.
Veículos elétricos autônomos ainda enfrentam colinas íngremes no caminho para a confiabilidade. Pesquisadores do Oak Ridge National Laboratory do Departamento de Energia e da Western Michigan University estão trabalhando juntos para conduzir soluções de fora do carro: sensores e processamento embutidos na infraestrutura rodoviária.
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 faixas. De acordo com um papel em Sensores IEEE pelo pesquisador do ORNL Ali Ekti com o principal autor Sachin Sharma da WMU, os microchips dentro dos marcadores transmitem informações aos carros que passam sobre o formato da estrada. Eles são eficazes mesmo quando as câmeras do veículo ou o sensor remoto a laser chamado LiDAR não são confiáveis devido a neblina, neve, brilho intenso 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 apenas fornece informações mais precisas sobre o ambiente de direção, mas também transfere parte da carga de processamento do software do carro para a infraestrutura. Isso economiza energia da bateria do veículo elétrico, estendendo a autonomia para promover uma adoção mais ampla de EV. Em comparação com uma câmera líder e 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 uso não apenas com os veículos autônomos de amanhã, mas também com os recursos comuns de direção autônoma de hoje, como o assistente de faixa.
O esforço faz parte de um projeto maior liderado pela WMU, que está se unindo a parceiros de pesquisa e indústria para desenvolver sensores relacionados e tecnologias de direção autônoma, como retrorrefletores de radar, mapeamento de alta definição, descarga computacional e detecção de clima. Os pesquisadores da WMU também estão usando um veículo dirigindo em um curso fechado para medir a redução no uso de energia veicular possibilitada por essas tecnologias, disse Zachary Asher, professor assistente de engenharia mecânica e aeroespacial e diretor do WMU Energy Efficient and Autonomous Vehicles Lab.
Os pesquisadores do ORNL experimentaram encontrar a melhor combinação de transceptor, bateria e antena para o pacote do sensor dentro dos marcadores de estrada padrão, bem como aqueles projetados para resistir a limpa-neves. Eles então utilizaram um protocolo de comunicação que envolve pular em um espectro de frequência de rádio específico até 50 vezes por segundo. “É difícil de detectar, funciona bem contra interferências, tem baixo custo e não consome muita energia”, disse Ekti. Ajustes no equipamento poderiam garantir que sua bateria durasse o mesmo ciclo de substituição dos marcadores de pavimento, normalmente um ano.
A equipe de Ekti criou algoritmos que triangulam entre as coordenadas GPS dos marcadores de pista para reconstruir uma imagem da área dirigível. Um algoritmo está embutido em um microchip dentro do marcador de pavimento, enquanto um algoritmo de decodificação é incorporado ao software do carro.
Os pesquisadores do ORNL testaram 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 o quão longe ele pode transmitir – sobre colinas, na neve. É uma grande coisa”, disse Asher. “A cada passo do caminho, ficamos surpresos com o quão bem essa tecnologia está funcionando e estamos encontrando algumas maneiras muito legais de integrá-la.”
Os sensores também podem sinalizar mudanças de faixa temporárias ou fechamentos em zonas de construção quando os mapas de alta definição estiverem desatualizados. Os sensores de marcação podem 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 um substituto para os produtos de prateleira mais caros.
Asher está planejando demonstrações de estrada para as partes interessadas, incluindo os departamentos de transporte de Tennessee e Michigan, o Escritório de Mobilidade Futura de Michigan e a cidade de Chattanooga. Essas agências governamentais decidem quais tecnologias são implementadas na infraestrutura, portanto, seu envolvimento no processo de desenvolvimento é fundamental, disse Asher.
Os capitalistas de risco e o Vale do Silício normalmente consideram os veículos autônomos um problema de software, disse Asher. “Com a retrospectiva de 10 anos de desenvolvimento altamente financiado, agora sabemos que software e câmeras sozinhos não fornecem uma solução fácil”, disse ele. “Talvez uma abordagem mais paciente, usando hardware baseado em infraestrutura em coordenação com agências governamentais de transporte, seja o caminho para alcançar veículos com zero acidentes que realmente usam energia de forma sustentável.”
Parte da pesquisa do ORNL foi realizada no Centro de Pesquisa de Transporte Nacional do DOE. O Escritório de Tecnologias de Veículos do Departamento de Eficiência Energética e Energia Renovável do DOE forneceu financiamento. Os pesquisadores contribuintes do ORNL incluem Ross Wang, Jason Richards, Elizabeth Piersall, David Pesin, Ozgur Alaca e Shean Huff.
.
