Hoe Tesla, Volvo en Google ieder op hun eigen manier een zelfrijdende auto ontwikkelen

Google bouwt er één from scratch, Tesla update zijn software stukje bij beetje en bijna alle traditionele automerken zijn inmiddels begonnen aan de ontwikkeling van een auto die steeds meer zelf kan. De zelfrijdende auto is hot. Om te laten zien welke paden autofabrikanten kunnen bewandelen, bespreek ik drie spelers die hard bezig zijn met autonoom rijden. Op welke technieken baseren zij zich?

Eigenlijk kent iedereen al auto’s die deels taken kunnen overnemen. Denk maar aan cruise control, park assist en een noodremsysteem. Google is op dit moment in de Verenigde Staten met een volledig zelfrijdende auto op de weg te vinden. De auto’s van bijvoorbeeld Tesla en Volvo worden ondertussen ook steeds autonomer: ze kunnen steeds meer zelf. Maar de fabrikanten hebben wel een andere kijk op hoe we over een aantal jaar in onze auto rijden.

Tesla

De Amerikaanse autofabrikant Tesla wil door middel van zijn Autopilot het rijden deels aangenamer maken. De fabrikant wil over twee jaar een volledig autonome auto op de markt brengen en breidt ondertussen de autonome functies uit. De bekendste is dus Autopilot: een adaptieve versie van cruise control, die niet alleen een standaardsnelheid aanhoudt, maar deze ook aanpast op basis van wat voorgangers doen. Ook pronkt het bedrijf met zijn techniek waarmee de auto zelf van rijbaan kan wisselen door enkel je richtingaanwijzer aan te zetten.

De Autopilot-technologie van Tesla’s Model S bestaat uit vier verschillende onderdelen: een camera, radar, ultrasonische sensoren en GPS-navigatietechnologie. Die navigatietechnologie spreekt voor zich: door de auto tijdens het rijdenvan afstand op de hoogte te brengen van de verkeerssituatie, kan hij beter inschatten welke actie hij moet ondernemen.

De andere onderdelen registreren de omgeving tijdens het rijden. Met de radar en de camera met beeldherkenningssoftware, kan de auto 160 meter voor zich uit kijken. De software meet de afstand tot de voorganger en registreert de belijning op de weg. Ook kunnen de camera en radar een waarschuwingssignaal geven als er een voetganger, fietser of auto in de buurt is.

De sensoren zorgen ervoor dat de auto 360 graden om om zich heen voorwerpen en andere voertuigen kan zien. Tesla noemt ze ‘long-range’, maar dat betekent niet dat de auto voetbalvelden om zich heen registreert: de sensoren meten ongeveer 5 meter rondom de auto. Dat is natuurlijk wel genoeg om te meten wat er op de snelweg om je heen gebeurt.

Daar blijft het dan ook bij. Het zijn functies die het je iets comfortabeler kunnen maken, maar Autopilot van Tesla is zeker nog niet op het niveau van volledig autonoom rijden. Het is ook zeker niet de bedoeling dat je je handen van het stuur haalt als je de autopilot aanzet, zoals je vaak in video’s ziet. Tesla heeft wat dat betreft nog een lange weg te gaan voor een volledig autonome auto.

De functie die Tesla begin 2016 uitrolde is wat dat betreft een stuk interessanter. Met de optie Summon kunnen bestuurders hun auto met hun telefoon letterlijk oproepen uit hun garage. Juist: zonder bestuurder. De technologie die daarachter zit kennen we al: ultrasonische sensoren kijken wat er om de auto heen gebeurt. De zelfparkeerhulp werkt daar ook al mee. 

Nu leuk als gimmick: je kunt naar buiten lopen terwijl je auto naar je toe komt, maar Elon Musk zou Elon Elon Musk niet zijn als hij bij een kekke promotievideo ook een belachelijk ambitieuze uitspraak doet.

In ~2 years, summon should work anywhere connected by land & not blocked by borders, eg you’re in LA and the car is in NY

— Elon Musk (@elonmusk) 10 januari 2016

Wat interessant is, is om te zien dat Tesla beide functionaliteiten, zowel Autopilot als Summon, beschikbaar heeft gemaakt via een software update. De benodigde hardware zit al in de auto en het is dus enkel een kwestie van slimme software die gebruikt van de al aanwezige technologie. Hierdoor kan Tesla in kleine stapjes uiteindelijk het ultieme doel van de zelfrijdende auto bereiken.

Volvo

Het Zweedse Volvo is één van de traditionele automerken dat grote sprongen maakt op het gebied van autonoom rijden. Op korte termijn wil het bedrijf deels autonome auto’s op de weg laten testen door klanten. Het bedrijf werkt daarvoor aan een techniek die ze IntelliSafe Autopilot noemen. Met deze techniek wil Volvo niet streven naar een volledig autonome auto, maar wel naar één die voor het overgrote deel van alle taken uitvoert: semi-autonoom dus.

Het totaalpakket van technieken dat Volvo gebruikt om het autorijden veiliger te maken, noemen ze Concept 26. In een Volvo moet je een boek kunnen lezen, een video bekijken of gewoon even lekker achterover leunen. Volvo ziet een toekomst voor zich waarin mensen bewust kiezen voor een langere route, zodat ze nog net die ene aflevering van die spannende serie kunnen afkijken.

In 2017 gaat het bedrijf dus met klanten de weg op. Dat gaan ze doen rond de Zweedse stad Göteburg met honderd Volvo’s van het model XC90 met de techniek IntelliSafe Autopilot. Het deels autonoom rijden werkt vooral met camera’s en sensoren. Vier camera’s registreren alles om het voertuig heen, zoals objecten en grote dieren, maar ook de belijning op het asfalt. De ultrasonische sensoren kan de auto op lage snelheid zien wat er om zich heen gebeurt. Dit is wederom dezelfde technologie die ook voor inparkeerhulp wordt gebruikt. De sensoren van Volvo maken een 3D-kaart van de omgeving, die het verschil tussen statische en bewegende objecten kan zien. Bij het inhalen ziet hij tegemoetkomende auto’s en hij kan voetgangers herkennen in de stad. Aan de voorkant bevindt zich een laserscanner die afstanden kan bepalen en ook bij Volvo kan de auto door middel van een internetverbinding live updates over actuele verkeerssituaties ontvangen.

Wat Volvo doet lijkt veel op wat Tesla ook doet, maar de auto van Volvo kan dankzij zijn technieken in een straal van 150 meter in alle richtingen om zich heen kijken. Het nadeel van Volvo is dat de het totaalpakketje van de technologie alleen nog maar op bepaalde delen van het wegdek werkt. Op asfalt dat niet geïndexeerd is, kan je dus niet zomaar achterover gaan leunen. Door de tests wil Volvo kijken hoe de techniek zich in het alledaagse wegverkeer aanpast en hoe andere weggebruikers erop reageren.

Google

Een volledig autonoom rijdende auto is volgens Google niet te maken door al die losse hulpmiddelen, zoals autopilot, parkeerhulp of een noodremsysteem, aan elkaar te koppelen en te verbeteren. Daarom heeft het bedrijf de auto opnieuw uitgevonden. In tegenstelling tot Tesla en Volvo werkt Google aan een auto die volledig zelfstandig op het in geavanceerde kaart gebrachte wegdek kan rijden. Het bedrijf is momenteel koploper op het gebied van de volledig autonome auto. Google rijdt in Californië en Texas rond met kleine wagentjes die zonder stuur en zonder pedalen een persoon A naar B zou kunnen brengen. Eind februari gaan de auto’s ook in Washington rondrijden.

De auto combineert de kaart van de weg met de data die het real-time verzamelt. De volledig zelfrijdende auto van Google werkt met lasers, radars en camera’s. Die detecteren wat een bewegend voorwerp precies is – een dier, een voetganger, fietser of ander voertuig – en probeert vervolgens te voorspellen wat zijn volgende move is. Met deze technologieën kan de auto in 360 graden 180 meter om zich heen kijken.

De software kan niet alleen objecten herkennen, maar ook het gedrag van mensen. Steek je bijvoorbeeld je linkerarm uit, dan weet de auto dat je waarschijnlijk kort daarna naar links gaat. Googles ‘golfkarretje’ reageert daarop door af te remmen.

Google rijdt nu vooral rond om de auto te trainen door zoveel mogelijk scenario’s te genereren. Hierdoor kan de auto leren hoe hij zich in die situatie het beste kan gedragen. De auto werkt dus op basis van het leren herkennen van gedrag en situaties. Google wil zoveel mogelijk varianten van die scenario’s, bijvoorbeeld een inhaalmanouvre met verschillende snelheden, verzamelen. Daarmee kunnen ze de auto voeden en om te kijken hoe hij daarmee omgaat. Alle data die de auto’s van Google registreren worden opgeslagen. Alle mensen die het tegenkomt en de bewegingen die zij maken komen in het datacentrum van Google terecht. Dat betekent dat alle andere auto’s van Google dus ook beschikken over die data. 

Nieuwe markt

De ontwikkelingen van semi- of volledig autonoom rijdende auto’s zorgen voor een nieuwe markt voor bijvoorbeeld chipfabrikanten. De XC90-modellen die volgend jaar in Zweden de weg op gaan, zijn bijvoorbeeld uitgerust met een supercomputer van chipfabrikant Nvidia. Met de chip, Drive PX2 genaamd, kunnen auto’s data van twaalf camera’s en een tal van sensoren real-time lokaal verwerken. Door middel van deep learning wordt de auto steeds beter in het herkennen van de weg, verkeersborden en andere weggebruikers.

Ook het Nederlandse TomTom springt hier op in. Vorig jaar presenteerde het bedrijf RoadDNA. Daarmee kan de auto real-time locatiegegevens combineren met sensordata. Less is more, volgens TomTom, want het bedrijf denkt dat een auto de data veel sneller kan verwerken door door 3D-kaarten om te zetten in een minder complexe 2D-variant. Op die manier weet het voertuig op elk moment waar het zich bevindt.

Volledig autonoom of semi-autonoom?

Hoe zullen we ons over een aantal jaar gaan voortbewegen over de weg? Houden we zelf de controle en laten we de auto af en toe wat taken overnemen, of geven we de controle helemaal zelf uit handen? Het is een discussie die momenteel ook binnen de auto-industrie wordt gevoerd. Moeten we wel willen dat we onze controle deels of helemaal uit handen geven? Voorstanders wijzen op de kracht van een computer die om zich heen kan kijken, voorspelt wat er gaat gebeuren, actie onderneemt en ondertussen alweer bezig is met de volgende voorspelling. De computer kan dat niet alleen veel sneller dan een mens ooit zal halen, maar heeft ook geen last van vermoeidheid, wordt niet afgeleid door een berichtje op zijn smartphone en zal zeker niet rijden onder invloed.

Volvo kiest vooralsnog voor de variant waarin de mens de controle behoudt. Tesla richtte zich daar vooralsnog ook vooral op, maar als je Elon Musk hoort praten wordt duidelijk dat het bedrijf potentie ziet in volledig autonoom rijden. En Google… dat bedrijf wil de fysieke wereld compleet in kaart brengen en vervolgens met zijn ‘golfkarretjes’ de weg (on)veilig maken. Wie zal het zeggen?