Campo da Invenção

[0001 ] O presente invento se encontra no campo das invenções relacionadas a dispositivos para auxilio em manobras para veículos automotores.

Descrição do estado da técnica

[0002] O estado da técnica apresenta uma vasta gama de soluções relacionados ao problema de auxiliar os motoristas em manobras de precisão (especialmente balizas). Neste universo são encontrados sistemas automáticos, semiautomáticos e soluções que fornecem instruções para o auxiliar o motorista em manobras de precisão.

[0003] Como exemplo temos a patente EP2380800A1 que utiliza câmeras, sensores de distância a obstáculos, sensores de deslocamento e atuadores no sistema de direção para realizar balizas de forma criar assistentes automáticos e semiautomáticos.

[0004] A patente US20040204807 apresenta um dispositivo provido de uma câmera na traseira do veículo, sensores de ângulo de proa, distância percorrida e distância a obstáculos para prover diretrizes visuais e sonoras para o motorista realizar manobras de estacionamento. As informações providas pelo sensor de distância percorrida são utilizadas para definir a posição inicial da manobra e os passos posteriores são produzidos por um algoritmo baseado na cinemática do veículo e nas variações do ângulo de proa.

[0005] A patente US6701226 B2 é uma versão mais simples da US20040204807 com um algoritmo similar para prover instruções para o motorista. Nesta patente, é apresentado um dispositivo que contem duas estratégias fixas para estacionamento; paralelo e perpendicular, ambas utilizando apenas pelo sensor de ângulo de proa.

[0006] A patente DE10331948 não descreve de forma suficiente o método utilizado, mas apresenta de uma forma genérica um dispositivo que grava a leitura de vários sensores (distância a obstáculos, distância percorrida, marcha, ângulo de esterçamento da roda) durante uma manobra e depois provê instruções para que o motorista possa repetir a manobra gravada posteriormente. A patente também explora implementações onde o sistema atua nos comados do veículo de forma automática através de atuadores nos sistemas de direção, aceleração e freio do veículo.

Apresentação dos problemas do estado da técnica

[0007] Dentro das soluções encontradas no estado da técnica, existem sistemas automatizados ao ponto de estacionar o veículo sem ao menos demandar a presença do motorista dentro do veículo. No entanto, a maior parte delas se baseia no uso de elementos alto custo ou complexidade de instalação como sensores de distância a obstáculos e/ou câmeras (para mapear a vaga que se deseja estacionar), atuadores no sistema de direção e atuadores no sistema de freio.

[0008] Um problema encontrado neste tipo de solução é a complexidade para implementação destes elementos em um veículo existente, sendo necessário a instalação de dispositivos no exterior do veículo podendo demandar furos em peças, reparos na pintura, passagem de fios até o habitáculo do motorista, entre outras complicações. Isso aumenta demasiadamente o custo e tempo de instalação em veículos existes tornado essas soluções pouco atraentes para esta aplicação.

[0009] Por outro lado não existem sistemas de baixo custo para auxílio em manobras disponíveis no mercado, principalmente viáveis para instalar em veículos usados. A provável razão para o não estabelecimento destes produtos no mercado decorre do fato de as soluções de baixo custo disponíveis no estado da técnica não viabilizam a implementação de sistemas com resultados satisfatórios.

[0010] De uma forma resumida, existe uma ausência no mercado de sistemas para auxilio em manobras de baixo custo que lide adequadamente com as manobras do cotidiano, seja por uma questão de escopo de atuação limitado ou qualidade dos resultados obtidos. Este panorama é explicitado na tabela 1 .

Tabela 1 : Características das soluções apresentadas no estado da técnica

[001 1 ] Em se tratando de manobras do cotidiano, é possível elencar um conjunto de situação importantes:

- Medir vagas: avaliar se o tamanho da vaga é suficiente para estacionar o veículo.

- Fazer baliza: sem deixar o carro muito distante do meio-fio ou ralar a roda no meio-fio.

- Estacionar em 45 ou 90 graus: sem deixar o carro fora da orientação correta.

- Manobras especificas: auxiliar o motorista em manobras especificas do seu cotidiano. Exemplo: vagas apertadas em prédios. Apesar de ser menos frequentes que os 3 problemas anteriores, esse tipo de situação também acarreta em inconvenientes para muitos motoristas.

[0012] Neste relatório os termos "meio-fio" e "guia" fazem referência ao mesmo artefato.

[0013] É importante agrupar esse conjunto de situações como um único problema, visto que não é interessante ter um dispositivo para resolver cada uma das situações. Um dispositivo que se propõe a auxiliar o motorista em manobras, precisa apresentar um escopo de atuação que abranja a maior gama de situações possíveis. Ressaltando que algumas situações listadas como problemas do cotidiano não são cobertas nem mesmo pelas soluções de alto custo apresentadas no estado da técnica.

[0014] Uma solução de baixo custo deve apresentar simultaneamente:

- Baixo custo de aquisição: suficientemente baixo de modo a ser viável no mercado de carros populares. Implica no uso de sensores de baixo custo, evitando sistemas de atuação complexos, substituição de peças importantes do veículo, e etc; e

- Baixo custo de instalação: O ideal é que a instalação seja simples ao ponto de ser realizada pelo próprio usuário. Para isso e interessante evitar o uso de sistemas que necessitam de integração complexa com o veículo como atuadores no sistema de direção, atuadores no sistema de freio, sensores de distância a obstáculos e/ou câmeras. A implementação desses tipos de sistemas geralmente demanda, furos em peças, reparos na pintura, passagem de fios até o habitáculo do motorista, entre outras complicações

[0015] É interessante que os requisitos de baixo custo de aquisição e instalação sejam satisfeitos simultaneamente porque o intuito da presente invenção e viabilizar um sistema de auxilio em manobras o mais simples possível de modo construir um dispositivo atraente para aplicações em veículos usados.

[0016] Dado que o presente invento visa buscar uma solução de baixo custo que auxilie o motorista nas manobras do cotidiano, iremos focar (dentro dos documentos mais relevantes do estado da técnica) na patente US6701226 B2, porque ela é a que mais se aproxima de satisfazer os requisitos de baixo custo de aquisição e instalação, visto os demais documentos encontrados apresentam soluções que fazem uso de câmeras, sensores de distância a obstáculos ou até atuadores.

[0017] Assim, o estado da técnica mais próximo (a patente US6701226 B2), apresenta os seguintes problemas:

- Problema 1 do estado da técnica: Durante a baliza demandar que o veículo adentre demasiadamente na via;

- Problema 2 do estado da técnica: Falta de robustez a erros no posicionamento inicial;

- Problema 3 do estado da técnica: Não ser capaz de medir a vaga;

[0018] Os inconvenientes listados serão melhor explicados na descrição detalhada do invento.

Solução dos Problemas em linhas gerais

[0019] O presente invento se dispõe a solucionar os problemas relacionados através um método que provê instruções para auxiliar o motorista a executar uma dada manobra e um dispositivo para implementá-lo.

[0020] O método consiste em quebrar uma trajetória relativa que leva o veículo de uma posição inicial a uma posição final em etapas; para cada etapa são definidos os comandos necessários para realiza-la, e a faixa de deslocamento que a etapa fica em vigor. O usuário posiciona o veículo na posição inicial pré-estabelecida, e segue as instruções apresentadas para chegar na posição final desejada.

[0021 ] O método foi desenvolvido de modo a não demandar uso de meios para mapear o ambiente (devido ao objetivo de garantir o baixo custo). Diferente dos métodos desprovidos de sensores que mapeiam o ambiente existentes no estado da técnica, o presente método calcula as instruções em função de deslocamentos angulares e também dos deslocamentos lineares do veículo, podendo também ser implementado utilizando apenas os deslocamentos realizados por uma roda do veículo.

[0022] Para minimizar os efeitos da ausência dos meios para mapear ambiente, o método permite a interferência do usuário durante a execução da manobra; avisando que a roda tocou na guia, durante a execução de uma baliza, por exemplo.

[0023] Entendendo-se tanto neste relatório como nas reivindicações associadas que a expressão meios para mapear ambiente consiste em sensores instalados no veículo que monitoram o ambiente, tendo como exemplo sensores de distância a obstáculos baseados em ultrassom, baseados em infravermelho, câmeras de vídeo e etc.

[0024] O método possibilita a gravação de manobras onde os comandos necessários para realizar cada etapa da manobra são informados pelo próprio usuário, eliminando a necessidade de instalar sensores para mapear a posição dos comandos.

[0025] Também é proposto um dispositivo para implementar o método que pode utilizar como sensores apenas um conjunto de acelerômetros e/ou sensores giroscópios dispostos em uma roda do veículo, viabilizando simultaneamente o baixo custo de aquisição e instalação.

Apresentação das figuras

[0026] As figuras 1A e 1 B apresentam exemplos de uma manobra de estacionamento paralelo sendo executada através de duas metodologias diferentes.

[0027] A figura 2A apresenta uma manobra genérica que pode ser auxiliada pelo uso do objeto da presente invenção.

[0028] A figura 2B apresenta a manobra da figura 2A ressaltando de erros no posicionamento inicial.

[0029] As figuras 2C a 21 apresentam uma sequência de etapas utilizadas para realizar uma baliza utilizando um veículo Peugeot 408. A figura 21 apresenta o detalhe do posicionamento inicial antes de iniciar a manobra.

[0030] As figuras 3A a 3D apresentam exemplos caracterizando os efeitos de possíveis erros de posicionamento inicial na manobra de estacionamento em paralelo.

[0031 ] As figuras 3E e 3F apresentam os casos extremos de cominações de largura e distancia para a guia do veículo de referência, que levam a dificuldades no posicionamento inicial.

[0032] A figuras 4A e 4B apresentam uma metodologia similar a metodologia clássica, onde o motorista toca o meio-fio para aumentar precisão da manobra. Mostra também que esta metodologia minimiza os problemas de dispersão apresentados nas figuras 3E e 3F. [0033] As figuras 5A a 5F apresentam uma manobra similar a apresentada nas figuras 4A e 4B, sendo que após o toque no meio-fio a manobra é finalizada com trechos em curva.

[0034] As figuras 6A e 6B apresentam a variação das distâncias percorridas por diferentes rodas do veículo, quando o veículo está realizando uma curva.

[0035] As figuras 7A a 7D mostram uma situação em que o motorista precisa estacionar o veículo alinhado em 90 graus como meio-fio, onde o usuário recebe auxílio do dispositivo para realizar a tarefa com mais facilidade.

[0036] As figuras 7E a 7G mostram uma situação em que o motorista precisa estacionar o veículo alinhado em 45 graus como meio-fio, onde o usuário recebe auxílio do dispositivo para realizar a tarefa com mais facilidade.

[0037] As figuras 8A a 8E mostram uma situação em que o motorista precisa identificar se uma dada vaga é adequada para estacionar o veículo.

[0038] A figura 9 mostra um exemplo de uma situação particular de dificuldade para estacionar um veículo, cuja a manobra resultante é estabelecida em função dessas especificidades.

[0039] A figura 10 apresenta um fluxograma exemplificando a implementação do método para auxiliar o motorista a gravar os dados necessários para executar uma dada manobra. Estes dados serão utilizados para reproduzir a manobra posteriormente.

[0040] A figura 1 1 é um fluxograma apresentado uma implementação de um método para auxiliar o motorista reproduzir uma manobra cujo os dados estão armazenados em uma memória.

[0041 ] As figuras 12A a 12C apresentam diagramas mostrando o arranjo dos principais elementos necessários para construção do dispositivo da presente invenção.

[0042] As figuras 12D a 12G estão relacionadas a uma possibilidade de implementação do dispositivo da presente invenção que utiliza um conjunto de acelerometros e/ou giroscopios dispostos em uma roda do veículo. As figuras apresentam diferentes posições e formas de instalar o conjunto de acelerometros na roda.

[0043] A figura 12H destaca o que alguns dispositivos podem demandar que sua instalação seja realizada em um dado plano, tornando mais difícil sua instalação na roda. [0044] A figura 121 apresenta exemplos onde o dispositivo utilizado para medir deslocamentos do veículo é instalado no parafuso de fixação da roda (como uma capa, ou substituindo um dos parafusos de fixação).

[0045] A figura 12J apresenta implementações utilizando um leitor de porta OBD do veículo.

[0046] A figura 12L apresenta os principais elementos que constituem um cabo de sensor de velocidade de roda convencional amplamente utilizado em sistemas de freios ABS por exemplo.

[0047] A figura 12M apresenta uma implementação utilizando um cabo de sensor de velocidade adaptado com transceptor sem fio.

[0048] A figura 12N apresenta uma implementação utilizando um adaptador com transceptor sem fio que é conectado a um cabo de sensor de velocidade convencional.

[0049] A figura 120 apresenta uma implementação utilizando uma unidade de processamento e interface que se comunica com várias unidades de medição de diferentes tipos.

[0050] As figuras 13A e 13B apresentam uma implementação em que o componente que realiza a interface com o usuário também é dotada de acelerometros para medir deslocamento angular. Quando o instalado no volante o dispositivo serve como sensor para medir a posição do volante.

[0051 ] As figuras 13C e 13D exemplificam formas de prover as instruções das manobras para o usuário.

[0052] As figuras 14A a 14C mostram exemplos de telas de um aplicativo utilizado na implementação baseada em dispositivos móveis. As telas são referentes ao processo de gravação.

[0053] As figuras 15A e 15B mostram exemplos de telas de um aplicativo utilizado na implementação baseada em dispositivos móveis. As telas são referentes ao processo de reprodução.

[0054] A figura 15C ilustra um exemplo de implementação utilizando dispositivo móvel onde no processo de reprodução o trajeto de referência é mostrado para o motorista.

[0055] A figura 16 ilustra um exemplo de implementação utilizando dispositivo móvel onde na reprodução de uma baliza o usuário necessita informar ao sistema que o veículo tocou na guia.

[0056] As figuras 17A a 17H ilustram um passo-a-passo de um processo de gravação de uma manobra. Neste exemplo, o dispositivo empregado consiste em uma implementação do presente invento usando um dispositivo móvel.

[0057] As figuras 18A a 18G ilustram um passo-a-passo de um processo de reprodução de uma manobra. Neste exemplo, o dispositivo empregado consiste em uma implementação do presente invento usando um dispositivo móvel.

[0058] As figuras 19A e 19B apresentam exemplos onde um programa de computador é utilizado para definir as ações necessárias para realizar uma dada manobra.

Descrição detalhada da invenção

MÉTODOS DE GRAVAÇÃO E REPRODUÇÃO DE MANOBRAS

[0059] A presente invenção consiste basicamente em um processo de reprodução que apresenta para o usuário um conjunto de instruções que são armazenadas em uma base de dados; onde estas instruções são atualizadas em função de deslocamentos do veículo.

[0060] Nesta base de dados, as manobras são divididas em etapas. Para cada etapa, estão armazenadas informações relativas as instruções (geralmente posição do volante e direção do veículo) que serão apresentadas, e os deslocamentos do veículo (podendo ser lineares ou angulares) que determinam a vigência de cada etapa.

[0061 ] Mais adiante será apresentado um processo que serve para gerar as bases de dados para alimentar o referido processo de reprodução.

[0062] O método não tem o intuito de garantir a realização da manobra de forma extremamente precisa. No entanto, a solução proposta busca reduzir significativamente a dificuldade de motoristas inexperientes em executar manobras como a baliza. Este objetivo é alcançado porque, através do uso da solução proposta, toda dificuldade da realização de uma manobra (como a baliza) é transferida para a realização de duas tarefas:

[0063] a) Por o veículo na posição inicial correta

[0064] b) Seguir as instruções fornecidas pelo sistema.

[0065] Um exemplo simplificado de uma base de dados de uma manobra é apresentado na tabela 2, onde o método caracteriza a manobra utilizando apenas as distâncias percorridas pelo veículo em cada etapa. De uma forma geral, a distância percorrida utilizada no método pode ser tanto a distância percorrida pelo veículo como um todo (por exemplo: distância percorrida pelo ponto central do eixo traseiro, centro do veículo, etc), ou a distância percorrida por apenas uma roda do veículo.

[0066] Mais, especificamente o exemplo da tabela 2 consiste em um caso real de uma baliza com vaga a esquerda construída para um Peugeot 408 baseado na distância percorrida pela roda traseira esquerda. A manobra é realizada a partir de uma condição inicial que consiste em alinhar o retrovisor do veículo que irá executar a manobra com a traseira do veículo a frente buscando uma distância lateral de 20cm entre os veículos, conforme esboçado na figura 21. A sequência de etapas da manobra é ilustrada nas figuras 2C a 2H.

Tabela 2: Base de dados de uma manobra (baliza a esquerda)

^* Variação de distância positiva = deslocamentos para frente

[0067] No caso de se usar as leituras de distância percorrida por apenas uma roda do veículo, existe apenas o pequeno inconvenientes de ter gerar dos dados para executar a manobra tanto para esquerda quanto para direita, como pode ser visto na tabela 3. Mais uma vez esse é um caso real de uma baliza com vaga a direita construída para um Peugeot 408 nas mesmas condições do exemplo anterior.

Tabela 3: Base de dados de uma manobra (baliza a direita)

^* Variação de distância positiva = deslocamentos para frente [0068] Quando os meios para medir deslocamentos do veículo permitirem que o ângulo de proa possa ser calculado as manobras podem ser mapeadas de uma forma mais eficiente.

[0069] O ângulo de proa pode ser calculado se o veículo possuir meios para medir deslocamento em pelo menos duas rodas do veículo, baseado na diferença distância percorrida pelas rodas, ou pelo uso de sensores giroscópios e magnetômetros.

[0070] Uma manobra hipotética caracterizada utilizando distância percorrida por uma roda e ângulo de proa é apresentada na tabela 4. Neste caso o espelhamento da manobra para o lado direito consiste apenas em inverter o sinal dos ângulos percorridos (destacados em negrito na tabela), como mostrado na tabela 5.

Tabela 4: Base de dados de uma baliza a esquerda caracterizada utilizando distância percorrida e ângulo de proa.

* Variação de distância positiva = deslocamentos para frente

Variações de proa positiva = deslocamentos no sentido horário

Tabela 5: Base de dados de uma baliza a direita obtida a partir do espelhamento de uma baliza a esquerda

Etapa Posição do Direção do Distância. Variação Parâmetro volante veículo Percorrida * da proa ** governante

[Centímetros] [Graus]

1 Centro Frente +300 0 Distância

2 Toda p/ direita Ré -500 -45 Proa

3 Centro Ré -400 0 Distância

4 Toda p/ Ré -700 +45 Proa

esquerda ^* Variação de distância positiva = deslocamentos para frente

* ^* Variações de proa positiva = deslocamentos no sentido horário

[0071 ] Notando que nos exemplos das tabelas 4 e 5 foi necessário adicionar a informação do parâmetro governante da etapa, visto que o sistema nestes exemplos monitora os deslocamentos tanto lineares como angulares. Mais adiante neste relatório o conceito de definir o parâmetro governante da etapa será expandido para o definir um conjunto de parâmetros governantes da etapa, neste conceito cada etapa pode ser finalizada devido a mais de uma condição.

[0072] A dificuldade de não poder espelhar as manobras quando se usa apenas sensores para medir a distância percorrida por apenas uma roda pode ser resolvida fazendo uma tabela de calibração para cada posição de volante de interesse. Um exemplo de tabela de conversão é mostrado na tabela 6, que apresenta distâncias percorridas pela roda traseira esquerda de um veículo. A terceira coluna da tabela apresenta a distância percorrida pela roda quando o veículo quando o veículo realiza uma curva para esquerda percorrendo o mesmo deslocamento angular obtido quando se percorre 1 metro em curva para a direita.

Tabela 6: Base de conversão de distância percorrida (esquerda/direita)

[0073] O conceito da tabela 6 é ilustrado na figura 6A, que mostra que para um mesmo deslocamento de proa do veículo a roda de fora da curva percorre um deslocamento (S2) maior do que o deslocamento (S1 ) percorrido pela roda interna. A figura 6B também ilustra que o fator de conversão varia com o raio de curvatura utilizado, daí a necessidade de definir um fator para cada posição de volante de interesse.

[0074] Utilizando o fator de conversão da posição 100% do volante da tabela 6, é possível converter a manobra da tabela 2 (baliza a esquerda) na manobra da tabela 3 (baliza a direita).

[0075] Entre as figuras 1 a 9 encontram-se exemplos da gama de aplicações que podem ser auxiliadas utilizando o objeto do presente invento. Apesar do presente invento ter como objetivo prover uma solução de baixo custo para a dificuldade das pessoas em realizar balizas, pode se observar, analisando alguns dos exemplos ilustrados nas figuras 1 a 9, que objeto do presente invento consiste em um sistema personalizável que pode ser empregado em diversas situações. Esta característica é diferente do que se encontra no estado da técnica, que são dispositivos que endereçam apenas manobras bem definidas.

[0076] As manobras apresentadas nas figuras 2, 4, 8 e 9 só são possíveis de serem implementadas por que o dispositivo conta com medidas de distância percorrida. Isso faz com que o objeto do presente invento apresente uma vantagem com relação ao invento exposto na patente US6701226 B2 (pelo mesmo contar apenas com medidas de ângulo de proa), sem contar com a capacidade personalização apresentada no presente invento. A comparação com a patente US6701226 B2 é importante por ela ser a única que cobre um dos dois objetivos do presente invento, que é o de baixo custo de aquisição e instalação.

[0077] A figura 1A apresentam um exemplo de uma manobra de estacionamento paralelo sendo executada através de uma metodologia onde as etapas são realizadas com movimentos em curva com a direção toda defletida. Neste exemplo a primeira etapa é realizada com a direção posicionada toda para direita, a segunda etapa é realizada com a direção posicionada toda para esquerda, e a terceira e última etapa é realizada com a direção posicionada toda para direita novamente. A metodologia é similar a encontrada nas patentes US6701226 B2 e US20040204807, que provêm instruções baseadas em ângulo de proa apenas.

[0078] Na figura 1 B é apresentado a mesma manobra de estacionamento em paralelo onde o motorista adota uma estratégia clássica que consiste basicamente em: 1 ) um trecho coma a direção defletida totalmente para dentro da vaga; 2) um trecho reto (direção no neutro) e 3) um trecho com a direção defletida para fora da vaga. Neste caso, pode-se observar que a distância (DL2) que o veículo invade na pista na estratégia da figura 1 B, é menor que a distância (DL1 ) que o veículo invade na pista na estratégia da figura 1A.

[0079] O método desenvolvido no presente invento permite implementar a baliza de acordo com a estratégia de acordo com a figura 1 B minimizando assim o problema 1 do estado da técnica mais próximo. Essa vantagem é particularmente relevante em situações onde o espaço é mais restrito ou em manobras em vias de fluxo intenso.

[0080] O processo de gravação apresentado no presente invento permite ele tenha uma ampla aplicação no cotidiano, pois emprega uma metodologia que consiste em um gravador/reprodutor de ações necessárias para conduzir um veículo de um ponto inicial (PI) até um ponto final (PF) de forma repetitiva.

[0081 ] Assim, no processo de gravação um motorista mais habilidoso (ou um motorista mediano recebendo auxilio extra) define uma posição inicial (PI), que seja fácil de ser estabelecida por um motorista mediano. Em seguida ele grava, em etapas, as ações necessárias para levar o veículo da posição inicial (PI) até a posição final desejada (PF).

[0082] A manobra da figura 2A consiste em uma situação genérica que pode ser utilizada para ilustrar o conceito do presente invento. Nesta manobra o motorista realiza a seguinte sequência de ações:

a) Põe o veículo na posição inicial (PI);

b) Desloca o veículo 4.8 metros para frente com a direção alinhada;

c) Desloca para frente com a direção toda defletida para esquerda até percorrer uma variação de 90 graus no ângulo de proa;

d) Desloca o veículo 4 metros para frente com a direção alinhada;

e) Desloca para frente com a direção toda defletida para direita até percorrer uma variação de 122 graus no ângulo de proa;

f) Desloca o veículo 5.7 metros para trás com a direção alinhada, chegando na posição final (PF);

[0083] A escolha de uma posição inicial adequada é muito importante, visto que na maioria das situações, os erros no posicionamento inicial serão transmitidos para a posição final. A figura 2B apresenta a mesma manobra da figura 2A. Mas desta vez, o motorista posiciona o veículo com um deslocamento lateral (X1 ) e longitudinal (Y1 ) com relação a posição inicial correta (PI). Na maioria das situações, os erros na posição inicial (PI) serão transmitidos para a posição final (PF), como ilustrado na figura 2B.

[0084] A manobra do estacionamento em paralelo é uma das manobras que demanda maior habilidades dos motoristas e por esta razão é o alvo principal dos sistemas de auxilio em manobras.

[0085] As figuras 3A a 3C apresentam exemplos caracterizando os efeitos de possíveis erros de posicionamento inicial (na direção x) na manobra de estacionamento em paralelo. O posicionamento dos eixos x e y é mostrado nas figuras.

[0086] Na figura 3A o motorista posiciona o veículo corretamente na posição inicial (PI). Neste caso, a posição final obtida é adequada.

[0087] Na figura 3B o motorista posiciona o veículo com a distância lateral menor do que a distância correta. Neste caso, existe o risco do veículo tocar o meio-fio antes de concluir a manobra.

[0088] Na figura 3C o motorista posiciona o veículo com a distância lateral maior do que a distância correta. Neste caso, existe o risco do veículo ocupar muito espaço da via na posição final.

[0089] Na figura 3D o motorista posiciona o veículo inclinado com relação a guia. Este erro é mais provável de acontecer quando o veículo a frente da vaga (que é usado como referência) está inclinado com relação a guia.

[0090] No cotidiano, existe uma grande dificuldade em estabelecer a distância lateral adequada para realizar a baliza. Isso acontece, principalmente, devido a dois motivos: 1 ) variação na largura do veículo de referência (VREF); 2) variação na distância para o meio-fio que do veículo de referência (VREF) se encontra. As duas situações extremas são detalhadas na figura 3E, que apresenta a situação de um veículo de referência (VREF) largo estacionado longe do meio-fio e na figura 3F, que apresenta a situação de um veículo de referência (VREF) fino estacionado perto do meio-fio.

[0091 ] Para minimizar os efeitos do problema de posicionamento inicial mencionados anteriormente, o método permite que o usuário informe ao sistema que a roda tocou na guia (através de uma interface homem-máquina), permitindo que o método recalcule as instruções que serão providas.

[0092] Com essa funcionalidade é possível ajustar a manobra considerando o posicionamento inicial onde o carro que irá realizar a manobra fica mais longe da guia (veículo de referência largo e distante da guia); e na situação oposta (veículo de referência fino, perto da guia) o sistema contorna a situação permitindo que o usuário informe ao sistema se o pneu do veículo tocou na guia.

[0093] Este esquema pode ser melhor entendido analisando as figuras 5A a 5F. O método é ajustado para a situação onde o veículo de referencia (VREF) é largo e está longe da guia (figuras 5A a 5C). Como pode ser observado na figura 5A, o veículo (que está sendo manobrado) realiza um trecho reto em ré percorrendo uma distância D2 sem que haja toque na guia (como pode ser visto no detalhe da figura 5A).

[0094] Usando o mesmo ajuste na situação onde o veículo de referência é fino e está perto da guia (figuras 5D a 5F), ocorre o toque na guia durante a realização do trecho reto em ré antes do veículo realizar o deslocamento (D2) previsto para a etapa (como visto na figura 5D); este inconveniente impede o sistema de continuar provendo instruções adequadas.

[0095] O problema é contornado quando o usuário informa que o veículo tocou na guia (através da interface homem-máquina), então o sistema finaliza a etapa em ré e parte para a etapa com o veículo indo para frente.

[0096] Para evitar que o usuário necessite utilizar a interface homem-máquina durante a execução da manobra, o sistema pode entender (em certas etapas da manobra) que a etapa acabou se o usuário mudar a direção do veículo. Por exemplo, na situação da figura da figura 5D, ao invés de o usuário informar que o veículo tocou na guia, através de uma interface homem-máquina, o sistema entende que a etapa acabou automaticamente se o usuário mover o veículo para frente.

[0097] Existem diferentes formas de usar o toque na guia para minimizar os efeitos da dispersão no posicionamento inicial. Por exemplo, a estratégia apresentada nas figuras 4A e 4B consiste em estender a 2 ^a etapa da manobra apresentada nas figuras 3A a 3C. Nesta manobra, a referida etapa, que é realizada com volante alinhado, é estendida até o veículo tocar o meio-fio (é interessante utilizar também um valor limite para a distância percorrida, para contornar situações onde o toque na guia pode não ser perceptível para o motorista). A partir deste ponto (toque na guia) o motorista leva o veículo a frente por um deslocamento (D1 ), o último passo é similar ao método clássico (ré com a direção defletida totalmente para fora da vaga).

[0098] A estratégia apresentada nas figuras 5A a 5F é similar às apresentadas nas figuras 4A e 4B até o toque no meio-fio. A diferença neste método é que, partir do toque no meio-fio, o motorista leva o veículo a frente com a direção defletida totalmente para dentro da vaga, percorrendo um deslocamento angular definido; em seguida, ele finaliza a manobra realizando um deslocamento angular para trás com a direção defletida toda para fora da vaga. Esta metodologia apresenta vantagem com relação a apresentada nas figuras 4A e 4B, porque a cada etapa o veículo está invadindo cada vez menos a via. [0099] Em ambas as manobras o método pode identificar toque na guia tanto pela informação do usuário ou pela detecção da mudança de direção.

[0100] A dificuldade para estabelecer uma posição inicial adequada, e os efeitos negativos devido a esses erros no posicionamento inicial fazem desta situação um problema relevante para sistemas de auxilio em manobras. A patente mais relevante do estado de técnica (US6701226 B2) não citou nenhum meio para contornar o problema, e isso pode ser um fator crucial para o sucesso do dispositivo. Desta forma o presente invento supera o problema 2 do estado da técnica mais próximo.

[0101 ] É importante ressaltar que as manobras apresentadas nas figuras 4A, 4B e 5A a 5F podem ser implementadas a partir de uma base genérica de dados que serve para qualquer veículo. Por exemplo, uma baliza a esquerda pode ser caracterizada pela base de dados apresentada na tabela 7. Observando que neste caso, o preço pago pela simplicidade de uso seria a precisão da manobra e o tamanho de vaga requerido.

Tabela 7: Base de dados genérica para baliza a esquerda.

[0102] Desta forma, o método proposto pode caracterizar manobras tanto utilizando dados específicos do veículo em questão (como nos exemplos das manobras caracterizadas nas tabelas 2 e 3), como dados genéricos que valem para qualquer veículo, como o exemplo da manobra caracterizada na tabela 7.

[0103] Note que agora o conceito de parâmetro governante da etapa foi expandido para conjunto de parâmetros governantes da etapa, onde qualquer um dos parâmetros listados podem determinar o final da etapa. Pode-se cogitar uma implementação onde o final da etapa pode ser definido por um cálculo envolvendo os parâmetros selecionados no conjunto de parâmetros governantes.

[0104] Mesmo no estacionamento perpendicular (90 graus) de frente ou em 45° de frente, existem alguns motoristas que tem dificuldade em alinhar o veículo na direção correta. As figuras 7A a 7D apresentam uma situação onde o motorista irá estacionar em uma vaga perpendicular à via. A solução proposta facilita esta tarefa da seguinte forma:

a) O usuário se aproxima da vaga alinhando seu veículo paralelamente a guia. Nesta situação o sistema ainda está usando uma referência aleatória para o cálculo do ângulo de proa, como apresentado no mostrador (M1 ) na figura 7A.

Obs.: É importante lembrar que, com o veículo em movimento é muito mais fácil perceber desalinhamentos com a guia, porque se o veículo estiver desalinhado ele irá se aproximar ou se afastar da guia

b) O usuário pressiona o botão (B1 ) que atualiza a referência do sistema; nesta situação a proa atual passa a ser a referência (proa zero), como apresentado no mostrador (M1 ) na figura 7B.

c) O usuário estaciona o veículo na vaga utilizando as referências audiovisuais providas pelo sistema. O sistema no exemplo está implementado de modo a apresentar no mostrador (M1 ) a variação de proa com relação a proa de referência, e emitir um sinal sonoro sempre que o usuário percorrer um determinado valor de proa meta, ou múltiplos do referido valor de proa meta. No exemplo da figura 7C, os valores de proa meta utilizados foram definidos como múltiplos de 45 graus d) O usuário estaciona a 90 graus com a via recebendo as indicações visuais e sonoras (figura 7D).

[0105] As figuras 7E a 7G mostram uma situação similar a anterior onde o usuário estaciona a 45 graus com a guia.

[0106] O processo de ajuste de proa apresentado nas figuras 7A a 7G também podem ser utilizados para melhora a precisão na execução de manobras como a baliza. Como explicado anteriormente, o método de auxilio em manobras proposto no presente invento se baseia de deslocamentos relativos a uma posição inicial pré- definida; e que erros neste posicionamento inicial podem ser transmitidos para o posicionamento final (como apresentado na figura 2B). Um possível erro que o usuário pode cometer, é estabelecer uma posição inicial inclinada com relação a posição adequada (como mostrado na figura 3D). Uma forma de contornar essa dificuldade é informar a referência de proa (paralela a guia) enquanto o veículo se move para a posição inicial. Então, o método usa essa proa de referência no cálculo das instruções da manobra de modo a corrigir possíveis erros de inclinação.

[0107] As figuras 8A a 8E mostram uma situação onde o dispositivo é utilizado para classificar uma vaga onde usuário pretende estacionar o veículo. Neste caso, o usuário é auxiliado pelo sistema através do seguinte processo:

a) o usuário se aproxima da vaga se movendo paralelo a dimensão que se deseja medir (figura 8A);

b) Como mostrado na figura 8B, o usuário põe o veículo em uma posição inicial (PI) que consiste em alinhar uma referência conveniente do veículo (neste exemplo, o retrovisor) com o início da vaga; e então inicia a medição apertando o botão INICIAR MEDIÇÃO (B2); neste momento, o sistema começa a apresentar, através do mostrador (M2), o tamanho da vaga medido até o momento (baseado na distância percorrida a partir da referência) e o grau de conveniência da vaga;

c) o usuário move o veículo para frente, paralelo ao meio-fio, e decide se vai estacionar ou não baseado na classificação provida pelo sistema;

d) opcionalmente, o usuário pode informar o final da vaga através do botão FINALIZAR MEDIÇÃO (B3), para que o sistema possa usar o tamanho medido da vaga no cálculo das instruções que serão fornecidas para realização da manobra que será realizada em seguida. Os sistema também pode ser implementado de forma a considerar como término de uma medição a inicialização da execução de uma nova manobra.

Tomando-se como exemplo a situação onde o motorista irá realizar uma baliza após medir a vaga; o sistema pode utilizar a informação relativa ao tamanho real da vaga medido para reajustar as instruções para realizar a baliza de modo que as margens (a frente e atrás) sejam igualmente distribuídas.

Neste exemplo, apresentado nas figuras 8A a 8E, a convenção utilizada para classificar as vagas foi a seguinte:

Insuficiente: tamanho (TV) da vaga menor que o tamanho definido para a vaga difícil (TVD), situação apresentada na figura 8C; neste exemplo, o tamanho definido para a vaga difícil (TVD) foi 300 cm;

Difícil: tamanho da vaga maior que o tamanho definido para a vaga difícil (TVD), porém menor que o tamanho definido para a vaga média (TVM), situação apresentada na figura 8D; neste exemplo, o tamanho definido para a vaga média (TVM) foi 350 cm;

Média: tamanho da vaga maior que o tamanho definido para a vaga média (TVM), porém menor que o tamanho definido para a vaga fácil (TVF), situação apresentada na figura 8E; neste exemplo, o tamanho definido para a vaga fácil (TVF) foi 400 cm; Fácil: tamanho da vaga maior que o tamanho definido para a vaga fácil (TVF).

[0108] Esta possibilidade de realizar avaliações de vagas soluciona o problema 3 do estado da técnica mais próximo, que consiste na falta de capacidade de avaliar vagas para estacionar.

[0109] A figura 9 exemplifica uma situação hipotética em que o usuário tem uma combinação de carro grande e vaga apertada gerando a necessidade de estacionar o carro em ré. Esse é um exemplo de uma combinação de fatores que estabelecem uma manobra peculiar que demanda habilidades do motorista, onde o emprego dos processos de gravação e reprodução apresentados no presente invento são de grande valia.

[01 10] As figuras 10 e 1 1 apresentam fluxogramas que explicam de forma conceituai o funcionamento dos processos de reprodução e gravação de manobras da presente invenção. Nos exemplos em questão são utilizados sensores de distância percorrida e variação do ângulo de proa. O método também pode ser implementado utilizando apenas sensores de distância percorrida para gravar e reproduzir manobras.

[01 1 1 ] A figura 10 descreve uma versão do processo gravação de manobras, onde o sistema grava as ações necessárias para realizar uma manobra de interesse (como exemplificada nas figuras 17A a 17H), levando o veículo de uma posição inicial (PI) até a posição final desejada (PF).

[01 12] A trajetória completa é quebrada em etapas que preferencialmente devem ser realizadas com comandos constantes. Exemplos de etapas realizadas com comandos constantes seriam: ir para frente com a direção fixa no neutro, ou trecho em ré com a direção defletida totalmente para a esquerda e etc; um exemplo contrário seria o motorista mover o volante enquanto move o veículo para frente.

[01 13] Para cada etapa o sistema realiza os seguintes passos:

a) Avisa ao motorista que ele deve informar os comandos que serão utilizados durante a etapa; e lê e grava os sensores de distância percorrida e ângulo de proa do veículo no início da etapa (90); b) Aguarda o usuário informar os comandos que deverão ser utilizados na etapa (91 );

c) Lê e grava os comandos necessários para realizar a etapa, que são informados pelo usuário através de uma interface homem-máquina; e avisa ao motorista que ele deve iniciar a execução da etapa (92);

d) Aguarda o usuário informar, através de uma interface homem-máquina, sobre o fim da etapa ou fim da manobra (93);

e) Lê e grava os sensores de distância percorrida e ângulo de proa do veículo no final da etapa; e lê e grava qual o conjunto de parâmetros governantes da etapa (94); os parâmetros governantes são informados pelo usuário através de uma interface homem-máquina; os parâmetros governantes consistem nos parâmetros que podem determinar o fim da etapa; f) Realiza uma ação de decisão (95) onde o método finaliza o processo de gravação caso o usuário tenha informado o fim da manobra, ou repete o processo do início caso o usuário tenha informado sobre o final de uma etapa intermediária.

[01 14] Neste processo de gravação de manobras, os comandos básicos utilizados são: posição do volante (ex: totalmente para a direita, neutro e totalmente para a esquerda) e direção do movimento (frente ou ré);

[01 15] Na etapa em que o usuário define o conjunto de parâmetros governantes da etapa (94) o usuário pode escolher combinações das seguintes opções:

a) Ângulo de proa: No modo reprodução, a etapa terminará quando variação do ângulo de proa relativa ao início da etapa ultrapassar a diferença entre as leituras realizadas (e gravadas) no início (90) e final (94) da etapa no processo de gravação;

b) Distância percorrida: No modo reprodução, a etapa terminará quando distância percorrida relativa ao início da etapa ultrapassar a diferença entre as leituras realizadas (e gravadas) no início (90) e final (94) da etapa no processo de gravação;

c) Mudança de direção: No modo reprodução, a etapa terminará quando o sistema identificar que a direção de movimento do veículo mudou (baseado na variação da distância percorrida, monitorando a mudança do sinal da derivada do parâmetro); O valor assumido pelo parâmetro é 0 quando a direção do movimento for a mesma da indicada para realização da etapa, e 1 quando a direção do movimento for diferente da estabelecida para a etapa.

d) Definido pelo usuário: No modo reprodução, a etapa terminará quando o usuário informar o término da etapa através de uma interface homem - máquina. O valor assumido pelo parâmetro é 0 enquanto o usuário não indicar o termino da etapa através da interface homem -máquina e 1 quando o usuário fizer a indicação (apertando um botão por exemplo).

[01 16] A utilização do parâmetro Mudança direção para governar a etapa é útil para implementar manobras como as mostradas nas figuras 4A, 4B e 5A a 5F onde o fim do segundo passo não está associado a uma distância determinada e sim ao evento de tocar no meio-fio. No processo de gravação o usuário indica através da interface que a etapa é governada por esse parâmetro. No processo de reprodução o sistema identifica que a etapa chegou ao fim automaticamente pela variação da distância percorrida (mudança do sinal da derivada).

[01 17] Os exemplos das manobras apresentadas nas figuras 4A, 4B e 5A a 5F poderiam ser implementados utilizando o parâmetro definido pelo usuário para governar a etapa que se estende até o toque da roda no meio-fio. Neste caso durante a gravação o usuário escolhe este parâmetro definido pelo usuário para governar a etapa, e no processo de reprodução o usuário informa o sistema que a etapa chegou ao fim (apertando um botão por exemplo) quando perceber que a roda tocou o meio- fio. Este parâmetro provê mais liberdade para diferentes definições de término de etapa, como finalizar a etapa após alinhar um ponto do veículo com uma referência externa, sentir uma lombada, etc.

[01 18] Uma outra aplicação o parâmetro definido pelo usuário seria o usuário informar ao sistema, durante a execução da manobra, quando alguma parte do veículo estiver próxima de uma colisão. Esta informação pode ser provida fazendo combinações de traseira/dianteira e esquerda/centro/direita (exemplo quina esquerda da traseira). Baseado nestas informações o sistema pode corrigir as instruções que serão apresentadas.

[01 19] A eficiência do sistema proposto pode ser melhorada através do uso de sensores já disponíveis em grande parte dos veículos em uso da atualidade. O sistema pode utilizar, adicionalmente, as informações providas por sensores de obstáculos convencionais, geralmente instalados na traseira (as vezes na dianteira) do veículo, para finalizar uma etapa em andamento e corrigir o cálculo das instruções das próximas etapas; esse procedimento seria feito de forma similar à determinação do fim da etapa realizada pelo usuário através de uma interface homem -máquina (apresentada anteriormente). Neste caso, teríamos uma implementação onde o parâmetro obstáculo seria usado como um dos possíveis parâmetros governantes para as etapas.

[0120] Lembrando que o método permite que o conjunto de parâmetros governantes seja composto por mais de um parâmetro. Desta forma, nos exemplos anteriores utilizando o parâmetro Mudança direção ou definido pelo usuário, haveria a possibilidade se selecionar adicionalmente o parâmetro distância percorrida que definiria adicionalmente uma distância máxima que poderia ser percorrida na etapa.

[0121 ] Uma outra característica importante do exemplo de implementação do método de gravação de manobras apresentados na figura 10 é a capacidade de gravar manobras mesmo sem a presença de sensores para medir a posição dos comandos, devido ao fato dos comandos de cada etapa serem informados pelo usuário através de uma interface homem-máquina. Este tipo de implementação vai ao encontro do objetivo de prover uma solução de baixo custo de aquisição e instalação.

[0122] Mais adiante neste relatório, será apresentada uma forma de implementação de um dispositivo para executar os métodos expostos, que viabiliza o monitoramento da posição de volante sem abrir mão do baixo custo. Nessas situações (em que o dispositivo é provido de meios para mediar a posição do volante), o método de gravação pode gravar as posições de volante lidas direto dos referidos meios para medir posição do volante.

[0123] Quando a base de dados da manobra e os sensores disponíveis contiverem informações relativas a ângulo de proa, é possível implementar uma forma alternativa do método de modo a prover as instruções de uma forma continua ao longo da manobra. Neste caso, o sistema apresenta a razão entre deslocamento angular e deslocamento linear durante a manobra tanto para a base de dados (como apresentado na tabela 8), como para a leituras dos sensores. O motorista de posse dessas informações, ajusta a posição do volante de modo a reproduzia as razões (proa/distancia) gravadas na base de dados da manobra.

[0124] Adicionalmente, é possível estimar posição do volante baseado na razão entre a variação de proa e a variação de distância percorrida pelo veículo.

[0125] De posse do valor da razão entre a variação de proa e distância percorrida, pode-se estimar a posição do volante; pois sabe-se que a referida razão é proporcional ao raio de curvatura, que por sua vez é proporcional a posição do volante.

[0126] O método poderia ser implementado de modo similar ao esquema exemplificado na figura 13C, que mostra uma interface onde as instruções de posição de volante de direção são realizadas através das indicações da posição de volante meta (PVM) e posição de volante atual (PVA).

[0127] Como exemplo: em uma dada etapa de uma manobra, a base de dados da manobra indica que a posição de volante a ser utilizada é 100% para esquerda; a mesma base de dados também contém a informação indicando que a razão entre a variação do ângulo de proa e a distância percorrida na etapa deve ser igual a 0.30. Durante a execução da manobra o sistema o sistema irá calcular a razão entre a variação do ângulo de proa e a distância percorrida baseado nas medidas dos sensores e apresentar as duas informações ao usuário. Considerando, como exemplo, que as medições dos sensores indicam que a razão entre a variação de distância percorrida e proa é igual a 0.27; Neste caso, o sistema apresentaria as informações no seguinte formato:

- POSIÇÃO DE VOLANTE RECOMENDADA: 100% PARA ESQUERDA

- POSIÇÃO DE VOLANTE ATUAL: 90% PARA ESQUERDA

[0128] É importante lembrar que as posições de volante estimadas baseada na razão entre a variação de proa e distância percorrida só poderão ser atualizadas com o veículo em movimento. Desta forma, se o usuário mover o volante com o veículo parado a informação não será atualizada. A informação será atualizada quando o veículo iniciar o movimento.

Tabela 8: Base de dados genérica para baliza a esquerda.

Etapa Posição do Direção do Distância. Variação Razão

volante veículo Percorrida da proa Proa/Distância

[centímetros] [graus] [graus/cm]

1 Centro Frente +100 0 0

2 Toda p/ Ré -170 +45 -0.26

esquerda

3 Centro Ré -120 0 -0

4 Toda p/ Ré -150 -22.5 -0.15

direita 5 Toda p/ Frente -100 -22.5 -0.23

esquerda

6 Toda p/ Ré -100 26 -0.26

esquerda

7 Toda p/ Ré -100 30 -0.30

esquerda n Toda p/ Ré 100 10 -0.1

esquerda

[0129] O fluxograma da figura 10 ilustra o método de gravação para sistemas providos de sensores de distância percorrida e ângulo de proa. Um fluxograma similar seria aplicado a sistemas dotados apenas de sensores de distância percorrida, onde as modificações seriam basicamente eliminar, das etapas 90 e 94, a ações que dizem respeito a leitura e gravação dos valores do ângulo de proa.

[0130] É possível conceber uma variação do método de gravação, explicado anteriormente, onde o conjunto de parâmetros governantes da etapa se limita a apenas um parâmetro que é definido em função da posição de volante estabelecida para a etapa; onde o parâmetro que governa a etapa é definido como distância percorrida para posições de volante perto do neutro, e ângulo de proa para posições de volante longe do neutro.

[0131] O fluxograma da figura 10 pode ganhar um passo adicional, imediatamente após o início do processo, que consiste em apresentar um texto como: alinhe o veículo perpendicular a vaga com o retrovisor a 20 cm de distância do veículo a frente da vaga.

[0132] Em todos os exemplos de manobras apresentados anteriormente, as manobras foram quebradas em poucas etapas (máximo 5 etapas). No entanto, o método pode ser aplicado para diferentes níveis de discretização que o usuário achar mais conveniente para a situação em questão.

[0133] A figura 1 1 apresenta um fluxograma que ilustra uma versão método utilizado para reproduzir dados de manobras que foram gerados anteriormente pelos métodos propostos neste relatório. O referido fluxograma apresenta as ações necessárias para realizar uma manobra de interesse (como exemplificada nas figuras 18A a 18G), levando o veículo de uma posição inicial (PI) até a posição final desejada (PF). [0134] A trajetoria completa é apresentada em etapas, onde o motorista é informado sobre os comandos que devem ser aplicados (posição do volante e direção a ser seguida). O método realiza esta função seguindo os seguintes passos:

a) Lê da memória os comandos que devem ser aplicados, os parâmetros que governam a etapa, e o valor limite para cada um deles; e apresenta ao motorista os comandos que devem ser aplicados (96);

b) Monitora o valor de cada parâmetro selecionado para governar a etapa (97).

Dependendo dos parâmetros que foram selecionados para governar a etapa, o valor de cada parâmetro governante é obtido da seguinte forma:

- Ângulo de proa: Leitura do sensor de ângulo de proa;

- Distância percorrida: Leitura do sensor de distância percorrida;

- Mudança de direção: assume valor 0 quando o veículo está parado ou se movendo na direção indicada para execução da etapa; e assume valor 1 quando o veículo se move na direção contrária a indicada para execução da etapa;

- Definido pelo usuário: assume valor 0 enquanto o usuário não informar sobre o final da etapa através de uma interface homem-máquina (botão por exemplo); e assume valor 1 quando o usuário introduzir a informação;

c) Realiza uma ação de decisão (98) que consiste em emitir um alerta de proximidade do fim da etapa (99), caso conjunto de parâmetros governantes da etapa inclua a distância percorrida ou ângulo de proa e o valor de qualquer um destes parâmetros selecionados estiver próximo do seu valor limite da etapa; caso contrário, o sistema volta a realizar a ação (97) que consiste em monitorar os parâmetros governantes;

d) Realiza uma ação de decisão (100) que consiste em emitir um alerta de fim da etapa (101 ), quando o valor de qualquer um dos parâmetros governantes atinge seu valor limite da etapa; caso contrário, o sistema volta a realizar a ação (97) que consiste em monitorar os parâmetros governantes; e) Realiza uma ação de decisão (102) que consiste em emitir um alerta de fim da manobra (103), quando não houver mais etapas para ser realizada; caso contrário, o sistema volta para realizar a ação (96) que consiste em inicializar a reprodução de uma etapa seguinte. [0135] O valor limite de um parâmetro governante da etapa depende do parâmetro escolhido, sendo o valor do parâmetro definido da seguinte forma:

a) Ângulo de proa: Valor limite da variação de proa definida para a etapa; quando obtida através dos métodos de gravação, abordados anteriormente, é definido como a diferença entre as leituras do ângulo de proa gravadas no início e final da etapa no processo de gravação; b) Distância percorrida: Valor limite da distância percorrida definida para a etapa; quando obtida através dos métodos de gravação, abordados anteriormente, é definido como a diferença entre as leituras de distância percorrida gravadas no início e final da etapa no processo de gravação; c) O valor limite da etapa é definido como a diferença entre as leituras gravadas no início e final da etapa no processo de gravação;

d) Mudança de direção: O valor limite da etapa é definido como 1 . O parâmetro assume este valor quando o sistema identifica que a direção de movimento do veículo mudou;

e) Definido pelo usuário: O valor limite da etapa é definido como 1 . O parâmetro assume este valor quando o sistema identifica o usuário informou o término da etapa através de uma interface homem -máquina (apertando um botão por exemplo).

[0136] O fluxograma da figura 1 1 pode ganhar um passo adicional, imediatamente após o início do processo, que consiste em prover informações ao usuário sobre a posição inicial que deve ser usada para realizar a manobra. Está informação será apresentada caso ela tenha sido gravada durante o processo de gravação.

APARELHO PARA IMPLEMENTAR OS MÉTODOS DE GRAVAÇÃO E REPRODUÇÃO DE MANOBRAS

[0137] A figura 12A mostra um diagrama em blocos ilustrando os componentes básicos necessários para implementar o aparelho desenvolvido na presente invenção. De uma forma geral, o aparelho para gravação e reprodução de manobras compreende essencialmente dois elementos: a) um dispositivo (52) compreendendo uma unidade de processamento (1 1 ), conectada a uma unidade de armazenamento (10), e uma interface homem-máquina (50) que permite que o usuário interaja com o dispositivo; e b) meios para medir a distância percorrida pelo veículo (57). [0138] A figura 12B apresenta uma descrição mais detalhada de uma possível construção de um aparelho para implementar o objeto da presente invenção. O esquema consiste em uma unidade de processamento (1 1 ), conectada a uma unidade de armazenamento (10), um sensor de ângulo de proa (1 ), um conjunto de sensores para estimar a distância percorrida (2) e elementos que constroem uma interface homem-máquina que permite uma operação adequada do dispositivo.

[0139] Os elementos da interface consistem basicamente em:

a) Botão modo reprodução (3), que ajusta o dispositivo para funcionar no modo reprodução;

b) Botão modo gravação (7), que ajusta o dispositivo para funcionar no modo gravação;

c) Botão início/fim (4), que é utilizado para iniciar e finalizar a reprodução da manobra no modo reprodução; e é utilizado para determinar o início e o fim do processo de gravação no modo gravação;

d) Botão fim da etapa (9), que é utilizado no modo gravação para o usuário informar ao sistema que a etapa chegou ao fim;

e) Seletor de parâmetros governantes para a etapa (8), que é utilizado no modo gravação para o usuário informar ao sistema quais os parâmetros que governam a etapa; O elemento deve ser projetado de modo a permitir que o usuário possa escolher combinações das seguintes opções como: ângulo de proa, distância percorrida, mudança de direção, definido pelo usuário, etc.

f) Seletor de direção do veículo (34), que é utilizado no modo gravação para o usuário informar ao sistema a direção que será seguida pelo veículo durante a etapa. O elemento pode ser uma chave de duas posições, para informar movimento para frente ou para trás;

g) Seletor de posição do volante (35), que é utilizado no modo gravação para o usuário informar ao sistema a posição do volante que será seguida durante a etapa. O elemento dever ser uma chave de pelo menos três posições, para informar volante todo para direita, centralizado ou todo para esquerda.

[0140] O transdutor de áudio (6) e o dispositivo de visualização (5) são utilizadas para prover ao usuário as instruções calculadas pela unidade de processamento.

[0141 ] A figura 12C apresenta um esquema onde o aparelho é implementado utilizando meios para medir deslocamentos do veículo capazes de realizar comunicação sem fio. O referido aparelho essencialmente consiste em:

- Uma unidade de processamento e interface homem-máquina (1 10), compreendendo uma unidade de processamento (1 1 ), conectada a uma unidade de armazenamento (10), uma interface homem-máquina (50) e um transceptor sem fio (51 ); sendo a unidade (1 10) é capaz de realizar comunicação sem fio com outros dispositivos.

- Uma unidade de medição (1 1 1 ) composta por meios para medir deslocamentos do veículo (57) conectada a um transceptor sem fio (54), sendo a unidade (1 1 1 ) é capaz de realizar comunicação sem fio com outros dispositivos.

[0142] A figura 12C também ilustra que a unidade de medição (1 1 1 ) pode ser implementada através de diferentes meios para obter deslocamento do veículo, entre eles:

- Combinações de acelerômetros e/ou giroscópios dispostos na roda do veículo;

- Leitor de interface OBD;

- Sensores convencionais de velocidade de roda, onde geralmente são empregados sensores de efeito hall.

[0143] O termo "dispositivo de medição" e "unidade de medição" são utilizados para referenciar o mesmo elemento tanto neste relatório quanto no quadro de reivindicações.

[0144] No caso de leitores de interface OBD ou sensores convencionais de velocidade de roda, a comunicação com a unidade de processamento e interface pode ser realizada através de fios.

[0145] A entidade unidade de processamento (1 1 ), utilizada tanto neste relatório quanto nas reivindicações anexadas, consiste na combinação de elementos (processadores ou controladores, memorias, barramentos...) necessários para realizar os cálculos e tratamento de dados demandados pelo sistema. Na especificação da unidade de processamento e interface (1 10), definida anteriormente, a unidade de armazenamento (10) foi explicitada meramente para ilustrar que a unidade (1 10) que contém a unidade de armazenamento (10) o é o local mais adequado para armazenar uma base de dados contendo informações de várias manobras (podendo conter vários tipos de manobras, para vários tipos de veículos, etc ).

[0146] Neste relatório e quadro de reivindicações o uso do termo "unidade de processamento e interface homem-máquina" ou simplesmente "unidade de processamento e interface", estará se referindo ao dispositivo (1 10), explicado anteriormente, que compreende essencialmente uma unidade de processamento (1 1 ), conectada a uma unidade de armazenamento (10), uma interface homem- máquina (50) e um transceptor sem fio (51 ).

[0147] Podemos perceber que o papel da unidade de processamento e interface (1 10) pode ser realizado por um dispositivo móvel. Podemos também cogitar um uso onde a unidade de interface é dotada de uma interface homem-máquina simplificada, mas o suficiente para operar o método de reprodução de manobras (similar aos dispositivos mostrados nas figuras 13A a 13D); os usuários destes dispositivos ainda seriam capazes de executar o método de gravação de manobras utilizando um dispositivo móvel realizando o papel de unidade de processamento e interface.

[0148] O uso de acelerômetros na roda para medir deslocamentos de veículos é apresentado com diferentes propósitos nas patentes US 6237403 B1 , US 6466887 B1 , US 8352210 B2.

[0149] Existem várias formas de calcular a distância percorrida utilizando leituras de acelerômetros dispostos na roda. De uma forma genérica o conjunto de acelerômetros pode ser disposto em qualquer eixo que tenha movimento proporcional ao movimento das rodas, desde que o referido eixo seja razoavelmente perpendicular ao eixo da gravidade.

[0150] No entanto, uma das implementações mais simples consiste em dispor no centro da roda um par de acelerômetros com eixos ortogonais. Desta forma, o efeito da aceleração centrífuga é minimizado e o ângulo da roda pode ser calculado utilizando funções trigonométricas é as medidas dos acelerômetros.

[0151 ] Caso os acelerômetros sejam instalados longe do centro da roda, os métodos para calcular o deslocamento ficam um pouco mais elaborados. Neste caso, é interessante ter um giroscópio em conjunto com os acelerômetros para estimar a aceleração centrífuga.

[0152] É importante lembrar que a unidade de medição (1 1 1 ), necessária para implementar o objeto do presente invento, tem requisitos mais restritivos do que os dispositivos apresentados nas patentes (US 6237403 B1 , US 6466887 B1 , US 8352210 B2) mencionadas anteriormente. Para implementar sistemas de auxilio em manobras, a precisão da medida de deslocamento do veículo ganha um papel importante, idealmente apresentando erros inferiores 5 ou 10 cm. Esse requisito de precisão é bem mais restritivo do que em implementações para obter velocidade de roda ou como um hodômetro alternativo (onde 1 metro de erro é muito satisfatório).

[0153] Diferentes esquemas, para implementar um dispositivo para medir deslocamentos de rodas, são mostrados na figura 12D; diversas combinações são possíveis para implementar os referidos dispositivos: usando apenas acelerômetros (esquema (E1 ) da figura 12D), usando apenas sensores giroscópios (esquema (E2) da figura 12D), ou utilizando ambos (esquema (E3) da figura 12D). Algumas possibilidades de métodos para calcular os deslocamentos de rodas consistem em:

- Um par de acelerômetros dispostos no centro da roda e no plano perpendicular ao eixo da roda: minimiza os efeitos da forca centrífuga e calcula o ângulo da roda baseado no arco tangente da razão das acelerações;

- Um par de acelerômetros, disposto no plano perpendicular ao eixo da roda, e um sensor giroscópio: o giroscópio pode servir para remover os efeitos da forca centrífuga nas medidas de aceleração; e então calcula-se o ângulo da roda baseado no arco tangente da razão das acelerações medidas no plano perpendicular ao eixo da roda; O giroscópio também pode ser utilizado para auxiliar no cálculo dos deslocamentos angulares de uma forma continua, removendo as descontinuidades (0->360, 360->0).

Esse mesmo conjunto de sensores pode ser utilizado para implementar um Filtro de Kalman, como apresentado no artigo:

Gersdorf, B. & Freese, U. (2013), A Kalman Filter for Odometry using a Wheel Mounted Inertial Sensor., in Jean-Louis Ferrier; Oleg Yu. Gusikhin; Kurosh Madani & Jurek Z. Sasiadek, ed., 'ICINCO (1 )' , SciTePress, , pp. 388-395.

- Um sensor giroscópio disposto na roda de modo a medir a velocidade angular no eixo de rotação da roda: neste caso o giroscópio deve tem especificações melhores que garantam a precisão necessária. A adição de um acelerômetro no plano perpendicular ao eixo da roda permite remover os erros de bias do giroscópio, permitindo o emprego de um sensor giroscópio mais simples.

[0154] A figura 12E mostra um suporte (84) adaptado para ser instalado em rodas de veículos; o referido suporte acomoda um dispositivo (80) compreendido por um conjunto de sensores dotado de transceptor sem fio; o componente compreendido pelos dois elementos (80 e 84) forma a unidade de medição (1 1 1 ). O referido dispositivo (80) compreendendo diferentes combinações de acelerômetros e/ou giroscópios conforme ilustrado nos esquemas da figura 12D.

[0155] A figura 12E mostra as diversas posições (P1 , P2, P3 e P4) que a unidade de medição (1 1 1 ) pode ser instalada. As posições P2 e P3 são interessantes para o objetivo de dificultar o acesso ao dispositivo (na tentativa de evitar possíveis roubos)

[0156] A posição P1 , minimizar os efeitos ada aceleração centrífuga.

[0157] Na grande maioria das posições citadas o sensor pode, entre outras opções de instalação, ser colado na roda através de adesivos ou com imãs (no caso de rodas de ferro).

[0158] A posição P4 (em cima da roda e dentro do pneu) é muito interessante do ponto de vista da segurança e ainda pode prover leituras da pressão nos pneus. Neste caso, a unidade de medição (1 1 1 ) recebe adicionalmente sensores de pressão. É importante lembrar que a tecnologia atual de bluetooth low energy permite que dispositivos de baixo consumo se mantenham ativos e acessíveis para comunicação por meses ou anos sem trocar a bateria. O uso de harvesting sensors baseados em energia de vibração também seria interessante para essa situação.

[0159] A unidade de medição (1 1 1 ) também pode apresentar estratégias que modificam o consumo de energia em função das leituras dos sensores de movimento. Exemplo: a unidade entra em modo de economia de energia se a unidade de medição ficar parada por mais de 15 minutos.

[0160] A figura 12F apresenta diferentes formas de instalar a unidade de medição na válvula de pressão da roda do veículo.

[0161 ] A posição P5, na figura 12F, apresenta uma instalação onde o dispositivo é fixado no corpo da válvula. Uma forma interessante de realizar a implementação na posição P5 seria através do uso de uma trava (tipo cadeado), dotada de uma abertura projetada de forma a travar em um efeito catraca, podendo ser fechada através de esforço manual; porém sua abertura demandando o uso de ferramentas (como uma chave L, chave de fenda, chave segredo, etc).

[0162] Na posição P6 o dispositivo é instalado sendo rosqueado como uma capa da válvula de pressão. Essa posição é cómoda pois facilita a instalação e permite que a unidade de medição (1 1 1 ) faça leituras da pressão do pneu (neste caso, a referida unidade recebe adicionalmente um sensor de pressão).

[0163] Na posição P7 o dispositivo é instalado sendo rosqueado como uma capa da válvula de pressão, mas mantém uma extensão da válvula. Este esquema é interessante se a unidade de medição receber um parafuso ou trava com segredo para permitir o travamento/destravamento do referido dispositivo.

[0164] A posição P6 também pode receber um elemento de trava, porem apresentaria um inconveniente de necessitar de sempre estar com a ferramenta de destravamento disponível para realizar a calibração do pneu.

[0165] A figura 12G apresenta uma estratégia de fácil instalação e remoção. Neste esquema uma base (58), projetada de modo a encaixar facilmente na unidade de medição (1 1 1 ), é fixada na roda do veículo. O usuário instala e desinstala a unidade de medição (1 1 1 ) na medida de sua necessidade. Essa estratégia é interessante para evitar roubos e para compartilhar o dispositivo entre diferentes veículos.

[0166] A figura 12H apresenta duas posições para instalação da unidade de medição (1 1 1 ), onde os eixos de medição dos sensores (acelerômetros ou giroscópios) podem estar alinhados (P8) ou desalinhado (P9) em relação ao plano (PL1 ) perpendicular ao eixo de rotação da roda.

[0167] As metodologias presentes no estado da técnica, calculam a velocidade angular da roda partindo da premissa de que os sensores estão dispostos na roda seguindo certos requisitos (exemplo: dois acelerômetros no plano PL1 e um giroscópio perpendicular ao plano PL1 ).

[0168] Para simplificar o processo de instalação, e permitir que o usuário instale a unidade de medição na roda sem demandar nenhum rigor de posicionamento, o sistema pode calcular o eixo de rotação da roda baseado na leitura dos sensores.

[0169] O método estimar o eixo de rotação do dispositivo como um eixo perpendicular a resultante das acelerações em diferentes eixos providas pelo dispositivo ou como um eixo paralelo a resultante das velocidades angulares em diferentes eixos providas pelo dispositivo.

[0170] Após calcular a posição do eixo de rotação da roda em relação a posição do dispositivo, o método pode aplicar uma transformação linear onde as medidas dos sensores são convertidas para um novo sistema de coordenada com base ortogonal onde um dos vetores da base está na direção do eixo de rotação da roda que foi calculado. Nesta nova base, as medidas dos sensores podem ser utilizadas, conforme os métodos explicados anteriormente, para calcular os deslocamentos da roda.

[0171 ] Pode-se aplicar diferentes método para calibrar o cálculo da distância percorrida (magnitude e direção). Um processo simples para identificar quando o veículo está indo para frente ou para trás, seria realizar uma calibração onde o sistema pede para o usuário mover o veículo para frente e usa as informações obtidas para calibrar o calibrar o cálculo da distância percorrida. Outra forma mais elaborada seria utilizar informações providas por um GPS (quando disponível) para fazer a calibração.

[0172] Para implementar este método (que identifica o eixo de rotação do dispositivo) é interessante que a unidade de medição (1 1 1 ) receba 3 acelerômetros e 3 giroscópios realizando medições em eixos ortogonais entre si.

[0173] Para instalar a unidade de medição (1 1 1 ) em uma das posições apresentadas na figura 12F (na válvula de pressão do pneu) é interessante usar essa metodologia que identifica o eixo de rotação do dispositivo; visto que o posicionamento das válvulas de pressão na roda não segue um padrão definido.

[0174] Além de simplificar o processo de instalação, possibilidade de fixar a unidade de medição (1 1 1 ) em qualquer posição também traz o benefício de estética e segurança, pois o sensor pode ser escondido.

[0175] A figura 121 apresenta outra forma de instalar o dispositivo que proporciona estética, segurança e facilidade de implementação. Nela são apresentadas duas alternativas de construir a unidade de medição (1 1 1 ) de modo a serem dispostas em parafusos de fixação de rodas de veículos que são as seguintes:

a) Na forma de uma capa (81 ), onde a capa apresenta um formato que facilita a fixação em parafusos de roda (conforme indicado na figura 121). A referida capa (81 ) também acomoda o conjunto de sensores (80) que é dotado de transceptor sem fio; o componente compreendido pelos dois elementos (80 e 81 ) forma a unidade de medição (1 1 1 ).

b) Na forma de uma de um parafuso, onde o referido parafuso pode ser utilizado na fixação da roda. Na implementação ilustrada na figura 121 o parafuso é compreendido por uma cabeça (82) e uma base com rosca (83). A cabeça (82) acomoda o conjunto de sensores (80) que é dotado de transceptor sem fio; o componente compreendido pelos elementos (80, 82 e 83) forma a unidade de medição (1 1 1 ).

O parafuso deve ser construído de modo a permitir a passagem do sinal do transceptor sem fio; no exemplo ilustrado na figura 121 uma região não metálica (84) é empregada para permitir a passagem do sinal do transceptor sem fio.

[0176] O uso da interface de diagnóstico embarcada do veículo on-board diagnostic interface - OBD, consiste em uma forma alternativa de obter a distância percorrida pelo veículo através de um dispositivo de baixo custo. A interface pode ser utilizada para se obter parâmetros do veículo como velocidade do veículo entre outros.

[0177] Em veículos com freios ABS, sistemas de aumento de estabilidade entre outras funcionalidades, é possível que as informações dos sensores de velocidade de roda estejam disponíveis na porta OBD, provendo um dado com bastante qualidade para sistemas de auxilio em manobras.

[0178] Desta forma, uma unidade de medição (1 1 1 ) pode ser construída por uma unidade de processamento (58) conectada a um leitor de porta OBD (15) e um transceptor sem fio (16), conforme apresentado no esquema (E4) da figura 12J.

[0179] No entanto, em vários veículos, a informação de velocidade da saída da interface OBD pode apresentar uma baixa resolução. Equipamentos onde o menor valor obtido consiste em 1 km/h (ou 27 cm/s). Como o erro de discretização possui média zero, a integração dos valores da leitura da velocidade produz estimativas razoavelmente precisas da distância percorrida. A precisão da estimativa fica mais comprometida em uma situação hipotética onde o veículo permanece em um razoável período de tempo com a velocidade constante em um valor que o erro de discretização é alto (ex.: 0.49 km/h, saída da interface OBD = 0 km/h).

[0180] Para cobrir essa preocupação a informação de velocidade da interface OBD pode ser aprimorada quando utilizada em conjunto com acelerômetros. Um filtro de Kalman pode ser utilizada para realizar a fusão oriundas das leituras de velocidade da porta OBD e dos acelerômetros.

[0181 ] Uma construção mais interessante para aplicação em questão consiste em adicionar meios para medir de ângulo de proa (1 ) a unidade de medição, onde os referidos meios para medir ângulo de proa devem compreender giroscópios ou magnetômetros combinados de modo a prover estimativas satisfatórias para o ângulo de proa. De posse desses sensores, a referida unidade de medição provê informações de deslocamentos tanto lineares e angulares para serem utilizadas pelos métodos de reprodução e gravação de manobras. Uma versão do dispositivo, baseado em leitores de porta OBD, dotado de sensores de aceleração (14), e sensores de ângulo de proa (1 ) também é apresentada no esquema (E5) da figura 12J.

[0182] A figura 12L apresenta os principais elementos que constituem um cabo (70) de sensor de velocidade de roda convencional de veículos automotores. Esses dispositivos geralmente são compreendidos por um sensor de velocidade (61 ), que é integrado a um cabo elétrico (62), ligado a um conector (63); o cabo (70), é ligado ao computador do veículo (69) através da ligação do conector (67) com o conector (63).

[0183] Esses cabos de sensor de velocidade são amplamente utilizados em sistemas de freios ABS por exemplo, e geralmente empregam sensores de efeito hall.

[0184] A figura 12M apresenta uma unidade de medição (1 1 1 ) construída utilizando um sensor convencional de velocidade de roda. Onde uma unidade de processamento (64) é conectada a um sensor de velocidade de roda (61 ), e a um transceptor sem fio (65). O sinal do sensor de velocidade (61 ) é transmitido pelo transceptor sem fio (65) e também através do conector (63) que também é ligado ao sensor (61 ).

[0185] A figura 12N apresenta um adaptador (68) para sensores convencionais de velocidade de roda. O adaptador compreendendo uma unidade de processamento (64) conectada a um transceptor sem fio (65) e a dois conectores (63 e 67). O conector (63) reproduz o padrão dos conectores utilizados em cabos de sensores de velocidade convencionais, e o conector (67) sendo projetado de forma a encaixar no conector (63).

[0186] A figura 12O mostra que a unidade de interface (1 10) pode ser alimentada por mais de uma unidade de medição (1 1 1 ). O ideal é ter pelo menos duas unidades de medição (1 1 1 ) instaladas de modo a medir o deslocamento de duas rodas (preferivelmente as traseiras), desta forma o dispositivo pode calcular tanto os deslocamentos lineares quanto angulares (distância percorrida e variação do ângulo de proa). A combinação de um leitor de porta OBD que provê a velocidade do veículo (velocidade de uma dada referência no veículo), e um dispositivo que afira a velocidade de uma roda individualmente, também permite estimar o ângulo de proa do veículo.

[0187] A figura 13A apresenta uma construção da unidade de interface (1 10), que além de ser compreendida de unidade de processamento (1 1 ) conectada a um transceptor sem fio (51 ), uma unidade de armazenamento (10) e uma interface homem-máquina(50); recebe adicionalmente um par de acelerômetros (59) conectados na unidade de processamento (1 1 ).

[0188] Este esquema é interessante porque a unidade de processamento pode ser instalada no volante de direção do veículo (conforme ilustrado na figura 13B), provendo adicionalmente a posição de volante para ser utilizadas nos métodos de gravação e reprodução. A figura 13C mostra uma interface onde as instruções de direção a ser seguida pelo veículo são realizadas através do indicador de direção (DV) que pode assumir dois valores (para frente ou para trás), e as instruções de posição de volante de direção são realizadas de forma continua através das indicações da posição de volante meta (PVM) e posição de volante atual (PVA). Na figura 13D a indicação de posição de volante é realizada através do indicador de posição de volante (PV) que pode assumir três posições (totalmente para esquerda, centralizada e totalmente para direita)

[0189] Neste ponto é importante ressaltar os efeitos obtidos pelo presente invento estão relacionados ao uso simultâneo dos métodos e dispositivos propostos no presente invento. Primeiro é interessante voltar ao panorama do estado da técnica apresentado na tabela 9.

[0190] Pode-se observar que a aplicação isolada de uma unidade medição (1 1 1 ), conforme qualquer uma das possibilidades desenvolvidas no presente invento, não alteraria o panorama do estado da técnica apresentado.

[0191 ] Tomando como exemplo um caso onde a patente US6701226 B2 é implementada utilizando acelerômetros em duas rodas do veículo; ela continuaria com baixo custo e com a mesma baixa performance no quesito de resolver os problemas do cotidiano. As demais patentes quando implementadas utilizando sensores nas rodas, continuariam com uma melhor cobertura dos problemas do cotidiano e também continuariam apresentando alto custo, visto que todas elas fazem uso de elementos como sensores de obstáculo, câmeras, atuadores nos sistemas, sensores de posição de marcha, etc.

[0192]

Tabela 9: Características das soluções apresentadas no estado da técnica

Baixo custo Resolve os principais problemas do cotidiano

EP2380800A1 Não Sim

US20040204807 Não Sim

DE10331948 Não Potencialmente

US6701226 B2 Sim Não FUNCIONAMENTO DO DISPOSTIVO

[0193] As figuras 14A a 14C ilustram telas de operação no modo gravação de uma implementação do presente invento em um dispositivo móvel. Por simplificação, o sistema implementado neste exemplo considera apenas a distância percorrida ou ângulo de proa como possíveis parâmetros para governar as etapas.

[0194] A figura 14A apresenta a tela que é mostrada no início da manobra, o texto explicativo (18) mostra uma mensagem como PARE O CARRO NA POSIÇÃO INICIAL DA MANOBRA E PRESSIONE O BOTÃO GRAVAR MANOBRA, nesta etapa o motorista posiciona o veículo em uma posição definida, de preferência a ser uma posição fácil de ser realizada (ex.: alinhar o retrovisor a 20cm de uma dada coluna), aperta o botão gravar manobra (19), e inicia a realização da manobra.

[0195] A próxima tela é mostrada na figura 14B onde o texto explicativo (18) mostra uma mensagem como DEFINA A POSIÇÃO DO VOLANTE E A DIREÇÃO QUE O VEÍCULO IRÁ SEGUIR DURANTE A ETAPA E PRESSIONE O BOTÃO INICIAR ETAPA, nesta etapa o motorista seleciona a posição de volante que será utilizada na etapa através do seletor de posições de volante (20), seleciona a direção que o veículo irá se movimentar durante a etapa através do seletor de direção do veículo (21 ), pressiona o botão iniciar etapa (22) e inicia a realização da etapa conforme especificado. Após pressionar o botão iniciar etapa (22) é apresentada a tela da figura 14C onde o texto explicativo (18) mostra uma mensagem como MOVA O VEÍCULO ATÉ O FIM DA ETAPA E SELECIONE O PARÂMETRO QUE GOVERNA A ETAPA, ao conduzir o veículo até a posição final da etapa o motorista é informado sobre a variação da distância e do ângulo de proa realizada desde o início da etapa através dos rótulos dos botões distância (23) e proa (24). Quando chegar ao final da etapa o motorista informa qual o parâmetro que governa a etapa pressionando o botão distância (23) ou proa (24); pressiona o botão FIM DA ETAPA (26) se for uma etapa intermediaria ou pressiona o botão fim da manobra (25) se for a etapa final. Todos os parâmetros relativos a execução da manobra (comandos informados pelo motorista, parâmetros de posicionamento, parâmetro que governa a etapa) são armazenados a cada etapa.

[0196] As figuras 15A e 15B ilustram telas de operação no modo reprodução de uma implementação do presente invento em um dispositivo móvel. A figura 15A é mostrada no início da manobra, o texto explicativo (18) mostra uma mensagem como PARE O CARRO NA POSIÇÃO INICIAL DA MANOBRA E PRESSIONE O BOTÃO REPRODUZIR MANOBRA, nesta etapa o motorista posiciona o veículo na posição pré-definida e aperta o botão reproduzir manobra (27), e inicia a realização da manobra. Esta tela da figura 15A também pode apresentar informações sobre a posição inicial que deve ser adotada (caso esta informação tenha sido gravada no processo de gravação).

[0197] A próxima tela é mostrada na figura 15B onde o texto explicativo (18) mostra uma mensagem como POSICIONE O VOLANTE NA POSIÇÃO INDICADA E MOVA O VEICULO NA DIREÇÃO INDICADA ATÉ OUVIR O ALERTA DE CONCLUSÃO E CONCLUIR 100 % DA ETAPA, nesta etapa o motorista posiciona o volante mostrada no indicador de posição do volante (29), e move o veículo de acordo com a direção mostrada no indicador de direção (28); durante o percurso o motorista é informado do percentual de conclusão da etapa através do indicador de percentual de conclusão da etapa (30) e também é informado sobre o percentual de conclusão da manobra através do indicador de percentual de conclusão da manobra (31 ). Ao se aproximar do fim da etapa um sinal sonoro é gerado de modo a avisar progressivamente que o fim da etapa se aproxima (por exemplo, aumentando a frequência dos bips em função da proximidade do fim), no final da etapa o motorista é avisado através de um alerta sonoro (distinguível do alerta de proximidade) e do indicador de percentual de conclusão da etapa que mostrará que a 100 % da etapa foi realizada. Caso a etapa anterior tenha sido uma etapa intermediaria, após alguns segundos o indicador de conclusão da etapa mostrara o valor de 0% (indicando que uma outra etapa foi iniciada) e os indicadores de posição do volante (29) e direção do veículo (28) mostrarão os comandos para a nova etapa. No final da última etapa da manobra, o motorista é avisado através de um alerta sonoro (distinguível do alerta de proximidade e do alerta de fim da etapa) e do indicador de percentual de conclusão da manobra (31 ) que mostrará o valor de 100%.

[0198] A figura 15C ilustra um exemplo de implementação utilizando dispositivo móvel onde no processo de reprodução o trajeto de referência é mostrado para o motorista. Para isso a interface recebe um painel indicador de trajetórias (38) que contém um indicador de trajetória de referência (32) e um indicador da posição atual do veículo (33). Neste caso o histórico de posições é gravado durante o processo de gravação. A apresentação o trajeto de referência permite ao motorista aplicar correções nos comandos caso o dispositivo mostre discrepâncias entre a posição do veículo (33) e o trajeto de referencia (32). Caso o sistema implementado tenha sensores para a posição do volante de direção, o esquema apresentado na figura 15C pode adicionalmente apresentar a posição do volante de referência e a posição de volante que o motorista está utilizando durante a manobra.

[0199] A figura 16 exemplifica uma circunstância onde o objeto da presente invenção, implementado através de um dispositivo móvel, auxilia o usuário a realizar uma baliza.

[0200] Mas especificamente, a figura 16 ilustra a situação onde o veículo toca na guia antes da conclusão de uma etapa em andamento, com indicador percentual de conclusão da etapa (30) indicando que apenas 91 % do deslocamento foi realizado. O sistema contorna essa situação permitindo que o usuário informe sobre o toque na guia através do botão (120) que pergunta ao usuário se o veículo tocou na guia.

[0201 ] O referido botão (120) pode ser implementado de modo a aparece em algumas etapas (onde o toque é mais provável de acontecer) e quando o sistema identificar que o veículo parou.

[0202] As figuras 17A a 17H e 18A a 18G exemplificam a utilização do objeto da presente invenção, implementado através de um dispositivo móvel, auxiliando um motorista a realizar a manobra apresentada na figura 9.

[0203] As explicações serão iniciadas pelas figuras 17A a 17H que são relativas ao processo de gravação da manobra.

[0204] Antes de iniciar a gravação da manobra o motorista de deve aplicar dois passos importantes:

a) Definir a posição inicial

Preferencialmente uma posição fácil de ser estabelecida, pois geralmente os erros na posição inicial (PI) são transmitidos para a posição final (PF).

b) Quebrar a manobra em sub-etapas

No exemplo em questão a manobra a ser realizada a partir da posição inicial (PI) foi quebrada em duas etapas: uma em ré com a direção centralizada e outra em ré com a direção totalmente defletida para a esquerda.

[0205] A figura 17B mostra que a posição inicial (PI) estabelecida consiste em alinhar o retrovisor com a parede do prédio a uma distância lateral (D5). Após pôr o veículo nesta posição o motorista pressiona o botão gravar manobra (19).

[0206] Antes de deslocar o veículo, como mostrado na figura 17C, o motorista seleciona os comandos que serão utilizados na etapa através do seletor de posições de volante (20), e seletor de direção do veículo (21 ). Após realizar seleção dos comandos o motorista pressiona o botão iniciar etapa (22) e começa a deslocar o veículo. Durante a realização da etapa, como mostrado na figura 17D, o motorista é informado da variação da distância percorrida e do ângulo de proa desde o início da etapa através dos rótulos dos botões distância (23) e proa (24). A figura 17E mostra a sequência de ações que o motorista executa ao finalizar a etapa: 1 ) pressiona o botão distância (23), mostrando que esse é o parâmetro que governa essa etapa; e 2) pressiona o botão fim da etapa (26).

[0207] A figura 17F mostra a sequência de passos seguida para iniciar a gravação da segunda etapa, e a figura 17G mostra os parâmetros sendo apresentados nos dos rótulos dos botões distância (23) e proa (24) durante a execução da segunda etapa.

[0208] A figura 17H mostra o motorista selecionando a variação de proa de 90 graus como o parâmetro que governa a última etapa, neste caso ele pressiona o botão fim da manobra (25).

[0209] A tabela 10 apresenta um exemplo de como os dados gerados através do processo de gravação podem ser armazenados na memória do dispositivo. O exemplo em questão demandou uma tabela com apenas duas etapas, que foram identificadas através de inteiros sequenciais. No entanto, é importante lembrar que a tabela de dados gerada pode ter o número de etapas que forem necessárias para representação da manobra.

Tabela 10: Dados gravados na manobra apresentada nas figuras 17A a 17H

[0210] Existem várias estratégias para gravar os dados referentes a uma dada manobra, a tabela 1 1 apresenta uma forma alternativa de gravar os dados da manobra das figuras 17A a 17H onde apenas o valor limite do parâmetro que governa a etapa é gravado. Lembrando que quando a etapa é governada pelos parâmetros distância percorrida ou ângulo de proa, o valor limite do parâmetro que governa a etapa consiste na variação deste parâmetro entre o início e fim da etapa.

Tabela 1 1 : Forma alternativa de gravar os dados gerados na manobra apresentada nas figuras 17A a 17H

[021 1 ] Na sequência, serão abordadas as figuras 18A a 18G que são relativas ao processo de reprodução da manobra.

[0212] A figura 18A mostra que antes de iniciar a reprodução da manobra o motorista de deve posicionar o veículo na posição (PI) pré-definida. Informações sobre esta posição inicial podem ser gravadas pelo usuário durante o processo de gravação, e informada ao usuário durante o processo de reprodução através do texto explicativo (18). Estas informações podem consistir em um texto como: alinhe o veículo perpendicular a vaga com o retrovisor a 20 cm da coluna esquerda da vaga.

[0213] A figura 18B mostra que após posicionar o veículo na posição inicial (PI), o motorista pressiona o botão reproduzir manobra (27). A figura 18C mostra que após pressionar o botão reproduzir manobra (27) o dispositivo apresenta uma tela com o indicador de posição do volante (29) e o indicador de direção do veículo (28) que informam o usuário sobre a posição de volante e direção do veículo que devem ser utilizados durante a etapa. A tela apresenta também o percentual de conclusão da etapa e da manobra através do indicador percentual de conclusão da etapa (30) e o indicador de percentual de conclusão da manobra (31 ).

[0214] A figura 18D mostra que após concluir 100% da etapa o motorista é avisado através de um alerta sonoro e do indicador percentual de conclusão da etapa (30) que mostrará que 100 % da etapa foi realizada.

[0215] A figura 18E mostra a tela que é apresentada alguns segundos após a conclusão da 1 ^a etapa, com os comandos (28, 29) que devem ser seguidos na segunda etapa.

[0216] A figura 18F mostra o dispositivo indicando o percentual de conclusão da etapa (30) e da manobra (31 ) durante a execução da segunda e última etapa. [0217] A figura 18G mostra que após concluir 100% da última etapa (e consequentemente 100% da manobra), o motorista é avisado através de um alerta sonoro, do indicador de percentual de conclusão da manobra (31 ) que mostrará que a 100 % da manobra foi realizada, e do texto explicativo (18) que apresentará que a manobra foi concluída.

[0218] Um programa de computador alimentado com as características geométricas e cinemáticas do veículo pode ser utilizado para estimar as ações necessárias para realizar uma dada manobra evitando a necessidade do processo de gravação da manobra realizado por um motorista mais habilidoso. O trajeto construído através do programa de computador pode alimentar a base de dados do dispositivo e pode ser utilizado no processo de reprodução. Para isso, é necessário que o dispositivo receba meios de comunicação com um computador ou dispositivo móvel (USB, WIFI, bluetooth...). Os dados do veículo podem ser inseridos manualmente, ou o programa de computador pode contar com uma base de dados com vários modelos de veículos e usuário apenas seleciona o modelo que será utilizado.

[0219] A figura 19A apresenta um exemplo de implementação do programa de computador onde o usuário constrói a manobra manualmente sendo auxiliado pelo programa de computador que reproduz a cinemática do veículo baseado nos comandos inseridos pelo usuário e nos dados relativos a cinemática do veículo.

[0220] No aplicativo o usuário é capaz de adicionar obstáculos utilizando o botão ADICIONAR OBSTÁCULO (39); o usuário também pode alterar a forma e o alinhamento dos obstáculos (37) inseridos.

[0221 ] O usuário é capaz definir uma trajetória que leva o veículo de uma posição inicial (PI) até a posição final (PF) desejada respeitando os obstáculos e a cinemática do veículo. Para isso o usuário define a posição do volante (através dos botões no painel (36)) e segue clicando nos botões frente ou ré (no painel (40)) que deslocam o veículo de um valor pré-definido (10 cm por exemplo) respeitando a cinemática real do mesmo. Assim, o com o auxílio desta ferramenta o usuário pode construir as etapas (com os comandos aplicados nas mesmas) necessárias para realizar a manobra. Os dados necessários para reproduzir cinemática consistem em uma combinação de dados geométricos e do sistema de controle que permitem mapear o posicionamento do contorno completo do veículo em função dos comandos aplicados (posição de volante e direção do movimento).

[0222] A figura 19B apresenta um exemplo de implementação do programa de computador onde o usuário define as posições inicial (PI) e final (PF), insere obstáculos (37) (através do botão INSERIR OBSTÁCULO (42)), e pede para o aplicativo calcular (através do botão CALCULAR MANOBRA (41 )) uma trajetória que leva o veículo até a posição desejada respeitando os obstáculos (37) e a cinemática do veículo. O método para determinar a trajetória pode utilizar um algorítmico de otimização que busca minimizar o número de etapas necessárias para realizar a manobra. Outros conjuntos de parâmetros definidos pelo usuário também podem ser utilizados com alvo da otimização. No exemplo de implementação da figura 19B o usuário também é capaz de alterar a forma e o alinhamento dos obstáculos (37) inseridos.

[0223] O objeto do presente invento pode ser implementado através de um dispositivo que contenha uma base de dados com algumas manobras para uma diversidade de modelos de veículos, além de manobras como as de alinhamento apresentadas nas figuras 7A e 7B que independem do veículo.

[0224] Neste ponto é interessante relembrar a concepção através um dispositivo que utiliza uma interface mais simplificada e que não roda o processo de gravação. Neste caso, a base de dados para execução das manobras é gravada diretamente na memória do dispositivo, sendo esta base de dados gerada através da aplicação de outro dispositivo (nas versões que possuem o processo de gravação) ou no uso dos programas de computador citados anteriormente.

MELHOR MODO DE EXECUÇÃO

[0225] O melhor modo de execução da presente invenção é utilizar um dispositivo móvel como unidade de processamento e interface (1 10). A melhor opção para unidade de medição (1 1 1 ) depende do veículo que será utilizado. Mas no geral a solução que utiliza uma unidade de medição compreendendo 3 acelerômetros e 3 giroscópios, e provida de um transceptor sem fio é a que a que apresenta maior abrangência em veículos usados e é muito fácil de instalar. A facilidade de instalação também sendo atribuída a possibilidade do usuário pode colar o dispositivo na roda, com adesivo ou ima, sem nenhum rigor de posicionamento (neste caso o sistema estaria usando o método de identificação do eixo de rotação do dispositivo).

[0226] O método proposto é executado por um aplicativo instalado no dispositivo móvel que realiza os cálculos apresenta as instruções utilizando os dados recebidos das unidades de medição (1 1 1 ).

COMPARATIVO COM O ESTADO DA TÉCNICA

[0227] Como mencionado anteriormente o presente invento visa propor uma solução para os problemas de execução de manobras de precisão em veículos automotores que agrega duas características primárias: 1 ) baixo custo de aquisição e instalação 2) capacidade de auxiliar o motorista nas manobras do cotidiano.

[0228] Observa-se que as patentes US6701226 B2 e DE10331948 são as que mais se aproximam de cobrir cada uma das características listadas. Neste cenário, é interessante realizar um comparativo de presente invento com essas patentes afim de aferir atributos de novidade e atividade inventiva.

[0229] Por simplicidade, as patentes do estado da técnica serão comparadas com o a melhor forma de execução da manobra (descrita na seção anterior). O comparativo em termos de características técnicas relevantes e efeitos técnicos alcançados é apresentado na tabela 12.

Tabela 12: Comparativo com o estado da técnica

Características técnicas US6701226 DE10331948

Caracteriza manobras em seguimentos retos e circulares X

Grava manobras utilizando os sensores de posicionamento

espacial e os comandos informados pelo usuário

Provê instruções para a manobra utilizando informações extras

como mudança de direção e definido pelo usuário

Método capaz de prover instruções de manobras utilizando

apenas leituras de um conjunto de sensores instalados em uma

roda do veículo

Método capaz de prover instruções de manobras sem demandar X

informações de sensores de ambiente (distância a obstáculos e

câmeras)

Método para calcular a distância percorrida pela roda baseado em

um sensor posicionado aleatoriamente na mesma. Vantagens técnicas alcançadas

Estima se vaga é suficiente para estacionar

Minimiza os efeitos de erros no posicionamento inicial; e

Se adapta as diferentes condições de vagas do cotidiano

(variações na largura dos carros e distância ao meio-fio, figs. 3E

e 3F)

Permite ser customizado para situações específicas do usuário X (vaga do complicada do apartamento, fig. 9)

Pode ser implementado utilizando apenas um conjunto de

acelerômetros e/ou giroscópios (dispostos na roda) que se

comunica com um dispositivo móvel.

O conjunto de sensores pode ser fixado na roda sem nenhum

rigor de posicionamento.

Baixo custo de aquisição e instalação X

Grande simplicidade de instalação ao ponto de poder ser X

instalado pelo próprio usuário

[0230] Adicionalmente, o fato do presente invento prover meios para os usuários gravarem e reproduzirem manobras, fomenta um ambiente colaborativo onde ou usuários podem gravar manobras e compartilha-las com outros usuários. Isso constrói uma vantagem técnica de facilitar a criação de uma base de manobras para vários veículos.

[0231 ] Diante do que foi exposto, observa-se que o estado da técnica não apresenta uma solução de baixo custo para o problema da dificuldade das pessoas em realizar balizas. Esta afirmação é confirmada pelo fato de não existir, nos dias de hoje, nenhuma solução de baixo custo para veículos usados em comercialização no mercado mundial.