As cortinas de luz infravermelha continuam sendo uma solução 2D confiável, pois geram e detectam feixes de infravermelho pulsados e param quando os sinais são bloqueados, mas são volumosas e geralmente não possuem detecção de pouso ou 3D. As abordagens 3D por infravermelho e TOF falham quando as roupas absorvem luz e têm dificuldades com objetos pequenos ou estacionários, e a exigência da norma ASME 17.1-2019 de detectar materiais que absorvem 95% da luz torna os métodos reflexivos não confiáveis. Câmeras individuais não oferecem profundidade sem estéreo, iluminação e processamento pesado, e testes de laboratório mostram que sistemas de câmera e TOF podem ser burlados pelo alvo de teste da ASME. A combinação de cortinas de infravermelho 2D comprovadas com radar 3D oferece detecção robusta, detectando matéria em vez de luz, e atende à nova norma.
A pesquisa combina tecnologia comprovada para este sistema "inteligente".
Por Matt Davies
As cortinas de luz infravermelha (IV) têm sido o método consagrado para proteger os passageiros do impacto das portas de elevadores desde a década de 1990. No entanto, nos últimos cinco anos, inúmeras feiras de tecnologia apresentaram novidades empolgantes que supostamente tornariam as cortinas de luz obsoletas. Mais recentemente, a atualização da norma ASME 17.1-2019 exige a detecção não apenas da área entre as portas em fechamento, mas também dos passageiros que se aproximam do andar. Apesar desses anúncios ousados no mercado, pouca coisa parece ter mudado. Este artigo busca separar os fatos da propaganda e, assim, estabelecer expectativas realistas sobre o que esperar nos próximos anos.
A tecnologia atual de cortinas de luz infravermelha é, conceitualmente, relativamente simples. Ondas de luz infravermelha são pulsadas através de uma série de diodos dispostos ao longo da altura da porta. Do outro lado da abertura da porta, detectores de infravermelho, também dispostos ao longo da altura da porta, procuram detectar essas ondas de luz infravermelha. Uma interrupção no sinal significa que há algo bloqueando a passagem dessas ondas. Esse sistema gera seu próprio sinal e, ao fazê-lo, controla totalmente as frequências e a temporização utilizadas. Esse fato, combinado com a detecção de objetos por bloqueio do sinal, em vez de reflexão, torna as cortinas de luz infravermelha inerentemente confiáveis.
No entanto, as cortinas de luz infravermelha têm suas limitações. Primeiro, seu tamanho e formato dificultam o transporte e o armazenamento. Segundo (e mais pertinente agora do que nunca com o lançamento da norma ASME 17.1-2019), elas normalmente não oferecem detecção de pessoas no andar, recurso conhecido como "detecção 3D" na indústria de elevadores. Algumas cortinas de luz oferecem essa funcionalidade, mas dependem da emissão de ondas de luz infravermelha e da detecção das ondas refletidas por objetos (por exemplo, uma pessoa se aproximando) no andar. Infelizmente, essa solução 3D sempre apresentou alguns problemas inerentes: detecta objetos apenas em uma área relativamente pequena; não consegue distinguir entre objetos em movimento e parados; e, pior ainda, requer que a luz infravermelha seja refletida. Assim, objetos que absorvem luz (por exemplo, roupas de lã) não são detectados.
Roupas que absorvem luz levaram o comitê de normas da Sociedade Americana de Engenheiros Mecânicos (ASME) a especificar a necessidade de detectar objetos que absorvem 95% da luz em seus novos requisitos para detecção 3D. Isso é muito significativo, pois significa que qualquer sistema de detecção 3D que dependa da reflexão de ondas de luz terá dificuldades para atender a essa norma ou detectar uma pessoa vestindo roupas que absorvam muita luz.
O método de Tempo de Voo (TOF) por infravermelho, que mede a distância entre um sensor e um objeto com base na diferença de tempo entre a emissão de um sinal (por exemplo, infravermelho e seu retorno ao sensor após ser refletido por um objeto), é muito mais avançado do que uma cortina de luz 3D. No entanto, ele acaba sofrendo dos mesmos problemas — ou seja, se as ondas de luz infravermelha emitidas forem absorvidas em vez de refletidas, torna-se quase impossível obter um sinal de detecção confiável. Além disso, apresenta diversas limitações na detecção confiável de um objeto relativamente pequeno (como uma mão) pressionado contra a borda de uma porta que está se fechando.
Outra tecnologia bastante discutida é o uso de câmeras para monitorar a entrada do carro. No entanto, se apenas uma câmera for utilizada, não haverá percepção de profundidade. Distinguir entre uma sombra ou um sapato preto cruzando a soleira torna-se uma questão de inteligência artificial (IA) avançada e processamento de alto nível. Pode ser possível, com poder computacional suficiente, obter resultados confiáveis. Contudo, como fabricantes de veículos autônomos e outros já constataram, um único sensor de câmera não é uma solução realista. Uma única câmera é eficiente na detecção de padrões variáveis. Dessa forma, ela pode fornecer um bom rastreamento de objetos e, com o processamento adequado, oferecer uma detecção 3D relativamente eficaz, onde 99% de precisão é aceitável. Isso difere da função primária de segurança do 2D, onde 100% de precisão (mesmo para objetos estáticos) é necessária.
É claro que esses sistemas ainda terão dificuldades com sombras e para manter seu funcionamento em condições de baixa luminosidade (por exemplo, falha de iluminação), a menos que possuam sua própria fonte de luz. Para que uma solução com câmeras funcione de forma confiável, ela precisaria de sua própria fonte de luz, câmeras estéreo, um amplo ângulo de visão e processamento significativo. Isso é tecnicamente possível hoje, mas um produto que ofereça tudo isso a um preço acessível ao mercado ainda não foi criado e talvez nunca seja.
Os testes de laboratório Janus/Avire demonstraram a facilidade com que câmeras ou sistemas TOF (tempo de voo) podem ser burlados quando expostos ao alvo de teste ASME 17.1-2019. No entanto, nosso sistema Smart 3D atende a esse código. Ele utiliza cortinas de luz infravermelha para detecção 2D combinadas com tecnologia de radar 3D. Ao usar radar para 3D, que permite a detecção da reflexão causada pela matéria (em vez da luz), essa solução foi projetada para evitar complexidade e falta de confiabilidade.
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