automotivos estão planejando veículos com componentes de alta performance para otimizar esse tempo de carga, vistos apenas originalmente em carros de corrida.

“Para que os carros elétricos se tornem sustentáveis por distâncias mais longas, a bateria deve ser capaz de atingir a capacidade quase totalmente carregada em uma hora. Um problema fundamental do carregamento rápido é a geração de calor por correntes mais altas. Isso requer que o projeto do cabo seja mais espesso ou resfriado. Incorporar isso em arquiteturas de 400 volts cria desvantagens em termos de peso do veículo e a complexidade da infraestrutura de carregamento. Por esse motivo, muitos fabricantes automotivos estão planejando veículos futuros com sistemas mais altos de 800 volts”, enfatizou o engenheiro.

Gustavo Ducatti explanou que na própria ZF existe uma divisão apenas para tratar de mobilidade elétrica, com quase 28 mil colaboradores espalhados em mais de 12 países, focados em trazer novas soluções para a área. Ele garante que a próxima revolução será no transporte coletivo por veículos elétricos.