Scenario-based valideren ALKS is essentiële stap richting geautomatiseerd rijden

Advanced Driver Assistance Systems (ADAS)

Hoewel volledig autonoom rijden nog wel even op zich laat wachten, boekt de automobielindustrie gestaag vooruitgang met rijhulpsystemen die steeds meer rijtaken kunnen overnemen van de bestuurder. De meeste ontwikkelingen vinden plaats op het gebied van zogenaamde ADAS, de Advanced Driver Assistance Systems; level 2 op de vijf niveaus van geautomatiseerd rijden, waarbij de rijtaakverantwoordelijkheid nog volledig bij de bestuurder ligt. Maar inmiddels brengen fabrikanten ook de eerste level-3-systemen op de markt.

Zo bieden Duitse merken uit het topsegment zogeheten ‘Automated Lane Keeping Systems’ (ALKS) aan. Een term die de lading niet dekt, omdat ze veel meer doen dan alleen het voertuig binnen de lijnen houden. Bij ALKS fungeert de bestuurder alleen nog maar als back-up en mag er korte tijd zonder handen aan het stuur of blik op de weg worden gereden, oftewel ‘hands-off, eyes-off’. Echter alleen onder strikte voorwaarden. ‘UN Regulation No 157’ (EN) bepaalt dat ALKS alleen zijn toegestaan op specifieke wegen.

De inzet wordt verder beperkt door het ODD, het operational design domain, dat de fabrikant heeft gesteld aan de techniek. Zo werken sommige ALKS alleen bij goed zicht, overdag, en niet bij wegwerkzaamheden of in tunnels.

Belangrijke stap richting autonoom

Toch betekenen ALKS een cruciale stap vooruit, richting volledig autonoom rijden, meent Sjef van Montfort, Senior Consultant Vehicle Safety Assessment bij TNO.

“Voor de eerste keer ligt de verantwoordelijkheid voor de rijtaak niet meer helemaal bij de bestuurder. Dat werpt automatisch ook juridische kwesties op. Gaan die eerste systemen enorm bijdragen aan de verkeersveiligheid, filevorming, of aan het terugdringen van emissies? Nee. Maar ALKS hebben wel een belangrijke functie om gebruikers en fabrikanten vertrouwd te maken met de ontwikkeling van Automated Driving Systemen (ADS)."

"Daarnaast dwingen ze beleidsmakers en uitvoerders nauwkeurig naar wet- en regelgeving te kijken. Zo zijn ALKS wel degelijk een volgende stap richting autonome voertuigen, die uiteindelijk wél in potentie kunnen bijdragen aan die doelstellingen van ‘zero emission’, ‘zero casualties’ en ‘zero loss’.”

TNO helpt normen te interpreteren

De afdeling Integrated Vehicle Safety (IVS) van TNO adviseert industriepartners, beleidsmakers, keuringsinstanties, maar bijvoorbeeld ook Euro NCAP over de implementatie van ADAS en ADS. Voor Automated Lane Keeping Systems heeft TNO onlangs een project uitgevoerd met RDW, om de open norm die vanuit de EU voor deze systemen is vastgelegd te interpreteren en te definiëren.

Esra van Dam, Technical Lead bij IVS: “In zo’n norm staan nogal abstracte begrippen. Zo moeten ALKS het rijgedrag vertonen van een ‘competent and careful human driver’. Maar wat betekent dat concreet? En hoe ga je dat meten? Dit soort vragen hebben we met RDW onderzocht zodat er duidelijke richtlijnen opgesteld kunnen worden. Voor dit project hebben we de scenario-based aanpak van TNO StreetWise gehanteerd.”

Verbindende rol

De unieke toegevoegde waarde voor partners bij het ontwikkelen en valideren van ADAS en ADS zit volgens Sjef van Montfort in de verbindende rol van TNO. “Enerzijds hebben wij veel technologische kennis en kunde in huis op het gebied van zelfrijdende systemen en rijhulpsystemen, we weten hoe ze werken en hoe ze worden ontwikkeld. Anderzijds weten we wat er allemaal bij het beoordelen van voertuigsystemen komt kijken."

"Met StreetProof en StreetWise beschikken we over waardevolle en unieke validatiemethodes en algoritmen om de veiligheid van geautomatiseerde hulpsystemen op een betrouwbare manier te kunnen bepalen. Daarbij kijken we naar de interactie van het voertuig met de bestuurder, met andere weggebruikers en met de omgeving. Die gecombineerde kennis is voor onze partners van grote waarde en draagt uiteindelijke bij aan een succesvolle implementatie van deze systemen.”

Betrouwbare validatiemethode

Voor de validatie van rijhulpsystemen werkt TNO volgens de beproefde zelf ontwikkelde StreetWise methodologie. Joke Welten, Deputy Research Manager bij IVS: “Bij systemen zoals ALKS kun je onmogelijk met praktijktests alle rijscenario’s nabootsen. Maar voor je uiteindelijk een voertuig de weg op stuurt, wil je wel zeker weten dat het in elke situatie adequaat reageert. Met StreetWise hebben we een methodiek ontwikkeld waarmee we industriepartners kunnen helpen om uit hun data scenario’s te genereren. "

"Vervolgens kunnen we op een betrouwbare manier beoordelen hoe compleet en representatief die scenario’s zijn voor de praktijk. Uit die scenario’s worden testcases gegenereerd voor simulaties en testen op de testbaan. StreetWise gebruiken we ook om te bepalen welke scenario’s we tegen zijn gekomen tijdens praktijktesten op de openbare weg.”

99 of 50% van de situaties afgedekt

Overigens zul je nooit alle scenario’s kunnen meenemen, weet Sjef van Montfort: “‘Freak accidents’ zul je altijd houden. Denk aan een vliegtuig dat op een snelweg landt. Maar je wilt als fabrikant wel weten of je 99 procent van alle situaties hebt afgedekt, of minder dan 50 procent.”

Deze scenario-based aanpak gebruikt TNO ook voor de huidige level-2-rijhulpsystemen. “Ook bij die systemen wil je checken welke situaties zo’n voertuig tegenkomt.”

Voor beleidsmakers en uitvoeringsinstanties geeft StreetWise waardevolle inzichten voor praktische richtlijnen, zoals het project met RDW laat zien.

Samenwerking nodig op data

Voor Nederland is het belangrijk om betrokken te blijven bij de ontwikkeling van zelfrijdende systemen zoals ALKS. Joke Welten: “Uiteindelijk wil je dat fabrikanten een auto met ADAS en ADS op de weg brengen die goed kunnen omgaan met de Nederlandse situatie, die rekening houdt met onze specifieke infrastructuur en manier van rijden."

"Zo hebben wij bovengemiddeld veel fietsers op onze wegen. Daar zit ook een belang voor onze ministeries en uitvoeringsinstanties als het RDW en CBR, dat we weten dat die voertuigen uit de voeten kunnen met onze verkeerssituaties.”

Richting toekomst ziet TNO dat het steeds belangrijker wordt om samen te werken op data over rijscenario’s. “Voor fabrikanten is het niet te doen om alle data over specifieke rijsituaties wereldwijd te vergaren”, voorziet Van Montfort. “Het uitwisselen van data over rijscenario’s door fabrikanten is daarom essentieel om autonoom rijden dichterbij te brengen.”

Steeds meer ALKS-toepassingen

Hoe gaat het verder met ALKS? Sjef van Montfort verwacht dat ALKS op steeds meer plekken zullen worden toegepast en zullen uitgroeien tot zelfrijdende systemen.

“Als de juridische hobbels zijn genomen, zullen fabrikanten het ODD steeds verder uitbreiden met meer plaatsen en situaties waarin ALKS toepasbaar zijn. Ook op hogere snelheden, inhalen wordt mogelijk, ze groeien uit tot volwaardige ADS. Met als grote voordeel dat de bestuurder zijn tijd beter kan besteden. Daarnaast kun je denken aan shuttle-achtige toepassingen voor personen- en goederenvervoer. Of truck platooning, waarbij geautomatiseerde vrachtauto’s in kleine konvooien over langere afstanden rijden.”

Met ALKS en de validatiemethoden van TNO is die toekomst weer een stap dichterbij gekomen.