Geautomatiseerd rijden heeft gevolgen voor alle onderdelen en aspecten van de auto: de aandrijving, de remmen, de stuurinrichting, de boordinstrumenten, de navigatie en de sensoren, en natuurlijk ook de connectie tussen binnen en buiten. De sleutel tot succes ligt in een goed begrip van alle systemen die in het voertuig geïntegreerd zijn. Op dat vlak kunnen maar weinig fabrikanten van elektronische apparatuur voor de autosector concurreren met Bosch, zeker omdat het technologie- en servicebedrijf zelf veel van de hieronder genoemde onderdelen, nodig voor geautomatiseerd rijden, produceert.
Connected horizon
Zelfrijdende auto’s maken gebruik van omgevingsdata die veel verder gaan dan wat door de sensoren wordt gedetecteerd. Ze hebben bijvoorbeeld realtimegegevens nodig over het verkeer, over files en ongevallen, en moeten dus verbonden zijn met een server. Bosch heeft hiervoor de ‘connected horizon’ ontwikkeld: een systeem dat een dynamische analyse mogelijk maakt van het af te leggen traject en dus ook een eventuele aanpassing van de rijstrategie kan berekenen. Dankzij de connected horizon kunnen geautomatiseerde auto’s anticiperen, en dat komt het comfort en de veiligheid tijdens de reis ten goede. De geconnecteerde auto’s worden gewaarschuwd als ze een gevarenzone naderen, bijvoorbeeld bij het uitrijden van een bocht of achter een heuvel, en kunnen vroeger vertragen.
Elektrische stuurinrichting
Veilige elektrische stuurbekrachtiging is voor geautomatiseerd rijden een van de belangrijkste technologieën. De ingebouwde veiligheid maakt het voor de bestuurder of de zelfrijdende auto mogelijk de cruciale besturingsfuncties te blijven gebruiken en tegelijk minstens 50% elektrische stuurbekrachtiging te behouden mocht er uitzonderlijk toch een storing optreden. Met deze technologie beantwoorden de autobouwers aan de betrouwbaarheidsvereisten zoals vastgelegd door het Amerikaanse Ministerie van Transport en de National Highway Traffic Safety Association (de Amerikaanse federale instantie die verantwoordelijk is voor de verkeersveiligheid) in de richtlijn over geautomatiseerde voertuigen (Federal Automated Vehicles Policy).
ESP
Ook de elektronische stabiliteitscontrole speelt tijdens het rijden een belangrijke rol. Als de auto zelf verantwoordelijk wordt voor het rijden, gelden zeer specifieke vereisten voor de veiligheidssystemen, zoals de remmen. Om ook in geval van storingen een maximale beschikbaarheid te kunnen garanderen, moet uit veiligheidsoverwegingen een zekere mate van redundantie in het systeem worden voorzien. Zowel ESP als de elektromechanische rembekrachtiging iBooster (zie verder) kunnen het voertuig onafhankelijk van elkaar afremmen, zonder dat de bestuurder tussenbeide hoeft te komen. Bosch biedt ESP aan als een modulair concept dat voor elke vereiste en elke context het juiste systeem bevat.
MMI
Geautomatiseerd rijden impliceert een nieuwe manier van controle uitoefenen over de auto en vergt daarom eigentijdse concepten voor de MMI of ‘mens-machine-interactie’ – de communicatie tussen de bestuurder en de auto. De bestuurder moet het systeem intuïtief kunnen begrijpen en gebruiken. Met zijn innovatieve boordinstrumenten biedt Bosch allang aantrekkelijke oplossingen. Een voorbeeld daarvan is de TFT-instrumentencluster, die maximale flexibiliteit qua contentverwerking combineert met een duidelijke weergave op de boordschermen. Via de weergave op ooghoogte toont Bosch informatie zoals snelheid, navigatie en waarschuwingen direct in het gezichtsveld van de bestuurder. Die informatie wordt als het ware op de omgeving van het voertuig geprojecteerd, zodat men de indruk krijgt dat ze met die omgeving versmelt, ongeveer twee meter voor het voertuig.
iBooster
De door Bosch ontwikkelde iBooster is een elektromechanische rembekrachtiging die volledig zonder vacuüm werkt en die aan alle vereisten van een modern remsysteem voldoet. Het systeem kan bij elke vorm van aandrijving gebruikt worden en is bijzonder geschikt voor hybride en elektrische voertuigen. Bij de iBooster wordt de druk op het rempedaal via een ingebouwde pedaalslagsensor geregistreerd en meteen doorgegeven aan de computer. Die laatste berekent de stuursignalen voor de elektromotor, die via een tweetrapsversnellingsbak zijn koppel omzet in de nodige hulpkracht. De door de rembekrachtiger geleverde kracht wordt omgezet in hydraulische druk in een standaard-hoofdremcilinder.
Kaarten
Zonder actuele kaarten in hoge resolutie is geautomatiseerd rijden niet mogelijk. Deze kaarten leveren de auto’s informatie over de veranderende verkeeromstandigheden, die veel verder gaat dan de detectiezone van de boordsensoren. De radar- en videosensoren van Bosch verzamelen en leveren realtimeverkeersgegevens die belangrijk zijn voor het aanmaken van de nodige hogeresolutiekaarten.
Lidarsensoren
Naast radar-, video- en ultrasone sensoren doet Bosch in zijn geautomatiseerde testauto’s ook een beroep op lidarsensoren. De verschillende werkingsprincipes van de sensoren vullen elkaar perfect aan. Door de gegevens samen te brengen kan de omgeving op een betrouwbare manier gedetecteerd worden. Op basis van die gegevens bepalen de geautomatiseerde voertuigen hun rijstrategie. Voor Bosch zijn de lidarsensoren een essentiële aanvulling van het productassortiment.
Radarsensoren
De radarsensoren – een van de verschillende soorten sensoren waarmee de auto’s uitgerust zijn – zorgen voor relevante informatie over de volledige omgeving (360°) tot een afstand van 250 meter. De belangrijkste taak van de radarsensoren bestaat erin voorwerpen te detecteren en hun snelheid en positie ten opzichte van het bewegende voertuig te meten. Via een zendantenne versturen de radarsensoren van Bosch frequentiegemoduleerde radargolven van 76 tot 77 GHz. Die golven worden weerkaatst door voorwerpen die zich voor het voertuig bevinden. De relatieve snelheid en de afstand van die voorwerpen worden vervolgens gemeten met behulp van het Dopplereffect en de vertraging gegenereerd door de frequentieverschillen tussen het verzonden en het ontvangen signaal. De positie van het voorwerp kan worden bepaald door amplitude en fase van de gemeten radarsignalen te vergelijken.
Ultrasone sensoren
Bij geautomatiseerd rijden wordt een beroep gedaan op ultrasone sensoren om de directe omgeving (tot 6 meter) rond het voertuig te verkennen, in het bijzonder bij lage snelheid, bijvoorbeeld tijdens parkeermanoeuvres. De sensoren werken volgens het sonarprincipe, waarmee bijvoorbeeld ook vleermuizen zich oriënteren. Ze zenden korte ultrasone signalen uit, die door de obstakels worden weerkaatst. De echosignalen worden opgevangen door de sensoren en geanalyseerd door een centrale computer.
Videosensor
De stereovideocamera van Bosch heeft een bereik van 50 meter en levert belangrijke optische informatie over de omgeving rond het voertuig. De twee uiterst gevoelige beeldsensoren zijn uitgerust met kleurherkenning en CMOS-technologie (Complementary Metal Oxide Semiconductor). Ze leveren beelden met een resolutie van 1280 x 960 pixel en kunnen grote contrasten aan. De afstand tussen de optische assen van de twee lenzen bedraagt 12 centimeter. De stereovideocamera registreert voorwerpen in de ruimte en bepaalt hoe ver ze verwijderd zijn, maar identificeert ook en vooral de vrije ruimte. De informatie die door de sensor wordt geleverd wordt samengebracht met gegevens van sensoren die volgens andere principes werken. Dat levert samen een omgevingsmodel op waarop de geautomatiseerde auto’s hun rijstrategie kunnen baseren.
