Etikettarkiv: Chalmers

Automatiserade och uppkopplade fordon på Chalmers

Igår eftermiddag hölls ett seminarium om automatiserade och uppkopplade fordon på institutionen för Signaler och System, Chalmers. Seminariet inkluderade fem olika presentationer.

Bart van Arem, professor på Delft University of Technology (Nederländerna), var först ut. Målet med hans presentation var att ”besvara” frågan om automatiserad körning kommer lösa våra problem med trafikstockningar. Svaret är ja, under förutsättning att vi gör på rätt sätt, annars kommer vi skapa nya störningar i trafiken. Detta innebär att vi bl.a. behöver göra följande:

  • Samla in och analysera data från storskaliga utvärderingar i verklig trafik. Det är nödvändigt att detta görs på ett vetenskapligt sätt och att resultaten publiceras i vetenskapliga tidskrifter. Just nu är det väldigt mycket som påstås på diverse webbsidor, men egentligen finns det väldigt lite vetenskaplig grund för dessa påståenden.
  • Genomföra fallstudier (case studies) på regionalnivå.
  • Tydliggöra regler och lagkrav (hur ska automatiserade fordon godkännas?).
  • Reality check – reda ut folks medvetenhet om och acceptans av automatiserade fordon.

Bart påpekade också skillnaden mellan två koncept baserade på fordon-till-fordon kommunikation (V2V):

  • cooperative sensing (fordon utbyter information med varandra för att förbättra situationsmedvetenheten) och
  • cooperative control (fordon utbyter information med varandra för att förhandla, samverka och manövrera tillsammans mot ett gemensamt mål).

I samband med detta gav han en överblick av två nyligen genomförda studier som tittat på dessa koncept: ”Modelling supported driving as an optimal control cycle: Framework and model characteristics” samt ”Rolling horizon control framework for driver assistance systems. Part II: Cooperative sensing and cooperative control”. Båda har publicerats i Transportation Research Part C: Emerging Technologies och finansierats av Shell.

Bart berättade också om Dutch Automated Vehicle Initiative (DAVI) vars syfte är att utveckla och utvärdera automatiserade och uppkopplade fordon. Vi har rapporterat om DAVI i ett av våra tidigare nyhetsbrev.

Miguel Ángel Sotelo, professor på University of Alcalá (Spanien), pratade om hur man kan förbättra prediktering av fotgängares intentioner genom att ta hänsyn till olika ledtrådar i deras kroppsspråk. I en pågående studie på hans universitet har man utvecklat en mjukvara som utifrån (stereo)videodata extraherar fram lederna på en fotgängares kropp och skapar en 3D-modell av fotgängaren. Genom att studera kroppshållningen kan mjukvaran förutsäga fotgängarens rörelsebana. För att göra detta används ”low dimensional latent spaces” där fotgängarens rörelser är mer intuitiva och förutsägbara. Vid en tidshorisont på 0.5 sekunder uppnås en positioneringsnoggrannhet av 35-40 cm, medan en tidshorisont på 0.8 sekunder ger en noggrannhet av 60-90 cm.

Gabriel Campos berättade om sin forskning kring koordination av självkörande uppkopplade fordon i vägkorsningar där traditionella kontrollenheter som trafikljus och stoppskyltar tagits bort.

Det viktiga i det här fallet är att:

a) varje fordon styrs på ett sätt som balanserar dess egna och andra fordons intentioner,

b) problem i ett fordon påverkar inte resten av fordon,

c) förändringar i kommunikationen (ex. dropouts) hanteras på ett adekvat sätt.

Gabriel påpekade att kontrollproblemet är beroende av optimering av en konstnadsfunktion där man undviker kollisioner och uppfyller lokala randvillkor.

Han föreslår en decentraliserad kontrollstrategi där fordon stegvis löser lokala optimeringsproblem. Strategin tar speciell hänsyn till hur varje fordons frihetsgrader kan beskrivas för att undvika kollisioner. En viktig del av det hela är i vilket ordning som besluten fattas.

En del av Gabriels forskning har publicerats på IEEE ITSC 2013 med titeln Autonomous cooperative driving: a velocity-based negotiation approach for intersection crossing.

Hakan Köroğl pratade om hur man kan kontrollera fordon som kör i ett kooperativt fordonståg (platooning). För detta använder han sig av ett Linear Matrix Inequality (LMI)-ramverk eftersom parametervariation och heterogenitet då kan hanteras på ett relativt enkelt sätt.

Roozbeh Kianfar presenterade ett styrsystem för lateralstyrning av fordon i ett fordonståg. Det handlar om en distribuerad kontrollstrategi där strängstabilitet (string stability) uppnås genom att omvandla den klassiska definitionen av strängstabilitet i frekvensdomänen till tidsdomänen. Varje fordon räknar fram egen styrstrategi och skickar information om sina intentioner till det efterföljande fordonet. Alla avvikelser mellan predikteringen och intentioner adresseras genom randvillkor i optimeringsproblemet som löses lokalt.

Roozbehs forskning har publicerats på IFAC-AAC 2013 med titeln A Distributed Model Predictive Control Approach to Active Steering Control of String Stable Cooperative Vehicle Platoon.

Kommentar från Alf Peterson, Senior Advisor på Viktoria Swedish ICT:

Det finns gående, cyklister, kollektivtrafik i form av såväl bussar som spårvagn och tåg som var och en kommer att få mycket högre inverkan och sofistikerad prioritering. I storstäderna pratar man mycket om en mer dynamisk användning av gatusystemet, begränsa biltrafik etc. Detta nämns inte i sammanhangen kring kooperativa fordon.

Team Legendary and Team Tetrix from Chalmers and University of Gothenburg are among top three Newcomer Teams in Self-Driving Miniature Vehicles Student Competition “CaroloCup” in Germany

Skrivet av Christian Berger, Chalmers

Two teams from Chalmers and University of Gothenburg participated in the self-driving miniature vehicles student competition “CaroloCup” in Braunschweig, Germany for the second time in a row. This year, 16 teams have participated in the annual event for students with the goal of developing self-driving vehicles in 1:10 scale that are able to follow lane markings, handle intersections safely, overtake stationary and moving obstacles, and to park on a sideways parking strip.

Both teams competed for the first time in the advanced version of the CaroloCup competition with teams who participated already since the introduction of the event in 2008. Comparable to previous years, the favorite teams could successfully defend the upper ranks in this highly competitive version, but from all seven newcomer teams, both Swedish teams “Legendary” and “Tetrix” are among the top three newcomers.

Both teams consisted of students from Software Engineering, the Software Engineering & Management, the Signals and Systems, and the Computer Systems and Networks program and were supervised by Christian Berger from Software Engineering Division and Olaf Landsiedel from Division of Networks and Systems. Our three sponsors HiQ AB, Delphi, and XCube Communication from Gothenburg supported the team so that the students could participate in the competition in Germany.

Video demonstrating lane following here.

Säkrare fordon bromsar och styr ur riskfyllda situationer

Forskare vid Chalmers jobbar tillsammans med Volvo Personvagnar [1] kring aktiva säkerhetssystem som påminner om autonoma system, skriver InderScience [2]. Fordonets sensorer har möjlighet att upptäcka olyckshot och kan ta över både styrning och bromsning av bilen.

Forskarna menar att detta är ett steg mot att göra fordonen säkrare utan att helt ersätta föraren med ett självkörande system. Vidare menar forskarna att det nya systemet är bättre på att välja åtgärd beroende på den aktuella miljön, styra eller bromsa, istället för att som flera av dagens system som är förprogrammerade att antingen styra eller bromsa oavsett omgivning.

Algoritmen är testad i fyra olika vanliga olyckstyper med gott resultat och visar potential för att kunna generaliseras för att också inkludera fler olyckstyper och på så sätt  kunna ta sig ur riskfyllda situationer.

Källor

[1] Mattias Brännström, Erik Coelingh, Jonas Sjöberg ”Decision-making on when to brake and when to steer to avoid a collision” in Int. J. Vehicle Safety, 2014, 7, 87-106

[2] InderScience 2014-01-08: Safer vehicles brake and steer out of harm’s way Länk

Innovation Bazaar om automatiserade fordon

I början av veckan höll Vehicle ICT Arena sin tredje Innovation Bazaar, den här gången med titeln Automated Vehicles – Opportunity for Software Companies. Basaren hölls på Lindholmen Science Park i Göteborg och drog till sig ca 200 deltagare. Basaren bjöd på 8 presentationer och en utställning där ett tiotal företag fick demonstrera sina intressen, tjänster och produkter gällande bland annat automatiserade fordon. Här är en sammanfattning av presentationerna.

Jonas Ekmark från Volvo Cars berättade om det nya samarbetsprojektet DriveMe som går ut på att testa 100 automatiserade bilar i verklig trafik på en utvald vägsträcka i Göteborg. Sträckan är ca 50 km lång, har en hastighetsbegränsning på minst 70 km/h, och innehåller inga komplexa korsningar, trafikljus eller rondeller. Målet är att ha en blandning av förare så att man kan studera hur olika förare samverkar med automatiserade fordon. Utöver detta så kommer projektet att möjliggöra studier kring infrastrukturförändringar (exempelvis om körfält och parkeringshus kan designas på annorlunda sätt). Just nu är projektet i en planeringsfas där man försöker definiera en rad olika delprojekt.

Ali Soltani från Qamcom pratade om radarsystem och de förändringar som behövs för att möta kundernas behov på ett priseffektivt sätt. Han påpekade att det långsiktiga målet är att ha en plug-in lösning, vilket är en stor utmaning.

Christian Berger berättade om Chalmers deltagande på Carolo Cup i Tyskland som är en tävling för autonoma bilminiatyrer utvecklade av studenter. Genom att utveckla sådana bilar lär sig studenterna om projektledning, requirement change management och hardware/software integration. Förra året vann Chalmers första priset. Årets tävling går av stapeln nästa vecka och Chalmers deltar med två lag. Vi håller tummarna!

Predrag Pucar från NIRA Dynamics berättade om företagets framgångssaga och hur man använder mjukvara för att ersätta hårdvara och därmed reducera kostnader för sina kunder. Han påpekade också hur lagstiftningen som kräver en viss funktionalitet kan leda till nya mjukvarulösningar. Tire pressure indicator (TPI) som NIRA utvecklat togs upp som ett exempel. Eftersom Predrag har erfarenhet från flygindustrin gjorde han en jämförelse med bilindustrin. Slutsatsen blev att den största skillnaden ligger i connectivity – till skillnad från bilförare har piloter hela tiden koll på var andra flygplan befinner sig och vad de andra piloterna ser. Dessutom sker uppdatering av (icke-kritisk) mjukvara mycket snabbare i flygindustrin.

Petter Hörling från Volvo Cars berättade om hur företaget arbetar på ett systematiskt sätt för att uppnå en bra användarupplevelse. Man måste utgå från användaren och hans/hennes behov både innan, under och efter körningen. Petter offentliggjorde sedan vilka tre lag gått vidare i innovationstävlingen kring interfacedesign.

David Styrborn från AB Volvo mjukvaruinköp berättade om hur man kan skapa nya funktioner genom att kombinera mjuk- och hårdvarukomponenter istället för att köpa kompletta system. Volvo Dynamic Steering, VDS, är ett framgångsrikt exempel på vad man kan åstadkomma med detta (och som f.ö. fått stort mediagenomslag genom videon The Epic Split). David påpekade också att det skapas nya utmaningar när man gör detta eftersom processerna ännu inte hunnit anpassa sig till fullo.

Martin Lidén från Volvo Cars berättade om trenden mot att separera mjuk- och hårdvara och hur man får anpassa sina processer för detta, speciellt vad det gäller infotainment och liknande system. Martin gav exempel på fler olika affärsmodeller som Volvo Cars tillämpar. Företaget vill inte låsa sig fast vid en bestämd affärsmodell utan har en praktisk och handlingsorienterad strategi.

Jag var också där och gav en global överblick av pågående aktiviteter relaterade till automatiserade fordon.

www.lindholmen.se/vehicle kommer konferensdokumentationen att finnas.

Ett nytt EU-projekt

Ett nytt EU-forskningsprojekt kallat AdaptIVE (kort för Automated Driving Applications & Technologies for Intelligent Vehicles) har annonserats [1, 2].

Målet är att utveckla och testa nya teknologier som möjliggör delvis och helt automatiserad körning på motorvägar och i tätbebyggda områden. Huvudfokus kommer att ligga på dynamisk anpassning av automationen till olika trafiksituationer, inklusive samverkan mellan fordonet och föraren. Projektet kommer också att utforska rättsliga och ansvarsfrågor för förare och fordonstillverkare.

Olika automatiserade funktioner kommer att demonstreras i sju personbilar och en lastbil.

Projektet kommer att pågå i 3,5 år och leds av Volkswagen. Det involverar 29 olika organisationer inklusive BMW, Bosch, Continental, Ford, General Motors, Mercedes-Benz, Nissan-Renault, Volvo Group, Volvo Cars samt universitet från England, Tyskland, Nederländerna, Italien, Spanien och Sverige (Chalmers). Budgeten ligger på 25 miljoner EUR.

Egen kommentar

AdaptIVE är på ett sätt en fortsättning på två andra nyligen avlutade EU-projekt: HAVEit [3] och interactIVe [4]. Vi har rapporterat om det sistnämnda i ett av våra tidigare brev som ni kan läsa om här.

Källor

[1] AdaptIVe project moves automated driving forwards. FleetNews. 2014-02-04 Länk

[2] Duarte, J., Digital Journal.  VW draws nearer to driverless cars. 2014-02-02. Länk

[3] HAVEit. Länk

[4] interactive. Länk

Studentprojekt om HMI för autonoma fordon

I går presenterade 6 studentgrupper från Chalmers Interaction Design sina förslag till HMI för autonoma fordon på ett seminarium hos Volvo Cars.

Som en del i ett pågående samarbete mellan VCC och Chalmers så hade studenterna under 8 veckor fått jobba med en att ta fram förslag till gränssnitt som stöttar behov samt uttalade och outtalade förväntningar kopplade till autonom körning. Lösningarna skulle ha en inspirerande funktionalitet som gör att förarna upplever autonom körning som värdefull och njutningsbar. De skulle också innehålla en strategi för hur man kan upprätthålla förarens förmåga att ta tillbaka kontrollen på kort varsel.

Studenterna hade angripit problemet på ett strukturerat sätt och bland annat tagit fram personas och scenarios, gjort egna kundundersökningar bland människor på gatan och skickat ut enkäter.

Några (som jag tyckte) intressanta konceptidéer som presenterades var:

  • Instrumenten anpassar sig efter om bilen är i manuell eller autonom mod. T.ex. kan mittkonsolens skärm flyttas närmare föraren och informationen ändras så att den ger en förståelse för vad bilen gör vid autonom körning. På det sättet kan man bygga förtroende för systemet.
  • Man anger destination först efter bilen har kört iväg. På det sättet slipper man lägga tid på ett moment som man tidigare gjort intuitivt.
  • Olika sätt att ange bilens mod som upplyst ratt eller olika symboler som syns även om man t.ex. tittar på film.
  • On call-funktionalitet som skickar information till räddningstjänsten sekunderna innan en oundviklig krasch och då alltså systemen är oskadade. Kan göra att systemen inte behöver skyddas så att de överlever en krock.
  • Intuitiv återtagande av kontroll genom att man tar tag i ratten eller annat reglage, ungefär som konstantfarthållare i dag kopplas ur om man bromsar.
  • Ratt med trycksensorer som känner hur många händer man har på ratten, och därmed en indikation på hur alert föraren är.
  • Ratt med touchpad.
  • Arbetsbord med tangentbord, ungefär som matborden på flygplan.
  • En funktion som temporärt tar över kontrollen och kör vidare om det t.ex. ringer. Det skulle kunna vara ett enkelt tidigt steg mot autonom körning.
  • En panikknapp som gör att bilen själv kör till närmaste sjukhus. Det skulle i princip göra alla bilar med systemet till potentiella ambulanser.

En jury från VCC utsåg gruppen ”Girl Power +1” till vinnare, bland annat för att de arbetat så strukturerat och med helhetssyn.

Generellt tyckte juryn att alla bidragen var mycket bra, men påpekade också att det som saknades var fokus på kundnyttan. Vem vill betala för funktionaliteten och varför?

VCC ställde frågan om vad som kan vara mer intressant att jobba med för unga ingenjörer idag. Många studenter höll med, men inte alla. Någon tyckte att det skulle vara intressantare att jobba med hela mobilitetssystem än bara bilar.

Med autonoma fordon kan bilarna köras tätare och man alltså utnyttja befintliga gator och vägar bättre. Mot detta invände någon av studenterna om man verkligen vill ha fler fordon på gatorna.

Egen kommentar

Det finns oerhört mycket att göra inom HMI för autonoma fordon.Problemet behöver angripas från ett annat håll än bara den tekniska.

Det är också imponerande vad dagens studenter kan åstadkomma, inte bara i detaljer och teknik utan i förståelse av helheten. Men det är inte lika självklart för dem att arbeta i bilindustrin som det var förut, trots intressanta utmaningar.