Elektronik och processorer

Är dåliga komponenter dåliga för automatiserade fordon?

Forskningsinstitutet Swerea har nyligen konstaterat att nya elektronikkomponenter, bland annat i sensorer för automatiserade fordon, är dåliga och kan därmed vara ett hot mot utveckling av automatiserade fordon [1, 2].

Problemet är tvåfaldigt. I grund och botten är många av dessa komponenter gjorda för hemelektronik och mobiler och har svårt att hålla måttet i dynamiska miljöer som fordon där de utsätts för diverse påfrestningar. Ett annat problem är att komponenterna testas med hjälp av standardiserade metoder som inte fångar upp kritiska förändringar. Som ett exempel anges Takatas krockkuddar där ett åldersrelaterat fel upptäcktes efter 8-10 år.

Enligt Christian Grante från Volvo AB är fordonstillverkarna medvetna om problemet och anpassar sina lösningar efter det. Det gäller att utveckla smarta system som är redundanta under fordonets hela livstid.

Egen kommentar

Att ha pålitliga och redundanta system var ett ämne som diskuterades flitigt under Elektronik i Fordon förra veckan. I vårt nyhetsbrev och på IEEE’s blog kan ni läsa om hur Volvo Cars säkerställer att systemen i automatiserade fordon klarar av att stanna bilen på ett säkert sätt även när ett eller flera delsystem fallerar.

Källor

[1] Ryberg, J., Ny Teknik. Forskare: Billig elektronik hot mot självkörande bilar. 2016-05-04 Länk

[2] Pröckl, E., Ny Teknik. Volvo löser problemet med svaga komponenter. 2016-05-10 Länk

Övriga fordon, Personbilar, Teknologi

Drönare som en extra sensor

Detroit News rapporterar om ett patent som Ford fått beviljat av den amerikanska patentmyndigheten och som går ut på att använda drönare som ett komplement till fordonsbaserade sensorer [1]. Automatiserade fordon nämns som ett möjligt applikationsområde. Genom att skicka drönare framför sig kan automatiserade fordon få längre sikt framåt. Enligt patentet kan drönare komma att användas för att leverera varor till och från fordonet.

Det är värt att notera att Ford och drönartillverkaren DJI har i början av året utlyst en utmaning med syfte att utveckla spaningssystem som FNs utvecklingsprogram skulle kunna använda för att kartlägga svåråtkomliga områden vid exempelvis naturkatastrofer. Det är totalt 25 lag som anmält sig till tävlingen, varav 10 har gått vidare till final. Vinnaren utses i augusti och kommer att belönas med 100 000 dollar.

Egen kommentar

En liknande applikation av drönare hittar vi hos Komatsu inom ramen för deras Smart Construction tjänst. Där används drönare för att guida självkörande lastbilar och grävmaskiner. Mer om detta kan ni läsa i vårt nyhetsbrev.

En annan observation är att utmaningsdriven utveckling börjar bli alltmer vanlig hos både fordonstillverkarna och andra aktörer inom området automatiserade transporter.

Jag har tyvärr inte kunnat hitta Fords patentansökan och har ingen mer detaljerad information om det hela.

Källor

Martinez, M., The Detroit News. Ford patents drone that acts as autonomous car lookout. 2016-05-10 Länk

Nyhetsbrevet

Nyhetsbrev 242: Traditionens betydelse

I två dagar har vi bevakat årets Elektronik i Fordon-konferens. Automatiserade fordon var förstås ett genomgående tema, vid sidan om elektrifiering, elarkitektur och testning.

Ett återkommande begrepp var ”legacy”, dvs. arv eller tradition. De etablerade fordonstillverkarna har ju hittills närmat sig automatisering med ett inkrementellt angreppsätt, att stegvis öka funktionaliteten.

Men både på grund av utmaningen från nya spelare som inte har någon befintlig teknologi eller tradition, ”så här gör vi här”, att bevaka och att kundkrav på att snabbt få ny funktionalitet gör att man nu inser att man måste ändra sig. Det kan till och med handla om att kasta gamla arbetssätt, sitt ”legacy”, överbord.

Men samtidigt är det viktigt för att inte produkterna ska bli för dyra och tappa i kvalitet att man bygger på de erfarenheter och kunskaper man besitter, dvs. man behöver också bygga på sitt ”legacy”. En intressant situation!

Elektronik och processorer, Konferenser

Elektronik i Fordon 2016

Skrivet av Azra Habibovic och Johan Wedlin

Konferensen Elektronik i Fordon arrangerades för elfte gången den 11-12 maj i Göteborg. Sedan förra året hade den växt betydligt, från ca 330 till ca 450 deltagare från en bredare krets än tidigare. Men fortfarande domineras den av deltagare från den svenska fordonsindustrin.

Förutom drygt 40 presentationer var det också en paneldebatt på ämnet ”En ny leverantörsindustri med många möjligheter”.

Konferensens andra dag var uppdelad i fem spår och vi bevakade inte allt men här är i alla fall en sammanfattning.

Dan Gunnarsson från BMW inledde konferensen med att prata om trender:

  • Ökande komplexitet och kortare ledtider kräver nya strukturer i utveckling och dokumentation av elektronik och mjukvara.
  • Nya spelare som Tesla, Google och Apple förändrar spelreglerna i en allt högre innovationshastighet.
  • För att möta de ökande kundkraven krävs ett revolutionärt angreppssätt. Man måste reducera traditionen, ”legacy”, så mycket som möjligt.
  • Förändring av affärsmodeller från att sälja bilar till att sälja tjänster, som BMWs DriveNow, ParkNow, ChargeNow och Connected Mobility Cloud.
Tekniska förändringar är bland annat:
  • Från fail safe till fail operational – en stor förändring av både elarkitektur och utvecklingsprocess.
  • Från flash updates till remote updates.
  • Från Local processing of sensor data till Big Data.
  • Från signal-based communication till Service and IP-based communication (Ethernet).

Jonny Andersson och Viktor Kaznov från Scania pratade om utmaningarna vid automatisering av tunga fordon, speciellt när man går från nivå 3 till nivå 4 enligt SAE-skalan, då man inte längre kan räkna med att falla tillbaka på föraren att ta över om något problem uppstår. Utmaningarna är betydligt större för tunga fordon, bland annat pga. den annorlunda fordonsdynamiken (längre bromssträckor, vältningsrisk etc).

För att säkra att produkterna har lång livslängd krävs inkrementell utveckling dvs. att man tar tillvara på de erfarenheter som finns – alltså att bevara ”legacy”.

Peter Bardenfelth-Hansen från Tesla Motors berättade om Teslas resa så här långt.

Tesla grundades för 13 år sedan – samma tidsperiod som då New York-trafiken övergick från dominerad av hästar till enbart bilar.

Företagets uttalade uppdrag är att accelerera världens omställning till hållbara transporter. Alla de idag ca 14000 anställda lever efter detta. Hos Tesla är det mycket högt tempo – som att hoppa på en trampkvarn i full fart och försöka hålla masken. Man gör i princip 4 års arbete på ett.

En anledning till att andra biltillverkare inte gör eldrivna högprestandabilar är att de i så fall skulle kannibalisera på sina andra, ICE-drivna bilar. Tesla är accelerator och ju fler andra tillverkare som gör elfordon, desto bättre går det för Tesla.

När man började rekrytera personal så var det, utom på utvecklingssidan, bara möjligt att få jobb hos Tesla om man inte tidigare hade arbetat i bilbranschen. Man ville ha människor med nytt perspektiv och inte få in ”legacy” = så här brukar man göra i fordonsindustrin.

Man har ett kundfokuserat angreppssätt, vilket innebär snabba produktändringar inkl. ”over the air”-uppdateringar och också en snabb köp-process där man i princip eliminerat återförsäljarledet – kunderna beställer bilen på nätet.

Teknikutvecklingen går fort så även kostnaderna minskar snabbt. Insikt om detta har lett till strategin att börja med att lansera en sportbil (Tesla Roadster), därefter dyra lyxbilar (Model S och Model X) för att först därefter komma med bilar för högvolym (Model 3).

I 4 generationer har vi lärt oss att ta bilen till bensinstationen. Att lära sig att ladda bilen tar tid. Ett sätt att minska räckviddsoron är Teslas snabbladdningsstationer, men för vardagsbruk är det bäst med hemmaladdning.

Martin Hiller från Volvo Cars pratade om kommunikationsbehov i automatiserade bilar. Han, liksom några andra föreläsare, lyfte fram vikten av Ethernet. Det har möjliggjort betydligt större bredband jämfört med andra nätverk som CAN och Flexray, något som är av stor betydelse för signalbehandlingen.

Martin pratade också om hur kravet på processorer har förändrats. Från generella CPU (centralenheter) till en kombination av GPU (grafikenheter), DSP (signalbehandlingsenheter) och ASIC (applikations-specifika enheter).

Synkronisering av olika enheter, inom och mellan fordon, är också viktigt att säkerställa. Ett klockfel på tio ms kan innebära 20 cm fel i positionering vid 70 km/h hastighet, hundra ms 2 meter.

Automatiserad körning för också med sig mycket större krav på redundans på olika systemnivåer från sensorer till hårdvara, kommunikation, fordonsreglering (inkl. ställdon) och kraftförsörjning. För att uppnå detta kommer styrenheterna i Drive Me-bilarna att vara ihopkopplade i form av distribuerad stjärntopologi (distributed star topology). På det viset säkerställs att de mest vitala delarna av systemet fungerar och klarar av att stanna bilen på ett säkert sätt även när en eller flera delar av systemet slutar fungera.

Henrik Lind från Volvo Cars pratade också redundans med fokus på objektdetektering. För att uppnå hög redundans i Drive Me-bilarna kommer det finnas upp till tre sensorer som detekterar samma objekt. Följaktligen är antalet sensorer stort, och paketering av dessa sensorer är en tydlig utmaning.

Teststräckan som valts för projektet är relativt enkel, vilket är ingen slump direkt: valideringsmetoder är inte klara ännu, och en lösning är att förenkla förutsättningarna. För att vara på säkra sidan kommer bilarna att lämna kontrollen över till föraren i god tid innan korsningar och trafikljus.

Detektering av små objekt som exempelvis råttor och harar på vägen är en utmaning, speciellt på långa avstånd. En annan utmaning kopplad till detta är hur bilen ska hantera sådana objekt – ska den väja eller köra över dem? Just nu finns det inga konkreta svar, men utvecklingen går framåt både på sensor- och på algoritmsidan.

Eftersom Drive Me är ett forskningsprojekt kommer bilarna att utrustas med datainspelningsenheter och på det viset möjliggöra vidareutveckling av systemet. Det handlar om stora datamängder och troligtvis kommer data behöva laddas ner varannan månad.

En fråga som lyftes fram från publiken var om förarna kommer kunna ta över kontrollen när som helst. Troligtvis kommer detta styras av regler och bestämmelser på internationell nivå.

Annie Rydström, också från Volvo Cars, pratade om användarupplevelsen vid automatiserad körning och hur man säkerställer att användarna litar på automatiserade fordon och upplever dem säkra och behagliga.

Hon nämnde tre olika metoder som Volvo Cars använder för att adressera detta. Utvärdering i körsimulatorer är en sådan metod. Den är applicerbar för exempelvis utvärdering av användbarheten av ett gränssnitt, men för att studera tillit och liknande faktorer behövs andra angreppssätt. Wizard of Oz-metodiken för testbanor, där förarna tror att de använder en automatiserad bil som inte nödvändigtvis är automatiserad, kan delvis ge svar på sådana frågor. För att studera detta fullt ut behöver fälttester utföras. Beteendeförändringar hos förarna är speciellt intressanta att studera när det gäller förarstödsystem och automatiserad körning, något som man i princip kommer åt endast via fälttester.

Azra Habibovic från Viktoria Swedish ICT gav en överblick av pågående aktiviteter inom området runt om i världen. Hon förklarade att det finns två tydliga utvecklingstrender:

  • evolutionär (automationsgraden ökar successivt, ratten är kvar i fordonet)
  • revolutionär (helt automatiserad körning direkt, det finns ingen ratt i fordonet)

Just nu har dessa två trender flera gemensamma nämnare: fokus ligger på utvalda trafikmiljöer och hastigheter, på bra vägar, ljus, och goda väderförhållanden. Aktörerna som arbetar efter den evolutionära principen fokuserar framförallt på motorvägskörning och parkeringsmanövrar, medan aktörerna som följer den revolutionära principen fokuserar på stadskörning och lägre hastigheter.

Inom ramen för den evolutionära principen är interaktionen mellan förare och det automatiserade fordonet en tydlig utmaning. Aktörerna på den revolutionära sidan möts däremot av flera tekniska utmaningar då det inte finns någon förare som kan ta över kontrollen om systemet fallerar.

På personbilssidan kan man säga att alla väletablerade tillverkare arbetar efter den evolutionära principen och att nya aktörer som Google, EasyMile och Navya satsar på den revolutionära principen. På lastbilssidan tillämpas den evolutionära principen för allmänna vägar (typiskt konvojkörning/platooning) medan den revolutionära tillämpas på inhägnade områden (typiskt gruvor).

Azra presenterade också några ”hot topics” inom området:

  • Detaljerade 3D kartor
  • Detektering
  • Situationsmedvetenhet
  • Trafiksäkerhet och hur man säkerställer den
  • Datasäkerhet
  • Sociala interaktioner
  • Lagar och regler

Slutligen påpekade hon att samverkan och samarbeten mellan aktörer och mellan olika typer av aktörer ökar. Dessutom vill många samhällen satsa på automatiserade fordon för att de ser att det kan förbättra samhällena, t.ex. med färre parkeringsplatser och med bättre mobilitet för människor och varor.

Nyhetsbrevet

Nyhetsbrev 241: Google + FCA = sant

Ja, i varje fall så planerar Google och FCA att börja använda självkörande Chryslerbilar framöver. FCA har inte gjort mycket väsen av sig inom automatiserade fordon tidigare, men nu har chefen Sergio Marchionne själv fått åka i en Googlebil och blivit imponerad.

Även Lyft och GM samarbetar och planerar självkörande taxibilar, medan järnvägsbolaget Deutsche Bahn tänker sig självkörande bilar som tar folk till och från järnvägsstationerna.

Kartföretaget HERE tar fram mycket detaljerade 3D-kartor. Intressant är lagerstrukturen, med ett mer statiskt och ett mer dynamiskt kartlager.

Och så designas en stad i Florida för självkörande eldrivna fordon.

Produktplaner, Tester och demonstrationer

Google påbörjar samarbete med Fiat Chrysler

Förra veckan blev det känt att Google kommer att utöka sin självkörande bilflotta med ytterligare 100 bilar [1]. De nya fordonen kommer att utvecklas i samarbete med Fiat Chrysler Automobiles (FCA) och kommer att vara baserade på 2017 Chrysler Pacifica Hybrid.

Planen är att anpassa fordonen under de kommande månaderna så att Googles mjukvara kan installeras i dem.

Källor

[1] Google. Google Self-Driving Car Project. 2016-05-03 Länk

Mobilitetstjänster, Produktplaner

Lyft kommer att testa självkörande taxi

General Motors (GM) och Lyft har offentliggjort planer att påbörja testning av automatiserade taxibilar inom ett år [1].

Taxiflottan kommer att utgöras av eldrivna Chevrolet Bolt-bilar. Tekniken, som utvecklats av teknikföretaget Cruise Automation som köptes av GM för ett par månader sedan, kommer att ha en avgörande roll. Kunderna kommer att ha möjlighet att beställa taxi via en mobilapplikation.

Detaljer kring testerna liksom staden där testningen kommer att utföras är inte kända ännu.

Källor

[1] Nagesh, G., Ramsey, M., The Wall Street Journal. GM, Lyft to Test Self-Driving Electric Taxis. 2016-05-05 Länk

Kartor

HERE HD Live Map

Kartföretaget HERE, som ägs av några tyska fordonstillverkare, har skapat detaljerade 3D kartor av Londons gator [1].

Med hjälp av sina insamlingsfordon kallade HERE True har företaget kunnat spela in 700.000 3D datapunkter per sekund vilket gör det möjligt att identifiera trottoarkanter, träd och liknande med 10 cm noggrannhet. Dessa data har sedan använts för att skapa HERE HD Live Map, en dynamisk representation av vägen som består av tre lager:

  • HD Map. Ett lager där detaljer som körfältsgeometri och vägmärken framgår tydligt. Med hjälp av den kan fordonet veta hur vägen ser ut runt hörnet och vad det är för trafikregler och hastighetsbegränsningar som gäller för respektive körfält.
  • Live Roads. Ett lager som förmedlar dynamisk information till fordonet som trafikstatus, tillfälliga ändringar i vägutformning och väderförhållanden. Detta görs med hjälp av realtidssensordata från fordon i trafiken samt realtidsinformation från andra källor.
  • Humanised Driving. Ett lager som analyserar förardata så att fordonet kan ta hänsyn till förarstatus och personliga preferenser. Detta bidrar till ett mjukare körsätt och en mer positiv körupplevelse vid automatiserad körning.

HERE HD Live Map är redo att implementeras i uppkopplade fordon i Västeuropa och Nordamerika.

Källor

[1] Electronic Product Design and Test. HERE maps London for autonomous vehicles. 2016-05-04 Länk

Mobilitetstjänster, Övriga fordon, Personbilar, Produktplaner

Deutsche Bahn ser positivt på självkörande fordon

Den tyska järnvägsjätten Deutsche Bahn ser positivt på självkörande bilar och kommer i framtiden att införa sådana bilar för transporter till och från järnvägsstationen, dvs. för att adressera den första och sista kilometern på resan [1]. Företaget har även börjat utforska tjänster som kan konkurrera med Uber för att transportera resenärer runt tätorter där tågtransporter är opraktiska eller omöjliga. Självkörande tåg är också av intresse.

Deutsche Bahn har inte offentliggjort någon tidsplan för införandet av självkörande fordon.

Källor

[1] Golson, J., The Verge. Deutsche Bahn looking at adding autonomous cars to its mass transit network. 2016-05-06 Länk

Infrastruktur, Mobilitetstjänster, Tester och demonstrationer

En stad för automatiserade transporter

Babcock Ranch är en ny stad i Florida som är under uppbyggnation och som är designad för automatiserade och eldrivna transporter [1]. Detta återspeglas i bl.a. designen av parkeringsytor, storleken på gatorna och utformningen av elnätverket. Utöver det håller man på att utforma en mobilitetstjänst som ska förenkla resandet i staden och göra den mer hållbar.

Mer information om Babcock Ranch hittas här.

Källor

[1] Hanley, S., Gas2. New Florida Town Designed With Autonomous Cars In Mind. 2016-05-04 Länk

utgiven av RISE Research Institutes of Sweden