Sistema de Assistência ao Motorista

UNIVERSIDADE FEDERAL DO MARANHÃO - UFMA

CENTRO DE CIÊNCIAS EXATAS E TECNOLÓGICAS - CCET

DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA ELÉTRICA - DEEE

LABORATÓRIO DE APLICAÇÃO COM MICROCOMPUTADORES

Andrei Lindoso Barros: 2011029969

Projeto I:

Sistema de Assistência ao Motorista (ADAS) para Detecção de Aproximação de Veículos Utilizando Foto-Sensor

São Luís – MA

2016

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Sistema de Assistência ao Motorista (ADAS) para Detecção de Aproximação de Veículos Utilizando Foto-Sensor

Relatório apresentado para obtenção de nota parcial referente à disciplina de Laboratório de Aplicações com Microprocessadores, do Curso de Engenharia Elétrica, da Universidade Federal do Maranhão, sob orientação do Prof. André Borges Cavalcante.

 

São Luís - MA

2016

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SUMÁRIO

1. INTRODUÇÃO........................................................................................................... 4

2. MÉTODO…………………..……............…...…............................…………………... 4-5

3. OBJETIVOS............................................................................................................... 6

4. MATERIAIS................................................................................................................ 6

5. PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL......................................................................... 6

5.1. Foto-Sensor para Indicação de Distância entre Veículos......................................6-7

5.2. Foto-Sensor para Alerta de Aproximação de Veículos..........................................7-8

6. CONCLUSÃO............................................................................................................. 9

REFERÊNCIAS……….....…………………………...........…………….......…………….... 9

1. INTRODUÇÃO

O sistema de assistência ao motorista é uma tecnologia desenvolvida com o objetivo de detectar condições de perigo no trânsito, auxiliando o condutor em troca de faixas, riscos de colições e monitoramento de pontos cegos.

Neste experimento, a tecnologia ADAS foi implementada através do uso de um sensor fotoelétrico a fim de verificar duas situações: detectar uma possível aproximação entre dois veículos e a indicação de que a distância entre os mesmos está diminuindo.

2. MÉTODO

Na Figura 1, tem-se inicialmente dois veículos a uma distância d, ambos movendo-se com velocidade constante em uma rodovia. O sistema ADAS utilizará um foto-sensor para indicar a intensidade de luz emitida pelos faróis do carro A.

[pic 1]

Figura 1: ADAS para detectar que a distância entre o carro A e o carro B mudou e alertar o motorista do carro B.

Havendo variação na velocidade do carro A, a distância entre os dois veículos também será alterada. Como consequência a intensidade de luz detectada pelo sensor diminuirá (em caso de desaceleração) ou aumentará (em caso de aproximação).

Portanto, o sensor fotoelétrico consegue determinar possíveis riscos de batida e  permite interpretar a variação de espaçamento entre os automóveis com base na aceleração do carro B.

Para a primeira situação mencionada no ítem 1, o ADAS desenvolvido fez uso, além do foto sensor, de quatro LED’s a serem empregados no dashboard do veículo B. Os LED´s deverão acender ou apagar de forma sequencial, conforme a variação de proximidade entre os veículos. A variável utilizada como parâmetro para esta função foi a taxa de variação de intensidade luminosa. Dados dois instantes de tempo  em que a velocidade do veículo A deve ser analisada, a variação de intensidade dependerá da aceleração, se ocorrida, neste intervalo de tempo.[pic 2]

Equacionando estas variáveis, tem-se:

[pic 3]

[pic 4]

Logo, a taxa de variação de intesidade luz no foto-sensor é definida pelo quociente  e pode-se afirmar que:[pic 5]

- Uma taxa de variação negativa indica o carro A está desacelerando e que a distância entre os veículos aumentou.

- Uma taxa de variação nula indica que a não há aproximação entre os veículos e portanto a distância entre os carros permanece a mesma.

.- Uma taxa positiva indica que o carro A está ganhando velocidade e portanto, a distância entre os carros está diminuindo.

Para o último caso, o motorista será avisado sobre o risco de colisão através dos LED´s utilizados no dashboard. O número de LED’s deve ser proporcional à taxa de variação de luminosidade, ou seja, estes acenderão sequencialmente conforme a distância entre os carros diminui. Caso esta distância não varie no intervalo de tempo considerado, os LED’s devem permanecer apagados. A Figura 2 ilustra o funcionamento do ADAS para esta função.

[pic 6]

Figura 2: Dashboard do carro B para alerta ao motorista sobre aproximações.

        

        A segunda função proposta consiste em indicar se a distância entre os veículos está diminuindo. Para isto, foi utilizado apenas um LED e o valor de intensidade luminosa medido num instante  deveria ser armazenado. Ao se realizar a medida num instante posterior , os valores obtidos nos dois intervalos deveriam ser comparados a fim de determinar em qual instante a proximidade entre os carros era maior. O LED deveria acender somente quando a intensidade de luz em um instante é menor que no instante de medição anterior, alertando assim o motorista acerca da aproximação.[pic 7][pic 8]

3. OBJETIVOS

• Utilizar o sistema de auxílio ao motorista para alertar sobre risco de colisões;
• Alertar o motorista quando houver diminuição da distância entre veículos, com consequente aproximação entre eles.  

4. MATERIAIS

• Simulador dos faróis do carro A: utilizar laterna.
• Foto-sensor do carro B: utilizar o foto-sensor do kit NXP com microcontrolador HCS12C.
• Temporização e amostragem: utilizar o módulo timer do HCS12C em conjunto com o conversor AD.
• Processamento aritmético: realizar no HCS12C utilizando linguagem C.
• Interface de alerta ao motorista no dashboard do carro B: array de LED do kit com microcontrolador HCS12C.

5. PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL

 A fim de implementar as duas situações descritas no ítem 2, foram estabelecidas duas lógicas explicitadas nos itens seguintes. Para ambos os casos, foram utilizadas duas diferentes lógicas executadas em linguagem de programação no programa Code Warrior e em seguida simuladas no kit do microcontrolador HCS12C.

5.1. Foto-Sensor para Indicação de Distância entre Veículos

        Este primeiro experimento consistiu em aproximar uma lanterna do foto-sensor presente na placa a fim de simular a aproximação do veículo B em relação ao veículo A, que se move com velocidade constante. Foram utilizados quatro LED´s a fim de se reproduzir o esquema da Figura 2. A lógica utilizada para execução dessa instrução é mostrada abaixo: