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Os veículos elétricos autônomos ainda enfrentam subidas íngremes no caminho para a confiabilidade. Pesquisadores do Laboratório Nacional Oak Ridge do Departamento de Energia e da Western Michigan University estão trabalhando juntos para impulsionar soluções externas ao carro: sensores e processamento incorporados na infraestrutura rodoviária.

Os pesquisadores do ORNL permitiram que marcadores de pavimento elevados padrão transmitissem informações de GPS que ajudam os recursos de direção autônoma a funcionar melhor em áreas remotas ou com mau tempo. Crédito: Carlos Jones/ORNL, Departamento de Energia dos EUA

Trabalhando com parceiros, os engenheiros do ORNL estão colocando sensores de baixa potência nos marcadores refletivos elevados do pavimento que já são usados ​​para ajudar os motoristas a identificar as faixas. De acordo com um artigo publicado na IEEE Sensors pelo pesquisador do ORNL Ali Ekti com o autor principal Sachin Sharma da WMU, microchips dentro dos marcadores transmitem informações aos carros que passam sobre o formato da estrada. Eles são eficazes mesmo quando as câmeras dos veículos ou o sensoriamento remoto a laser chamado LiDAR não são confiáveis ​​devido a neblina, neve, ofuscamento ou outras obstruções.

“Estamos trabalhando para tornar os recursos de direção autônoma precisos e seguros em áreas mais remotas”, disse Ekti. “E estamos fazendo isso convertendo uma peça fictícia de infraestrutura em algo com muito mais usos.”

A tecnologia não só fornece informações mais precisas sobre o ambiente de condução, mas também transfere parte da carga de processamento do software do carro para a infraestrutura. Isto economiza energia da bateria do veículo elétrico, ampliando a autonomia para promover uma adoção mais ampla de veículos elétricos. Em comparação com uma câmera líder e uma tecnologia de direção autônoma baseada em LiDAR, os marcadores de pavimento habilitados para chip podem reduzir o consumo de energia de navegação em até 90%, relataram os autores em um artigo técnico.

A tecnologia tem potencial para utilização não só com os veículos autónomos de amanhã, mas também com as funcionalidades de condução autónoma comuns de hoje, como a assistência à faixa de rodagem.

O esforço faz parte de um projeto maior liderado pela WMU, que está se unindo a parceiros de pesquisa e da indústria para desenvolver sensores relacionados e tecnologias de condução autônoma, como retrorrefletores de radar, mapeamento de alta definição, descarga computacional e detecção meteorológica. Os pesquisadores da WMU também estão usando um veículo dirigindo em um percurso fechado para medir a redução no uso de energia veicular que é possibilitada por essas tecnologias, disse Zachary Asher, professor assistente de engenharia mecânica e aeroespacial e diretor do Laboratório de Veículos Autônomos e Eficientes em Energia da WMU.

Os pesquisadores do ORNL fizeram experiências para encontrar a melhor combinação de transceptor, bateria e antena para o pacote de sensores dentro de marcadores rodoviários padrão, bem como aqueles projetados para resistir a limpa-neves. Eles então utilizaram um protocolo de comunicação que envolve saltar através de um espectro de radiofrequência específico até 50 vezes por segundo. “É difícil de detectar, funciona bem contra interferências, é de baixo custo e não consome muita energia”, disse Ekti. Ajustes no equipamento poderiam garantir que sua bateria durasse o mesmo ciclo de substituição que os marcadores de pavimento, normalmente um ano.

A equipe de Ekti criou algoritmos que triangulam as coordenadas GPS dos marcadores de faixa para reconstruir uma imagem da área dirigível. Um algoritmo é incorporado em um microchip dentro do marcador do pavimento, enquanto um algoritmo de decodificação é incorporado ao software do carro.

Os pesquisadores do ORNL testaram em campo a plataforma do sensor em uma variedade de condições climáticas e em um parque nacional remoto em Montana, sem acesso sem fio. Eles descobriram que ele transmite mais de cinco vezes além da meta original de 100 metros.

“É incrível a distância que ele pode transmitir – sobre colinas, na neve. É um grande negócio”, disse Asher. “A cada passo do caminho, ficamos surpresos com o quão bem essa tecnologia está funcionando e estamos descobrindo maneiras muito interessantes de integrá-la.”

Os sensores também podem sinalizar mudanças temporárias de faixa ou fechamentos em zonas de construção quando os mapas de alta definição podem estar desatualizados. Sensores marcadores poderiam eventualmente transmitir informações sobre temperatura, umidade e volume de tráfego, disse Ekti. A equipe do projeto planeja trabalhar com os alunos para construir um microchip menor para os marcadores, como substituto de produtos mais caros, disponíveis no mercado.