De ontwikkeling van de zelfrijdende auto zorgt voor grote veranderingen bij het maken van kaarten. Alleen navigatie via gps is namelijk helemaal niet meer nauwkeurig genoeg.
Welke technieken zijn in de maak om ervoor te zorgen dat we in de toekomst alleen maar de bestemming hoeven in te toetsen en onze auto ons daar vervolgens uit zichzelf naar toe rijdt? We vroegen het aan universitair docent Christian Tiberius van de TU Delft en Willem Strijbosch, hoofd ontwikkeling autonoom rijden van TomTom.
De meeste navigatieapparatuur bepalen hun positie nu met gps, waarbij met behulp van satellietsignalen de plaats op de weg wordt berekend. Maar voor zelfrijdende auto’s is die techniek niet voldoende, want daarbij moet de locatie tot op de decimeter nauwkeurig zijn bepaald. Anders ontstaan onveilige situaties waarbij de auto denkt dat hij in een andere rijstrook zit dan in werkelijkheid. Gps werkt bovendien niet in tunnels.
‘Bovenmenselijk geheugen nodig’
“Bij zelfrijdende auto’s vervangt een robot de mens, die zijn ogen, oren, hersenen, armen en benen gebruikt om te rijden”, legt Strijbosch uit. Fabrikanten stellen hoge eisen aan TomTom op het gebied van veiligheid: “Het publiek zal zelfrijdende auto’s pas accepteren als die veiliger is dan de mens, wij moeten dus een bovenmenselijk geheugen maken.”
TomTom werkt in de vergelijking tussen mens en robot aan het vervangen van de hersenen. “Stel, je rijdt iedere dag dezelfde route. Dan weet je precies welke rijstrook je moet hebben bij het stoplicht beneden aan de afslag, of het nu regent, sneeuwt of heel druk is. Je hebt namelijk een kaart in je hoofd”, vertelt Strijbosch.
“Maar rijd je in Rome van het vliegveld naar je hotel, dan kom je soms pas drie meter voor het stoplicht half in de goede baan tot stilstand, onder luid getoeter van andere auto’s omdat je dan pas ziet in welke baan je moet zijn.”
Data in de cloud
In situatie één zit er een kaart in je hersens, in situatie twee niet. “Wij leveren die kaart”, aldus Strijbosch over de rol van TomTom. Een kaart die bovendien constant wordt bijgewerkt met de data die auto’s naar de cloud sturen. De observaties die auto’s doen met hun systemen waarmee ze op de weg blijven, worden goed geanalyseerd om te kijken of de kaart er echt accurater van wordt.
Als aanvulling op de gps zijn er inmiddels meerdere technieken waarmee een auto in combinatie met een kaart ‘weet’ waar die is en wat er in zijn omgeving gebeurt en ziet of er bijvoorbeeld een voetganger net voor de auto oversteekt. “Laserradar, radar, akoestische radar, traagheidssensoren en camera’s”, somt Christian Tiberius van de TU Delft op.
Hij legt uit wat al die verschillende systemen inhouden:
- Laserradar (ook Lidar genaamd) werkt met behulp van laserstralen. Die weerkaatsen op voorwerpen, met die data worden 3D-kaarten gemaakt.
- De klassieke radar, volgens hetzelfde principe als in de scheepvaart wordt gebruikt.
- De akoestische radar werkt zoals een vleermuis met het zenden van ultrasoon geluid. Als dat signaal weerkaatst wordt, ontstaat een beeld.
- Traagheidssensoren die werken volgens een natuurkundig principe waarbij er een blokje metaal tussen veertjes hangt in het voertuig. Remt het voertuig af, dan wordt het blokje naar voren geduwd, want dat wil altijd in dezelfde beweging blijven doorgaan. Als de auto zijn beginpunt weet (bijvoorbeeld door gps), kan hij aan de hand van deze techniek zijn vervolg bepalen. Want de traagheidssensoren registreren ook bochten.
- Camera’s filmen de omgeving.
De systemen werken vaak twee kanten op, legt Tiberius nog uit. Niet alleen wordt met behulp van Lidar data verzameld voor geavanceerde kaarten, zelfrijdende auto’s gebruiken het systeem vervolgens ook om te controleren of ze wel echt op de plek zijn waar ze op basis van de kaarten naar toe zijn gereden.
Ook camera’s, traagheidssensoren en de andere types radar worden gebruikt om te matchen met de kaarten.
Overigens werken Tiberius en zijn collega’s op de TU Delft zelf aan een nauwkeuriger gps. Dat kan door gps-ontvangers naast de weg te zetten. Deze dienen als ijkpunt voor auto’s die in de buurt komen.
Het satellietsignaal dat zij ontvangen wordt vertraagd door de atmosfeer en dat kan voor afwijkingen zorgen. Door te vergelijken met de ontvangers langs de weg, waar de positie bekend van is, kan de afwijking gecorrigeerd worden, tot op de centimeter.
Mix van meerdere systemen
Toch zetten de meeste fabrikanten in op een mix van systemen, want sensoren zijn niet zaligmakend, legt Tiberius uit.
Dat geldt ook voor TomTom, vertelt Strijbosch. “Wij gebruiken camera, laserradar en gewone radar. De nadruk ligt op de eerste twee, die zijn het meest accuraat en geven de hoogste resolutie.”
Gps is nog wel noodzakelijk, maar alleen als startpunt. “Zelfrijdende auto’s hebben extra data nodig, RoadDNA noemen wij dat”, aldus Strijbosch. Camera’s aan de zijkant van de auto filmen boven, bruggen, verkeersborden langs de weg. Dat plaatje wordt vergeleken met de data die er al is. Op die manier is TomTom in staat om tot op 15 centimeter nauwkeurig de positie te bepalen in HD Maps.
‘Grote interesse’ bij autofabrikanten
Dat het bedrijf daarin een heel eind op weg is, blijkt uit de interesse van autofabrikanten. Die is volgens Strijbosch ‘zeer groot’.
Volvo is al binnen als klant op het gebied van zelfrijdende auto’s en er zijn al partnerships met Volkswagen en Bosch, een grote toeleverancier in de industrie. Bovendien werken vier van de vijf grootste automakers ter wereld al met HD Maps. “Je kunt het nog niet kopen, maar er wordt wel mee getest, ze kijken wat ze ermee kunnen”, vertelt Strijbosch.
Tiberius beaamt dat TomTom ‘serieus aan de weg timmert’, ze zijn samen met Here (opgericht door Nokia) wereldwijd marktleider. Hij vult nog aan dat er ook een mooie rol is voor chipproducent NXP, vorig jaar overgenomen door het Amerikaanse Qualcomm, bij het produceren van elektronica voor de auto-industrie maakt. Er worden bij het bedrijf onder meer radarsensoren gemaakt en chips om auto’s met elkaar te laten communiceren.
Laat een reactie achter