Anggera Bayuwindra with the E-pucks. Photo | Bart van Overbeeke

Sluitstuk | Auto als treinwagon

Op weg naar een toekomst vol zelfrijdende voertuigen lijkt het een realistische eerste stap om - met elkaar communicerende - auto’s in colonne achter elkaar te laten rijden. Promovendus Anggera Bayuwindra bedacht een manier om te voorkomen dat volgauto’s in zo’n konvooi ongewild de bocht afsnijden.

Als je in de toekomst de weg op gaat, zal je auto waarschijnlijk zelfstandig invoegen in een colonne voertuigen, in goede banen geleid met radar en via draadloze communicatie. Doordat de aandacht van deze elektronische hulpmiddelen nooit verslapt, kunnen auto’s zonder risico dichter achter elkaar rijden, als virtueel verbonden wagons van een trein - met als resultaat minder brandstofgebruik, en vooral ook minder files. Dergelijke colonnes van vrachtwagens zijn op rustige wegen al bijna binnen handbereik, zoals recente experimenten met zogeheten Cooperative Adaptive Cruise Control (CACC) hebben uitgewezen.

Op een stuk rechte weg werkt CACC - dat in feite zelfstandig de snelheid van de auto bepaalt - misschien al prima, maar op bochtige trajecten is aanvullende technologie nodig voor de zijwaartse bewegingsrichting, benadrukt promovendus Anggera Bayuwindra. “Als een auto puur op zijn voorganger stuurt, zal hij de neiging hebben om bochten af te snijden, en dat is uiteraard gevaarlijk.” Denk aan een lange vrachtwagen en een krappe bocht, legt hij uit. “De chauffeur moet die bocht extra ruim nemen, anders gaat het fout. Een colonne kun je zien als een heel lange vrachtwagen, dus het potentiele probleem in de bochten is aanzienlijk.”

Virtueel voertuig

Momenteel wordt CACC daarom in principe gecombineerd met een systeem dat de auto in zijn baan houdt op basis van de wegbelijning, maar die is niet altijd goed zichtbaar - en ontbreekt op bijvoorbeeld kruisingen vaak volledig. “Zelfs een goede belijning is bij druk verkeer vaak lastig te detecteren”, zegt Bayuwindra. “En in een colonne zitten de voertuigen natuurlijk juist dicht op elkaar.”

De Indonesiër bedacht daarom een alternatief systeem: de auto’s volgen niet hun echte voorganger, maar een virtueel voertuig, waarvan de positie afhankelijk is van de kromming van de weg - hoe scherper de bocht, hoe verder naast de voorganger deze virtuele leider zich bevindt. Dit richtpunt wordt berekend aan de hand van de stuurrichting van de voorganger en via een draadloos signaal aan de volgauto’s doorgegeven. Er is dus wel contact nodig tussen de voertuigen - overigens ook de betekenis van de term ‘cooperative’ in CACC.

De promovendus testte zijn algoritme met E-pucks, kleine rijdende robotjes ter grootte van een koffiemok, die hij in treintjes van vier eerst in een cirkel liet rijden, en later achtjes. “In een achtje verandert de stuurhoek namelijk gedurende het traject”, legt hij uit. “Dat is daardoor een goede testcase.” Het voorste robotje kreeg de route ingeprogrammeerd, maar de overige E-pucks richtten zich volledig op hun directe voorganger. De resultaten laten duidelijk zien dat de robots die het door Bayuwindra geconstrueerde ‘virtuele voertuig’ volgen, veel strakker in het spoor blijven van hun voorganger - precies wat hij beoogde.

Dit experiment met rijdende robotjes laat zien hoe Bayuwindra's methode met het 'virtuele voertuig' (rechts) beter presteert dan robots die domweg hun voorganger volgen (links). Video | Anggera Bayuwindra

Dit experiment met rijdende robotjes laat zien hoe Bayuwindra's methode met het 'virtuele voertuig' (rechts) beter presteert dan robots die domweg hun voorganger volgen (links). Video | Anggera Bayuwindra

De werkelijkheid is echter iets gecompliceerder: in de praktijk moet je ook rekening houden met de breedte en lengte van elk voertuig. Als eerste stap maakte Bayuwindra daarom een zogeheten ‘single track’-model, waarin het voertuig wordt beschreven als had het slechts twee achter elkaar geplaatste wielen. “Zo lang de bochten niet te scherp zijn, is dat al een goede benadering van vierwielige voertuigen”, zegt hij. “Maar de volgende stap is uiteraard om dit echt op de weg te testen met bijvoorbeeld vrachtwagens.” Een vervolg op de Grand Cooperative Driving Challenge die in 2016 plaatsvond op de A270 tussen Helmond en Eindhoven zou daarvoor geknipt zijn, maar volgens de Indonesiër zijn hiervoor nog geen concrete plannen.

In ieder geval hoopt Bayuwindra na zijn promotie hier in de regio iets te gaan doen met zijn verworven expertise. “Bij DAF en TNO doen ze ook dit type onderzoek, en ik verwacht dat over vijf tot tien jaar alle nieuwe auto’s in ieder geval de techniek bevatten die het mogelijk maken om ze semi-autonoom in colonne te laten rijden. Het is echt een veelbelovende aanpak.”

Deel dit artikel via je socials