Jan Benders, Lejo Buning en Karel Kural zijn werkzaam bij Han Automotive Research aan de Hogeschool van Arnhem en Nijmegen. Benders is programmaleider van de thema’s regelsystemen en modelgebaseerde technologie en onder meer verantwoordelijk voor de gebruikte modelgebaseerde ontwikkeltools. Buning stuurt als projectmanager intelligente mobiliteit Intralog aan. Kural is senior onderzoeker op het gebied van voertuigdynamica, besturing van commerciële voertuigcombinaties en gerelateerde supportsystemen.

2 oktober

Samen met logistieke partners werkt Han Automotive Research aan technologie die truck-trailercombinaties helpt aan te dokken bij distributiecentra.

Manoeuvreren met truck-trailercombinaties vereist de nodigde behendigheid van een bestuurder. Die beoordeelt de ruimtelijke oriëntatie van het voertuig vooral op zicht. Dat zichtveld is echter beperkt. Spiegels leveren extra visuele informatie, maar dekken niet het volledige gebied rondom het voertuig af.

Extra sensoren zouden kunnen helpen, maar die zijn doorgaans niet beschikbaar of voldoende bruikbaar. Denk aan gps-technologie, die voor de exacte bepaling van locatie en oriëntatie van een voertuigcombinatie niet betrouwbaar en nauwkeurig genoeg is. Sensoren voor het meten van de hoek tussen trekker en trailer zijn wel verkrijgbaar, maar niet altijd aanwezig. Er is dus geen goed referentiesysteem dat de benodigde informatie kan verschaffen en dat geeft een hoge werklast voor de bestuurder.

Binnen Intralog perfectioneren de projectpartners de autodocking-technologie in een labopstelling.

Die werklast wordt nog hoger als de voertuigcombinatie achterwaarts moet manoeuvreren, bijvoorbeeld bij het aandokken in een distributiecentrum. Door de aanwezigheid van een draaipunt is de combinatie in achterwaartse rijrichting namelijk ‘directioneel instabiel’. De bestuurder moet dan compenseren voor deze directionele instabiliteit en tegelijk met beperkte visuele informatie zeer nauwkeurig achteruit inparkeren – aan weerszijden van het voertuig is soms maar een paar centimeter ruimte beschikbaar. Dit zorgt in de praktijk voor veel schades, aan infrastructuur en aan voertuigen. Ook kan het aandokken soms erg lang duren en resulteren in ongewenste verstoringen van het logistieke proces.

Het Intralog-project onderzoekt de toegevoegde waarde van automated guided trucks in de logistieke operatie op distributiecentra. De deelnemende private partijen uit de industrie koppelen hun kennis en ervaring aan de expertise van een aantal kennisinstituten in verschillende disciplines. Denk aan logistiek, voertuigdynamica, modelvorming en simulatie, regeltechniek, mens-machine-interactie en rapid control prototyping. De samenwerking heeft als doel om autonoom rijden beschikbaar te maken in de transportsector, met automatisch aandokken als een belangrijk eerste doel. Logistiek partner Rotra verwacht dat autonome en ondersteunde voertuigen gaan leiden tot slimmer, duurzamer, veiliger en efficiënter transport.

Bij de eerste technologiedemonstratie op volle schaal zet Intralog de Autotug van Terberg Benschop in, een volledig geautomatiseerde terminaltrekker.

Aandokken met een drone

Intralog voorziet een assistentiesysteem waarbij autonome en handbestuurde voertuigen de benodigde ‘last mile’-ondersteuning krijgen. Daartoe ontwikkelen de projectpartners technologie die gebruikmaakt van camera’s in de lucht, gemonteerd op drones. De functionaliteit bevat vier stappen.

Bij de ingang van het distributiecentrum wachten drones in geautomatiseerde laadstations op voertuigcombinaties die komen aandokken. Het warehouse management system koppelt aan elke combinatie een drone. Deze stijgt op en ‘verankert’ zichzelf op een vaste hoogte en relatieve positie boven het voertuig. Doordat de drone in de lucht geen last heeft van gps verstorende reflecties, vormt hij daar een goede positiesensor voor de trekker. De bestuurder van het voertuig ontvangt via een smartphone of ander display de benodigde visuele informatie over de te volgen route naar het laadperron.

Vervolgens navigeert de drone de bestuurder tot vlak bij het punt waar de combinatie moet aandokken. Tijdens dit ‘taxiën’ volgt het vliegtuigje exact de bewegingen van het voertuig en houdt het zijn relatieve positie continu vast. Een omlaag gerichte camera in de drone levert een videostream die de bestuurder additionele informatie geeft over mogelijke obstakels. De camera heeft echter nog een veel belangrijkere functie: via geavanceerde beeldverwerkingsalgoritmes kan hij de positie en oriëntatie van de trekker en trailer ten opzichte van het betreffende dok nauwkeurig meten.

Zodra de voertuigcombinatie in de buurt van het laadperron komt, krijgt de bestuurder het verzoek te stoppen. Dan berekent een padplanningsalgoritme een efficiënt referentiepad dat eventuele obstakels ontwijkt en dat praktisch uitvoerbaar is met de combinatie. Op basis van deze referentie toont het systeem het gewenste pad aan de bestuurder, bijvoorbeeld door dit te superponeren op de videostream vanuit bovenaanzicht.

Ten slotte geeft het systeem de bestuurder de opdracht om de combinatie met constante snelheid te laten kruipen. Op basis van de voertuiggeometrie en de camerabeelden vanuit de drone berekent een padvolgend algoritme doorlopend de gewenste stuurbewegingen. Deze informatie krijgt de bestuurder continu te zien, zodat die precies weet hoe bij te sturen om het voertuig snel en precies aan te dokken.

Binnen Intralog perfectioneren we de technologie voor de beeldverwerking, de padplanner en de padvolger in een labopstelling. Hierbij gebruiken we gerobotiseerde truck-trailercombinaties; er komt geen bestuurder aan te pas. Dat brengt een oplossing voor autonome voertuigen binnen handbereik – een belangrijk doel van het project. Momenteel werken we aan een demonstratie op volle schaal. Hiervoor stelt partner Terberg Benschop zijn Autotug ter beschikking, een volledig geautomatiseerde terminaltrekker.

Nov
28

Benelux RF Conference

Nijmegen

Learn about 5G, advanced technologies, powered by RF, radar, smart antennas

Masten met camera’s

De volgende stap is invoering in de dagelijkse praktijk. Hiervoor moet er een kant-en-klare docking-assistent komen die eenvoudig is uit te rollen op alle distributiecentra. Samen met een consortium van private en kennispartners is Han Automotive Research daar nu een Interreg-projectaanvraag voor aan het schrijven.

Er zijn ook nog een paar praktische obstakels. Zo zijn drones niet in alle gevallen de logische en meest robuuste oplossing. Alternatief is om distributiecentra te voorzien van een beperkt aantal masten met camera’s langs de laadperrons. Daarmee is dezelfde docking-assistentie mogelijk.

Redactie Nieke Roos