BR102021025678A2 - Sistema e método de transporte autônomo de carga - Google Patents

Abstract

A presente invenção descreve um sistema e um método de transporte autônomo de carga. Especificamente, a presente invenção compreende um sistema de transporte autônomo de carga que possibilita que um trator autônomo realize a leitura de um código com dados de implemento rodoviário, identifique as características do dito implemento através do código, acople-se ao implemento e transporte o implemento de um ponto a outro, de modo que um controlador realiza etapas de tomadas de decisão em tempo real, com base nos dados de implemento lidos, para definir a melhor rota para deslocamento do trator autônomo e/ou do trator autônomo + implemento. A presente invenção se situa nos campos da engenharia mecânica, engenharia da computação e engenharia robótica, voltada para a área de veículos autônomos para transporte de carga.

Description

SISTEMA E MÉTODO DE TRANSPORTE AUTÔNOMO DE CARGA Campo da Invenção

[0001] O presente relatório contempla conhecimentos, informações e/ou dados confidenciais utilizáveis na indústria, comércio ou prestação de serviços, para os quais o detentor requer: a proteção estabelecida no inciso XXIX do Art. 5º da Constituição Federal; a manutenção do status jurídico de confidencialidade/segredo; a manutenção do status físico de confidencialidade/segredo pelo tempo previsto na Lei 9.279/96, Lei da Propriedade Industrial; e os direitos previstos no Art. 195 da Lei 9.279/96. A presente invenção descreve um sistema de transporte autônomo de carga que possibilita que um trator autônomo realize a leitura de um código com dados de implemento rodoviário, identifique as características do dito implemento através do código, acople-se ao implemento e transporte o implemento de um ponto a outro, de modo que um controlador realiza etapas de tomadas de decisão em tempo real, com base nos dados de implemento lidos, para definir a melhor rota para deslocamento do trator autônomo e/ou do trator autônomo + implemento. A presente invenção se situa nos campos da engenharia mecânica, engenharia da computação e engenharia robótica, voltada para a área de veículos autônomos para transporte de carga.

Antecedentes da Invenção

[0002] Os veículos autônomos atuais são operados por meio de uma pluralidade de sensores e câmeras dispostos em diferentes partes do veículo que identificam obstáculos em tempo real e coletam parâmetros de operação do veículo, bem como por meio de sistemas de mapeamento de rota que identificam o caminho sendo trafegado. Desta forma, os referidos veículos autônomos operam de forma padronizada e dependem dos sensores para o deslocamento seguro.

[0003] No seguimento de transporte de cargas, alguns veículos autônomos vêm sendo desenvolvidos e utilizados de modo a possibilitar que a carga seja transportada sem (ou com mínima) ação de um motorista. Em muitos destes casos, os veículos autônomos utilizam implementos rodoviários acoplados em veículos tratores, também conhecido por Combinação de Veículo de Carga (CVC).

[0004] Para esta execução, tem-se verificado que os veículos autônomos para transporte de carga do estado da técnica necessitam utilizar sistemas de sensoriamento complexos embarcados nos implementos rodoviários, de modo que estes sensores do implemento são responsáveis por enviar dados para o controlador do veículo trator. Estes sistemas inviabilizam que implementos rodoviários antigos (ou seja, que não possuam este sensoriamento naturalmente) sejam utilizados, além de complicar tecnicamente e encarecer o produto final.

[0005] Outro tipo de solução verificada no estado da técnica é a utilização de bancos de dados que armazenam informações do implemento rodoviário e/ou da carga e, a partir disto, é gerada uma instrução para o veículo trator realizar um percurso. Esta solução, contudo, limita o espaço de percursos, uma vez que são mais empregados em pátios de logística, e o veículo trator age simplesmente como um robô executando instruções.

[0006] Na busca pelo estado da técnica em literaturas científica e patentária, foram encontrados os seguintes documentos que tratam sobre o tema:

[0007] O documento US2019118814 revela um veículo trator autônomo dotado de um sistema de controle, e um conjunto de sensores posicionados no veículo trator autônomo e no implemento acoplado ao trator, em que o sistema de controle calcula e/ou gera trajetórias para deslocamento do tratorimplemento com base nos sinais provenientes do conjunto de sensores. Especificamente, para operação do veículo autônomo do documento US2019118814, são utilizados diferentes tipos de sensores fixados na parte externa do veículo trator e do implemento, como câmeras, sensores LIDAR, sensores de proximidade, sensores infravermelhos, sensor sonar, etc., que alimentam o sistema de controle do veículo e guiam o trator-implemento.

[0008] O documento US2019364406 revela um sistema para comunicação sem fio entre um veículo trator e reboque através do acoplamento quinta roda-pino rei, em que, por meio de transceptores associados à quinta roda do veículo trator e transceptores associados ao pino rei do reboque, há a troca de dados e/ou instruções entre o veículo e o reboque quando os transceptores estiverem em uma distância operacional de até 1 metro, como dados de identificação do reboque, dados do reboque como peso do eixo e velocidade da roda, comando para uma câmera traseira do reboque, comandos para controle do reboque, como iluminação, dados de imagens obtidas pela câmera traseira, etc.

[0009] O documento US2019187716 revela um dolly autônomo para operação logística em pátios de estoque que se comunica sem fio com um sistema de controle remoto e com os reboques estacionados no pátio para acoplar e transportar os reboques de uma área para outra, onde as informações trocadas entre o dolly e o reboque incluem, por exemplo, dados da posição do reboque no pátio, onde o dolly é dotado de sensores que auxiliam no deslocamento do dolly até o reboque e no acoplamento ao reboque. A comunicação “sem fio” é descrita apenas de forma genérica.

[0010] O documento BR112020017038 revela um sistema de conexão para linha pneumática entre veículo trator autônomo e uma carreta, onde o veículo trator é dotado de sensores que auxiliam no deslocamento e no acoplamento do veículo ao reboque. O veículo trator utiliza de uma câmera para ler algumas informações sobre a carreta, sendo mais especificamente a informação sobre a posição onde o conector da linha pneumática se encontra, para que assim o trator autônomo possa realizar o acoplamento corretamente.

[0011] O documento US2008227411A1 revela um sistema de comunicação wireless entre a carreta e o veículo trator (não autônomo), onde a carreta é dotada de um meio de identificação. Com isso, ao ser designado que o veículo trator deve ser associado a uma determinada carreta, o sistema faz uma checagem inicial para verificar, por meio de comunicação sem fio, se a carreta acoplada é a correta.

[0012] Assim, do que se depreende da literatura pesquisada, não foram encontrados documentos antecipando ou sugerindo os ensinamentos da presente invenção, de forma que a solução aqui proposta possui novidade e atividade inventiva frente ao estado da técnica.

Sumário da Invenção

Sumário da Invenção [0013] Dessa forma, a presente invenção resolve os problemas do estado da técnica a partir de um sistema de transporte autônomo de carga que permite que um trator autônomo leia dados do implemento rodoviário, realize a identificação das características do implemento através destes dados, acoplese de forma mecânico-eletrônica ao implemento e, com base nos dados do implemento lidos, um controlador do trator autônomo realiza etapas de tomada de decisão tanto em tempo real quanto previamente para definir a melhor rota para deslocamento do trator autônomo e/ou do acoplamento trator + implemento. Adicionalmente, o controlador considera dados de dinâmica veicular, georreferenciamento e dados de rodovia previamente obtidos e/ou coletados para contribuição nas tomadas de decisão da rota

[0014] Ainda, a presente invenção possibilita que o controlador do trator autônomo (10) ou de um conjunto de controladores de uma pluralidade de tratores autônomos (10) sejam gerenciados ou controlados à distância, por meio de, por exemplo, um servidor ou rede. Neste contexto, um operador é capaz de programar ou enviar comandos ao(s) controlador(es) remotamente, para que estes executem as tarefas demandadas. Com isso, o operador não precisa estar presencialmente posicionado para direcionar quaisquer tarefas aos controladores.

[0015] Em um primeiro objeto, a presente invenção apresenta um sistema de transporte autônomo de carga que compreende ao menos um trator autônomo compreendendo um controlador, em que o trator autônomo realiza a leitura de um código com dados de implemento rodoviário e, a partir dos dados de implemento lidos, define ao menos uma rota a ser trafegada por meio do controlador

[0016] Em um segundo objeto, a presente invenção apresenta um método de transporte autônomo de carga compreendendo as etapas de: a. leitura de um código com dados de implemento rodoviário por um trator autônomo, em que a referida leitura do código identifica ao menos uma característica do implemento; b. acoplamento mecânico-eletrônico do trator autônomo em um implemento rodoviário; e c. definição de ao menos uma rota a ser trafegada, por um controlador comunicante com o trator autônomo, com base nos dados de implemento lidos.

[0017] Em um terceiro objeto, a presente invenção apresenta uma combinação de veículo de carga que compreende ao menos um trator autônomo e um implemento rodoviário, em que o trator autônomo compreende um controlador, de modo que o trator autônomo realiza a leitura de um código com dados de implemento rodoviário e, a partir dos dados de implemento rodoviário lidos, define ao menos uma rota a ser trafegada por meio do controlador

[0018] Em um quarto objeto, a presente invenção apresenta um veículo trator autônomo de transporte de carga compreendendo um controlador, em que o veículo trator autônomo realiza a leitura de um código com dados de implemento rodoviário e, a partir dos dados de implemento rodoviário lidos, define ao menos uma rota a ser trafegada por meio do controlador.

[0019] Estes e outros objetos da invenção serão imediatamente valorizados pelos versados na arte e serão descritos detalhadamente a seguir.

Breve Descrição das Figuras

[0020] São apresentadas as seguintes figuras:

[0021] A figura 1 mostra uma concretização de um cenário de operação do trator autônomo (10) da presente invenção transportando um implemento (11) de um ponto a outro, em que ilustra as tomadas de decisão realizadas pelo controlador ao longo das rotas (100), (101) e (102), em vista da presença de um pedestre (12).

[0022] A figura 2 mostra uma concretização de um cenário de operação do trator autônomo (10) da presente invenção transportando um implemento (11) de um ponto a outro, em que ilustra as tomadas de decisão realizadas pelo controlador ao longo das rotas (103), (104) e (105), onde na rota (103) o trator autônomo (10) necessita voltar e passar por outro caminho em vista da presença de um obstáculo estático (13) no caminho.

[0023] A figura 3 mostra uma concretização de um cenário de operação do trator autônomo (10) da presente invenção transportando um implemento (11) de um ponto a outro, em que ilustra as tomadas de decisão realizadas pelo controlador ao longo das rotas (106), (107) e (108), onde nas rotas (106) e (107) o trator autônomo (10) desvia de obstáculos estáticos (13) presentes no caminho.

Descrição Detalhada da Invenção

[0024] Em um primeiro objeto, a presente invenção apresenta um sistema de transporte autônomo de carga que compreende ao menos um trator autônomo (10) compreendendo um controlador, em que o trator autônomo (10) realiza a leitura de um código com dados de implemento rodoviário e, a partir dos dados de implemento rodoviário lidos, define ao menos uma rota a ser trafegada por meio do controlador.

[0025] Para fins de exemplificação, o “trator autônomo” (10) é qualquer veículo trator autônomo e/ou um dolly autônomo para transporte de carga.

[0026] Para fins de exemplificação, o “implemento rodoviário” (11) ou “implemento” é um reboque ou semirreboque.

[0027] Para fins da presente invenção, uma CVC (Combinação de Veículo de Carga) é o acoplamento entre o trator autônomo (10) e ao menos um implemento rodoviário (11).

[0028] Em uma concretização, os dados do implemento rodoviário que são lidos pelo veículo trator ficam armazenados ou atrelados a um código legível pelo veículo trator. Em uma concretização, os dados do implemento rodoviário são imputados eletronicamente no controlador do trator autônomo. Para ambas as concretizações, os dados do implemento rodoviário são atribuídos, coletados ou definidos previamente, porém sendo passíveis de atualização em tempo real.

[0029] Em uma concretização, o código com dados de implemento rodoviário compreende um código legível pelo trator autônomo (10) que informa ao controlador as características do implemento (11). Em uma concretização, o código é legível por meio de, por exemplo e não limitativo, RFID, QR Code, código de barras, NFC, Bluetooth®, etc.

[0030] Em uma concretização, o código com dados de implemento rodoviário é disposto em ao menos uma posição na estrutura do implemento rodoviário (11) e/ou em um local próximo ao implemento rodoviário (11).

[0031] Em uma concretização, o código com dados de implemento é conectado com uma base de dados atualizável que permite inserir, remover e/ou atualizar informações sobre o implemento.

[0032] Em uma concretização, o trator autônomo (10) compreende uma ferramenta de identificação que realiza a leitura do código com dados de implemento rodoviário.

[0033] Em uma concretização, a ferramenta de identificação compreende um leitor de códigos capaz de ler e identificar, de forma sem fio, ao menos um código com dados de implemento rodoviário.

[0034] Em uma concretização, o controlador compreende um algoritmo de controle capaz de receber dados provenientes do implemento rodoviário (11) e/ou do trator autônomo (10), processar os referidos dados e realizar tomadas de decisões de operação da rota a ser trafegada e/ou no tráfego em tempo real para transporte de carga de um ponto a outro. Para fins de exemplificação, o controlador é dotado de ferramentas matemáticas e/ou sistemas lógicos que embarcam tomadas de decisões a partir dos parâmetros e limiares pré-estabelecidos.

[0035] Em uma concretização, os dados de implemento rodoviário compreendem quaisquer dados que caracterizam o implemento (11), como por exemplo, ao menos um entre: modelo do implemento; dimensão do implemento, capacidade de carga; tipo de carga transportada; dinâmica do implemento; e/ou uma combinação dos anteriores. Nesse sentido, para fins de exemplificação, o controlador é capaz de tomar decisões de rota ao verificar dados da dimensão e modelo do implemento, além do tipo de carga transportada.

[0036] Em uma concretização, os dados de modelo de implemento compreendem o tipo do implemento, como por exemplo e não limitativo, implemento frigorífico, basculante, graneleiro, tanque, porta-contêineres, cegonheira, etc.

[0037] Em uma concretização, os dados de dimensão do implemento compreendem a configuração estrutural de comprimento e largura do implemento.

[0038] Em uma concretização, os dados de capacidade de carga e dados de tipo de carga transportada compreendem a quantidade de peso que o implemento é capaz de transportar e qual carga pode ser transportada de acordo com o tipo do implemento.

[0039] Em uma concretização, o controlador do trator autônomo (10) define ao menos uma rota a ser trafegada com base em, adicionalmente, dados de dinâmica veicular.

[0040] Em uma concretização, os dados de dinâmica veicular compreendem dados obtidos em tempo real e/ou previamente obtidos durante a operação do trator autônomo (10) + implemento rodoviário (11) (CVC), em que os dados de dinâmica incluem, por exemplo e não limitativo, estabilidade da CVC na pista, velocidade da CVC, aderência da CVC ao pavimento, movimento vertical do chassi do implemento durante operação, peso da carga transportada pelo implemento, condição dos freios da CVC, etc., ou seja, os dados de dinâmica veicular compreendem dados provenientes da operação de eixos, amortecedores, suspensão, molas, rodas, chassi, freios, etc., da CVC.

[0041] Desta forma, os dados de dinâmica veicular contribuem para que o controlador realize tomadas de decisões em tempo real para definição da melhor rota a ser percorrida e/ou para definição de rotas alternativas, de modo a permitir uma operação segura da CVC.

[0042] Em uma concretização, o controlador do trator autônomo (10) define ao menos uma rota a ser trafegada com base em, adicionalmente, dados de georreferenciamento.

[0043] Em uma concretização, os dados de georreferenciamento compreendem dados de mapeamento de uma rota a ser trafegada pelo trator autônomo (10) ou pela CVC, que são obtidos previamente de um banco de dados atualizável e/ou obtidos em tempo real por meio de sistemas de localização, como por exemplo, GPS.

[0044] Em uma concretização, o controlador recebe os referidos dados de georreferenciamento e gera uma rota a ser trafegada pelo trator autônomo (10) ou pela CVC, em que a rota gerada também considera os dados de implemento rodoviário lidos pelo trator autônomo (10), que definem se um determinado tipo de implemento pode trafegar em uma determinada rota.

[0045] Desta forma, os dados de georreferenciamento contribuem para que o controlador realize tomadas de decisões em tempo real para definir a rota a ser percorrida e/ou para definir rotas alternativas.

[0046] Em uma concretização, o controlador do trator autônomo (10) define ao menos uma rota a ser trafegada com base em, adicionalmente, dados de rodovia.

[0047] Em uma concretização, os dados de rodovia compreendem dados obtidos em tempo real e/ou previamente obtidos por meio ao menos um conjunto de sensores de deslocamento posicionado em uma região externa do trator autônomo (10) e/ou do implemento rodoviário (11). Em uma concretização, os referidos dados de rodovia incluem, por exemplo, dados de obstáculos da rodovia, condições da rodovia, detecção de pedestres atravessando a via, etc., que são detectados pelos ditos sensores.

[0048] Em uma concretização, o trator autônomo (10) compreende ao menos um conjunto de sensores de deslocamento posicionado em ao menos uma região externa do dito trator (10). Em uma concretização, os sensores de deslocamento identificam, por exemplo, obstáculos, condições de terreno, o trânsito da via, etc., e permitem que o trator (10) tenha operação autônoma.

[0049] Em um segundo objeto, a presente invenção apresenta um método de transporte de carga por veículo autônomo compreendendo as etapas de: a. leitura de um código com dados de implemento rodoviário por um trator autônomo (10), em que a referida leitura do código identifica ao menos uma característica do implemento (11); b. acoplamento mecânico-eletrônico do trator autônomo (10) em um implemento rodoviário (11); e c. definição de ao menos uma rota a ser trafegada, por um controlador comunicante com o trator autônomo (10), com base nos dados de implemento rodoviário lidos.

[0050] Em uma concretização, o código com dados de implemento rodoviário é posicionado no implemento rodoviário (11) e/ou em um local próximo ao implemento (11).

[0051] Em uma concretização, a etapa de leitura de um código com dados de implemento rodoviário é realizada por uma ferramenta de identificação do trator autônomo (10).

[0052] Em uma concretização, a ferramenta de identificação realiza a leitura do código com dados de implemento rodoviário e a dita leitura permite a identificação das características do implemento (11), de modo que os dados são enviados para um controlador

[0053] Em uma concretização, com base nos dados de implemento rodoviário lidos pelo trator autônomo (10), o controlador gera ao menos uma rota a ser percorrida pelo trator-implemento, onde o controlador define a rota que o referido implemento (11) pode trafegar e/ou a rota que tenha as melhores condições de tráfego para o tipo do implemento (11).

[0054] Em uma concretização, a etapa de acoplamento mecânicoeletrônico permite que os elementos separados da CVC (trator e implemento) operem como um “veículo único” e não como dois veículos individuais, de modo que o controlador considera a dinâmica veicular da CVC para gerar as rotas a serem trafegadas.

[0055] Em uma concretização, o método de transporte autônomo de carga compreende uma etapa de identificação, pelo controlador, de dados de dinâmica veicular que contribuem para a definição de ao menos uma rota a ser trafegada.

[0056] Em uma concretização, os dados de dinâmica veicular compreendem dados obtidos em tempo real e/ou previamente obtidos durante a operação do trator autônomo (10) + implemento rodoviário (11) (CVC), em que os dados de dinâmica incluem, por exemplo e não limitativo, estabilidade da CVC na pista, velocidade da CVC, aderência da CVC ao pavimento, movimento vertical do chassi do implemento durante operação, peso da carga transportada pelo implemento, condições dos freios, etc.

[0057] Em uma concretização, o controlador recebe dados de dinâmica veicular em tempo real e/ou obtêm de um banco de dados durante a operação da CVC e realiza etapas de tomadas de decisão em tempo real para definir a melhor rota para tráfego da CVC.

[0058] Em uma concretização, o método de transporte autônomo de carga compreende uma etapa de identificação, pelo controlador, de dados de rodovia que contribuem para definição de ao menos uma rota a ser trafegada.

[0059] Em uma concretização, os dados de rodovia compreendem dados coletados em tempo real por meio de sensores de deslocamento posicionados no trator autônomo (10) e/ou no implemento rodoviário (11) e/ou previamente obtidos de um banco de dados. Em uma concretização, os referidos dados de rodovia incluem, por exemplo, dados de obstáculos da rodovia, condições da rodovia, detecção de pedestres atravessando a via, etc., que são detectados pelos ditos sensores.

[0060] Em uma concretização, o método de operação de veículo autônomo de transporte de carga compreende uma etapa de identificação, pelo controlador, de dados de georreferenciamento que contribuem para definição de ao menos uma rota a ser trafegada.

[0061] Em uma concretização, os dados de georreferenciamento compreendem dados de mapeamento de uma rota a ser trafegada pelo trator autônomo (10) e/ou pela CVC, que são obtidos previamente de um banco de dados atualizável e/ou obtidos em tempo real por meio de sistemas de localização, como por exemplo, GPS.

[0062] Em uma concretização, o controlador recebe dados de georreferenciamento e realiza uma etapa de geração de ao menos uma rota a ser trafegada.

[0063] Em uma concretização, a rota é recalculada pelo controlador com base nos dados de dinâmica veicular, dados de rodovia e nos dados de georreferenciamento captados em tempo real durante a operação da CVC e/ou previamente obtidos de um banco de dados, de modo a gerar a melhor rota e/ou rota alternativa a ser trafegada pela CVC e/ou pelo trator autônomo (10).

[0064] Em um terceiro objeto, a presente invenção apresenta uma combinação de veículo de carga compreendendo ao menos um trator autônomo (10) e um implemento rodoviário (11), em que o trator autônomo compreende um controlador, de modo que o trator autônomo (10) realiza a leitura de um código com dados de implemento rodoviário e, a partir dos dados de implemento rodoviário lidos, define ao menos uma rota a ser trafegada por meio do controlador.

[0065] Em uma concretização, o trator autônomo (10) é acoplado de forma mecânico-eletrônica com o implemento rodoviário (11), formando uma combinação de veículos de carga (CVC).

[0066] Em uma concretização, o dito acoplamento mecânico-eletrônico permite que os elementos separados da CVC (trator e implemento) operem como um “veículo único”, e não como dois veículos individuais. Em uma concretização, tal característica permite que dados de dinâmica veicular da CVC sejam considerados pelo controlador para geração das melhores rotas a serem trafegadas pela CVC.

[0067] Em um quarto objeto, a presente invenção apresenta um veículo trator autônomo (10) de transporte de carga compreendendo um controlador, em que o veículo trator autônomo realiza a leitura de um código com dados de implemento rodoviário e, a partir dos dados de implemento rodoviário lidos, define ao menos uma rota a ser trafegada por meio do controlador.

[0068] Em uma concretização, o veículo trator autônomo (10) é qualquer veículo que possibilite ser acoplado em um implemento rodoviário (11), por exemplo, um trator autônomo e/ou dolly autônomo, em que o acoplamento entre o trator autônomo e ao menos um implemento rodoviário forma uma Combinação de Veículos de Carga (CVC).

[0069] Em uma concretização, o trator autônomo (10) da presente invenção é capaz de ler, de forma sem fio, ao menos um código com dados de implemento rodoviário e identificar as características do implemento a ser transportado. Em uma concretização, o código compreende, por exemplo e não limitativo, RFID, QR Code, código de barras, NFC, Bluetooth ®, etc.

[0070] Em uma concretização, o controlador recebe os dados de implemento associados ao código e gera ao menos uma rota a ser trafegada pelo trator autônomo (10) e/ou pela CVC. Em uma concretização, o controlador é capaz de receber dados provenientes do implemento rodoviário (11) e/ou do trator autônomo (10), processar os referidos dados e realizar tomadas de decisões de operação da rota a ser trafegada e/ou no tráfego em tempo real.

[0071] Em uma concretização, os dados provenientes do implemento rodoviário (11) e/ou do trator autônomo (10) compreendem ao menos um entre: dados de implemento; dados de georreferenciamento, dados de rodovia; e/ou uma combinação entre os anteriores.

[0072] Em uma concretização, os dados de implemento compreendem quaisquer dados que caracterizam o implemento (11), como por exemplo, ao menos um entre: modelo do implemento; dimensão do implemento, capacidade de carga; tipo de carga transportada; dinâmica do implemento; e/ou uma combinação dos anteriores.

[0073] Em uma concretização, os dados de georreferenciamento compreendem dados de mapeamento de uma rota a ser trafegada pelo trator autônomo (10) ou pela CVC, que são obtidos previamente de um banco de dados atualizável e/ou obtidos em tempo real por meio de sistemas de localização, como por exemplo, GPS.

[0074] Em uma concretização, os dados de rodovia compreendem dados obtidos em tempo real por meio de sensores de deslocamento posicionados no trator autônomo (10) e/ou no implemento rodoviário (11) e/ou dados obtidos de um banco de dados. Em uma concretização, os referidos dados de rodovia incluem, por exemplo, dados de obstáculos da rodovia, condições da rodovia, detecção de pedestres atravessando a via, etc., que são detectados pelos ditos sensores.

Exemplo 1 – Dolly autônomo

[0075] Os exemplos aqui mostrados têm o intuito somente de exemplificar uma das inúmeras maneiras de se realizar a invenção, contudo sem limitar, o escopo da mesma.

[0076] Neste exemplo, foi desenvolvido um dolly autônomo (10) capaz de identificar ao menos um implemento rodoviário (11) e transportá-lo de um ponto a outro com base em uma pluralidade de dados, como dados de implemento rodoviário – que incluem dados referentes às características do implemento (11) e dados de dinâmica veicular –, dados de georreferenciamento – que incluem dados de mapeamento de uma rota a ser trafegada –, e dados de rodovia – que incluem dados obtidos por meio de sensores de deslocamento posicionados no dolly autônomo (10) e/ou no implemento rodoviário (11).

[0077] O dolly (10) desenvolvido é capaz de identificar as características do implemento (11) por meio da leitura sem fio de um código com dados de implemento rodoviário disposto no implemento (11) ou não. O referido código com dados de implemento compreende dados que caracterizam o implemento (11), como por exemplo, modelo do implemento; dimensão do implemento, capacidade de carga; tipo de carga transportada; dinâmica do implemento, etc.

[0078] O dolly (10) possui um controlador provido com um algoritmo de controle capaz de receber dados provenientes do implemento (11) e/ou do dolly autônomo (10) – dados de implemento, dados de georreferenciamento e/ou dados de rodovia –, processar os referidos dados e realizar tomadas de decisões de operação da rota a ser trafegada e/ou durante o tráfego em tempo real da CVC de um ponto a outro ou para deslocamento do dolly (10).

[0079] Desta forma, a partir da leitura e identificação do implemento (11) e da captação de dados em tempo real, incluindo dados da dinâmica da CVC na rota trafegada, o controlador é capaz de gerar uma melhor rota a ser trafegada e realizar tomadas de decisões de operação na rota a ser trafegada e durante o tráfego em tempo real.

[0080] O controlador, então, realiza o tratamento dos dados coletados e repassados por dispositivos sensores dispostos na CVC (dolly + implemento), como câmera, LiDAR, radar. Esses dados são utilizados como entrada em redes neurais profundas, treinadas para detectar objetos de interesse estáticos ou móveis, tais como sinalizações verticais e horizontais, semáforos, pedestres, veículos, etc. Ainda, o controlador estima a localização desses objetos nos mapas e detecta os seus estados relevantes, como por exemplo, semáforo verde ou vermelho, faixa de pedestres vazia ou ocupada, etc.

[0081] Os dados de georreferenciamento são obtidos a partir de um subsistema de mapeamento, que constrói mapas de ocupação e de refletividade, nos quais cada célula representará a presença de obstáculos ou a característica da superfície do ambiente ao redor da CVC ou dolly (10). Este subsistema opera tanto no modo offline, criando mapas estáticos que serão armazenados para uso posterior, como também no modo online, em que os mapas são criados instantaneamente, considerando as informações dinâmicas do ambiente.

[0082] No modo offline, o algoritmo do controlador estima simultaneamente o estado do veículo (localização e orientação) e os valores de cada célula dos mapas, a partir da fusão dos dados coletados por múltiplos dispositivos sensores (LiDAR, radar, GPS, IMU, odometria) durante a operação manual da CVC ao longo da região que se deseja mapear.

[0083] No modo online, o subsistema de mapeamento recebe como entrada os dados coletados instantaneamente pelos dispositivos sensores e atualiza os valores das células dos mapas previamente criados.

[0084] Os dados de rodovia são obtidos por meio de um subsistema de localização, que estima o estado da CVC ou dolly (10) (localização e orientação) em relação aos mapas. Partindo-se de um estado inicial conhecido, em cada estimação subsequente, o subsistema recebe como entrada o último estado conhecido da CVC ou dolly (10), os mapas estáticos da região e os dados coletados instantaneamente pelos dispositivos sensores (LiDAR, radar, IMU, odometria). Em seguida, o subsistema cria um mapa local dinâmico e estima o estado atual da CVC ou dolly (10), fazendo a correspondência desse mapa local dinâmico com os mapas estáticos previamente criados, usando um algoritmo de filtro de partículas.

[0085] Desta forma, todos os dados captados em tempo real e/ou previamente obtidos são enviados ao controlador, de modo que um subsistema de planejamento de rota do controlador determina a rota e os caminhos ótimos a serem seguidos pelo dolly (10) ou CVC, mesmo que haja múltiplas rotas e caminhos alternativos para se atingir um destino desejado.

[0086] Nesse sentido, o subsistema de planejamento de rota recebe como entrada o estado atual do veículo (localização e orientação), o estado desejado no destino, os mapas da região e o conjunto de rotas e caminhos conhecidos. Uma rota é composta por vários trechos e interseções. Cada trecho corresponde a um conjunto de caminhos, que são compostos por sequências de estados do veículo, numa região de interesse. A distância entre dois pontos subsequentes de um caminho é de aproximadamente 0,5 metro, onde o dito subsistema deve utilizar um algoritmo de busca.

[0087] Deste modo, o controlador, a partir de um subsistema de tomada de decisão, toma decisões considerando o cenário atual da CVC: o estado atual (localização, orientação e velocidade), os mapas da região, o caminho atual e todas as situações especiais de trânsito na região, como por exemplo, indicação de parada obrigatória, indicação de limite de velocidade, faixa de pedestres, semáforo, lombada, cancela, etc.

[0088] Em função de cada situação encontrada no cenário atual, o subsistema de tomada de decisão escolhe um ponto ao longo do caminho e estabelece uma meta de estado a ser atingida neste ponto. Ainda, este subsistema é responsável pelo comportamento adequado da CVC em conformidade com as regras de trânsito, como por exemplo, ao tomar ciência da existência de um semáforo com a luz vermelha acesa em determinado ponto do caminho, o subsistema deve ajustar a meta de velocidade do veículo para zero, poucos metros antes da localização do semáforo no mapa.

[0089] Ademais, o controlador, através de um subsistema de controle, calcula os comandos que são enviados a um sistema de atuação dos mecanismos de aceleração, frenagem e direção do veículo, empregando uma abordagem Proporcional Integral Derivativa (PID). Ainda, este subsistema deve receber como entrada a trajetória planejada para a CVC ou dolly (10) e os dados coletados instantaneamente pelos dispositivos sensores. Em seguida, o subsistema de controle calcula uma medida de erro que indica o quão distante está o estado atual do veículo em relação àquele da trajetória planejada. A referida medida de erro é ser usada para calcular os comandos que são enviados ao sistema de atuação, a fim de compensar e minimizar esse erro.

[0090] A figura 1 mostra um cenário indoor de operação do dolly (10) desenvolvido neste exemplo. Em uma rota (100), o dolly (10) parte de um ponto (A) com destino ao ponto (B) sem nenhum implemento acoplado, seguindo o caminho da rota (100). Ao chegar no ponto (B), o dolly (10) se acopla no implemento (11), assumindo uma nova configuração (dolly + implemento) e deste ponto em diante, o veículo segue em sua nova configuração pela rota (101) com destino ao ponto (C). Durante o trajeto pela rota (101), o dolly é capaz de desviar do pedestre (12) Ao chegar no ponto (C), o dolly (10) desacopla e estaciona o implemento (11) e, em seguida, o dolly (10) segue pela rota (102) com destino ao ponto (A).

[0091] A figura 2 mostra o mesmo cenário da Figura 1, com o dolly (10) realizando trajetos diferentes. Na figura 2, o dolly (10) parte de um ponto (A) sem carga e se desloca pela rota (103), quando se depara com um obstáculo estático (13). O controlador identifica o obstáculo (13) e gera uma nova rota para deslocamento do dolly (10) e, assim, o dolly (10) retorna e segue por um caminho alternativo gerado pelo controlador até o ponto (C). No ponto (C), o dolly (10) é acoplado ao implemento (11) e segue através da rota (104) até o ponto (B). No ponto (B), o implemento (11) é desacoplado e o dolly (11) retorna ao ponto (A) pela rota (105). Nas rotas (103) e (105), o dolly (10) segue sem carga adicional. Apenas no segmento (104) o dolly (10) se movimenta com carga acoplada.

[0092] A figura 3 mostra os mesmos cenários das Figuras 1 e 2, com o dolly (10) realizando trajetos diferentes. O dolly (10) parte do ponto (A) e, através da rota (106), segue até o implemento (11) localizado no ponto (B). No caminho (106) que liga os pontos (A) e (B), há um obstáculo estático (13) que interrompe parcialmente a pista. O dolly (10), sem carga, desvia do obstáculo estático (13) e segue o caminho para chegar ao ponto (B).

[0093] Ainda na figura 3, no ponto (B), o dolly (10) acopla no implemento (11) e se desloca em direção ao ponto (C) através da rota (107). No caminho da rota (107), novamente há um obstáculo estático (13) interrompendo parcialmente a pista. Deste modo, o veículo composto por dolly (10) + implemento (11) desvia do obstáculo (13) e segue até o ponto (C). No ponto (C), o dolly (10) desacopla e estaciona o implemento (11) e segue pela rota (108) até o ponto (A) sem nenhuma carga adicional ou obstáculo em seu caminho. Uma vez alcançado o ponto (C), o dolly (10) libera o implemento (11) e segue pelo caminho de retorno até o ponto (A) cumprindo a rota (108)

[0094] O conceito inventivo ora revelado e exemplificado de uma ou mais formas foi tratado como segredo industrial e não foi previamente revelado até o momento do depósito deste pedido de patente. Este segredo industrial é ativo imaterial do depositante. A eventual futura publicação do pedido de patente não constitui, em si, autorização de uso por terceiros, servindo apenas como: (i) cientificação a terceiros da existência do referido segredo industrial na data do depósito; (ii) indicação inequívoca de seu detentor; e (iii) estímulo ao desenvolvimento de novas melhorias a partir do conceito ora revelado, para evitar o reinvestimento no desenvolvimento do mesmo bem já detido pelo depositante. Desde logo se adverte que eventual uso comercial requer autorização do detentor e que o uso não autorizado enseja sanções previstas em Lei. Neste contexto, desde logo se esclarece que a partir da revelação do presente conceito inventivo, os versados na arte poderão considerar outras formas de concretizar a invenção não idênticas às meramente exemplificadas acima, mas que na hipótese de pretensão de uso comercial tais formas poderão ser consideradas como estando dentro do escopo das reivindicações anexas.

Claims (14)

1. Sistema de transporte autônomo de carga caracterizado por compreender ao menos um trator autônomo (10) compreendendo um controlador, em que o trator autônomo (10) realiza a leitura de um código com dados de implemento rodoviário e, a partir dos dados de implemento rodoviário lidos, define ao menos uma rota a ser trafegada por meio do controlador.
2. Sistema de transporte autônomo de carga, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo controlador do trator autônomo (10) definir ao menos uma rota a ser trafegada com base em, adicionalmente, dados de dinâmica veicular.
3. Sistema de transporte autônomo de carga, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo controlador do trator autônomo (10) definir ao menos uma rota a ser trafegada com base em, adicionalmente, dados de georreferenciamento.
4. Sistema de transporte autônomo de carga, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo controlador do trator autônomo (10) definir ao menos uma rota a ser trafegada com base em, adicionalmente, dados de rodovia.
5. Sistema de transporte autônomo de carga, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo trator autônomo (10) compreender ao menos um conjunto de sensores de deslocamento posicionado em ao menos uma região externa do dito trator (10).
6. Sistema de transporte autônomo de carga, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelos dados de implemento rodoviário compreenderem ao menos um entre: modelo do implemento; dimensão do implemento; capacidade de carga; tipo de carga transportada; dinâmica do implemento; e/ou uma combinação dos anteriores.
7. Sistema de transporte autônomo de carga, de acordo com a reivindicação 1 ou 6, caracterizado pelos dados de implemento rodoviário serem armazenados em uma base de dados atualizável.
8. Sistema de transporte autônomo de carga, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por compreender um acoplamento mecânicoeletrônico do trator autônomo (10) em ao menos um implemento rodoviário (11).
9. Método de transporte autônomo de carga caracterizado por compreender as etapas de: a. leitura de um código com dados de implemento rodoviário por um trator autônomo (10), em que a referida leitura do código identifica ao menos uma característica do implemento (11); b. acoplamento mecânico-eletrônico do trator autônomo (10) em um implemento rodoviário (11); e c. definição de ao menos uma rota a ser trafegada, por um controlador comunicante com o trator autônomo (10), com base nos dados de implemento rodoviário lidos.
10. Método de transporte autônomo de carga, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado por compreender uma etapa de identificação, pelo controlador, de dados de dinâmica veicular que contribuem para definição de ao menos uma rota a ser trafegada.
11. Método de transporte autônomo de carga, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado por compreender uma etapa de identificação, pelo controlador, de dados de georreferenciamento que contribuem para definição de ao menos uma rota a ser trafegada.
12. Método de transporte autônomo de carga, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado por compreender uma etapa de identificação, pelo controlador, de dados de rodovia que contribuem para definição de ao menos uma rota a ser trafegada.
13. Combinação de veículo de carga, compreendendo ao menos um trator autônomo (10) e um implemento rodoviário (11), caracterizado pelo trator autônomo (10) compreender um controlador, em que o trator autônomo (10) realiza a leitura de um código com dados de implemento rodoviário e, a partir dos dados de implemento rodoviário lidos, define ao menos uma rota a ser trafegada por meio do controlador.
14. Veículo trator autônomo (10) de transporte de carga caracterizado por compreender um controlador, em que o veículo trator autônomo realiza a leitura de um código com dados de implemento rodoviário e, a partir dos dados de implemento rodoviário lidos, define ao menos uma rota a ser trafegada por meio do controlador.

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