- Onderzoek
- 20/02/2015
Automatisch rijden op je voorganger
Moeten we de claim van Google dat het binnen vijf jaar zelfrijdende auto’s op de markt zal brengen serieus nemen? Rijden ook hier binnenkort de eerste auto’s zonder chauffeur rond? Volgens Henk Nijmeijer zal het zo’n vaart niet lopen met autonome voertuigen. De hoogleraar Dynamics & Control vindt dat auto’s eerst met elkaar moeten leren communiceren. Daarom worden in het Automotive Lab van de TU/e momenteel Renault Twizy’s zo aangepast dat ze kunnen anticiperen op het rijgedrag van hun voorgangers. De ultieme test volgt volgend jaar in een nieuwe Grand Cooperative Driving Challenge op de A270 tussen Eindhoven en Helmond.
Als we de laatste berichten mogen geloven, ziet Google zijn zelfrijdende auto als een ideale taxi - zonder chauffeur dus. Dat is vooral een publiciteitsstunt, denkt Henk Nijmeijer. “Ze weten keer op keer in het nieuws te komen met hun plannen, dat doen ze heel slim. Google hoopt een grote autofabrikant te strikken om met ze in zee te gaan. En dat zal ze ook wel lukken.”
Maar daarmee ben je er nog niet, vindt de automotive-expert. “Je moet bedenken dat die auto nu maar veertig kilometer per uur kan rijden en dat er geen andere auto’s binnen een straal van 25 meter mogen komen. Je zou de auto een bibliotheek op wielen kunnen noemen: hij bevat een database met allerlei verkeerssituaties en hoe hij daarop moet reageren. Met een camera en radar scant hij de situatie en zoekt die op in zijn bibliotheek. Dat kost tijd, zelfs voor de snelste systemen. Vandaar die veiligheidsmarge. Maar dat is natuurlijk niet praktisch.”
De Google Car zal prima presteren als hij zijn testrondjes rijdt in de woestijn van Silicon Valley, maar dat is iets heel anders dan een autonome auto loslaten in de jungle van het stadsverkeer. Volgens Nijmeijer doen zich daar geheid situaties voor die niet in de bibliotheek van de auto te vinden zijn. “In dat geval reageert de auto helemaal niet. En dat zou wel eens de slechtst mogelijke reactie kunnen zijn.”
Het pad naar autonome voertuigen op de openbare weg zal geleidelijk zijn, denkt Nijmeijer. “Je moet beginnen bij wat we coöperatief rijden noemen. Hierbij staan voertuigen draadloos met elkaar in verbinding en krijgt je auto door wanneer zijn voorganger bijvoorbeeld remt of gas geeft.” Middels een soort geavanceerde cruise control reageert de auto veel sneller op de tempowisselingen van zijn voorganger dan de chauffeur zelf zou kunnen doen. Cooperative Adaptive Cruise Control (CACC) wordt dit systeem genoemd.
“Met CACC heb je je benen niet meer nodig, zou je kunnen zeggen: je hoeft zelf geen gas meer te geven of te remmen.” De gedachte is dat met CACC zogeheten spookfiles -die puur ontstaan door slecht anticiperen- kunnen voorkomen. In 2011 is deze methode uitgebreid getest op de A270 tussen Eindhoven en Helmond. De TU/e was nauw betrokken bij de organisatie van deze Grand Cooperative Driving Challenge (GCDC) en nam ook deel met een door autofabrikant DAF beschikbaar gestelde truck. “Volgend jaar komt er een nieuwe GCDC en daarin gaan we een stap verder. De bedoeling is om dan ook de besturing te automatiseren.”
Met dit doel worden de deelnemende auto’s voorzien van een camera, die zich fixeert op het nummerbord van de voorliggende auto. Op die manier ‘ziet’ de auto wanneer er een bocht in de weg aankomt en volgt hij automatisch in de slipstream van zijn voorganger. Tenminste, dat is het uiteindelijke doel. Nijmeijer geeft toe dat het sturen lastiger is dan remmen en gas geven. “Als je meteen het stuur omgooit als je voorganger dat doet, lig je bij wijze van spreken in de sloot, dus moet je de juiste vertraging inbouwen. En invoegen is nog een stap moeilijker omdat je geen voorganger hebt.”
De TU/e heeft voor de Grand Cooperative Driving Challenge 2016 twee Renault Twizy’s aangeschaft: kleine tweepersoons elektrische stadsautootjes. Heel andere koek dan de DAF-truck van 2011, vindt ook Nijmeijer. “Het is geen echte auto natuurlijk, maar hij is elektrisch en daar hechten we waarde aan. Het belangrijkste is dat het zo’n simpel ding is. Zonder stuurbekrachtiging en ABS. Dat maakt dat je eenvoudig een actuator kunt inbouwen om het stuur mee te bedienen. En je hebt geen last van bestaande regelsystemen als je met de remmen aan de slag wilt. We hebben hier in het Automotive Lab ook een paar Volkswagen Lupo’s omgebouwd tot een elektrische variant. Daarvoor moesten we zelf uitpluizen hoe de regel-elektronica in elkaar stak. Dat is ons wel gelukt, maar dat was natuurlijk niet het doel van dat project.”
Voor het automatisch interpreteren van de camerabeelden werken Nijmeijer en zijn collega’s samen met de groep Video Coding and Architectures van Peter de With en Gijs Dubbelman. Verder wordt binnen de TU/e samengewerkt met Reinder Bril (Computer Science) voor de softwarearchitectuur en geeft Jacques Terken (User-Centered Engineering) advies over mens-machine-interactie. Daarnaast denkt een groep honorsstudenten na over de verdere mogelijkheden van een vloot coöperatieve Twizy’s.
Als volgende stap richting ‘autonome’ voertuigen voorziet de hoogleraar specifieke toepassingen op afgesloten trajecten. “Dan moet je denken aan vrachtvervoer in de haven van Rotterdam, of personen transporteren van de parkeerplaats bij Schiphol naar de terminal.” Ook ziet hij wel iets in een experiment waarbij vrachtwagens ’s nachts in colonne op de linkerbaan van de snelweg van Rotterdam naar het Ruhrgebied mogen rijden. Uitgerust met CACC zouden die dieselslurpers al veel brandstof kunnen besparen. En wie weet heeft straks alleen de voorste wagen nog maar een chauffeur nodig - ook dat drukt de kosten flink.
Voor zijn eigen Twizy’s heeft Nijmeijer ook een droombestemming. “Ik stel me zo voor dat ik bezoekers ophaal op het station met een kolonne van Twizy’s, waarvan ik de voorste bestuur. De gasten kunnen dan plaatsnemen in één van de lege auto’s, die mij automatisch volgen naar de TU/e-campus of een andere locatie. Maar ook daarvoor heb je eigenlijk nog een busbaan nodig. Echt autonoom rijden in het gewone verkeer is vooralsnog niet meer dan een stip aan de horizon.”
Studenten die willen meedoen aan de Grand Cooperative Driving Challenge 2016 kunnen zich nog aanmelden voor het TU/e-team. Zij kunnen contact opnemen met Alejandro Morales.
Discussie