Ao longo deste capítulo serão indicados os pressupostos utilizados para a deteção das diferentes situações de risco durante o exercício da condução.


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% Secção sobre tretas 1
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\section{Análise das situações de risco}\label{sec:risk_sit}

As situações em análise são consideradas de risco de colisão. A distância ao carro da frente, onde tencionamos medir o tempo de colisão. A atenção que o condutor tem aos obstáculos em redor do carro. Sinalizando atempadamente a mudança de direção ou ultrapassagem.

\subsection{Pressupostos}\label{sec:risk_sit_presup}

A aquisição de dados em redor do veículo é feita através de dois detetores laser planares Sick, como na figura \ref{fig:sick}. 
Os sensores laser estão colocados nos extremos do pára-choques dianteiro. 
Este estudo foi restringido à deteção das situações em percurso reto.
A razão desta decisão deve-se à atual impossibilidade de distinguir uma manobra de ultrapassagem de uma curva, não sendo ainda possível detetar os limites da via.
Outra limitação encontrada é a de não ser possível detetar nenhum objeto na zona traseira do carro, como ilustrado na figura \ref{fig:Non_detecting}.  

   \begin{figure}[h!]
      \centering
     \includegraphics[width=0.25\textwidth]{imagens/zona_sem_visibilidade.eps}
      \caption{Zona vermelha, representa local onde não é possível detetar obstáculos.}
  \label{fig:Non_detecting}
 \end{figure}


\begin{figure}[h!]
\centering
      \includegraphics[width=0.3\textwidth]{imagens/sicklms151.eps}
      \caption{Sensor laser, instalado no AtlasCar.}
  \label{fig:sick}
 \end{figure} 







\subsection{Deteção e seguimento de alvos múltiplos}\label{sec:mtt}

Para fazer o seguimento dos diferentes objetos em redor do carro, foi utilizado um módulo de seguimento que tem por base o trabalho desenvolvido por Almeida \& Santos \cite{mtt}.
A vantagem deste módulo está no seguimento de objetos que deixam de ser localizados pelos lasers, durante um determinado período de tempo. O módulo utiliza filtros de Kalman, e faz uma procura numa zona elíptica posterior ao local onde o objeto foi detetado pela última vez. Esta busca tem por base a última velocidade e direção conhecidas do objeto. Alguns dos problemas de deteção dos objetos devem-se a acelerações bruscas destes durante o período em que não são detetados pelos lasers. 
A vantagem na utilização deste tipo de lasers está na menor carga computacional requerida para analisar os vários obstáculos, pois só se processa informação num plano.
Desta forma existe uma \textit{package mtt} em R.O.S. que publica a posição e velocidade dos objetos em redor do AtlasCar, a informação é relativa ao referencial do carro, situado ao centro do para-choques dianteiro.

\subsection{Formato da mensagem gravada}\label{sec:msg_colision_risk}

As situações de risco são registadas em ficheiro de texto ao longo de cada percurso, para análise posterior.
Este registo permite uma melhor consulta dos ficheiros .bag guardados.   
%A organização deste ficheiro pode ser consultada na tabela \ref{tab:msg_risk}.

%\begin{table}[H]
%\centering
%    \begin{tabular}{ c }
%    \hline \hline
%     \textbf{Estrutura da mensagem}  \\ \hline \hline
%      Nome do ficheiro .bag \\ \hline
%      Tipo de situaçao  \\ \hline
%      início da situaçao \\ \hline
%      Duraçao da situaçao \\ \hline
%      Final da situaçao  \\
%  \hline \hline
% \end{tabular}
%\caption{Formato da mensagem gravada com a informação necessária para análise das situações de risco.}
%\label{tab:msg_risk}
%\end{table}

O ficheiro gerado pelo algoritmo contém, no primeiro campo o nome do ficheiro. No segundo campo a situação de risco encontrada. Os três seguintes contêm o tempo em que teve início a situação, a duração que a mesma teve e o tempo em que terminou. (Figura \ref{fig:txt_sit_col})


\begin{figure}[H]
\begin{center}
	      \includegraphics[width=\textwidth]{imagens/txt_risk_col.eps}
      \caption{Excerto do ficheiro gerado pelo módulo de deteção da situação de risco.}
  \label{fig:txt_sit_col}
\end{center}
\end{figure}

\subsection{Alertas visuais ao condutor}\label{sec:alerts_driver}

O algoritmo desenvolvido sinaliza obstáculos que estejam dentro das zonas azuis da figura \ref{fig:search_zones}, detetando assim uma possível ultrapassagem (zona 1), bem como o tempo de colisão ao obstáculo na frente do carro (zona 2).


%\begin{figure}[H]
%\centering
%\begin{minipage}[t]{0.25\linewidth}
%      \centering
%     \includegraphics[width=0.9\textwidth]{imagens/zona_de_detecao.eps}
%\caption{Representação das zonas de procura de obstáculos.}
%\label{fig:search_zones}
%  \end{minipage}
%	  \hspace{1cm}
%  \begin{minipage}[t]{0.5\linewidth}
%      \centering
%     \includegraphics[width=1.1\textwidth]{imagens/msg_driver_monitoring.eps}
%		\caption{Esquema da comunicação existente para o funcionamento do módulo \text{driver\_monitoring}.}
%\label{fig:msg_driver_monitoring}
%  \end{minipage}
%\end{figure}




\begin{figure}[H]
\centering
     \includegraphics[width=0.2\textwidth]{imagens/zona_de_detecao.eps}
\caption{Representação das zonas de procura de obstáculos.}
\label{fig:search_zones}
\end{figure}


Assim, o módulo de deteção das situações de risco subscreve a mensagem do Arduíno da velocidade e da monitorização, do PLC e por fim dos dois lasers Sick. (Figura \ref{fig:msg_driver_monitoring})


\begin{figure}[H]
\centering
 \includegraphics[width=0.5\textwidth]{imagens/msg_driver_monitoring.eps}
		\caption{Esquema da comunicação existente para o funcionamento do módulo de deteção das situações de risco.}
\label{fig:msg_driver_monitoring}
\end{figure}


O programa gera alertas visuais, assinalando com um cubo os obstáculos que incorrem nas seguintes situações:

\begin{itemize}

\item Aviso de obstáculo: Este aviso sinaliza o obstáculo mais próximo do AtlasCar e que se encontra dentro da zona lateral ao carro. Na figura \ref{fig:obstacle_detect} o obstáculo detetado está assinalado com um cubo azul na zona de procura 1.


\begin{figure}[h!]
\begin{center}
	\includegraphics[width=0.9\textwidth]{imagens/object_detected.eps}
      \caption{Deteção de um obstáculo na zona lateral do carro.}
  \label{fig:obstacle_detect}
\end{center}
\end{figure}

  \item  Falta de sinalização: O estado dos piscas é utilizado pelo algoritmo indicando a falha do condutor, isto é, o não aviso dos outros utentes da via (\ref{fig:blink}).

\begin{figure}[h!]
\begin{center}
	      \includegraphics[width=0.9\textwidth]{imagens/forgot_blink_left.eps}
      \caption{Indicação de falta de sinalização para o lado esquerdo.}
  \label{fig:blink}
\end{center}
\end{figure}


  \item Boa manobra: Têm em conta a velocidade do carro visto circular dentro de uma localidade estando restrito à velocidade máxima de 50 km/h, o facto de fazer sinal indicador de mudança de direção (pisca) e por fim a não existência de nenhum objeto na zona lateral esquerda do carro. (figura \ref{fig:good_manouver})

\begin{figure}[h!]
\begin{center}
	      \includegraphics[width=0.9\textwidth]{imagens/good.eps}
      \caption{Indicação de manobra bem executada.}
  \label{fig:good_manouver}
\end{center}
\end{figure}


  \item Risco de colisão: Este aviso tem por base o cálculo do tempo de colisão ao obstáculo situado na zona 2 da figura \ref{fig:search_zones}.
O tempo de colisão é calculado pela seguinte equação:

\begin{equation}
		\text{T}_c = \frac{D}{V}\ \left[ s \right]
\end{equation}

Onde \textit{D} é a distância ao obstáculo e \textit{V} a velocidade que o objeto detetado tem em relação ao carro.
O aviso de risco de colisão é publicado quando o tempo de colisão ao objeto mais próximo da frente do AtlasCar é inferior a 6 segundos (Figura \ref{fig:risk_colision}). Foram definidos 6 segundos pois testes realizados com o AtlasCar em piso seco, definiram que este demorava a travar dos cinquenta aos zero kilómetros por hora 4.76 segundos, em média. Se tivermos em conta que o condutor demora 1 segundo a até iniciar a imobilização do carro. Teremos um total de 5.76 segundos, até à imobilização total do veículo. 



\item Situações de perigo: Embora não tenham sido utilizadas, a buzina e os indicadores de perigo (4 piscas) são considerados pelo algoritmo como um alerta externo, ditado pelo condutor para que seja registado como situação de risco no ficheiro.
\end{itemize}

A vantagem na utilização deste módulo, está na melhor perceção que o condutor tem das situações de risco em que é envolvido diariamente nas estradas. %\ref{sec:adas}

\begin{figure}[H]
\begin{center}
	      \includegraphics[width=0.9\textwidth]{imagens/colision_risk.eps}
      \caption{Indicação de risco de colisão.}
  \label{fig:risk_colision}
\end{center}
\end{figure}






%O funcionamento do algoritmo pode ser vislumbrado no vídeo [por link e fazer o video].
