Ford ontwikkelingsprogramma verder versneld

Op dit moment test Ford als eerste fabrikant autonome auto’s onder winterse omstandigheden zoals sneeuw. Dit is een belangrijke stap in het plan van het bedrijf om volledig autonome auto’s binnen het bereik van miljoenen consumenten wereldwijd te brengen.

In tegenstelling tot andere belangrijke autofabrikanten en technologiebedrijven die de autonome auto’s alleen hebben getest in droge, veelal zonnige omgevingen, weet Ford dat, wil er een toekomst zijn voor autonoom autorijden, er niet kan worden vertrouwd op ideale omstandigheden.

“Onafhankelijk rijden onder perfecte weersomstandigheden, is niet zo moeilijk”, aldus Jim McBride, technical leader for autonomous vehicles bij Ford. “Maar dat is wel even anders wanneer de boordsensoren de weg niet kunnen waarnemen vanwege sneeuwval. Weersomstandigheden zijn vaak niet perfect. Dus testen wij autonome auto’s in winterse omstandigheden voor alle mensen die in gebieden wonen waar het kan sneeuwen.”

Ford voert de wintertests uit in Michigan, onder andere in Mcity, het uitgebreide testterrein van de University of Michigan waar een stedelijke omgeving op ware grootte is nagebootst. Bij volledig autonoom rijden kan niet worden vertrouwd op gps dat tot op enkele meters nauwkeurig is. En bij autonoom rijden is het van essentieel belang dat de precieze positie van de auto bekend is, niet alleen in een stad of op een weg, maar zelfs de rijstrook; een afwijking van enkele centimeters maakt al een groot verschil.

LiDAR is daarentegen in staat om de positie van de Fusion Hybrid in een bepaalde rijstrook tot op de centimeter te bepalen en is daarmee veel nauwkeuriger dan gps. Met de laserlichtpulsen die LiDAR uitzendt, kan de auto realtime een driedimensionaal HD-beeld maken van de directe omgeving.

Onder ideale weersomstandigheden is LiDAR de efficiëntste manier om in de directe omgeving belangrijke informatie en metagegevens (onderliggende informatie over de feitelijke gegevens) te vergaren over nabijgelegen objecten. Aan de hand hiervan wordt vervolgens de beste rijroute bepaald. Maar bij sneeuw of druk verkeer is de weg niet zichtbaar voor LiDAR en andere sensoren zoals camera’s. Dit is ook het geval wanneer er sneeuw of vuil op de lens van de sensor zit. Technici van Ford en de University of Michigan gingen gezamenlijk aan de slag om het voor een autonome auto mogelijk te maken een besneeuwd wegdek te ‘lezen’.

Hoe werkt autonoom rijden bij sneeuw?
Om op besneeuwde wegen te kunnen navigeren, zijn de autonome auto’s van Ford uitgerust met hoge-resolutie 3D-kaarten, compleet met informatie over de weg en wat zich daarboven bevindt, zoals wegmarkeringen, verkeersborden, oriëntatiepunten en geografische en topografische elementen.

“Kaarten die door andere bedrijven zijn ontwikkeld, werken niet altijd als er sneeuw ligt”, zegt Ryan Eustice, universitair hoofddocent aan het College of Engineering van de University of Michigan. “De kaarten die we met Ford hebben gemaakt, bevatten bruikbare informatie over de 3D-omgeving rond de auto, zodat zelfs bij een sneeuwlaag positiebepaling mogelijk is.”

Een autonome auto maakt de kaarten tijdens het rijden in de testomgeving onder gunstige weersomstandigheden. Hiervoor wordt gebruikgemaakt van technologieën die objecten als verkeersborden, bomen en gebouwen registreren. Wanneer de auto de grond niet kan zien, worden bovengrondse oriëntatiepunten gedetecteerd aan de hand waarvan de positie op de kaart wordt bepaald. Vervolgens rijdt de auto probleemloos onder slechte weersomstandigheden.

“De normale veiligheidssystemen van de auto, zoals Electronic Stability Control en het tractieregelsysteem, die vaak worden gebruikt op gladde winterse wegen, werken samen met de programmatuur voor autonoom rijden”, aldus McBride. “Uiteindelijk willen wij dat onze autonome auto’s verslechterende weersomstandigheden detecteren, beslissen of doorrijden verantwoord is, en zo ja, voor hoelang.”

Pionier in autonomie
Onder winterse omstandigheden rijden biedt nog steeds een reeks uitdagingen, maar de tests die Ford uitvoert, betekenen een belangrijke mijlpaal op de weg naar autonoom rijden. Deze weg begon ongeveer tien jaar geleden bij de eerste generatie autonome auto van Ford, een F-250 Super Duty die was uitgerust met LiDAR.

In 2013 introduceerde Ford een tweede generatie autonome auto, een Fusion Hybrid sedan die was uitgerust met geavanceerdere LiDAR-sensoren. Afgelopen zomer is het ontwikkelingsprograma voor volledig autonome auto’s van Ford van de research-fase overgegaan naar de advanced engineering-fase, de tweede van de drie fases die moeten worden doorlopen voordat productie kan worden opgestart.

Eerder deze maand werd door Ford de volgende stap aangekondigd, namelijk een verdrievoudiging van het aantal volledige autonome auto's dat wordt getest op wegen en testcircuits in Californië, Arizona en Michigan. Het aantal testauto’s komt hiermee op dertig. Hiermee beschikt Ford als autofabrikant over het grootste wagenpark volledige autonome auto’s. Ook deze autonome auto’s van de derde generatie zijn gebaseerd op een Fusion Hybrid sedan. Zij zijn nu uitgerust met de eerste autospecifieke LiDAR-sensor die verschillende rijscenario’s aankan, mede dankzij het grotere bereik van ongeveer 200 meter.

Voortbouwend op meer dan een decennium onderzoek door Ford naar autonome auto’s, is deze stap een belangrijk element in Ford Smart Mobility, het plan waarmee Ford de stap wil zetten naar het volgende niveau op het gebied van connectiviteit, mobiliteit, autonome auto’s, de klantervaring, data en analyse.

Als partner van Duits onderzoeksproject UR:BAN

· Demonstratie met autonoom remmende en sturende Opel Insignia
· Verbeterde verkeersdoorstroming ook goed voor mens en klimaat in de stad

De meeste rijassistentiesystemen zijn bedoeld voor gebruik buiten de stad. Maar juist in druk stadsverkeer zouden ze zeer goed van pas komen. Automobilisten komen soms ogen te kort om alle auto’s, vrachtauto’s, bussen, fietsers en voetgangers in de gaten te houden. Opel werkt nu mee aan de ontwikkeling van systemen die bestuurders in de stedelijke hectiek waarschuwen voor dreigend gevaar en zelfs de besturing kortstondig kunnen overnemen.

Opel doet dat als partner van het onderzoeksproject UR:BAN (gebruikersgerichte hulpsystemen en netwerkbeheer). Het project wordt gedeeltelijk gefinancierd door de Duitse overheid en is bedoeld om de veiligheid en de verkeersdoorstroming in steden te verbeteren. 31 partners – uit de auto-industrie, en elektronica- en softwarebedrijven – ontwikkelen in samenwerking met onderzoeksinstituten en lokale overheden intelligente bestuurdersassistentiesystemen en coöperatieve verkeersmanagementsystemen.

Veiliger rijden in de stad
Vooral in het stadsverkeer doen zich regelmatig situaties voor waarop een automobilist niet altijd tijdig kan reageren. Bijvoorbeeld als een auto plotseling wegrijdt van een parkeerplaats of als kinderen onverwacht van achter een geparkeerde auto de rijbaan op lopen. Opel heeft voor het UR:BAN-project een speciaal ontwikkelde Insignia ingezet, die waarschuwt voor dergelijke gevaren, maar die ook voertuigen en voetgangers kan ontwijken door automatisch te sturen en te remmen. Deze Insignia is uitgerust met een geavanceerde camera en radar, en met aangepaste rem- en stuursystemen die de controle over het voertuig kunnen overnemen.

Een ander demonstratievoertuig van Opel gaat nog een stap verder. Hierin zijn rijassistentiesystemen ingebouwd die ook rekening houden met het gedrag van de bestuurder. Aan de hand van voertuiggegevens, een frontcamera en een camera die de hoofdbewegingen registreert, analyseert het systeem aan de hand van een speciaal ontwikkeld algoritme het gedragspatroon van de bestuurder, om bijvoorbeeld te voorspellen wanneer hij of zij gaat inhalen. Met deze nieuwe techniek zijn systemen zoals de dodehoekwaarschuwing te optimaliseren en zijn overbodige en storende waarschuwingen te vermijden. Actieve veiligheidsvoorzieningen worden zo in de toekomst beter aanvaard.

Interactie tussen auto’s en infrastructuur
Opel werkt niet alleen aan systemen om aanrijdingen te voorkomen, maar wil ook de doorstroming van het verkeer bevorderen, met als doel om overlast te verminderen en brandstofverbruik te verlagen. Een Insignia Sports Tourer is voorzien van een MMI (Man-Machine-Interface), die via een WiFi-verbinding data betrekt van een verkeerscentrum en van andere voertuigen. Deze interactie maakt anticiperen mogelijk om bijvoorbeeld een kruispunt vlot en veilig te naderen en zonder te stoppen door te rijden. De bestuurder krijgt daarvoor aanwijzingen en informatie op de infodisplay in het dashboard en de middenconsole.

De expertise van Opel met deze zogenoemde Car-to-X-communicatie is hierbij van grote waarde. Het is de opmaat naar autonoom rijden. Hoewel al grote vooruitgang is geboekt met rijassistentiesystemen en automatisch rijdende auto’s, wil Opel ook de acceptatie vergroten. De rijervaring moet aangenaam blijven. Volgens Opel is rijden alleen leuk als het niet te saai en ook niet te veeleisend is en dat is precies waaraan de assistentiesystemen in de toekomst moeten en kunnen bijdragen.

Partner in grootschalig onderzoek ‘Ko-HAF’

·  Opel nauw betrokken bij grootschalig onderzoeksproject
·  ‘Ko-HAF’ gericht op ontwikkeling autonome voertuigsystemen
·  Prototype moet autonoom kunnen rijden op snelwegen

Opel is nauw betrokken bij het grootschalige Duitse onderzoeksproject Ko-HAF (Kooperatives hochautomatisiertes Fahren) dat zich volledig richt op autonoom rijden. Een van de belangrijkste uitdagingen op het gebied van autonoom rijden zijn de uiterst gedetailleerde digitale kaarten die nodig zijn voor een zeer nauwkeurige locatiebepaling van de auto. Ook het proces van het overschakelen van autonoom naar handmatig rijden op ieder gewenst moment wordt door Opel in Ko-HAF uitvoerig onderzocht.

Automobilisten die veel tijd in de auto doorbrengen, vragen zich wel eens af of zij hun tijd niet beter kunnen benutten. Bijvoorbeeld door de krant te lezen, e-mails te checken of andere werkzaamheden uit te voeren. Een autonoom rijdende auto maakt dat mogelijk.

Safety Server
Deskundigen schatten dat een automobilist ongeveer tien seconden nodig heeft om zijn aandacht volledig op het rijden te richten als hij daarvoor met iets anders bezig was. Een zelfstandig rijdende auto moet dus in staat zijn om binnen die tijd de rijomgeving te herkennen en de verkeerssituatie in te schatten. Om dat allemaal vast te stellen, heeft de auto veel meer informatie nodig dan nu mogelijk is met behulp van sensoren en navigatie. Daarom onderzoeken Opel en Ko-HAF de mogelijkheden van de zogenoemde Safety Server. Die maakt gebruik van sensoren die wegmarkeringen en andere objecten op de weg detecteren. De Safety Server verwerkt die informatie en stelt op basis daarvan een voorspellende digitale kaart op. Opel richt zich met name op de communicatie tussen server en auto via een zelf ontworpen serveromgeving, interfaces en communicatieprotocollen.

Gedrag herkennen
In het kader van autonoom rijden richt Opel zich ook op de bestuurder. Dankzij speciale software en sensoren wordt het gedrag van de bestuurder herkend en onderverdeeld in een bepaalde categorie terwijl de auto zelfstandig rijdt. Tevens moet de auto exact weten waar hij zich bevindt. Opel ontwerpt daarom algoritmes voor visuele kaarten en lokalisatie, die vervolgens gecombineerd worden met informatie van navigatiekaarten, bewegingssensoren en het wereldwijde satellietnavigatiesysteem (GNSS).

Prototype
Opel werkt in het onderzoeksproject aan een prototype dat autonoom kan rijden op de snelweg. Eerst wordt het prototype uitvoerig getest op een afgesloten testbaan. Ko-HAF ging in juni 2015 van start en loopt tot november 2018. Het project beschikt over een budget van 36,3 miljoen euro en kan rekenen op de steun van het Duitse ministerie van Economie en Energie.

·  Testfase voor transport van auto’s zonder bestuurder
·  Auto’s komen volautomatisch op de juiste plek
·  Robots verbeteren de ergonomie en efficiency

In het kader van de ‘intelligente fabriek van de toekomst’ test Audi AG een systeem waarbij robots auto’s vervoeren van de fabriek naar een tijdelijke opslagplaats. Op basis van hun bestemming krijgen ze daar een tijdelijke plek toebedeeld om vervolgens op transporttreinen te worden geladen. Audi maakt zich op voor de industriële toepassing van dit systeem en onderzoekt ook andere mogelijkheden voor dergelijke robots.

De toepassing van robots die auto’s vervoeren heeft diverse voordelen: het voorkomt lange loopafstanden voor werknemers en het verbetert de ergonomie. Bovendien dragen de robots bij aan nog efficiëntere processen in en rond de fabriek.

De naam is Ray
De robots die ‘Ray’ zijn gedoopt, komen uit de koker van Serva Transport Systems uit Duitsland. Al in 2013 werden deze robots genomineerd voor de ‘German Founder Award’.

Robot Ray kan vrij bewegen en is zeer flexibel. Zijn basis wordt gevormd door een zes meter lang frame, waarbij sensoren de positie en de afmetingen van een auto vaststellen. Vervolgens pakt de robot voorzichtig de wielen vast en tilt de auto zo maximaal tien centimeter op. Ray ‘parkeert’ de auto daarna volautomatisch op zijn bestemming. Met Ray kunnen auto’s met een lengte tot 5,3 meter snel worden vervoerd en tijdelijk plaatsbesparend worden opgeslagen. Zodra een voldoende aantal auto’s klaar is voor vertrek naar een bepaalde bestemming, verplaatst de robot ze naar de locatie van waaruit ze op de trein worden geladen.

Nieuwe technologieën maken autorijden nog makkelijker en comfortabeler

Computers en auto’s smelten steeds meer samen. De mogelijkheden die dit op korte termijn biedt, laat Volkswagen zien op de CES in Las Vegas, de belangrijkste elektronicabeurs ter wereld. Het spectrum van de innovaties van Volkswagen reikt van handgebaarbediening tot draadloos opladen en volautomatisch autonoom parkeren.

Volkswagen is voor het eerst aanwezig op de Consumer Electronics Show (CES) in Las Vegas. Om te beginnen met de Golf R ‘Touch’. Dit studiemodel heeft allerlei functies die je kunt bedienen met handgebaren die worden opgemerkt door speciale camera’s. Ofwel: een zeer intuïtieve bedieningsmethode die ook nog eens veel schakelaars overbodig maakt.

Het laden van de toekomst
Met automatisch inductief laden wordt het laden van elektrische Volkswagens als de e-Golf veel makkelijker: de auto parkeert zichzelf boven een ‘laadplaat’ waarna het draadloze laadproces start. ‘Charge Check’ toont via de LED-knipperlichten in de buitenspiegels of de accu’s vol zijn (ononderbroken verlicht) of nog laadtijd nodig hebben (pulserend). Volkswagens ‘e-Station Guide’ geeft aan waar laadstations te vinden zijn, welke laadapparatuur aanwezig is en wat de betaalopties zijn. Deze gids wordt continu geüpdatet door gebruikers. Elk nieuw laadpunten is zo snel vindbaar.

Smartphone wordt autosleutel
Een andere nieuwe functie die Volkswagen in Las Vegas presenteert is de ‘Digitale Sleutel’. Die maakt van een smartphone of smartwatch de autosleutel, waardoor ook anderen (geautoriseerd) toegang kunnen krijgen tot de auto, bijvoorbeeld voor onderhoud.

Parkeren van de toekomst: e-Valet parking
Al sinds 2007 helpen Volkswagens hun bestuurders met parkeren via Park Assist. In Las Vegas laat Volkswagen ‘Trained Parking’ zien.

Hierbij herkent de auto een parkeerplaats die eerder is gebruikt, en kan er zichzelf daarna volledig automatisch inparkeren. In een volgende ontwikkelfase hoeft de bestuurder niet eens meer in de auto te zitten bij het parkeren. Hij of zij kan van een afstandje toekijken hoe de auto zichzelf parkeert. De smartphone kan worden gebruikt als afstandsbediening.

General Motors (GM) en Opel tonen hun inzet op het gebied van geavanceerde technologie voor de toekomst. Op het World Congres on Intelligent Transport Systems (ITS) in Detroit presenteert GM nieuwe technieken voor autonoom rijden. Op ITS staat een Opel Insignia met speciale camera- en sensortechnologie waarmee de auto geheel zelfstandig en veilig kan rijden.

“GM brengt over circa twee jaar zijn eerste auto met V2V-connectiviteit op de markt. Ook kan ik al melden dat wij dan ook een baanbrekende, autonoom rijdende auto introduceren”, zegt General Motors CEO Mary Barra. “Bij GM hebben we de passie, de financiële mogelijkheden, de technologie en het talent om groot te denken. Wij zullen onze investeringen uitbreiden om bepaalde risico’s te nemen. Ik luister naar onze klanten. Zij willen onbelemmerde, persoonlijke mobiliteit. Klanten verwachten van ons dat wij helpen om files op te lossen, luchtvervuiling tegen te gaan en het aantal verkeersongevallen tot nul te reduceren. Voor mij is dat geen doel, maar een plicht.”

Opel Insignia
De Opel Insignia die als demonstratievoertuig op het ITS schittert, is uitgerust met camera’s, speciale sensoren en V2V- en V2I-communicatie-technologieën (vehicle-to-vehicle en vehicle-to-infrastructure). Met deze toekomstige technologie kan de auto zowel in stadsverkeer (stop & go) als bij lage en hoge snelheden autonoom rijden. De zes sensoren in de bumpers van de Opel Insignia maken gebruik van lichtbundels en scannen continu de omgeving om obstakels rond de auto te signaleren. De voorwaarts gerichte camera boven op de auto leest wegmarkeringen en detecteert objecten. De V2V- en V2I-technieken in de antenne op het dak communiceren met naderende objecten. Via GPS is de auto continu ‘op de hoogte’ van zijn locatie. Alle informatie wordt verwerkt door een geavanceerde computer, zodat een virtueel 360-gradenbeeld van de auto en zijn directe omgeving ontstaat en alle naderende objecten en eventuele gevaren worden gedetecteerd.

V2P-technologie
GM demonstreert dat de communicatietechnologie ook voor andere doeleinden kan worden gebruikt, waaronder V2P (vehicle-to-pedestrian). Op het buitenterrein van het ITS is een bouwplaats met talloze voetgangers nagebootst. De voetgangers zijn echter niet zichtbaar voor de bestuurder en de passagiers, maar communiceren via armbanden met de naderende auto. De bestuurder is dus extra alert op voetgangers, ondanks dat ze voor hem niet zichtbaar zijn. Vergelijk het met kleine kinderen die op straat tussen de geparkeerde auto’s spelen. Je ziet ze niet, maar het is goed om te weten dat ze er zijn. GM werkt ook aan andere vormen van communicatie tussen voetganger en voertuig, wat bijdraagt aan de alertheid van de bestuurder.

“Er is nog een lange weg te gaan voor ons als pioniers, maar wij zullen ons maximaal inzetten op het gebied van Research & Development en het voeren van gesprekken met klanten en wetgevers”, aldus Barra.