Pesquisadores da Unicamp desenvolvem sistema de alinhamento tridimensional de rodas de veículos

Um grupo de pesquisadores da Universidade Estadual de Campinas (Unicamp) desenvolveu um novo sistema que permite a checagem do alinhamento de rodas de veículos automotivos por meio de câmeras de vídeo. O equipamento, de operação mais simples que o método tradicional, deverá também diminuir em 40% o tempo de verificação do alinhamento.

O projeto, coordenado por Paulo Kurka, professor do Laboratório de Processamento de Sinais da Faculdade de Engenharia Mecânica (FEM) da Unicamp, foi desenvolvido por Carlos Roberto Mingoto Junior e Otavio Lins de Oliveira Neto, respectivamente alunos de doutorado e iniciação científica da FEM. Ambos tiveram bolsas da FAPESP.

De acordo com Kurka, em uma bancada experimental, o grupo realizou simulações computacionais tridimensionais para testar os resultados do sistema, confirmar sua viabilidade e avaliar sua precisão.

“A viabilidade foi confirmada. Agora estamos estudando o nível de precisão que o aparelho será capaz de medir e quantificar. A ideia é antecipar o funcionamento de todo o processo antes de partir para a fabricação de um protótipo”, disse à Agência FAPESP.

Segundo ele, uma vez que for estabelecido o nível de precisão do aparelho, será possível decidir sua aplicação ideal. “Ainda vamos definir se o método será utilizado para fazer uma medição altamente refinada de alinhamento, ou se sua aplicação será mais voltada para realizar um diagnóstico rápido do alinhamento, ainda que com menos precisão”, explicou.

O pesquisador conta que duas empresas já se interessaram pelo desenvolvimento do produto. “Estamos estudando uma parceria para desenvolver o produto e obter patentes”, disse.

O novo equipamento é baseado na imagem estereoscópica de câmeras – isto é, as imagens captadas a partir de dois pontos de vista diferentes são transformadas em uma imagem virtual única, reconstruída de forma tridimensional.

“Duas câmeras são alinhadas e dispostas sobre um sistema de posicionamento diante do carro, capturando a imagem do pneu a ser analisado. Tanto a câmera esquerda como a da direita identificam um mesmo padrão e enviam essas informações para um programa de processamento de imagens, que faz a reconstrução tridimensional. O resultado é comparado com outra imagem padrão de um pneu alinhado e a variação detectada fornece a informação sobre o grau de alinhamento da roda”, disse Kurka.

Em relação ao sistema tradicional, o novo equipamento deverá reduzir em 40% o tempo de verificação da angulagem da roda, além de proporcionar facilidade muito maior de manipulação.

“Já comprovamos que o equipamento diminui o tempo de verificação do alinhamento e facilita a operação. O ideal é que o produto aumente também a precisão da verificação, mas procuramos manter a proposta de focar uma aplicação de baixo custo. Tentaremos conseguir o máximo de precisão que permita manter o sistema barato”, explicou.

Padrão de pixels

Os sistemas de alinhamento de rodas existentes no mercado são baseados na instalação de sensores mecânicos nas rodas dos veículos e exigem ambientes apropriados para realizar a calibração.

O método tradicional também exige painéis graduados corrediços fixados em uma parede e requer o investimento em recursos humanos, já que o operador precisa de treinamento específico.

“O sistema tradicional gasta muito tempo com o posicionamento do veículo na plataforma de medição e requer um ambiente com uma série de equipamentos caros e mão de obra especializada”, disse Kurka.

“Nosso sistema é bem mais simples e flexível. É preciso apenas que as câmeras estejam posicionadas corretamente e que a iluminação seja adequada. Qualquer pessoa pode operá-lo, sem necessidade de capacitação especial, o que é uma vantagem bastante competitiva”, disse.

O novo sistema seleciona um padrão de pixels da imagem, em vez de um único pixel, fornecendo uma precisão maior. “Quando se fixa o olhar em um pixel, é possível que nenhuma mudança seja notada quando se move o pneu. Mas, quando um padrão de pixels é selecionado, nota-se uma pequena variação que é captada pelo software. Isso possibilita a medição de pequenas variações angulares de meio ou um grau, o que é essencial para o alinhamento”, explicou.

O sistema de processamento das imagens foi desenvolvido a partir de um software livre e de ferramentas de processamento numérico. O grupo utilizou ferramentas de geometria analítica e álgebra linear para conseguir ver os padrões na roda e, assim, construir um modelo virtual.