Kategoriarkiv: Sensorer

Sensorer

Toposens 3D sensor

Tyska startupföretaget Toposens GmbH har utvecklat en ny sensor som presenteras i mars på CeBIT 2016 i Hannover [1]. Den är baserad på ultraljud: den sänder ut en ultraljudssignal och mäter hur lång tid det tar för signalen att nå omgivande föremål och resa tillbaka. Den här informationen används sedan för att sammanställa en 3D-bild av omgivningen i realtid.

Sensorn är mycket mindre än andra motsvarande system (ca 3 cm i diameter) och påstås också vara mer robust, mer energieffektiv och mycket billigare. Tack vare dessa egenskaper förväntas den få en viktig roll för Internet of Things (IoT) och tillämpas inom fordonsindustrin, inomhusnavigering, robotteknik och hemunderhållning.

Källor

[1] CeBIT 2016. Bavarian Batmen. 2016-02-12 Länk

Funktioner, Kartor, Mjukvara, Personbilar, Sensorer

Detta hände under helgerna

Här är korta sammanfattningar av vad som hänt sedan förra nyhetsbrevet före jul.

  • Teslas 7.1 uppdatering.  Med den senaste 7.1 mjukvaruuppdateringen som kom nu i dagarna kan Teslas Model S-bilar parkera sig själva samt köra sig fram ur garage/p-plats när de blir kallade av föraren. Funktionen kallas Summon. [1]
  • Googles sensortorkare. Google har mestadels testat sina självkörande bilar i fina väderförhållanden utan något regn och snö. Men nu har företaget visat hur man kan komma runt problemet att regn och snö stör vissa sensorer: de utrustas med små torkare. [2]
  • Apple köper intressanta webbadresser. Enligt vissa medier har Apple nyligen köpt flera bilrelaterade webbdomäner inklusive apple.car och apple.auto.  Apple har inte uttalat sig om detta. Teslas VD, Elon Musk, påstår att det är en ”känd hemlighet” att Apple utvecklar en elbil. [3, 4]
  • Ford testar under vinterförhållanden. Under Detroit Auto Show som pågår den här veckan blev det känt att Ford håller på att testa automatiserad körning under dåliga väderförhållanden som snö. Testerna äger rum på testanläggningen M-City. Dåligt väder anses vara en av de sista olösta tekniska utmaningarna för att få automatiserade bilar ut på marknaden. [5]
  • Pilot Assist blir standard på Volvo S90. Pilot Assist introducerades för första gången på 2016 Volvo XC90 SUV som en valfri funktion. Från och med 2017 kommer alla Volvo S90 som säljs i USA att utrustas med den, dvs. den blir standardfunktion. S90 visas på Detroit Motor Show. [6]
  • Renault-Nissans 4-årsplan. Under de kommande fyra åren planerar Renault-Nissan att lansera över 10 automatiserade bilar i USA, Europa, Kina och Japan: 2016 lanseras bilar som kan köra själva på motorvägar utan att byta körfält, runt 2018 kommer bilar som kan byta körfält och 2020 är det dags för bilar som klarar av komplex stadskörning. För att uppnå detta har företaget anlitat Ogi Redzic som tidigare arbetat på Nokia HERE. [7]
  • Joystick för självkörande bilar? Teknikföretaget AutonomouStaff visade på CES 2016 hur man kan styra en självkörande bil med hjälp av en spelkonsol. En Lincoln MKZ utrustades med en rad sensorer som möjliggör autonom körning och styrs med en vanlig styrenhet för spel. [8]
  • HERE lanserar molnbaserade kartor. Kortföretaget HERE, som numera ägs av Audi, BMW och Daimler, tillkännagav nyligen en ny molnbaserad karttjänst för avancerade förarstödsystem (ADAS) och automatiserad körning. Tjänsten kallas HD Live Map och omfattar information om fast infrastruktur som antal körfält, tidsuppgifter om vägarbete och trafik samt information om hur snabbt fordon kör på en viss väg. [9]
  • Toyotas högupplösta kartor. Under CES 2016 offentliggjorde Toyota sina högupplösta kartor för automatiserad körning som tas fram med hjälp av sensorer på manuellt framförda bilar. Liksom HEREs kartor uppdateras Toyotas kartor i realtid och omfattar information om infrastrukturen, trafiken samt förarbeteenden. [10]
  • Toyotas djupinlärning. Utöver högupplösta kartor visade Toyota i samarbete med Preferred Networks Inc och Nippon Telegraph and Telephone (NTT) Corp ett system som baserat på djupinlärning (deep learning) lär sig köregenskaper. [11]
  • Mercedes testar i Australien och i Nevada. Under Detroit Auto Show visade Mercedes-Benz sin nya 2017 E-Class Sedan som kan bl.a. bromsa, styra, byta körfält och parkera själv. Samtidigt avslöjade företaget att de kommer att inleda ett 12-månaders pilotprojekt med semi-automatiserade bilar i Australien i samarbete med den australiensiska regeringen. Det har inte avslöjats vilken bil som kommer ingå i projektet, troligtvis blir det E-Class. Mer detaljer om detta avslöjas i mars i samband med Australian Grand Prix. En vecka tidigare blev det dock känt att nya E-Class Sedan kommer att testas i Nevada under 2016. [12, 13, 14]
  • 30 Fordbilar och samarbete med Amazon och DJI. Under CES blev det känt att Ford avser att tredubbla antalet testbilar under 2016. Det innebär att företaget kommer ha totalt 30 testbilar för automatiserad körning. Dessutom inleder Ford ett samarbete med Amazon och DJI och därmed markerar att mobilitet kommer att vara deras fokusområde. [15]
  • General Motors satsar stort på Lyft. I början av januari blev det känt att GM och Lyft inleder ett samarbete kring delade, eldrivna, uppkopplade och autonoma fordon i USA. GM kommer att investera runt 500 miljoner dollar i Lyft som är den snabbast växande operatören för delad mobilitet i USA. [16]
  • VCC väljer Nvidia. Nvidia avslöjade under CES 2016 att Volvo Cars kommer använda Nvidia Drive PX2 djuplärande dator i sina automatiserade bilar som ska ingå i Drive Me pilottestet 2017. Nvidia Drive PX2 har en processorkraft motsvarande 150 MacBook Pro datorer, och kan därmed behandla data från flera sensorer samtidigt. [17]
  • Ericsson och VCC streamar tillsammans. Ericsson och Volvo Cars samarbetar för att ta fram lösningar som möjliggör för förarna och passagerarna i automatiserade bilar att utnyttja sin tid på bästa sätt. Det handlar framförallt om att säkerställa tillräckligt hög bandbredd så att användarna ska kunna få personliga och optimerade tjänster. [18]
  • Faradays konceptbil. Under 2015 har det gått lite olika rykten kring företaget Faraday Furure och dess planer. I början av januari, inom ramarna för CES 2016, fick vi äntligen se FFZERO1 som är företagets eldriven konceptbil. Tanken är att den skall användas som en testbädd och som inspiration för framtida lösningar. FFZERO1 bygger på Variable Platfrom Architecture (VPA) som gör det möjligt att ta fram fordon med olika batterikapacitet, köregenskaper och hjulbas samt med olika grader av automation. [19]
  • Sony satsar på autonom körning. I slutet av december blev det klart att Sony ska genomföra en omorganisation och då starta en automotive division. Detaljer kring fokusområdet för den nya divisionen är inte kända ännu, men enligt vissa medier kommer en hel del av arbetet att handla om CMOS bildsensorer och liknande för automatiserade fordon. [20]
  • Parkeringsbolaget samarbetar med VCC. Parkeringsbolaget i Göteborg och Volvo Cars startar ett nytt projekt som relaterar till pilotprojektet Drive Me och som ska utforska vilka effekter som automatiserade fordon kan komma att ha på parkeringsytorna och på framtidens stadsplanering. Först kommer självparkerande bilar att testas i mindre skala för att sedan testas de i större skala i den framtida parkeringsanläggningen på Skeppsbron. Parkeringsbolaget investerar 6 miljoner kronor i detta. [21]
  • BMWs AirTouch. Under CES 2016 visade BMW sin Vision Car som inkluderar en gest-baserad kontroll som kallas AirTouch. Genom att använda gester kan föraren med hjälp av AirTouch kontrollera olika fordonsystem som infotainment och underhållning. Föregångaren till denna introduceras i 2015 BMW 7 Series. AirTouch är designad för autonoma bilar men kommer till att börja med att användas i manuellt framförda bilar. [22]

Källor

[1] Tesla Motors. Summon Your Tesla from Your Phone. Tesla Motors Blog. 2016-01-10 Länk

[2] Coldewey, D., NBC News. Self-Driving Google Cars Keep Rain Off Sensors With Tiny Wipers. 2016-01-08 Länk

[3] Oreskovic, A., Business Insider. Apple just registered the ’Apple.Car’ web address. 2016-01-09 Länk

[4] Cellan-Jones, R., BBC News. Tesla chief Elon Musk says Apple is making an electric car. 2016-01-11 Länk

[5] Martinez., M., The Detroit News. Ford testing driverless cars in snow. 2016-01-11 Länk

[6] Volvo Cars USA Newsroom. Volvo Car USA Makes Semi-Autonomous Driving Features Standard on All-New Volvo S90 sedan. 2016-01-06 Länk

[7] Williams, M., PC World Renault Nissan plans 10 autonomous cars by 2020. 2016-01-07 Länk

[8] Williams, M., PC World. You drive this Lincoln with a game controller. 2016-01-09 Länk

[9] Lardinois, F., TechCrunch. HERE Launches Cloud-Based Maps For Automated Driving. 2016-01-05 Länk

[10] Toyota Newsroom. Toyota to Display New Map Generation System at CES 2016. 2015-12-22 Länk

[11] Japan Bullet. CES 2016: Toyota Demoes Autonomous Driving Using Deep Learning. 2016-01-08 Länk

[12] McCowen, D., Drive Australia. Self-driving Mercedes-Benz set for Australian roads. 2016-01-11 Länk

[13] Turkus, B., Autoblog. 2017 Mercedes-Benz E-Class arrives in Detroit with 241-hp turbo four. 2016-01-10 Länk

[14] Edelstein, S., 2017 Mercedes-Benz E-Class gets its Nevada Driver’s License. 2016-01-07 Länk

[15] Ribeiro, J., PC World. Ford wants its vehicles to talk to DJI drones and Amazon Echo. 2016-01-05 Länk

[16] GM Newsroom. GM and Lyft to Shape the Future of Mobility. 2016-01-04 Länk

[17] Nvidia. NVIDIA’s Deep Learning Car Computer Selected by Volvo on Journey Toward a Crash-Free Future. 2016-01-04 Länk

[18] Volvo Cars. Volvo Cars and Ericsson developing intelligent media streaming for self-driving cars. Press Releases. 2016-01-04 Länk

[19] Faraday Future. FFZERO1: A Car of Concepts. 2016-01-06 Länk

[20] Kojima, I., Japan Today. Sony to form new divisions for automotive market. 2015-12-28 Länk

[21] Parkeringsbolaget. Mot framtiden med självparkerande bilar. 2015-12-17 Länk

[22] Turpen, A. GizMag. BMW to present AirTouch gesture-controlled interface at CES. 2015-12-29 Länk

Mjukvara, Sensorer

Polariserad 3D

En grupp forskare vid MIT har visat att man kan med hjälp av polariserat ljus öka upplösningen av konventionella 3D kameror såsom Microsoft Kinect så mycket som 1000 gånger [1].

Tekniken skulle kunna leda till 3D-kameror inbyggda i mobiltelefoner. På sikt kan den också bidra till utvecklingen av autonoma fordon. Kamerabaserade detektionssystem som används i dagens autonoma fordon är tillförlitliga under bra ljus- och väderförhållanden, men deras prestanda försämras kraftigt när det regnar eller snöar. Detta beror på vattenpartiklar i luften sprider ljus på ett oförutsägbart sätt, något som MIT-forskarna adresserar genom att utnyttja informationen i störande ljusvågor.

En artikel om detta presenteras på International Conference on Computer Vision 2015 under titeln Polarized 3D: High-Quality Depth Sensing with Polarization Cues.

Källor

[1] Kurweil. MIT invention could boost resolution of 3-D depth cameras 1,000-fold. 2015-12-11 Länk

Inspiration, Sensorer

RoboBee för självkörande fordon?

Några forskare vid University of Florida och University at Buffalo håller på att utveckla RoboBee, en flygande lidar i storleksordning som ett bi [1].

Det finns många möjliga användningsområden för RoboBees, som till exempel pollinering av grödor, räddningstjänst och övervakning. Utöver dessa tror forskarna att det finns goda möjligheter att använda dessa för självkörande fordon. Största fördelarna är storleken och energisnålheten.

Källor

[1] Choi, Q., C., IEEE Spectrum. RoboBee Lidar Useful for Robocars? 2015-12-01 Länk

Samverkan människa - maskin, Sensorer, Tester och demonstrationer

Ford går direkt till nivå 4

Ford planerar att lansera produkter med automatiseringsgrad 4 inom 5 år skriver Wired [1].

I den 6-gradiga skalan från 0 (helt manuell) till5 (ingen förare behöver finnas i bilen – typ Googlebilen) utgör nivå 3 ett mellanting där bilen kan köra själv men föraren måste vara beredd att gripa in. Hur detta ska kunna ske är ett problem som bilvärlden brottas med. Kan man överhuvudtaget räkna med att föraren kan ta kontrollen, och i så fall hur lång tid tar det och hur ska bilen och föraren kommunicera?

Ford planerar därför att hoppa över nivå 3 och gå direkt på nivå 4, där bilen ska kunna hantera alla situationer själv men där det fortfarande finns en förare kvar i bilen.

USA Today skriver att Ford är de första att använda testbanan M-City i Ann Arbor, Michigan [2]. En sak som skiljer den från de ställen där t.ex. Google och Tesla genomför sina tester är de hårda vintrarna med mycket snö. Snö skapar problem för sensorer t.ex. att se djup i omvärldsbilderna.

Egen kommentar

Även Volvo Cars Drive Me-bilar kommer att vara oberoende av att föraren kan ta över kontrollen som vi bland annat skrev om i ett tidigare nyhetsbrev.

Snö kan förstås hittas även på AstaZero och de norrländska testbanorna.

Källor

[1] Alex Davies: Ford’s Skipping the Trickiest Thing About Self-Driving Cars, Wired 2015-11-10 Länk

[2] Marco della Cava: Ford is first to test self-driving cars at fake Michigan city, USA Today 2015-11-13 Länk

Sensorer

Bredare frekvensband för radar studeras

Representanter för Japan, USA och EU har börjat diskutera möjligheten att utvidga frekvensbandet för millimetervågsradar [1]. Diskussionen går ut på bredda 77-81 GHz-bandet som används för att upptäcka hinder inom 100 meter.

Ett bredare frekvensband väntas förbättra noggrannheten av automatiserad körning. Utöver det skulle ett enhetligt frekvensband möjliggöra för fordonstillverkare att använda samma teknik i alla dessa länder utan några regionspecifika modifieringar.

Källor

[1] The Japan Times. Japan may widen millimeter-wave radar band for self-driving vehicles. 2015-10-31 Länk

Elektronik och processorer, Funktionell säkerhet, Funktioner, Kartor, Kommunikation, Konferenser, Positionering, Samhällspåverkan, Sensorer

Seminarium om teknologier för automatiserade fordon

Tisdag 3 november arrangerade SAFER, SVEA och Volvo Cars ett seminarium som fokuserade teknologierna bakom automatiserade fordon. Seminariet, som lockade ca 60 deltagare till Lindholmen Science Park, utgick till stor del från Volvo Cars Drive Me-satsning.

Inledningsvis berättade Dr Erik Coelingh från VCC om bakgrunden till fordonsautomation: med alltfler människor som flyttar till allt större städer så blir inte trafiksystemet hållbart, samtidigt som det ändå finns ett behov av individuell mobilitet som inte kollektivtrafiken kan tillfredsställa. Volvos tanke är att frigöra tid och låta föraren välja när man ska köra själv. Det finns enligt Erik två vägar till självkörande fordon: en inkrementell väg via alltmer automatiserade förarstödsfunktioner, och ett ”hopp” direkt till självkörande fordon. En risk med den inkrementella vägen är att förarna inte blir beredda att ta över från systemet trots att det kan krävas om än sällan, medan en stor risk med ”hoppet” är att det kräver stor investering i teknologi och produkt.

Joakim Lin-Sörstedt från VCC berättade om sensorer och sensor fusion i Drive Me-bilarna. De kommer att ha 7 radarer, 8 kameror, 1 lidar, ett antal ultraljudsensorer, HD-karta och moln-uppkoppling. Sensorfunktionen har 3 målsättningar: 360 graders objektidentifiering, att upptäcka hinder på vägen och positionering. Detta åstadkommer man genom olika kombinationer av lågnivåhantering i de enskilda sensorerna och central högnivå sensor fusion. För att klara detta blir mjukvaran alltmer specifik och hårdvaruberoende.

Lars Hammarstrand från Chalmers berättade om hur positionering och lokalisering sker, genom att kalibrera positionen från karta och GPS mot landmärken med känd position som identifieras via sensor fusion i bilarna. Det svåra är inte att som många demonstrationer runt om i världen köra ett par enstaka gånger autonomt, utan att kunna göra det varje dag i flera års tid. Ett problem är att kartor blir gamla och bilarna behöver kunna hantera det, antingen själva eller kooperativt gemensamt med andra fordon via molnet.

Jonas Arkensved från Delphi berättade om deras sensorutveckling, från tidiga radarer till den kombinerade radar/kameramodul som sitter i Volvos nya XC90. Man jobbar med att förbättra upplösning, synfält och bildkvalitet för att på det sättet ge mer tillförlitliga data, men också med att sänka priset.

Mohammad Ali från Volvo Cars beskrev den funktionella arkitekturen i Drive Me-bilarna, och hur man arbetar med beslutsalgoritmer för till exempel filbyten. Grundprincipen är att baserat på ett antal givna önskemål ta fram en målfunktion och trigga filbytet när målfunktionen visar att en annan fil är bättre. Beslutsalgoritmerna måste kunna hantera alla situationer och för att hantera detta använder Volvo sig av försiktighetsåtgärder för att förutse hypotetiska händelser, dels som rekommendationer, dels om tvingande åtgärder. Exempelvis skapar man marginaler och sänker hastigheten när man närmar sig områden där sensorerna inte ser.

Robert Hult från Chalmers berättade om hur man kan koordinera automatiserade bilar i korsningar, för att bäst kunna utnyttja den gemensamma resursen = vägytan. Detta görs genom att ersätta dagens styrning via trafikregler, skyltar, trafikljus till optimala rörelser för varje enskild bil. Det innebär en systemoptimering utifrån prediktering av möjliga framtida tillstånd. Det finns förstås flera utmaningar, såväl avseende beräkning, kommunikation och hur hantera icke-automatiserade fordon.

Martin Hiller från Volvo Cars beskrev hur elarkitekturen i Drive Me-bilarna ser ut. Det tillkommer då många nya noder, sensorer och nätverk, bland annat Ethernet för att få högre bandbredd. Global tidssynkronisering är en nyckel för såväl sensor fusion och aktivering, så att data representerar samma tillstånd. För V2X-kommunikation behövs också en globalt synkroniserad klocka för att kunna synkronisera med andra fordon eller infrastrukturen.

Mathias Westlund berättade om hur Volvo Cars jobbar med tillförlitlighet och feltolerans. Det är många nya och höga krav (ASIL D) och till exempel måste även kraftförsörjningen vara redundant. Inga singelfel ska leda till ”failure”. Detta görs i Drive Me-bilarna genom en extra bromsenhet (hydraulik+elektronik) och genom att kunna backup-styra genom bromsning av enskilda hjul.

Autonoma bilar måste kunna identifiera alla relevanta objekt, hantera alla situationer och alla akuta fel, och vara fail tolerant, dvs. på ett säkert sätt kunna hantera fel genom reducerad funktionalitet om ett allvarligt fel uppstår, t.ex. genom att stanna bilen vid vägkanten. Detta eftersom man inte kan lita på att föraren kommer tillbaks i loopen i tid för att kunna reda ut situationen. Däremot behöver bilarna inte vara fail operational (ha kvar full funktionalitet trots fel) vilket krävs för flygplan.

Det finns många nya möjliga felmoder och det finns en stor utmaning i verifiering. Det går inte att göra bara genom att köra miljarder mil för att täcka alla situationer och alla väderförhållanden/väglag. Man får istället identifiera kritiska situationer och sedan återskapa dessa i data för prov, till exempel med hjälp av förstärkt verklighet. I Drive Me-projektet begränsas scenariorna till en vägslinga och ”normala” väderförhållanden.

Elektromagnetiska fält förväntas kunna ge kommunikationsstörningar vilket är en utmaning. BMW har samma EMC-krav som för helikoptrar.

Elad Schiller från Chalmers berättade om hur man kan balansera prestanda och systemsäkerhet i kooperativa system även vid kommunikationsfel. Även om de självkörande bilarna i sig är säkra så kan V2X-kommunikationen vara felaktig, så att olika bilar får olika information. I så fall kan man säkra situationen genom att bilarna kommunicerar när de inte får information från andra och samtidigt degraderar funktionen.

Sensorer

Volvo Cars arbete med referenssensorer

Volvo Cars har i sin Drive Me-blogg lagt ut lite information om hur man jobbar med referenssensorer [1]. Bakgrunden är att det är en utmaning att verifiera de höga krav som ställs på sensorer och sensor fusion till AD.

För att göra detta använder man en utrustning som kallad Velodyne LiDAR ground truth sensor, som monterad på biltaket roterar 10 varv/s och använder 64 laserstrålar för att skanna av omgivningen. Informationen från utrustningen behandlas sedan för att identifiera objekt som andra fordon, vägmarkeringar etc. och jämförs med de ”vanliga” sensorer som finns inbyggda i bilen.

Källor

[1] Seeking the truth with autonomous cars, Volvo Cars 2015-10-30 Länk

Sensorer

Delphi och Quanergy utvecklar lågkostnads-lidar

Lidar är en viktig sensor i de flesta system för självkörande bilar. Den fungerar ungefär som en radar men med laserljusstrålar och skapar en 3D-bild av omgivningen. De flesta av dagens lidarer har rotorer och sitter monterade på taket av t.ex. Googles testbilar. De är ofta väldigt dyra.

Nu utvecklar Delphi och Quanergy ihop ett lidarsystem där man istället har fasta sensorer i hörnen av bilen och utan rörliga delar [1]. Målsättningen är att kostnaden ska komma ner till ca 8 000 kr per bil.

Källor

[1] Richard Truett: Delphi, Quanergy team up on low-cost lidar, Automotive News 2015-10-26 Länk