spacer.png, 0 kB
Volg Cursor via Twitter Volg Cursor via Facebook Cursor RSS feed
spacer.png, 0 kB

spacer.png, 0 kB
Cursor in PDF formaatCursor als PDF
PrintE-mail Tweet dit artikel Deel dit artikel op Facebook

Slimme voertuigen sturen aan op veiliger verkeer en schoner milieu

12 juni 2008 - Auto’s en vrachtwagens met sensoren, detectoren en geraffineerde navigatiesystemen zullen binnen tien jaar het straatbeeld bepalen. Deze slimme voertuigen gaan zorgen voor veiliger verkeer, minder opstoppingen en schadelijke uitlaatgassen. Dat was de boodschap vorige week tijdens het Intelligence Vehicles symposium op de TU/e. Op de campus in Eindhoven waren ruim vierhonderd onderzoekers bijeen om dit zonnige toekomstbeeld uit te dragen.

De beste ambassadeurs van het nieuwe rijden, zijn de slimme auto’s zelf. Op de slotdag van het driedaagse symposium, vrijdag 6 juni, demonstreren teams uit de hele wereld hun laatste technische snufjes. Op een afgesloten Kennedylaan rijden sommige vierwielers geheel autonoom. Zonder tussenkomst van een bestuurder volgen wagens zelfstandig een vooraf ingevoerde route. Keurig remmend voor obstakels, met beschaafd bochtenwerk en zonder een krasje op te lopen.

Om hoge verzekeringskosten te voorkomen, zit er tijdens de demonstratie telkens wel iemand achter het stuur. In geval dat. Maar om alle twijfels weg te nemen, zwaaien de chauffeurs ieder rondje demonstratief met beide handen uit het portierraam. Kijk, geen truc maar werkelijkheid.

Alleen het uiterlijk van deze DARPA- voertuigen (zie kader, red.) verraadt het science fiction karakter. Op het autodak stalen frames met lasers en camera’s. Achter een opengezaagde grille loeren detectoren. In de bagageruimte tot aan de nok computers, accu’s en een wirwar aan draden. Tegen het dasboard en in de passagiersruimte een of meerdere displays. De testwagens ogen niet bepaald als een doorsneemodel. Volgens kenners is het echter een kwestie van tijd dat de technologie verfijnder en kleiner zal zijn. En dus toepasbaar voor iedere auto.

Acceptatie
Prof.dr. Henk Nijmeijer van de faculteit Werktuigbouwkunde tekent, samen met Bart van Arem van de Universiteit Twente, voor de organisatie. De prestigieuze bijeenkomst is sinds 1992 een jaarlijks terugkerende gebeurtenis. Dat blijkt vooral tijdens de demonstraties van de intelligent vehicles. Niet alleen de regionale en landelijke pers is op komen dagen. Ook buitenlandse media, waaronder een complete televisieploeg van Discovery Channel, zijn voor een reportage uitgerukt.

Het brengt Nijmeijer niet van zijn stuk. Daarvoor heeft het te veel moeite gekost om het symposium naar de Eindhovense campus te krijgen. De laatste keer dat Nederland een vergelijkbaar evenement had, was tien jaar geleden tijdens Demo ’98. Sindsdien heeft de technologie een grote vlucht genomen.

Nijmeijer: “We zitten al lang in het spoor van slimme toepassingen. Het antiblokkeersysteem (ABS) is een goed voorbeeld. Dat werd twintig jaar geleden op de markt gebracht. De eerste periode zijn alleen auto’s uit de hogere prijsklassen voorzien van het systeem. Tegenwoordig is vrijwel iedere auto standaard voorzien van ABS.”

Andere technologische verbeteringen liggen klaar voor gebruik. Volgens Nijmeijer vormen de acceptatie en betrouwbaarheid (‘reliability’) telkens de grootste horde. Hoe betrouwbaar is een toepassing? Kun je bewijzen dat software en elektronica een auto veiliger maken? Dat blijven terugkerende vragen.

Zo is na uitvoerig testen aangetoond dat ‘steering by wire’ even goed functioneert als de traditionele stuurstang. Het gaat om een ‘stuur’ dat niet langer vast zit aan de stuurinrichting, maar de rijrichting op elektronische wijze doorsluist. Gevoelsmatig zal dat menig chauffeur klamme handen bezorgen. Toch?
“Dat menselijke aspekt speelt zeker in rol in de acceptatie. Maar ik doel vooral op wet- en regelgeving door de overheid. Dat is de allesbepalende factor. Uiteindelijk moet de politiek nieuwe vindingen toestaan of verplichten.”

De geheel zelfstandig rijdende auto is volgens hem nog heel ver weg. “Zelfs als ze eenmaal veilig genoeg zijn en rondrijden. Wie is dan verantwoordelijk bij een botsing? Dat soort aspecten komt allemaal kijken bij de invoering.”

Speeltje
Nijmeijer voorspelt dat de gedemonstreerde vindingen in Eindhoven, binnen tien jaar tot de standaarduitrusting behoren van iedere nieuwe auto. “Het zijn in mijn ogen meer dan technische snufjes. Het gebruik van voetgangerdetectie kan veel dodelijke slachtoffers voorkomen. Dat is beduidend meer dan zomaar een ‘speeltje’ om een auto op te tuigen.”

Ook wat betreft files en uitstoot beloven slimme voertuigen veel goeds. Sensoren kunnen de afstand tot de directe voorganger op de weg meten. De bestuurder krijgt een waarschuwing als beide voertuigen elkaar te dicht naderen. Het is zelfs mogelijk dat de auto zelfstandig gas terugneemt. “Uit een test in Duitsland met vrachtwagens blijkt dat het ‘tweede’ voertuig hierdoor vijfentwintig procent minder diesel verbruikt. Met de huidige brandstofprijzen en uitstoot van fijn stof is dat meer dan interessant voor overheid en bedrijven.”

Behalve meer veiligheid en minder uitstoot, zorgen slimme voertuigen voor een betere stroomlijning van het verkeer. De dichtheid auto’s per meter weg kan hierdoor omhoog zonder dat het leidt tot extra verkeersopstoppingen. Meer asfalt is dus niet de enige oplossing voor het fileprobleem.

Nijmeijer benadrukt het belang dat onderzoekers, bedrijven en overheden hun kennis en wensen delen. Een auto is een complex geheel waarbij diverse systemen met elkaar integreren. Alleen door het totale plaatje te bekijken, zullen nieuwe toepassingen effectiever zijn. De auto zal over twintig jaar nog steeds het belangrijkste vervoermiddel zijn, meent de hoogleraar. Vermoedelijk gebouwd van lichtere materialen en kleiner van omvang. Lachend: “Een autoliefhebber? Nee, zo zou ik mezelf niet willen omschrijven. Ik ben vandaag op de fiets naar de universiteit gekomen. Maar ik vind het technisch en technologisch geweldig interessant. Zeker als je weet dat veel nieuwe vindingen straks in een alledaagse auto zitten./.

 

DARPA Grand Challenge



Autonome voertuigen krijgen alle aandacht vanuit de militaire hoek. Veel landen besteden een deel van het defensiebudget aan de ontwikkeling van ‘intelligent vehicles’. De Verenigde Staten voorop. De Amerikanen willen binnen tien jaar een derde van hun grondmaterieel autonoom laten opereren. Onbemande tanks, jeeps en trucks die zelfstandig hun weg vinden op vijandelijk terrein. Het aantal militairen dat sneuvelt door beschietingen of bermbommen zou hierdoor flink kunnen afnemen.

Het Defense Advanced Research Project Agency (DARPA), onderdeel van het Amerikaanse ministerie van Defensie, houdt sinds 2004 de DARPA Grand Challenge. Een soort ralley voor slimme voertuigen. Ze moeten zelfstandig een uitgestippelde route afleggen binnen een bepaalde tijdslimiet. De eerste editie was in 2004. Van de beoogde 240 kilometer (150 mijl) door de Mojave woestijn kwam niet veel terecht. Niemand haalde de finish. Sterker; van de honderd deelnemers haalde de winnaar amper elf kilometer.

Een jaar later was het prijzengeld verdubbeld tot twee miljoen dollar en ging het beter. Van de 195 deelnemende universiteiten, hogescholen en onderzoeksbedrijven bleven 23 finalisten over, waarvan vijf de eindstreep haalden.

Echt interessant werd het tijdens de derde editie van de DARPA Grand Challenge in november 2007. Het parcours ging deze keer niet door onbewoond woestijngebied, maar volgde een route langs een verlaten vliegveld en bijna honderd kilometer ‘normale’ straten. De voertuigen moesten niet alleen op het juiste spoor blijven, maar hun rijgedrag afstemmen op het omringende verkeer en zich houden aan de geldende regels. Zes teams slaagden in deze opdracht. Winnaar was Tartan Racing, een combine tussen de Carnegie Mellon Universiteit en autoproducent General Motors. Hun Chevy Tahoe kwam binnen vier uur en elf minuten over de meet en haalde een gemiddelde snelheid van 22,53 kilometer per uur.

Bumperkleven


Alberto Broggi (rechts)

Een equipe uit Italië die het bumperkleven aanpakt? Dat klinkt tegenstrijdig, gezien de roemruchte reputatie die de Italiaanse rijstijl geniet. Alberto Broggi van de universiteit van Parma kan er wel om lachen. Zijn team Vislab heeft een grote reputatie opgebouwd in de wereld van intelligent vehicles. Tien jaar geleden reed een testmodel van Vislab (voor 94 procent autonoom) tweeduizend kilometer zelfstandig door Italië.

In Eindhoven presenteren Broggi en zijn collega’s een auto met drie systemen. De Italiaanse bolide ‘ziet’ voetgangers, kan verkeersborden ‘lezen’ en waarschuwt de chauffeur als deze van de rijbaan afwijkt of een voorligger te dicht nadert. Broggi benadrukt dat de toepassingen assisteren en niet zelf ingrijpen.

Dat heeft een commerciële reden. Autoproducenten kunnen de systemen van Vislab inbouwen zonder al te veel wettelijke problemen. En na tien jaar ontwikkelen, willen de Italianen nu gaan oogsten.

 

Definitie van een slim voertuig


Prof.dr. Henk Nijmeijer.

Wat maakt een voertuig intelligent? Bart van Arem van de Universiteit Twente heeft een sluitend antwoord. “Een mens gebruikt zijn ogen, oren, hersenen, handen en voeten om een auto onder controle te houden. Als een auto dat allemaal zelf kan, noemen we het een slim voertuig.”

Sensoren, detectoren, wirefire-verbindingen tussen auto en weg, computers en navigatiesystemen, radar en mechanische hulpstukken kunnen de zintuigen en fysieke handelingen van een mens uitstekend vervangen. Volgens Van Arem wint een slim voertuig het zelfs van een menselijke chauffeur. Een zelfstandige auto kent geen concentratieverlies. De wagen houdt de omgeving continu in de gaten en reageert sneller dan een mens in een noodsituatie. Een intelligent vehicle heeft bovendien geen last van menselijke driften. Bumperkleven, roekeloos of agressief rijgedrag is uitgesloten. Situaties worden constant geanalyseerd en het rijgedrag past zich direct aan. Deze adaptieve cruise control kent ongekende voordelen. Van Arem: “De verkeerscongestie kan tot vijftig procent afnemen, het aantal ongelukken vermindert met een kwart en de uitstoot van schadelijke stoffen gaat vijftien procent omlaag. Bovendien levert het een bestuurder veel comfort op. Ook dat verkoopt.”

 

Extra ogen in het duister




Het heeft iets van een nachtkijker. Een lijnenpatroon danst op de display. Lichaamsvormen zijn duidelijk herkenbaar. De bedrukte T-shirts komen haarscherp en leesbaar in beeld. Research- en productiebdrijf Sensato in Almelo maakt sensoren. Met behulp van een Xenos-camera worden de data omgezet in bruikbare beelden. “Je kunt hierdoor onder alle weeromstandigheden rijden. Ook ’s nachts en in duistere omgevingen zoals tunnels”, aldus Sander Kraaijenvanger van Sensato. Alleen mist blijft een probleem, erkent hij.

Sensato verwacht veel van het product. De toepassing is minuscuul en eenvoudig te installeren. De interesse bij autoproducenten is groot. “Er rijden al auto’s mee rond zoals de BMW5 en Audi4. Ook Lancia wil het gaan inbouwen. Over tien jaar rijdt geen wagen meer zonder, verwacht Sensato.

Of de verbetering van het zicht niet verleidt om het gaspedaal dieper in te drukken? Kraaijenvanger: “Uit ervaring is gebleken dat mensen hierdoor echt niet sneller gaan rijden. Het is een hulpmiddel dat zorgt voor meer veiligheid, geen uitnodiging tot roekeloos rijgedrag.”

 

Een echte gids

Navigatiesystemen zijn bijna niet meer weg te denken uit een auto. Maar ze kunnen allang meer dan alleen de weg wijzen. Volgens Frans van Dingenen van Navteq denkt de tweede generatie volop mee met een bestuurder. Als een echte gids. Niet alleen met ‘links’ en ‘rechts’, maar ook waarschuwend voor scherpe bochten, gevaarlijke kruisingen en scholen. De nieuwe navigatiesystemen adviseren ook welke route het minste brandstof kost. En er valt meer te besparen. Als een bestuurder de maximumsnelheid overschrijdt, geeft het navigatiesysteem een alarm af. Dat rijdt veiliger en voorkomt dure boetes, lacht Van Dingenen. Navteq, met een vestiging in Veldhoven, is wereldleider in digitale kaarten. Dagelijks heeft de onderneming wagens met glazen koepeldakjes op de weg. Daarmee worden autowegen, straten en steegjes in kaart gebracht.

De nieuwe navigatiesystemen kosten, afhankelijk van de toeters en bellen, tussen de driehonderd en twaalfhonderd euro. Zoals de meeste nieuwe vindingen, komen ze eerst terecht in auto’s uit de hogere prijsklasse. Binnen enkele jaren zijn ze binnen bereik van de grote massa, voorspelt Van Dingenen.

Intelligent Vehicles/Frits van Otterdijk
Foto’s/Bart van Overbeeke