Kategoriarkiv: Sensorer

Sensorer

Världens minsta gyroskop från Alps Electric

Nikkei TechOn skriver att det japanska teknikföretaget Alps Electric utvecklat världens minsta magnetsfältsensor med mått 1,15 x 1,15 x 0,56 mm [1].

Gyroskopfunktionen åstadkoms m.h.a. medföljande algoritmer som utifrån sensormätningen estimerar vinkelhastighet i x-y-z led. Jämfört med ett inbyggt gyroskop, minskar den nya sensorn strömförbrukningen med 80-90 %.  En annan fördel är en betydligt lägre kostnad eftersom magnetfältsensorer är generellt sett billigare än gyroskop.

Den nya sensorns mätområde är ±4,9 mT i varje riktning. Dess noggrannhet är 0,16 μT och matningsspänning är 1,7–3,6 V för både analoga och digitala delarna.

Alps Electric planerar att påbörja försäljningen av sin magnetfältsensor med gyroskopfunktionen under sommaren och hoppas kunna sälja 2-3 miljoner enheter per månad.

Egen kommentar

Många tillverkare av smartphones inom medium- och lågprissegment har valt att inte utrusta deras telefoner med gyroskop p.g.a. den höga kostnaden. Däremot utrustas dessa telefoner med magnetfälts- och accelerationssensorer och kommer därmed kunna utnyttja Alps Electrics nya gyroskopfunktion. Detta i sig kan utnyttjas för att öka antalet uppkopplade trafikanter, speciellt i utvecklingsländer där billigare smartphones är populära. Man ska dock ej glömma att Alps Electrics nya sensor kommer ha något sämre mätnoggrannhet än ett vanligt gyroskop.

Källor

[1] Hideyoshi, K. Nikkei TechOn. ’World’s Smallest’ Magnetic Field Sensor Comes With Gyroscope Function. 2014-03-04. Länk

Sensorer

Volvo Cars föreslår magneter för bättre positionering av självkörande bilar

Ny Teknik rapporterade nyligen om ett projekt där Volvo Cars, med finansiellt stöd från Trafikverket, undersöker hur magneter kan hjälpa till att navigera självkörande bilar [1].

På sin testbana utanför Göteborg har Volvo utrustat en 100 meter lång sträcka med små magneter (40 x 15 mm) för att kunna utvärdera faktorer som avkänningsavstånd, tillförlitlighet, livslängd, kostnader och påverkan på vägunderhållet. Magneterna är placerade ca 200 mm under vägytan samt på testbilarna.

Med den här teknologin kan man uppnå en positioneringsnoggrannhet på mindre än en decimeter. En stor fördel är att magneter inte påverkas av fysiska hinder, ljus- eller väderförhållanden.

De preliminära testresultaten verkar vara lovande.

Egen kommentar

Permanentmagneter är tyvärr dyra och känsliga.

Källor

[1] Abrahamsson, H., Ny Teknik. Vägmagneter leder självkörande Volvo rätt. Länk

Funktioner, Sensorer

Google-patent för att följa trafikljus i realtid

Ett patent från Google kallat ”Traffic signal mapping and detection” har nyss publicerats [1]. Genom att analysera bilder tagna med en bil-baserad kamera och leta efter gröna, gula och röda fält kan man identifiera trafikljus och lokalisera dessa på kartan. Informationen om att ett trafikljus slagit om t.ex. från grönt till rött kan sedan kommuniceras till andra autonoma fordon som då kan anpassa hastigheten. Vitsen är att kunna göra detta utan att behöva investera i kommunikationssystem mellan infrastruktur och fordon.

Patentet kan läsas här.

Källor

[1] Chris Chavez, Phandroid 2014-01-20: Newly published Google patent shows how their driverless cars monitor traffic lights in real-time. Länk

Sensorer

En ny höghastighetskamera som är lika snabb som ljuset

Media Lab vid MIT [1] har tagit fram en ny höghastighetskamera som presenterats på Siggraph Asia i Hong Kong. Aktiva säkerhetssystem nämns som ett möjligt tillämpningsområde.

Kameran ger 3D-bilder av objekt och är baserad på ”time of flight”-teknik, dvs. ett objekts position bestäms utifrån tiden det tar för en ljusstråle att reflekteras från objektets yta och fångas av kamerans sensor.

Till skillnad från befintliga kameror baserade på samma teknik, påstås MITs nya kamera vara okänslig för multipla reflektioner som kan uppstå på grund av väderförhållanden, rörelser och genomskinliga objekt. Detta tack vare en ny metod som används för att beräkna avståndet som ljusstrålen har rört sig.

Metoden har använts länge inom telekommunikation, men MIT har vidareutvecklat unika matematiska modeller som tar bort bruset i en ljusreflektion och möjliggör snabb prediktion av hur strålen rör sig.

Kameran kallas ”nano” eftersom den skickar en kontinuerlig ljussignal som oscillerar med en svängningsfrekvens på GHz-nivå. Detta möjliggör användning av billiga kommersiella ljusdioder (LED).

Grundtekniken som används i ”nano” är lik Microsofts andra generation av Kinect, och MIT hoppas att användning av kameran i diverse spel kommer dra ner priset samt stimulera tillämpningar inom andra områden.

Kameran uppskattas kosta runt 500 USD.

Egen kommentar

För att förklara det hela på ett enkelt sätt kan man säga att MITs nya kamera är extremt snabb och klarar av att detektera objekt även när det regnar eller snöar, något som dagens kameror har problem med. Den kan detektera en regndroppe i realtid och ta bort den från bilden för att se vad som finns bakom droppen.

Med dessa egenskaper och i kombination med ett relativt lågt pris är det mycket troligt att den kan komma att spela en stor roll för autonoma fordon.

Källor

[1] Knight, H., MIT News. Inexpensive ‘nano-camera’ can operate at the speed of light. 2013-11-26. Länk

Samverkan människa - maskin, Sensorer

Fordonskontroll med hjälp av auditiva signaler

I slutet av oktober blev Googles patentansökan ”Control of vehicles based on auditory signals” (parent nr. 8571743) beviljad av det amerikanska patentverket (USPTO) [1].

Ansökan beskriver metoder och system för kontroll av autonoma fordon baserade på ljudsignaler.

Det hela illustreras med ett exempel där en fordonbaserad kontrollenhet konfigureras på så sätt att den kan ta emot ljudinformation från en ljudsignal vid ett övergångställe som fordonet är på väg mot.

Utifrån den mottagna informationen och informationen från fordonets egna sensorer räknar enheten fram sannolikheten att det finns några fotgängare vid övergångstället. I nästa steg tar den fram en lämplig kontrollstrategi och ger instruktioner på hur fordonet kan styras.

Egen kommentar

Här vill jag återigen påpeka att applikationen som beskrivs ovan är bara ett exempel på vad som skulle kunna göras med Googles patenterade metoder.

Jag tror att Google vill i själva verket använda dessa för andra applikationer (vi ska inte glömma att Google ganska nyligen lämnat in en liknande patentansökan för kontroll med hjälp av gester).

Applikationen i exemplet ovan skulle vara svår att realisera i praktiken, i alla fall inom snar framtid, eftersom det skulle kräva att våra trafiksignaler utrustas med kommunikationsenheter.

Källor

[1] Google. 2013-10-29. Control of vehicles based on auditory signals. Länk

Sensorer

Ny lidar på väg

Sensorförtaget Velodyne, som gjort sig känt genom att leverera lidar (laserskanner) till Googles självkörande bilar, håller på att utveckla en ny lidarsensor, skriver CIO Journal [1].

Velodyne tillverkar för närvarande två olika lidar: en som har 64 laserstrålar och kostar ca 85.000 dollar och en annan som har 32 laserstrålar och kostar ca 41.000 dollar. Deras nya lidar väntas ha 16 laserstrålar och kosta ca 10.000 dollar – en fjärdedel av priset på deras billigaste lidar idag. Den kommer vara mindre jämfört med dess föregångare och därmed lättare att montera på bilar.

Förhoppningen är att försäljningen av den nya lidar ska påbörjas om ett halvt år och att den ska säljas i stora volymer. Efterfrågan på Velodynes sensorer har ökat under de senaste månaderna, efter att flera biltillverkare offentliggjort sina planer på att ha självkörande bilar redo senast i slutet av decenniet.

Egen kommentar

Konsekvensen av ett reducerat antal laserstrålar är att man riskerar att få sämre detektering. Men i det här fallet tror jag att 16 strålar är tillräckligt för att detektera bilar och andra trafikanter, och att fördelarna med att ha en mindre och billigare sensor är definitivt större än uppoffringarna.

Det enda som ”oroar” mig är livslängden på lidar och liknande sensorer jämfört med bilens livslängd. Om sensorerna går sönder kan reparationen vara rätt så kostsam för bilägaren. Det är därför viktigt att biltillverkarna är kreativa och kan hantera sådana problem på ett enkelt sätt.

Källor

[1] Rosenbush S. CIO Journal. Cheaper Laser Sensors for Self-Driving Cars Are on the Way. 2013-10-28. Länk (Vid problem att se hela artikeln via länken: gör en sökning på artikelns namn via Google)

Samverkan människa - maskin, Sensorer

Förstärkt verklighet gör det möjligt att se igenom framförvarande fordon

New Scientist skriver om See-Through System – ett system som möjliggör för personbilsförare att se “genom” framförvarande fordon så som lastbilar och bussar [1].

Systemet har tagits fram av forskare vid University of Porto (Portugal) och är baserat på trådlös kommunikation mellan den egna personbilen och den framförvarande lastbilen/bussen.

Den framförvarande lastbilen/bussen är utrustad med en kamera som sitter bakom vindrutan och en sändare som överför kamerabilden till personbilen. Personbilen tar emot bilden och visar denna till sin förare via en genomsynlig LCD skärm inbyggd i vindrutan.  Bilden är fördröjd mad ca 200 millisekunder.

På så sätt kan personbilsföraren överblicka trafiken framför lastbilen/bussen, vilket är speciellt användbart vid omkörningar eftersom det blir lättare för föraren att se om det är några fordon i andra körfält. Systemet har utvärderats både i en körsimulator och i verklig trafik. Här kan man se hur See-Through System fungerar.

See-Through System har presenterats på International Symposium on Mixed and Augmented Reality som pågick 1-4 oktober 2013 i Adelaide, Australien.

Egen kommentar

När man talar om kooperativa system är tidsfördröjningen i kommunikation ett återkommande ämne. Jag tycker att fördröjningen på 200 ms är inget stort problem för just det här systemet (vid 90 km/h kommer en mötande bil verka vara endast 10 m längre bort än vad den faktiskt är). Det är däremot ett problem att systemet är helt beroende av kommunikation, och om den slås ut så kommer hela systemet att bli utslaget.

En annan utmaning är själva gränssnittet mot föraren. Fordon och andra objekt som projiceras på vindrutan kan komma att uppfattas närmare än vad de i själva verket är. Hur man löser detta är inte trivialt men av stor vikt, då alltfler tjänster kommer att vilja utnyttja vindrutan för att visa information till föraren.

Källor

[2] Hodson, H. New Scientist. Augmented reality system makes cars see-through. 2013-10-17. Länk

Sensorer

Ny radar från Panasonic

Enligt Ny Teknik [1]  har Panasonic utvecklat en ny 79 GHz-radar som skiljer på bilar, människor och cyklar på mindre än 0,1 sekunder, och varnar en bilförare för faror. Den har ett bredare synfält, upp till 120 grader, och kan användas t.ex. för att varna förare för mötande trafik exempelvis vid vänstersväng i en upp till sexfilig gatukorsning.

Egen kommentar:Bra sensorer som kan upptäcka fler objekt är viktiga för utvecklingen av autonoma fordon som kan köras i mixad komplex miljö.

Radarn har demonstrerats på 20th ITS World Congress i Japan denna veckan. Vi kommer att återkomma med rapporter om andra intressanta händelser därifrån i kommande brev. Tills vidare kan ni titta på några demofilmer från Toyota, Honda och Nissan här (tack Magnus Karlström).

Källor

[1] Ny Teknik 20131015: Radarn ser faror i gatukorsning Länk

Sensorer

Subaru: Ett steg närmare autonoma bilar

Fuji Heavy Industries Ltd som tillverkar Subaru har utvecklat nästa generation av sitt förarstödsystem EyeSight. Systemet är huvudsakligen baserat på kameror som sitter på insidan av framrutan och genererar 3d bilder av omgivningen [1].

Enligt Autonews [2] består förbättringen av bl.a. färgigenkänning för detektion av bromsljus och trafiksignaler, ett bredare synfält, automatisk lateral styrning och bättre automatisk inbromsning (för att kunna få stopp på bilen utan att kollidera om hastighetsskillnaden mellan den egna och konfliktbilen är 50 km/h, jämfört med 30 km/h i generationen innan).

EyeSight kommer ingå i funktioner som Adaptive Cruise Control, Lane Keep Assist och Lane Departure Prevention Assist. Det kommer att lanseras på den japanska marknaden år 2014, men Subaru har inte ännu avslöjat vilken bilmodell det handlar om.

Den här uppgraderingen anges vara ett viktigt steg i Subarus satsning på att utveckla autonoma bilar.

En tidigare generation av EyeSight lanserades år 2010 på nästan alla Subarumodeller i Japan [2]. Det har sålts så många som 150.000 bilar utrustade med systemet, och representanter från Subaru har sagt att det är tack vare företagets strategi att sälja EyeSight nära inköpspriset för dess kameror.

Priset på en 2014 Legacy 2.5i trustad med det redan lanserade EyeSight kommer att vara 26.830 USD, medan en motsvarande bil utan det kommer kosta 24.090 USD (dvs. 2740 USD mindre).

Källor

[3] Subaru EyeSight. Länk

[4] Greimel, H., Autonews. Subaru improves safety system. 2013-10-07. Länk

Sensorer

Metamaterial för autonoma fordon

Ett möjligt område för Nobelpriset i fysik, som presenteras på tisdag, är så kallade metamaterial. Det är material som har egenskaper som inte återfinns i naturen.

Enligt Sveriges Radio [1] så kommer nu den första praktiska användningen i form av en liten smidig och mycket energisnål satellitmottagare med vars hjälp man kan få bredbandsuppkoppling precis var som helst på jorden. Den här typen av antenner skulle också kunna komma till användning i de mycket känsliga avståndssensorer som behövs för autonoma fordon.

Källor

[1] Vetenskapsradion: Nu kommer produkterna byggda av metamaterial Länk