Anticolisão por GNSS/RTK para máquinas de pátio

O problema

Num pátio de granéis, máquinas enormes andam sobre trilhos e giram lanças longas, perto umas das outras. Uma colisão entre elas, ou com as pilhas de material, quebra equipamento, para a operação e põe gente em risco.

Para evitar isso, o sistema de anticolisão precisa saber o tempo todo onde cada máquina e cada lança estão. Mas a posição ao longo do trilho errava mais quanto mais a máquina andava para um lado do pátio. E cada teste para achar o erro pedia máquina parada, equipe no pátio e sinal de precisão, às vezes um dia inteiro.

O que faz

1. 1
   Lê o satélite com precisão

   Duas antenas em cada máquina recebem o sinal de satélite com a correção de uma base fixa, que chega a centímetros.

2. 2
   Calcula onde a máquina está

   Um programa dentro da máquina transforma esse sinal na posição, no rumo e no ponto ao longo do trilho, e entrega tudo ao sistema de controle da planta.

3. 3
   Testa no computador antes do pátio

   Um pátio em 3D e uma cópia do computador da máquina deixam testar cada versão nova sem parar nenhuma máquina.

4. 4
   Volta sozinho quando o sinal cai

   Se o receptor cai, o programa se reconecta sozinho, em vez de ficar parado até alguém ir lá reiniciar.

O que muda

A posição que o sistema de anticolisão usa ficou mais de cinco vezes mais precisa, e 9 defeitos da versão original foram corrigidos e validados antes de chegar ao campo.

Cada versão nova passa a ser testada no computador, quantas vezes for preciso, e a ida ao pátio vira a confirmação, não o primeiro teste.

E o mesmo jeito pode servir a qualquer equipamento de grande porte que dependa de posição por satélite: menos máquina parada para teste e mais confiança no que vai para o campo.

Problema, otimização e resultado

Problema

O software de posicionamento de cada máquina de pátio, empilhadeiras e recuperadoras sobre trilhos, lê um receptor GNSS de antena dupla com correção RTK e publica a posição para o sistema de controle da planta, que faz a anticolisão. A posição ao longo do trilho piorava num dos lados do pátio: a régua de referência era uma reta calibrada por dois pontos a uns 92 m um do outro e esticada por mais de 1 km, e saía 1,87% longa e 0,35° torta. Validar cada correção exigia máquina liberada, equipe em campo e RTK.

Otimização

O software instalado foi reconstruído e cada versão passou a ser validada no PC, em três camadas: uma bancada que reimplementa o cálculo e confere contra o executável real; um simulador 3D do pátio, mapeado por imagem de satélite, que injeta NMEA nas antenas e lê o Modbus; e uma réplica do computador da máquina numa VM Linux. Cada máquina lê GGA e HDT por TCP das duas antenas, no eixo e na lança, e publica 16 registradores por Modbus TCP; o software é .NET em Linux. A régua passou a ser uma por trilho, com três parâmetros por máquina.

Resultado

Erro na régua de 10,8 para 1,9 m e reconexão em 14 de 14 quedas, com o método nas evidências. Sem ir ao campo: 628 de 628 escritas iguais ao modelo na réplica Linux, 12 rodadas sem falha no simulador ao vivo, 143 execuções sem queda, 2 h de resistência com 24 falhas injetadas e 1.008 testes de unidade na última versão. O kit de instalação caiu de 437 MB para 43 MB. A calibração 3D ficou pronta no dia do pedido, e o simulador ao vivo, em cerca de 2,5 h. Medido entre setembro e outubro de 2026.

Evidências

• Erro de posição no trilho de 10,8 para 1,9 m

  Erro RMS fora da amostra, na máquina com o maior erro, com a régua nova por trilho; abaixo de 2 m em todas. No programa real, 10.174 de 10.180 escritas iguais ao modelo. Setembro e outubro de 2026.

  Medido.

• Reconexão em 14 de 14 quedas do receptor

  A versão instalada não voltou em nenhuma de 8 quedas, e a posição ficava parada até alguém reiniciar o serviço; a corrigida voltou em todas as 14, de 0,3 a 14 s.

  Medido.

• 9 defeitos da versão original corrigidos antes do campo

  Cada correção validada em bancada, no simulador 3D do pátio e na réplica Linux do computador da máquina, antes da instalação.

  Medido.

Limites

• A referência do simulador é o pátio modelado: ele valida o cálculo e a comunicação, e a acurácia em campo se confirma na instalação.
• O próximo passo é fechar os trechos da régua que ainda são provisórios, com novas leituras de campo.