Carros com olhos de águia

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Carros com olhos de águia

Qual é o papel das soluções de medição da Rohde & Schwarz na visão da direção automatizada?

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Updated on mai. 11, 2023 🛈
Originally published on jan. 09, 2020

O favorito da Alemanha está conquistando a autonomia. A ideia está causando alvoroço entre os fãs de tecnologia e entusiastas de carros no mundo todo. As soluções adaptadas da Rohde & Schwarz estão ajudando a tornar possível a condução autônoma segura.

A mobilidade eletrônica, a conectividade e a condução autônoma são grandes tendências do setor. O setor automotivo está se reinventando. Isso vai tão longe que algumas empresas estão, até mesmo, questionando a engenharia tradicional de veículos. Por exemplo, a Zoox, concorrente da Tesla, está desenvolvendo primeiro a tecnologia autônoma para depois desenvolver o carro. Novas metáforas para os veículos já estão sendo criadas: smartphone sob rodas, sonho tecnológico descontraído, gerente em rotação e área lounge móvel são apenas alguns exemplos.

A mobilidade do futuro está causando alvoroço

Os carros sem motorista são símbolos praticamente exclusivos do poder da digitalização e das tecnologias do futuro em modificar a nossa vida cotidiana. A condução automatizada e conectada promete conveniência e segurança significativamente maiores nas estradas. No entanto, confiar em um veículo autônomo é um grande passo para muitas pessoas.

A condução automatizada e conectada promete conveniência e segurança significativamente maiores nas estradas.

A caminho dos carros robotizados

Há cinco níveis definidos para a condução autônoma: assistida, parcialmente automatizada, altamente automatizada, totalmente automatizada e autônoma. Os sistemas parcialmente automatizados (nível 2) já existem. Os sistemas altamente automatizados (nível 3) prontos para a produção em série estão sendo desenvolvidos.

A contagem regressiva começou: empresas do mundo todo estão investindo bilhões no desenvolvimento e conduzindo testes em milhares de quilômetros, tanto reais quanto virtuais. Na corrida pelo mercado, as empresas estão se superando com estimativas de quando os primeiros carros robotizados estarão comercialmente disponíveis: 2035, 2030, 2025?

“A condução autônoma chegará, mas não tão rápido como algumas pessoas pensam. Ainda está faltando uma estrutura jurídica confiável. Por exemplo, algumas funções são permitidas nos EUA, mas não são na Europa. Além disso, ainda há muitos obstáculos técnicos que precisam ser resolvidos,” afirma Jürgen Meyer, Vice-presidente do segmento de mercado automotivo na Rohde & Schwarz.

Soluções para todas as tendências no setor automotivo. Como os veículos continuam a integrar um número crescente de normas de RF, radares e barramentos de dados de alta velocidade, verificar se as emissões eletrônicas indesejadas estão dentro dos limites especificados e se os carros estão imunes às interferências de fontes externas está se tornando um desafio cada vez maior para os fabricantes de automóveis.

Soluções para todas as tendências no setor automotivo

A interação complexa de diferentes tecnologias sem fio, como radar, Wi-Fi, Bluetooth®, comunicações V2X e chamadas de emergência, exige testes longos. Isso torna a Rohde & Schwarz uma facilitadora elementar da condução autônoma livre de acidentes. “O nosso portfólio é totalmente adaptado às necessidades do setor automotivo. Com soluções de teste para sensores de radar, conformidade com a Ethernet automotiva, pré-conformidade com a EMI e conformidade com a EMC, nós já somos líder do mercado," informa Meyer. “Resumindo, nós oferecemos suporte a tudo o que emite ondas de rádio e se comunica. No setor automotivo, isso está crescendo cada vez mais."

Junto com outros sensores, tais como lidar, câmeras e ultrassom, os radares desempenham um papel fundamental nos sistemas avançados de assistência ao motorista (ADAS) atuais e futuros. Nos veículos, os radares automotivos funcionam como olhos. Eles estão sendo fabricados em grande quantidade e, nos veículos de ponta, são instrumentos padrão. Os radares não ficam preocupados com neblina ou neve. Ao medir a posição, a separação, a distância e a velocidade, eles conseguem prever situações e prevenir acidentes.

Vendo o mundo por meio de sensores

O número de sensores de radar por veículo aumenta de acordo com o nível de automação. Sem dúvida, a condução altamente automatizada exige mais tecnologia. Os sistemas mais recentes operam na região de micro-ondas para determinar a faixa, a velocidade e o ângulo relativo dos objetos detectados e perceber, até mesmo, movimentos mínimos. A única coisa melhor que largura de banda é mais largura de banda: a próxima geração de sensores de radar automotivo funcionará com uma largura de banda de sinal de 4 GHz. “Ainda há muito espaço para desenvolvimento nessa área. Frequências maiores, largura de banda maior. É exatamente nisso que somos mais fortes,” enfatiza Meyer.

O testador de radome R&S®QAR, por exemplo, é a única solução de teste para análise da qualidade de sinal dos sensores de radar escondidos atrás de revestimentos. Por razões estéticas, os radares automotivos normalmente são instalados atrás de radomes e de para-choques. O R&S®QAR verifica se o sensor de radar escondido está funcionando corretamente. A medição leva apenas alguns segundos e fornece uma imagem de ondas milimétricas que pode ser facilmente interpretada. Uma imagem muito simples que pode salvar vidas. Devido à alta atenuação do radar, a potência reduz a distância máxima para o radar detectar um alvo, o que pode resultar em erros com consequências terríveis.

QAR innovation award screen
O princípio de QAR explicado em um minuto

Condução autônoma? É claro!

A tecnologia de condução automatizada também auxilia pessoas com deficiências físicas ou com tempo de reação reduzido. “Meu pai é um bom exemplo. “Depois de certa idade, ele passou a dar ré sem olhar para trás. Com os sensores ultrassônicos e a câmera traseira, ele pôde ficar mais seguro,” diz Jürgen Meyer.

Os engenheiros, investigadores de acidentes e atuários de seguradoras nos garantem que a condução automatizada aumentará substancialmente a segurança nas estradas. Para reduzir o número de vítimas de acidentes, diversos sistemas de segurança serão obrigatórios a partir de 2022. As novas regulamentações têm como objetivo preparar o caminho para um futuro sem motorista.

Entretanto, alguns inovadores já estão indo mais longe: aviação autônoma em forma de drones elétricos que transportam pessoas. No final das contas, as aeronaves autônomas substituirão os carros autônomos?

Andreas von Lösecke
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Quanto mais usamos as tecnologias para veículo autônomos, mais importante é perceber corretamente o ambiente.

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Andreas von Lösecke, Product Manager Imaging Products at Rohde & Schwarz

Interview: Andreas von Lösecke, Product Manager Imaging Products at Rohde & Schwarz

R&S®QAR: maior segurança na condução automatizada

A tecnologia de radar é indispensável para a condução altamente automatizada. Normalmente, os radares ficam escondidos atrás dos para-choques, dos emblemas de design ou de outras peças de plástico. O design é um fator decisivo para que um novo modelo tenha uma boa entrada no mercado. Para que os sensores de radar automotivo entreguem resultados sem falhas, apesar das considerações de design, os materiais das peças ou radomes que os envolvem precisam permitir que os sinais de radar passem por eles. Andreas von Lösecke, Gerente de produtos de geração de imagens na Rohde & Schwarz, fala sobre os desafios atuais do setor, sobre o R&S®QAR, uma solução exclusiva para testes de radome, e sobre outras soluções de teste automotivo da Rohde & Schwarz.

Por que o teste adequado de radomes é tão importante?

No setor, a conscientização da importância dos testes de radome está crescendo rapidamente. Os testes garantem que os radomes e seus revestimentos não prejudiquem a funcionalidade dos radares. Isso ocorre porque, quanto mais usamos as tecnologias para veículo autônomos, mais importante é perceber corretamente o ambiente, principalmente a respeito da segurança. O mesmo acontece com a nossa visão: assim como um par de óculos, o radar nos permite ver certas coisas. A qualidade do radome determina a limpeza dos óculos e com que clareza e homogeneidade nós podemos perceber o ambiente ao redor.

Qual é o princípio da solução de teste da Rohde & Schwarz para verificar a qualidade dos radomes?

O R&S®QAR pode gerar imagens em ondas milimétricas de reflexões de radar, espacialmente resolvidas, e o grau de transmissão de um radome para visualizar faltas de homogeneidade no material. As medições com o R&S®QAR levam apenas alguns segundos e são muito precisas. Diferente dos métodos de medição de produção tradicionais, a medição não depende de um dispositivo de radar valioso. Além disso, ele exige um espaço substancialmente menor do que a instalação convencional, com diversos refletores de ângulo.

Voltando à analogia com os óculos: eles devem ser igualmente transparentes, em qualquer lugar. O objetivo do R&S®QAR é garantir isso. Se a homogeneidade não for obtida, haverá distorções e o radar detectará objetos em lugares em que não há nada. Como resultado, as funções de downstream podem ser acionadas equivocadamente causando, por exemplo, a frenagem de emergência no veículo sem necessidade. O R&S®QAR permite que os fabricantes previnam situações como essa.

Como são os resultados?

Os resultados do teste de radome são divididos em dados sobre refletividade e dados sobre transmissão. A refletividade é espacialmente resolvida, o que é o recurso exclusivo do R&S®QAR. Com esse recurso, conseguimos ver onde tem algo errado no radome. Talvez não consigamos informar a causa diretamente, mas, na maioria dos casos, o fabricante do radome pode ajudar. Por exemplo, quando há problemas com a delimitação durante a produção.

Ainda durante a produção, o R&S®QAR pode garantir que os radares sejam corretamente montados e calibrados e estejam em bom estado de funcionamento. Nós também expandimos o recurso de geração de imagens do instrumento para podermos avaliar os dados de CAD de um veículo que obtivemos do fabricante. Isso significa que nós tiramos uma foto usando o R&S®QAR (isto é, nossos dados reais) e a comparamos com os dados nominais dos desenhos de CAD. Então, conseguimos ver se o radar está montado no local certo ou se algo está danificado. Esse recurso pode ser usado na produção e também em uma oficina mecânica.

A tecnologia do R&S®QAR é baseada na tecnologia do scanner de segurança R&S®QPS. Quais são as diferenças?

É claro que a área de aplicação de um scanner de segurança é completamente diferente. A tecnologia dele é baseada em uma rede neural que busca objetos ocultos e possivelmente perigosos, como armas, explosivos etc., na imagem digitalizada de uma pessoa desconhecida com vestuário desconhecido. Em contrapartida, o objetivo do R&S®QAR é fazer uma avaliação qualitativa da reflexão e da homogeneidade. Isso significa que os desafios dos testes de radome são diferentes, mas é claro que nós aproveitamos muito os benefícios da experiência adquirida com o scanner de segurança.

O R&S®QAR está sendo implantado em várias áreas da condução autônoma. Como você estima o futuro do mercado?

A princípio, essa tecnologia será cara e mais relevante para o setor de logística ou para os provedores de serviços de mobilidade. Teremos que esperar um pouco e fazer mais melhorias até que a condução autônoma seja estabelecida no setor privado. E o que estamos fazendo: quanto mais a condução autônoma for usada, mais sensores serão necessários, o que significa mais radares e mais radomes. Dez em cada quinze radares são instalados em um veículo altamente automatizado, sendo que a maior parte fica escondida atrás de radomes, para-choques e placas frontais ou traseiras. Todos esses dispositivos e revestimentos precisam ser testados na produção.

O que mais precisa ser testado para obter um radar funcionando perfeitamente?

Nós respaldamos todas as etapas do processo de desenvolvimento de radar. Desde o desenvolvimento do chip de radar até as características de imunidade às interferências do radar e o radome, nós temos uma variedade de soluções de teste disponíveis: o R&S®FSW (analisador de espectro), o R&S®RTP (osciloscópio) e os geradores de sinal. Por exemplo, nós lançamos recentemente uma câmara de testes inovadora para medições indiretas de campos distantes para testar os sensores de radar automotivo. No final, quando todas as eventualidades tiverem sido testadas e os resultados tiverem sido os melhores possíveis, o radar será instalado atrás de um para-choques, que também passará por testes. Para todos os casos, nós temos um método de medição perfeito.

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