Avanços na tecnologia de chips de radar estão permitindo que os carros sintam seu ambiente como parte de uma tendência mais ampla que acabará levando a veículos autônomos.

O crescimento atualmente centra-se no mercado high-end, onde os sistemas avançados de assistência ao motorista (ADAS) estão adicionando recursos de segurança para evitar acidentes. Especialistas dizem que isso pode levar a veículos totalmente autônomos em até cinco anos.

Ele também verá um aumento significativo nos gastos. De acordo com a previsão de demanda de sistemas automotivos da Strategy Analytics, os fabricantes de automóveis gastarão mais de US $ 25 bilhões em segurança avançada em 2021 - o dobro do valor de mercado atual de pouco mais de US $ 12 bilhões para 2015.

Mas há obstáculos: os custos de tecnologia ainda são altos e a regulamentação está aumentando a complexidade do mercado. Os veículos estão limitados pelo padrão de segurança funcional automotivo, ISO 26262, que está sendo introduzido em antecipação a uma quantidade crescente de eletrônicos incorporados em carros.

No entanto, a regulamentação e a padronização também estão impulsionando a adoção. A nível europeu, o programa avançado do Euro NCAP (programa de avaliação de novos carros) declara que apenas carros com características autónomas obterão a sua classificação de segurança mais elevada de cinco estrelas. Como resultado, a tecnologia de radar está sendo adicionada à maioria dos novos veículos.

Tecnologias de radar avançadas estão sendo usadas para impedir que os veículos se colidam em primeiro lugar: isto está vendo um afastamento dos sistemas de 'segurança passiva' como airbags para 'segurança ativa', como Ian Riches da Strategy Analytics, diretor do setor automotivo. serviço de eletrônica, explica.

Avanços no radar

O radar é uma tecnologia muito robusta: funciona com neblina, neve e quando o sensor está sujo, diz Wim Van Thillo, pesquisador sênior da linha do programa Green Radio, da Imec: "E é por isso que o automotivo está contando com o radar".

A Imec anunciou recentemente o primeiro transmissor de radar de 79GHz em CMOS 28nm digital simples com uma potência de saída de 10dBm. Isto, diz, é "o primeiro chip de radar de alta resolução para as massas", e poderia reduzir o custo da tecnologia.

No futuro, diz Van Thillo, haverá duas tecnologias integradas em veículos: radar e sistemas ópticos. 'Os dados serão fundidos e eles funcionarão juntos. O radar é robusto e óptico é melhor em encontrar coisas como marcações na estrada e ler sinais de trânsito ”, diz ele..

Segundo Riches, câmeras, radares e lidars (uma tecnologia de sensoriamento remoto que mede a distância iluminando um alvo com um laser e analisando a luz refletida) são fundamentais para o futuro da indústria automotiva. 'Radares são usados ​​para aquisição de alvo e alcance médio a longo; as câmeras são de alcance mais curto. Os Lidars são usados ​​como um scanner, fazendo uma varredura de 360 ​​graus do ambiente.

Radar automotivo consiste em LRR, MRR e SRR (radar de longo alcance, radar de alcance médio e radar de curto alcance). Atualmente existem sistemas de radar automotivos a 24GHz, 77GHz e 79GHz. Os radares de 77GHz são usados ​​para aplicações adaptativas de controle de cruzeiro e também podem ser usados ​​para evitar acidentes..

De acordo com Liam Devlin, CEO da Plextek RF Integration, os radares 24GHz são usados ​​para aplicações de curto a médio alcance, como radar anti-colisão e detecção de pontos cegos. Mas há um grande esforço para mudar todos os radares automotivos para as bandas de 77GHz e 79GHz e é possível que as bandas de 24GHz sejam eliminadas.

Uma das primeiras aplicações de carros de radar foi o sistema Volvo City, que oferecia um freio automático de baixa velocidade, explica Andy Birnie, gerente de engenharia de sistemas automotivos da Freescale - que fabrica diversos produtos para o mercado automotivo de radar. 'Se você estiver dirigindo e chegar aos semáforos, ele irá frear. Ele pode ser usado para frenagem de emergência, então para colisões de baixa velocidade é ótimo. Não é especialmente para a segurança, pois as pessoas não costumam se machucar com essa velocidade, mas economizam muito dinheiro.

Radar é muito bom em detectar o alcance, de acordo com Birnie. '24GHz funciona para distâncias curtas, como inverter o carro. Para maior alcance, 77GHz é melhor: ele é refletido pelo objeto e mede a distância. Meça isso repetidamente e ele pode dizer quando algo está chegando perto ou mais longe. Mas não lhe diz onde está o objeto: a câmera faz isso. A combinação de ambos é barata e eficiente.

Aplicações de radar

Aplicações de radar incluem controle de cruzeiro adaptativo, assistência de impacto lateral e detecção de ponto cego. Outra grande área é evitar colisões, diz Birnie. A evitação de colisão pode avisá-lo ou presumir que você está um pouco sonolento e orientar você também. Enquanto isso, a detecção de pontos cegos pode redirecionar você.

Os radares também estão ativando o estacionamento automático: "Você pode estacionar ao lado de um espaço de estacionamento e o carro será revertido para você", explica Birnie..

Outro caso de uso interessante está no lado visual: o sistema pode examinar os sinais de trânsito e ler essas informações - como um limite de velocidade de 30 mph. 'Diz-lhe que você está atingindo o limite de velocidade. Isso não te atrapalha, mas pode fazer isso em seguida ”, diz Birnie. Enquanto isso, uma combinação das duas câmeras e do radar pode verificar o clima.

Apesar de múltiplas aplicações - e um veículo recentemente exibido pela gigante do software Google -, carros totalmente autônomos ainda não estão prontos. Um veículo verdadeiramente autônomo será como um táxi - capaz de dirigir sozinho, independentemente de seu proprietário estar bebendo, por exemplo. Mas atualmente, esses carros devolvem o controle ao motorista assim que eles não conseguem lidar com algo.

"Há coisas que acontecem na estrada que a tecnologia não pode enfrentar no momento", diz Birnie. Há sempre a cláusula de devolução do controle ao motorista. É fácil imaginar um carro autônomo em um engarrafamento ou se houver outros três carros na estrada. Mas quando você chega a um cruzamento e alguém pula a luz vermelha, você não pode prever.

Portanto, é improvável que veículos totalmente autônomos apareçam no mercado de massa por pelo menos seis anos, diz Riches. 'Carros não estarão dirigindo eles mesmos, mas eles estarão assistindo e assumindo quando necessário. Seu próximo carro será mais automatizado do que o último.

Dos obstáculos que impedem carros autônomos de acontecer ainda, os legais são os mais difíceis, diz Riches. 'Uma das principais questões é quem é responsável? No momento, se o carro cair, a culpa é sua.

Custos decrescentes

Além disso, os custos de tecnologia podem ser significativos. Por exemplo, os lidars de digitalização feitos por empresas como a Velodyne podem custar dezenas de milhares de dólares.

Os radares custam cerca de US $ 100 para as versões de curto alcance e as câmeras custam cerca de US $ 50, diz Riches. "Há um custo significativo no momento, mas, como acontece com toda a tecnologia digital, isso vai diminuir com o tempo, à medida que os volumes aumentam."

E a longo prazo - em algumas décadas - carros autônomos poderiam realmente cortar custos. "Se você pode reduzir drasticamente o custo de um carro, precisa de oito airbags ou uma gaiola de aço?" pergunta Riches. "Se você reduzir drasticamente esse custo, o carro em si poderia ser mais barato, mais leve - e ter um motor menor".

Carros conectados

Outra área de debate é o quão conectado o carro precisa ser. 'Você pode ajudar muito o carro se estiver conectado a outros veículos e infra-estrutura', diz Riches.

Por exemplo, a comunicação entre carros pode ajudar a evitar acidentes. "Se tudo começar a frear, a mensagem pode ir de carro em carro", diz Riches. 'Mas isso só vai funcionar se veículos suficientes tiverem os sistemas. É frango e ovo.

Existem também padrões emergentes sobre Wi-Fi 802.11ac e LTE, diz Riches. "Muito tem sido feito em áreas 802.11, mas implementá-lo é um problema: o primeiro carro em que você se encaixa não tem nada com o que conversar."

Aqueles que acham que a LTE é melhor argumentar que as redes estão sendo colocadas de qualquer maneira e, além de equipar veículos, a tecnologia pode ser usada para alimentar aplicativos de 'alerta' em telefones..

"Mas isso é tão robusto?" pergunta Riches. A latência de LTE é relativamente baixa; e seu telefone pode ficar sem bateria. Os envolvidos na segurança central dizem que não é bom o suficiente.

Crédito de imagem: Skitterphoto / Pexels

  • Já estamos lá? A realidade do futuro para carros autônomos