Segurança Veicular

TRABALHO INTERDISCILINAR DIRIGIDO II

INTITUTO POLITÉCNICO – Centro Universitário UNA

SISTEMA DE ALARME DE COLISÃO FRONTAL

CURSO: Engenharia Mecânica Professor TIDIR: Pablo

Felipe César Barbosa Souza, Fernanda Aparecida Lopez da Cruz, Ramon Salles Carvalho,

Sandra Luiz do Nascimento

Resumo – Um das colisões mais ocorrentes entre automóveis, é a colisão frontal, sendo esta provavelmente a que causa mais ferimentos graves e morte, além de ser causadora também de engarrafamentos e congestionamentos nas grandes cidades. Visando diminuir estes dados, foi criado o alarme de colisão frontal, que por meio de sensores, computadores, componentes eletrônicos e cálculos, avisa o motorista por meio sonoro, do perigo eminente.

1. Introdução

A frota automotiva brasileira aumenta a cada dia, e proporcionalmente a quantidade de acidentes também aumentou. Consequentemente, a preocupação com a segurança vem sendo cada vez mais observada e os estudos e desenvolvimentos de novas tecnologias estão cada vez mais avançados.

Acidentes ocorrem a todos os momentos, e no melhor dos quadros, os mínimos de transtorno causado são longos trechos de engarrafamento e congestionamentos, e um dos tipos de colisão mais ocorrentes é a colisão traseira. Para atuar diretamente na diminuição deste tipo de acidente com eficácia, foi desenvolvido o FCW (Forward Collision Warning) ou alarme de colisão frontal que tem como objetivo alertar o motorista, sonora e visualmente, que o limite para frenagem do veículo para evitar a colisão está próximo.

Neste trabalho iremos abordar os conceitos do sistema, bem como seus componentes, funcionamento, vantagens, desvantagens e aplicações no cenário brasileiro a fim de diminuir as colisões traseiras em nossas ruas e estradas.

2. Revisão Bibliográfica

As preocupações com a segurança veicular vêm desde os primeiros acidentes envolvendo veículos, o que vem sendo aprimorado ao longo do tempo. Este sistema abordado neste trabalho vem da preocupação dos fabricantes em tentar diminuir um dos acidentes mais ocorrentes e mais fatais entre automóveis; a colisão frontal, que pode causar graves ferimentos aos ocupantes do veículo tais como traumatismos cranianos, ferimentos no pescoço e coluna vertebral, quebra do fêmur e compressão da tíbia, entre outros [1].

Em 1996 mais de 1,8 milhões de acidentes frontais ocorreram nos EUA com cerca de 2.000 mortes associadas e 800 mil feridos. Estes acidentes representam aproximadamente 25% do total de acidentes relatados e 5% das mortes no trânsito [4]. No brasil não é diferente, informações do DNIT mostram que em 2011, cerca de 30% dos acidentes foram do mesmo tipo de colisão [5].

Uma pesquisa feita pela empresa Opinion Research Corporation International mostra que 76% dos motoristas confessam se distrair com outras atividades enquanto dirigem e os resultados foram [6]:

• Separando uma briga dos filhos – 26%

• Apagando um cigarro – 22%

• Usando o laptop – 21%

• Conversando com um passageiro – 18%

• Falando ao celular – 13%

Com estes dados alarmantes, algumas empresas desenvolveram o sistema FCW e a primeira a introduzir o sistema em seus veículos foi a Toyota, em seu veículo Harrier no ano de 2003 que era basicamente um controle de distanciamento via radar para garantir um espaço mínimo entre o veículo equipado e o veículo à sua frente [3].

O objetivo do sistema é fornecer alertas para ajudar o motorista a evitar ou reduzir a gravidade da colisão e o alarme deve ser disparado a tempo de o motorista reduzir sua velocidade. Estes alarmes são incômodos avisos sonoros emitidos nas situações em que o sistema calcula ser de risco [4].

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Alguns estudos questionam se os alertas sonoros somente chamam o motorista à atenção, delegando ao sentido visual o reconhecimento da ação mais apropriada a ser tomada ou se a percepção auditiva, por si só, conduz a uma ação, mas de qualquer forma se conclui que o alerta sonoro pode prover informações espaciais em situações sem clareza nas informações visuais [2].

O sistema FCW consiste em uma série de sensores que medem a velocidade do automóvel equipado, a distância do objeto à frente e um algoritmo para calcular o tempo para possível colisão e verificar se existe um risco, o funcionamento do sistema depende destas três variáveis. A velocidade do automóvel é obtida por meio de sensores de relutância variável ou de efeito hall posicionados junto a rodafônica do motor que indicam ao módulo eletrônico central a velocidade em que o mesmo se encontra.. A distância é medida por dois tipos de sensores que são comuns na aplicação do sistema, o tipo radar cujo alcance é de até 200 metros e o sensor câmera que faz um reconhecimento do ambiente à frente. Ambos são posicionados na parte frontal do veículo. O tempo é calculado com base nas informações de velocidade e distância por uma unidade de controle responsável pelo gerenciamento do sistema FCW, este decide se existe risco de colisão e o alarme é acionado de forma sonora e visual informando o motorista do risco eminente.

[1]

2.1 Sensor Radar

O princípio de funcionamento do sensor é baseado em ondas ultrassônicas emitidas na faixa de 24 a 77 GHz, quanto maior o valor das ondas emitidas, maior é o seu alcance. As ondas são radiadas pelo sensor através de um cristal transdutor, que quando alimentado possui a capacidade de converter valores de tensão em altas frequências em ondas de som com altas frequências.

Um sensor de radar emite a onda ultrassônica, que, quando atinge o obstáculo, é refletida de volta para o sensor, deve-se ter em mente o tamanho mínimo do objeto o qual se quer evitar para saber a frequência a ser utilizada. Quanto maior a frequência emitida, menor será o objeto capaz de refletir esta onda. Após a onda emitida retornar, este calcula a distância medindo a amplitude e a frequência da onda refletida [3].

No caso do sensor do sistema FCW ocorre um efeito chamado efeito Doppler que acontece quando o sensor