São Paulo, setembro de 2024 – Em meio às diversas tecnologias desenvolvidas pelo Instituto Mauá de Tecnologia (IMT),uma nova forma de se locomover pelo campus chama a atenção. Isso porque o grupo de pesquisas de Sistemas Mecatrônicos Inteligentes e Robótica (SMIR), formado por alunos e professores do IMT, está desenvolvendo e aprimorando um veículo autônomo próprio da Instituição, batizado pela equipe como ORBI, que significa Ônibus Robótico Inteligente.

O ORBI está sendo desenvolvido com base num carro de golfe elétrico, projetado para comportar até 7 pessoas, uma delas usuária de cadeira de rodas. Para controlar o veículo de forma autônoma, diversas modificações foram realizadas; entre elas, a alteração do sistema de direção mecânica para um sistema com acionamento motorizado. O sistema de aceleração permite responder a comandos externos enviados por um computador, e a instalação de diferentes tipos de sensores detectam obstáculos e obtêm a localização do veículo dentro do campus.

"O veículo conta com uma interface gráfica semelhante à dos carros modernos dessa categoria. Todo o sistema foi desenvolvido por nosso grupo de pesquisas e, a partir disso, conseguimos ver tudo o que está acontecendo com o carro em tempo real, além de podermos exercer comandos a distância, caso seja necessário", explica Alexandre Harayashiki Moreira, professor do curso de Engenharia de Controle e Automação do IMT.

A iniciativa está relacionada com os pilares de inovação e desenvolvimento tecnológico do IMT, que busca, de forma prática, desenvolver e aprimorar tecnologias emergentes.

"Os carros autônomos são, atualmente, uma revolução dentro do mercado automotivo comercial. Com esse projeto, demonstramos aos alunos tecnologias semelhantes às embarcadas nos veículos desenvolvidos por grandes empresas, como a Tesla, além de garantirmos um transporte eficiente e diferenciado", ressalta.

Tecnologia e funcionalidade

Para garantir o controle preciso da direção, foi utilizado um servo motor, componente amplamente empregado em máquinas industriais. Sua escolha se deve à alta precisão e eficiência na movimentação de cargas e dispositivos, características essenciais para aplicações que exigem controle rigoroso.

A fim de explorar técnicas avançadas de detecção de obstáculos e localização, o veículo ORBI foi equipado com um conjunto diversificado de sensores. Entre os dispositivos instalados, destacam-se três câmeras, um sensor LIDAR e um sistema GNSS RTK.

As câmeras foram organizadas em dois sistemas distintos. O primeiro sistema, posicionado acima do para-brisa, conta com duas câmeras que capturam imagens simultaneamente. Essa configuração permite uma estimativa precisa da distância dos obstáculos, semelhante à percepção de profundidade proporcionada pela visão humana. O segundo sistema, instalado no teto do veículo, utiliza uma única câmera direcionada para um espelho hiperbólico, proporcionando uma visão de 360˚. A vantagem desse sistema é a redução da carga computacional, já que apenas uma câmera é necessária para capturar uma imagem completa do entorno.

O LIDAR, por sua vez, é um sensor que utiliza tecnologia laser para medir com precisão a distância até um obstáculo. Ele emite um feixe de laser que, ao se refletir num objeto, retorna ao sensor, permitindo o cálculo exato da distância com base no tempo de retorno e na velocidade da luz. No ORBI, os dados do LIDAR são combinados com as imagens das câmeras frontais para alimentar um modelo de inteligência artificial. O objetivo é melhorar a precisão na detecção de obstáculos, integrando essas duas fontes de informação.

O sistema GNSS RTK (Sistema Global de Navegação por Satélite com Correção Cinemática em Tempo Real), por sua vez, oferece uma solução altamente precisa para a localização. Diferente dos sistemas convencionais, que podem apresentar variações de metros, o RTK corrige os sinais GNSS em tempo real, alcançando uma precisão de até 1 centímetro. Esse sistema é composto por uma base fixa, que calcula as correções necessárias ao comparar sua posição conhecida com os sinais recebidos dos satélites. Essas correções são transmitidas para o receptor móvel instalado no veículo, que ajusta suas medições em tempo real, garantindo uma localização precisa e minimizando os erros comuns associados ao uso de satélites.

Com essa combinação de tecnologias, o ORBI não só aprimora a detecção de obstáculos como também eleva o nível de precisão em suas operações de navegação e controle, refletindo um avanço significativo no campo dos veículos autônomos.

“Esse é um trabalho complexo e desafiador, trazendo à comunidade do IMT uma grande oportunidade de desenvolvimento tecnológico. Além do desenvolvimento dessas novas tecnologias, o projeto faz parte do conceito de ensino 360º do IMT, que transcende os conceitos teóricos e estimula a prática, garantindo uma oportunidade para os alunos que desejam iniciar o desenvolvimento

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