Miniatyrbilar från MIT

I början av april hölls en studenttävling med självkörande miniatyrbilar i en källarkorridor på MIT [1]. Miniatyrbilarna föreställde en racerbil gjord i en 1:10 skala. Bilarna blev utrustade med en rad olika sensorer, inklusive lidar, kamera, tröghetsmätningsenhet och avståndsmätare. En NVIDIA Tegra Jetson K1 processor användes för bearbetning av sensordata. Algoritmerna var baserade på Robot Operating System (ROS) som är en samling av open-source drivrutiner, algoritmer, verktyg och bibliotek.

Huvudutmaningen för studenterna var att utveckla algoritmer som kan bearbeta data från olika sensorer i realtid och göra snabba beslut för broms och styrning. Tre av fyra lag lyckades slutföra den ca 160 meter långa tävlingen. Vinnarlaget lyckades komma i mål på ca 50 sekunder med en medelhastighet på ca 11 km/h.

Egen kommentar

Förra gången skrev vi om två andra tävlingar med miniatyrbilar, Audi Autonomous Driving Cup och Carolo Cup. Man kan lugnt konstatera att sådana biltävlingar är rätt så populära i den akademiska världen.

Källor

[1] MIT News. Students’ autonomous robots race in MIT tunnels. 2015-04-06 Länk

Automotive Steering Technology 2015

Konferensen Automotive Steering Technology i Berlin samlar årligen runt 100 deltagare med expertis inom styrning av fordon, från såväl fordonstillverkare som leverantörsindustrin samt även från institut och akademi.

Styrningsbranschen fokuserar i dagsläget framförallt på elstyrservo, men liksom andra systemområden så försöker man även utveckla och sälja avancerade produkter som kan ge tilläggsvolymer med bra lönsamhet. Exempel på sådana är Steer-by-Wire och olika varianter av reglerad styrning – Volvo Trucks Volvo Dynamic Steering (Jean Claude van Damme kommer ni ihåg) är väl det mest kända exemplet. BMW har i flera år haft s.k. Active Front Steering och Ford visade i år upp vad man kallar Adaptive Steering, ett system inbyggt i ratten som kan lägga till/dra ifrån rattvinkel i förhållande till rattaxeln, vilket till exempel kan göra att man inte behöver vrida ratten så mycket vid manövrering. Samtidigt kan en reglerbar elstyrservo vara användbar som styraktivator, till exempel för automatiserade fordon.

Samtidigt verkar man känna sig tveksam inför automatiserade fordon – man har länge konkurrerat med att skapa en bra styrkänsla och just det argumentet minskar ju med ökande automatisering. Däremot så ökar kraven på redundans och kvalitetssäkring för den nedre delen av styrsystemet.

Själv höll jag en presentation om att man för att klara framtidens utmaningar bör modularisera fordonsreglersystemen i smarta aktivatorer, smarta sensorer och styrenheter i en väldefinierad och standardiserad elarkitektur – ungefär som telekomindustrin gör. Jag fick nickande medhåll från framförallt fordonstillverkarna medan de stora systemleverantörerna istället direkt undrade vad de då skulle leva på i framtiden när sådana moduler blir mycket mer transparenta och jämförbara. Dagens affärsmodell bygger mycket på att allt är integrerat och kräver mycket anpassningsarbete.

Ett oväntat intressant föredrag handlade om vad man gör inom jordbrukssektorn. Genom att noggrant kunna styra och reglera jordbruksmaskiner kan man förbättra produktiviteten. Exempelvis kan man gödsla och bespruta bara exakt de delar av jorden som behövs, och man kan också köra ut på åkrarna även på vintern om man har förberett spår, men då måste maskinen kunna hålla kurs inom ca 2 cm vilket kräver automatisk styrning och differentiell GPS (GNSS). Detta har man redan implementerat! Ytterligare kostnadsbesparingar hägrar om man kan ta bort förarhytten, som står för ungefär 40 % av maskinens kostnad.

Miniatyrbilar från Audi på Autonomous Driving Cup

I slutet av mars hölls Audi Autonomous Driving Cup på Audi Museum Mobile i Tyskland [1]. Tävlingen involverade 10 lag med sammanlagt 50 tyska studenter som fick tävla med miniatyrbilar utrustade med egenutvecklade algoritmer för autonom körning. Tävlingen initierades av Audi som också försåg studenterna med miniatyrbilarna. Miniatyrerna föreställer Audi Q8 gjorda i en 1:8 skala. För att Audi ska kunna få nytta av algoritmerna som utvecklats för miniatyrbilarna, fick studenterna göra mjukvaruutvecklingen i samma miljö som Audi använder själva.

Bilarna bedömdes av en jury utifrån hur väl de reagerar på mötande och korsande trafik samt hur de hanterar svåra parkeringssituationer och plötsliga hinder på vägen. Alla tävlingsmoment utfördes inomhus men scenarierna var utvecklade utifrån verklig trafik.

Vinnande laget (Technical University of Munich) fick ett pris på 10 000 Euro, medans andraplats- och tredjeplatsvinnarna (Karlsruhe Institute of Technology och University of Freiburg) fick 5000 respektive 1000 euro. Dessutom har studenterna goda möjligheter för anställning på Audi.

Det är första gången som Audi håller i en sådan tävling i Tyskland.

Egen kommentar

Vi har tidigare rapporterat om en liknande tävling för små bilar, CaroloCup. Det är ett årligt event som hålls i Tyskland. I år, liksom 2014 och 2013, deltog ett studentteam från Chalmers i tävlingen. Mer information om teamet och deras framgångar hittar ni här.

Källor

[1] Audi. Technical University of Munich students win first Audi Autonomous Driving Cup. 2015-03-27 Länk

Hur kommer vår stadstrafik att förändras?

International Transport Forum (ITF), en organisation inom OECD som involverar 54 länder, har gjort en studie om förändringar inom vår stadstrafik som självkörande fordon kan komma att medföra [1].

Studien har utforskat två olika koncept av självkörande bilar: TaxiBot och AutoVot. Den förstnämnda går ut på att transporttjänsten delas av flera passagerare åt gången, medan den sistnämnda handlar om transport av en passagerare åt gången. Utgångspunkten för studien har varit att dessa tjänster används för samma typ av resor som görs idag i termer av startpunkt, destination och tid. Ett annat antagande var att TaxiBot och AutoVot ersätter alla bil- och bussresor. Studien har tittat på vilka effekter som dessa tjänster skulle kunna ha i termer av antalet fordon och resor samt parkeringskrav. Man tittade på dessa effekter per dag samt under rusningstrafik.

Studien är baserad på simuleringar där Lissabon använts som ett exempel på en medelstor europeisk stad. Lissabon har 565 000 invånare och en yta på 84,6 kvadratkilometer. I genomsnitt görs 1,2 miljoner resor där dagligen, eller 1,9 resor per invånare. Andelen bilar är relativt låg, 217 per 1000 invånare. En uppskattning är att det under rusningstiden cirkulerar över 60 000 bilar, 400 bussar and 2 000 taxibilar samtidigt i Lissabon, motsvarande 60 fordon per kilometer vägnät.

Slutsatser från studien inkluderar följande.

  • TaxiBots kan i kombination med högkapacitetsfordon för kollektivtrafik (pendeltåg, Bus Rapid Transit (BRT) och Light Rail Transit (LRT)) ersätta 9 av 10 bilar. AutoVots utan någon kombination med sådan kollektivtrafik ersätta 8 av 10 bilar.
  • TaxiBots kan i kombination med högkapacitetsfordon för kollektivtrafik leda till en 6 % ökning i antalet körda kilometer per bil. Detta eftersom TaxiBots kommer att ersätta både bil och bussresor som görs idag. AutoVot utan någon kombination med högkapacitets-kollektivtrafik kommer att fördubbla antalet körda kilometer per bil.
  • TaxiBot kan i kombination med högkapacitetsfordon för kollektivtrafik leda till 65 % färre fordon i rusningstrafik. AutoVots utan någon kombination med sådan kollektivtrafik kan leda till 23 % färre fordon i rusningstrafik. Totala antalet resta kilometer kommer att öka under rusningstiden jämfört med idag: 9 % med TaxiBot och 103 % med TaxiVot.
  • Parkeringsbehoven kommer att reduceras kraftigt. Behovet för parkeringsplatser längs med gator kommer försvinna helt och hållet (motsvarande 210 fotbollsplan!). Utöver det skulle 80 % av andra parkeringsplatser kunna tas bort.
  • Utan tillgång till högkapacitetsfordon för kollektivtrafik skulle antalet bilar öka i TaxiBots och AutoVots flottan med 5 000 respektive 12 000 bilar.
  • Om endast 50 % av bilresor utförs med delade självkörande bilar och resten med traditionella bilar, kommer det totala antalet resta kilometer med fordon att öka mellan 30 % och 90 %. Trots detta kan sådana fordon vara attraktiva för att reducera trafikstockningar samt för att reducera kostanden av traditionell kollektivtrafik.
  • Säkerhetsvinster med delade självkörande bilar kan vara mer påtagliga än miljövinster eftersom mängden utsläpp är relaterad till antalet resta kilometer och därmed strakt beroende av bränslesnålare och mindre förorenande teknik.
  • Delade självkörande bilpooler kommer att konkurrera med dagens taxitjänster och kollektivtrafiken. Styrning av transporttjänster, inklusive diverse föreskrifter och villkor, kommer att behöva anpassas.

Källor

[1] International Transport Forum, OECD. Urban Mobility SystemUpgrade- 2015-04 Länk

Futuristisk konceptbil från Chevrolet

Under Shanghai Auto Show som hölls förra veckan, visade Chevrolet en ny konceptbil [1]. Enligt företaget ger bilen en blick av framtiden och är designad för yngre kunder av morgondagen.

Bilen kan köras både manuellt och autonomt. Den har en futuristisk design med många drag från bilar som idag kan ses i spel och science fiction filmer. Förarsätet kan roteras så att föraren sitter bakåtvänd när bilen kör sig självt och, liksom Transformers, kan bilens dörrar öppnas uppåt och därmed förändra bilens utseende helt och hållet. Den är eldriven och kan laddas trådlöst.

Egen kommentar

För inte så länge sedan skrev vi om Mercedes nya konceptbil. Man kan se många likheter mellan denna och Chevys ovan beskrivna bil, inte minst vad det gäller användning av kristallblå ljus både på in- och utsidan av bilen. Man kan undra om blå är framtidens ljusfärg och en signatur för automatiserade bilar.

Källor

[1] Sorokanich, R., Car and Driver. Chevrolet FNR Autonomous Concept Looks Too Good to Be Self-Driving. 2015-04-20 Länk

Hårdvaran finns och är billig

Baserat på en nyligen publicerad rapport från Boston Consulting Group, skriver Wired att automatiserade fordon kommer vara billigare än vad man tror [1]. Detta eftersom hårdvaran (sensorer, processorer och aktuatorer) som behövs för automatiserad körning finns ute på marknaden och är relativt billig.

En grov uppskattning är att s.k. autopilot för motorvägskörning kommer kosta runt 5 500 dollar utöver bilens standard pris. Ungefär lika mycket kommer automatiserad körning i stadsmiljöer att kosta, medans autonom parkering väntas ligga på ca 2000 dollar. Vill man ha en helt självkörande bil i alla trafikmiljöer får man betala runt 10 000 dollar extra. Detta är priser som kommer gälla i alla fall de 10 första åren efter att dessa bilar lanserats på marknaden. Det är dock möjligt att priserna pressas ännu mer när massproduktion börjar.

Källor

[1] Davies, A., Wired. Turns Out the Hardware in Self-Driving Cars Is Pretty Cheap. 2015-04-22 Länk

Smart Mobility Test Bed i Singapore

Singaporianska Nanyang Technological University (NTU) och NXP Semiconductors har startat ett nytt forskningscenter och testanläggning kallat Smart Mobility Test Bed [1]. Forskningen kommer att vara fokuserad på olika typer av trådlös kommunikation mellan fordon och deras omgivning (V2X). Vid lanseringen av centret visades tre självkörande bilar som kunde utbyta information med varandra och med infrastrukturen inom en radie av 2 km.

Tillsammans kommer NTU och NXP Semiconductors att investera runt 22 miljoner dollar i detta. Planen är att inom de kommande fyra åren utöka testbilsflottan till 100 autonoma bilar samt att utrusta infrastrukturen på testanläggningen med 50 kommunikationsenheter (road side units, RSU). Detta kommer bl a att möjliggöra studier kring hur självkörande bilar kan koordineras för att undvika trafikköer.

Källor

[1] Jones, W., IEEE Spectrum, Cars That Think. Singapore to Open Robocar Testing Facility. 2015-04-17 Länk

Elektronik i Fordon 2015

22-23 april hölls årets Elektronik i Fordon i Svenska Mässan, Göteborg, med ca 330 deltagare. Första dagens program var gemensamt medan andra dagen var uppdelad i spåren Elektronik & arkitektur, Säkerhet, Transmission & drivlina, Tunga fordon samt Test & validering. Automatisering av fordon fanns med i samtliga delar, mer eller mindre.

Flera presentationer behandlade automatisering med fokus på uppkoppling. Redan idag är de flesta lastbilar i Europa uppkopplade på något sätt, även om de ännu inte delar data med varandra så mycket. Uppkoppling och delning av data möjliggör nya tjänster men skapar också utmaningar för företagen i att hitta lämpliga affärsmodeller. Fordonstillverkarna funderar också på hur mycket de ska öppna upp sig och t.ex. ge tredjepartsutvecklare tillgång till insamlade data. Nya aktörer kommer, frågan är hur mycket man vill hjälpa dem.

Annars fokuserar lastbilssidan mycket på konvojkörning, eller ”platooning”. Tanken är att minska bränsleförbrukningen genom att köra lastbilarna nära efter varandra och få aerodynamiska vinster. Eftersom bränslekostnaden utgör ungefär 40 % av den totala kostnaden för ett åkeri så finns det pengar att spara. Dagens förare gör också detta manuellt och kortare stunder. Med automatisering så skulle man kunna köra med kortare avstånd och längre tid. Om bilarna samtidigt är uppkopplade kan man göra funktionen bättre, bland annat genom att planeringshorisonten flyttas längre bort. Men samtidigt så känner förarna tveksamhet, när de tappar sikt och tvingas förlita sig på ett system. Ofta har man valt chaufförsyrket för att känna sig fri. Ett annat potentiellt problem som nämndes var att bilarna tvingas till frekventa inbromsningar om man ligger nära varandra, vilket leder till energiförluster som äter upp en del av de aerodynamiska vinsterna.

På systemsidan handlar det mycket om att kunna samla in och hantera stora mängder data. Inte minst videoströmmar från kameror kräver mycket bandbredd och dagens fordonsinterna kommunikationsbussar kommer kanske inte att räcka till.

Alla funktioner behöver inte nya sensorer. Volvo Cars visade en lågfriktionsvarning som bygger på information från befintliga källor inklusive informationsutbyte med såväl väghållare, myndigheter som andra fordon. Samma princip kan användas även för andra funktioner som t.ex. att varna för utryckningsfordon och ge information vart man ska styra för att ge dem fri väg, koordinera vävning vid trafikmot eller i framtiden koordinera automatiserade fordon. Den här typen av system brukar kallas kooperativa informations- och kommunikationssystem eller C-ITS. Konvojkörning med uppkopplade och samverkande fordon som nämndes ovan hör också dit.

En annan fråga som togs upp var hur man ska kunna verifiera och validera självkörande fordon. Att köra fältprov skulle kräva att man köra miljardtals km vilket inte är genomförbart. Ett alternativt koncept som studeras är att istället försöka identifiera kritiska situationer från bland annat olycksdatabaser och fältprov och därefter simulera dessa för att se hur det tekniska systemet hanterar dem. Simuleringarna kan då blanda verkliga inspelade data med simulerade så att man till exempel kan lägga till en simulerad älg. Man kan sedan göra snabba mjukvarujusteringar och testa igen. Problemet här blir istället att veta att man hittat tillräckligt många kritiska situationer.

Hur önskvärda automatiserade fordon är och hur man kan ta reda på det har adresserat inom forskningsprojektet MODAS. Drivkrafterna är säkerhet, bekvämlighet, effektivitet och miljövänlighet. Men för att få ut de positiva effekterna krävs användare och system i samverkan. Om man till exempel inte känner tillit till systemet så slappnar man inte av och använder tiden till annat. Undersökningar man gjort visar att det är ungefär lika mellan människor som är positiva till automatisering och de som är skeptiska och vill ha kontroll och köra själva. Bland annat hörde majoriteten av lastbilsförarna till den senare gruppen.

Något annat som diskuterats är vikten av skalbarhet. Det är viktigt att sensorer och tillhörande mjukvara är uppbyggda på ett sätt som möjliggör att de lätt kan anpassas till olika typer av fordon. Ett avancerat kamerasystem som används i premiumbilar ska exempelvis på ett enkelt sätt kunna konfigureras om för en billigare bil.

Man visade också studier av elmotorer i elfordon som kan användas som aktuatorer för aktiv säkerhet. Eftersom elmotorerna har betydligt snabbare respons än förbränningsmotorer och dessutom har god reglerbarhet så kan man till exempel använda dem för att gasa på eller flytta bilen framåt vid risk för en kollision bakifrån.

Ett annat ämne som togs upp i flera föredrag var informationssäkerhet och standarden för funktionell säkerhet (ISO 26262). Man måste kunna säkerställa att den avancerade tekniken i automatiserade fordon alltid uppför sig som det ska och att den lyckas hantera oförutsedda händelser, både i och utanför fordonet. ISO 26262 är inte utvecklad med detta i åtanke och för närvarande är dess begränsningar ganska okända.

Slutligen kan vi också nämna att ett nytt projekt kallat COPPLAR har annonserats. Projektet är för närvarande under uppstart och kommer involvera flera parter, däribland Chalmers. Det går ut på att utveckla teknik för automatiserad körning i stadsmiljö, som utöver bilbaserade sensorer involverar trådlös kommunikation (V2X). Två bilar kommer att utrustas med den utvecklade tekniken som sedan ska utvärderas på testanläggningen AstaZero.

BMW parkerar sig själv – och utvecklar smarta glasögon

BMW planerar att introducera en ny parkeringsassistansfunktionalitet i nya 7-serien som gör det möjligt för bilen att parkera sig själv med hjälp av en fjärrkontroll – utan förare vid ratten.

Vid ett event anordnat för att presentera de nya funktionaliteter som kommer finnas tillgängliga i nya 7-serien uttryckte forskningschefen Klaus Froehlich att bilen ”definitivt kommer att ta en ledande position i branschen”. [1].

Bilen kommer att inkludera följande funktionaliteter för första gången i BMW:s historia:

  • Den första massproducerade bilen som kan parkeras med hjälp av en fjärrkontroll, vilket innebär att ingen förare behöver sitta vid ratten för att manövrera bilen in eller ut ur parkeringsplatser eller garage.
  • Den första BMW (och kanske den första massproducerade bilen) med gest-igenkännings-funktionalitet, vilket gör att man kan använda handrörelser för att göra sådana saker som avböja ett samtal eller höja radiovolymen.
  • Den första BMW som automatiskt anpassar sig till förarens körstil och det väglag som råder med hjälp av bilens Adaptive-mode funktion.

I samband med Auto Shanghai 2015 visade BMW också upp en prototyp av ett par nya smarta glasögon som de hållit på att utveckla tillsammans med It-företaget Qualcomm sedan 2013. [2].

Prototypglasögonen (Mini Eyewear) som presenterades liknar gamla pilotglasögon och visar möjliga rutter och annan relevant information såsom bilens hastighet och hastighetsbegränsningen på vägen i förarens direkta synfält utan att dölja andra trafikanter.

I Parallel parking mode använder sig glasögonen av data från kameran i fordonet för att visa en bild av trottoaren för att hjälpa föraren komma så nära som möjligt utan att skrapa hjulen.

Föraren kan kontrollera glasögonen genom att trycka på en knapp på högra sidan av glasögonen. Medan fordonet körs synkas glasögonen med fordonet och skulle föraren t.ex. se en uppmaning om ett inkommande SMS, kan föraren trycka på en knapp på ratten för att få meddelandet uppläst högt.

Glasögonen är dock fortfarande i prototypstadie och Jay Wright VD på Qualcomm säger att man väntar på att marknaden ska mogna men ser att det inte är långt kvar till kommersialisering.

Källor

[1] Automotive News Europe, 2015 -04-18 Länk

[2] Automotive News Europe, 2015 -04-19 Länk

Automatiserade transporter ett av fem nya strategiska innovationsprogram

VINNOVA, Energimyndigheten och Formas meddelade igår [1] att man satsar gemensamt 430 miljoner fram till 2018 kronor på fem nya innovationsprogram, varav ett är automatiserade transporter, som kommer att ledas av Lindholmen Science Park [2] med Jan Hellåker som programledare och Catharina Elmsäter-Svärd som styrgruppsordförande.

Visionen för detta s.k. SIP är att Sverige ska positioneras som ledare inom automatiserade transportsystem, bidra till att uppnå de transportpolitiska målen och underlätta en utveckling av ett hållbart Sverige. Inom SIPet ska genomföras insatser för forskning och innovation, bland annat genom öppna utlysningar där företag, lärosäten och andra aktörer kan söka medel för forskning och innovation inom området.

Den än så länge preliminära offentliga finansieringen för programmet är 2 miljoner kr 2015 och därefter 20 miljoner kr per år 2016-2018, totalt 62 miljoner. Till detta kommer annan finansiering från övriga intressenter.

Strategiska innovationsprogram är en långsiktig satsning och kan vara upp till 12 år. De kommer att utvärderas vart tredje år utifrån ledarskap, resultat samt måluppfyllelse.

Källor

[1] 430 miljoner kronor för ett hållbart och konkurrenskraftigt Sverige, VINNOVA 2015-04-21 Länk

[2] Svensk kraftsamling för smarta städer, hållbara transporter och framtidens jobb, Lindholmen Science Park 2015-04-21 Länk

utgiven av RISE Research Institutes of Sweden