Especialistas Debatem Integração Ótima de Sensores para ADAS e Veículos Autônomos de Próxima Geração

Implementar tecnologia de sensoriamento para condução assistida e veículos totalmente autônomos é um desafio complexo e em evolução. Em vez de uma única abordagem "melhor", especialistas identificaram seis considerações centrais que moldarão como os fabricantes integrarão sensores nos carros do futuro.

Os painelistas — Patrick Denny, especialista sênior em sistemas de visão e ADAS na Valeo; Paul‑Henri Matha, líder técnico na Volvo Car Corp.; Robert Stead, diretor administrativo no Sense Media Group; e Carsten Astheimer, diretor da empresa de design Astheimer Ltd. — discutiram a combinação ideal de sensores e como o design nunca deve comprometer a segurança, e vice-versa, na sessão de encerramento da conferência virtual AutoSens Bruxelas 2020. O EE Times Europe também buscou insights de Pierrick Boulay, analista de tecnologia e mercado na Yole Développement, sobre a adoção e uso de vários tipos de sensores em sistemas automotivos.

Definindo a Quantidade Certa

Carros modernos já se equipam com uma impressionante variedade de sensores — unidades ultrassônicas, radar, múltiplas câmeras (para percepção, imagem e visão) e LiDAR. A Yole estima que um veículo típico hoje carrega entre 10 e 20 sensores, com modelos high‑end contendo mais que opções de médio ou baixo custo.

À medida que os veículos sobem a escada da automação, a contagem de sensores deve subir para cerca de 35–40 unidades. Boulay explica que cada nível de automação exigirá capacidades distintas de curto, médio e longo alcance, tornando um único tipo de sensor insuficiente para todos os cenários.

No entanto, adicionar sensores amplifica o volume de dados, desafiando a pilha de computação do veículo. Boulay observa que enquanto chips ADAS legados entregam entre 0,25 e 2,5 TOPS (dezenas de vezes o desempenho de um laptop high‑end), plataformas robóticas já operam além de 250 TOPS. Ele prevê uma mudança de arquiteturas distribuídas para controladores de domínio centralizados que possam fundir dados brutos de sensores eficientemente.

Restrições de custo e integração eventualmente limitarão a contagem de sensores. Boulay observa que alguns OEMs, como a Tesla, estão alcançando altos níveis de automação com menos sensores, aproveitando IA avançada e poder computacional. "Software e capacidade de processamento se tornarão o diferencial", diz ele.

Otimizando a Combinação

Flutuações climáticas e de iluminação demandam um portfólio diversificado de sensores. Denny enfatiza que a redundância é essencial: "Quando você está na escuridão total ou precipitação intensa, precisa de múltiplas modalidades trabalhando em conjunto."

Câmeras se destacam à luz do dia, enquanto radar, LiDAR e sensores ultrassônicos mantêm desempenho em baixa luz, neblina, chuva ou neve. Boulay nota que câmeras ficam "cegas" sob condições adversas, enquanto outros sensores ainda podem fornecer percepção confiável.

Garantindo o Posicionamento Correto

Assim como os sentidos humanos, os sensores devem ser estrategicamente posicionados para manter consciência ambiental contínua. Restrições técnicas — como condensação em faróis, gelo em para-brisas ou pintura cobrindo transdutores ultrassônicos — podem degradar o desempenho. Denny alerta que unidades ultrassônicas são sensíveis a revestimentos superficiais.

Matha, da Volvo, destaca o consumo de energia como fator crítico. "Cada sensor consome entre 1 e 10 W, então um conjunto ADAS completo pode atingir 100–200 W, contribuindo com até 4 g de CO₂." Ele sugere ativação intermitente e resfriamento avançado para mitigar limites térmicos, especialmente em zonas de alta temperatura como atrás do para-brisa.

Simulação e testes no mundo real são essenciais para identificar locais ótimos dos sensores. Boulay aponta que LiDARs de nível rodoviário são tipicamente montados centralmente, alinhados com radar de longo alcance e câmeras primárias, enquanto sensores de condução urbana ou estacionamento podem ser colocados nas laterais ou cantos.

Integrando Esteticamente

O XC90 da Volvo atualmente abriga 20 tipos de sensores, muitos dos quais são ocultos — câmeras frontais na grade, câmeras laterais nos espelhos e uma câmera traseira acima da placa de registro. Matha enfatiza que a integração perfeita pode melhorar tanto a forma quanto a função.

Astheimer argumenta que os carros mais avançados devem refletir visivelmente sua inteligência. À medida que a autonomia avança, sensores como LiDARs 360° precisarão de posicionamento proeminente e desobstruído. Ele cita o veículo de entrega elétrico Deliver‑E, onde câmeras flanqueiam os lados e um LiDAR coroa a traseira, alinhando-se com a identidade do veículo.

Boulay discute o pod Smart Corner da Magneti Marelli, que pode abrigar LiDAR, radar, câmeras, ultrassônicos e iluminação LED. Embora a integração de fabricação seja simplificada, custos de reparo após colisões podem ser altos, sublinhando a necessidade de uma abordagem equilibrada.

Reduzindo Sobrecarga Cognitiva

A interface homem-máquina deve traduzir dados de sensores em informações claras e acionáveis. Astheimer, trabalhando no caminhão de entrega elétrico Zero da Volta Trucks, observa que veículos pesados — embora apenas 4% do tráfego — causam mais de 50% das fatalidades de usuários vulneráveis das vias. Sobrecarga cognitiva, junto com visibilidade limitada, é um grande contribuinte.

Ele enfatiza que ECUs e sistemas CAN devem filtrar sinais e apresentá-los via sinais táteis, sonoros ou visuais para manter a vigilância do motorista.

Tornando a Segurança Atraente

Stead questionou: "Tornar a segurança atraente é a chave para vender carros conectados?" Matha responde que a segurança é o negócio central, e a melhor forma de comunicá-la é através de design elegante que mostra inteligência orientada por sensores.

Astheimer alerta que, à medida que os veículos assumem mais tarefas, os motoristas podem se tornar complacentes. O conjunto de sensores deve manter o motorista informado e engajado, prevenindo um efeito "casulo" que reduz a consciência viária.

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>> Este artigo foi publicado originalmente em nosso site irmão, EE Times.