Coppe desenvolve tecnologia para comunicação entre veículos automotivos

Tecnologias que farão parte do carro do futuro, incluindo os autônomos, já começam a ser projetadas de forma que possam ser implantadas também em automóveis comuns. De acordo com os especialistas, em breve um dos desafios será garantir a segurança na mobilidade em vias sobre as quais estarão circulando, simultaneamente, veículos autônomos, semiautônomos e comuns. No intuito de responder a esse desafio, pesquisadores do Grupo de Teleinformática e Automação (GTA) da Coppe/UFRJ estão desenvolvendo o Sistema de Posicionamento Cooperativo de Precisão (SPCP), cujo objetivo é promover a comunicação entre veículos.

O sistema, que poderá ser instalado em qualquer veículo, tem inúmeras funções como, por exemplo, alertar ao motorista em relação a riscos iminentes, sugerindo medidas a serem tomadas, a exemplo de reduzir a velocidade para evitar um acidente. Dependendo das características do automóvel, o próprio sistema acionará a frenagem e, em seguida, assumirá o controle do acelerador, só devolvendo o comando ao condutor quando a situação estiver normalizada.

Estruturado pelo aluno de doutorado da Coppe, João Batista Pinto Neto, sob a orientação do professor Luís Henrique Costa, do Programa de Engenharia Elétrica (PEE), o SPCP promove, por meio de redes sem fio, a comunicação entre veículos, incluindo dados sobre a infraestrutura ao longo das vias, de forma a manter o motorista informado sobre a necessidade de redução de velocidade e risco de colisão, em um raio de 1 km. O pacote também antecipa informações sobre “fechamento” de sinais (semáforos), curvas acentuadas, ultrapassagens perigosas, entre outros. As informações são atualizadas a cada décimo de segundo.

Sistema brasileiro é uma boa alternativa para carros populares

Por determinação do Departamento de Transportes americano, a partir de 2020, nos EUA, todos os carros terão que sair das montadoras com equipamento para comunicação veicular. Tais equipamentos terão que operar com um mesmo padrão de mensagem que informe localização geográfica, velocidade, altitude e aceleração.

Antecipando a aplicação de novas regras, que em algum momento também terão que ser implementadas no Brasil, o sistema da Coppe foi desenvolvido prevendo o futuro com carros conectados e levando em conta as diferenças de modelos das montadoras automotivas.

O professor Luis Henrique, que coordena o Programa de Engenharia Elétrica da Coppe, diz que o SPCP é uma boa alternativa para os carros mais populares, principalmente quando tiverem a companhia dos veículos autônomos nas ruas. Segundo o professor da Coppe, para monitorar seu posicionamento e distanciamento, o carro autônomo possui ferramentas avançadas com uso de ultrassom, feixe de laser e sensores, que geram informações precisas.

“Como a maioria da população brasileira não terá, inicialmente, condições financeiras de adquirir um veículo como esse, o nosso Sistema de Posicionamento Cooperativo de Precisão torna-se uma opção bem atrativa. Ele poderá ser instalado em qualquer veículo, gerando informações similares e, caso o veículo autônomo também utilize o sistema, haverá maior redução de risco de acidentes até mesmo para ele, uma vez que todos terão a mesma comunicação, a mesma linguagem” afirma o professor da Coppe.

O equipamento a ser instalado nos carros é denominado unidade de bordo. Ele analisa as circunstâncias na pista de forma que as informações cheguem filtradas no visor da tela, disparando o alerta quando houver risco real de acidente. O monitoramento é feito em relação aos veículos que estão na mesma direção, seja na mesma pista ou na faixa ao lado, e também nos que transitam nas faixas de sentido contrário. “O sistema alertará o motorista sobre riscos que estejam ao seu redor ou daqueles que ele mesmo possa gerar. Ao ameaçar uma ultrapassagem, por exemplo, o alerta poderá disparar caso tenha possibilidade de colisão com um carro que trafegue na faixa ao lado, independente do sentido”, explica João Batista.

Saiba mais sobre o sistema brasileiro

De acordo com o aluno da Coppe, o sistema foi configurado de forma que o proprietário possa alterar alguns itens do veículo como, por exemplo, suas dimensões que podem ser as originais de fábrica ou alteradas como, por exemplo, ao engatar um reboque para transporte de outro veículo ou uma lancha. Estas alterações das dimensões interferem nos cálculos do sistema para situações de manobra e também nas informações geradas para os outros carros.

“O sistema está apto a fornecer outras informações como condições do tempo, que pode afetar a visibilidade do motorista, pista molhada e até queda de barreiras. Para tanto, é necessário que tenha unidades de acostamentos instaladas ao longo das vias, com acesso à Internet para gerar essas informações” conclui o aluno da Coppe.

Embora utilize o GPS comercial autônomo, o sistema é original por acrescentar geometrias elíptica e esférica, o que dá precisão às informações, independente do risco de o veículo estar na mesma via ou em ruas transversais. “O GPS comercial autônomo comete erro típico de até 10 metros de posicionamento, que não atende a precisão requerida para segurança veicular. Com a introdução das ferramentas que desenvolvemos para o SPCP, a precisão do posicionamento foi aumentada, convergindo para os limites tolerados para aplicações de segurança veicular”, explica João Batista.

Os equipamentos que farão parte da infraestrutura são denominados unidades de acostamento. Esses poderão ser acoplados a sinais de trânsito, possibilitando informar o motorista o instante que ele deve iniciar a frenagem para parar o veículo com segurança no cruzamento, caso o sinal esteja fechado. Essa informação é importante principalmente para veículos que estiverem atrás de ônibus e caminhões, que dificultam a visão. Outras unidades de acostamento poderão ser instaladas em curvas para evitar a saída da pista por velocidade excessiva, ou ainda para indicar ao motorista o quanto tem que reduzir, em frente a colégios, hospitais e outros lugares que requerem redução de velocidade.

Para evitar problemas na troca de informações, João diz que utiliza o mesmo padrão de comunicação de rede veicular que define a faixa de frequência, taxa de transmissão e tamanho das mensagens, usado no mundo, o IEEE802.11p. Uma grande vantagem da rede veicular é que ela não sofre interferências de outras redes sem fio, como a rede WI-FI, porque funciona em faixa de frequência exclusiva e, portanto, o tráfego de dados é dependente somente do número de veículos dentro de uma determinada área.