Smarta bilar som varnar för faror

Tre nya fordonslaboratorier vid LiU ska ge oss säkrare, bättre och mer bränslesnåla fordon. Med Nevadas beslut att tillåta autonoma, förarlösa bilar får utvecklingen av intelligenta system extra fart. LiUs forskare ligger i framkant.

Sedan juni i år är det tillåtet att framföra autonoma förarlösa bilar på vägarna i den amerikanska delstaten Nevada. Det många sett som kittlade science fiction är snart verklighet. Likt de tidiga kaliforniska avgaskraven kan beslutet i Nevada sätta turbo på utvecklingen.

Den här gången handlar det om en kombination av kameror, sensorer och mänskliga beteenden som ska stöpas samman till ett effektivt och säkert trafiksystem. Till det kommer de allt strängare kraven på minskade utsläpp av koldioxid som kräver effektivare motorer och bättre hybrider.

Som alldeles av en händelse har LiU tre helt nyöppnade fordonslaboratorier precis i hjärtat av den här utvecklingen, laboratoriet för fordonsframdrivning, laboratoriet för fordonsinformatik, laboratoriet för energilagring och energiomvandling, samt även det närliggande motorlaboratoriet som länge funnits vid LiU.

- Vi har en unik kombination av sensorer och kameror som ger oss fantastiska möjligheter att ligga i den absoluta framkanten, både inom forskning och utbildning, säger Lars Nielsen, professor i Fordonssystem, institutionen för systemteknik på LiU.

Nu tar det säkert några år innan vi är beredda att lämna över helt till de autonoma fordonen, men mycket av tekniken finns, och än mer är på gång.

- I dag vill vi styra bilen och ha kontrollen själva, men det kan ändras när vi väl vant oss vid alla hjälpfunktionerna, säger Michael Felsberg, professor i datorseende.

Han och hans forskargrupp har nu kastat sig in i arbetet i de nya labben. Flera projekt pågår och ett som just avslutats handlar om att bilen ska lära sig hur dess förare brukar bete sig och sedan snabbt varna om något avviker från det. Missar föraren att stanna i en korsning med en Stop-skylt så dyker det upp en varning. Det viktiga är att varningarna bara kommer när föraren accepterar dem, annars kommer föraren att stänga av systemet.

- Vi har testat systemet med en förare som stannar vid Stop-skyltar och en förare som betraktar Stop som lämna företräde. Systemet upptäckte det och anpassade sina varningar efter de olika förartyperna, berättar Fredrik Larsson, snart färdig doktor på avdelningen för datorseende.

Bilen kan i dag känna igen vägskyltar, människor och andra bilar som rör sig. Forskargruppen använder sig av mönsterigenkänning, systemet i bilen uppfattar konturerna av en figur på en vägskylt eller en människa, konturen jämförs med mönster i databasen och föraren får reda på vad som väntar. En konkret fortsättning på arbetet just nu är alla taxichaufförers stora dröm - att få bilen att känna igen och varna för annalkande cyklister. I nuläget kan systemet hitta konturer som motsvarar cykelhjul och från dem går det att uppskatta avstånd och vinkel till cyklisten.

- Vi utvecklar ett lärande system, ett icke-lärande måste inkludera alla tänkbara trafikanter och det kommer ständigt att dyka upp nya typer av faror som vi inte kan förutsäga, som skejtare, människor som haltar eller inlineåkare, säger Michael Felsberg.

Men fordonsinformatiken är bara en del av verksamheten i fordonslabben. Det handlar exempelvis också om intelligenta farthållare som kan hålla koll på fordonet framför och hänga på med en viss lucka till framförvarande, så kallad kolonnkörning.

- Att köra i kolonn kan minska bränsleförbrukningen med så mycket som 40 procent, säger Lars Nielsen.

Ett annat forskningsområde, som också lett till en färdig produkt i Scanias lastbilar, är farthållaren som med hjälp av inbyggd GPS vet hur vägen ser ut en bit framåt. Börjar bilen närma sig backkrönet minskas gaspådraget och backens lutning avgör hur stort pådrag som behövs för att komma upp.

Fordonsdynamik är ännu ett område, där man studerar viktfördelningen i bilen, hur krafterna verkar vid snabba undanmanövrer och hur krafter och balans påverkas av tung last.

Hybridbilar är så klart även det ett hett område.

- Tidigare har vi analyserat den teknik som finns på marknaden, men nu har vi också börjat gå in i konstruktionerna och arbetar med att förändra energiomvandlingen och energilagringen i hybriderna, säger Lars Nielsen.

Ett helt nytt forskningsområde är också ”battery management”, hur man på bästa sätt utnyttjar batterierna. Och detta är bara ett axplock av den forskning som pågår i och kring laboratorierna.

Varje nytt rön och nytt forskningsområde leder också så småningom till en kurs eller ett moment i grundutbildningen av civilingenjörer, några exempel är en kurs i fordonsframdrivning där hybrider finns med sedan 2008 och en kurs i fordonsdynamik där de allra senaste rönen ingår.

- Vi har fått utmärkelsen Framstående utbildningsmiljö av Högskoleverket och det förvaltar vi nu genom de nya laboratorierna, säger Lars Nielsen.

Monica Westman Svenselius (2011-12-14)

Foto Vibeke Mathiesen