Robottiautoja testataan Lapin älytiellä

Part of this post appeared in the 2017 Q4 edition of NLS’s TietoaMaasta magazine. Read it here (page 10, in Finnish).

Kun kansainvälinen autoteollisuus kehittää kilvan robottiautojen teknologiaa, auraavat muun muassa Maanmittauslaitoksen Paikkatietokeskus ja Liikennevirasto tietä testaamalla autonomisia autoja ja selvittämällä, mitä niillä ajaminen edellyttää tienpidolta arktisissa lumiolosuhteissa.

Älyliikenteen edistämisestä puhuttaessa Liikenneviraston vetämä Aurora-hanke tulee usein puheeksi. Liikenteen automatisaatiota edistävässä hankkeessa kuskittomia autoja testataan Suomen Lapin talviolosuhteissa.

− Aurora-hankkeessa halutaan edistää liikenteen robotiikkaa muun muassa liikenneturvallisuuden takia: 96 % liikenneonnettomuuksista on ihmisen virheen aiheuttamia, kertoo Aurora-hankkeen verkostojohtaja Reija Viinanen.

Pohjois-Lapin älytien idea on, että siellä autovalmistajat voivat testata turvallisesti prototyyppejään ja hyödyntää kulloinkin tarvittavaa infraa.

− Älytiellä autoa voi avustaa vaikkapa värähtelyantureilla, ja kun ajo sujuu, lähdetään ajamaan Muonioon, jossa on tarkka paikannus muttei älytien ominaisuuksia. Seuraavassa vaiheessa voi mennä soratielle, jossa ei olekaan enää asfalttitien aurausmerkkejä käytössä, Reija Viinanen kuvaa testaamista.

Teistä pahimmillaan hiihtolatuja

Aurora-hankkeessa tutkitaan muun muassa, miten tie käyttäytyy, kun sillä ajaa autonominen rekka-auto.

– Haluamme ennakoida tiessä tapahtuvia muutoksia esimerkiksi tien pinnan värähtelyn tutkimuksen avulla. Selvitämme kuinka hyvin tie pitää olla hoidettuna ja aurattuna.

– Teistä voisi pahimmillaan tulla hiihtolatuja, jos autonomiset autot ajavat aina samoja uria. Autot voisi määritellä ajamaan esimerkiksi maanantaina vasemmalla ja tiistaina keskellä jne. Ihmiskuljettajalla vaihteluväli on 70 cm, jopa metrin, eli tästä näkökulmasta kuljettajan inhimillisyys on hyvä asia, kertoo Reija Viinanen.

Viinanen näkee Aurora-hankeen myös kansainvälisen keskustelun herättäjänä. Suomi tarjoaa ilmaisen tieosuuden testikäyttöön julkisella tiellä.

– Lumi ei ole vain nyanssi autonomisessa autoilussa, vaan autoteollisuuden pitäisi huomioida koko paketti eikä vain keskittyä hienoihin ajoneuvoihin. Euroopassakin on vain pari maata, jossa ei koskaan ole lunta! Reija Viinanen sanoo.

Arctic-PNT testaa paikannusta, navigointia ja ajanmääritystä

Tutkimuspäällikkö Sarang Thombre Maanmittauslaitoksen Paikkatietokeskuksesta on mukana Auroraan liittyvässä Arctic-PNT-projektissa, jossa tutkitaan mihin Auroran infrastruktuuri kykenee paikannuksen, navigoinnin ja ajanmäärityksen suhteen.

− Tulossa on kaksi kenttäkoetta Auroran testialueella, joissa analysoidaan tarkan paikannuksen vahvuuksia ja heikkouksia. Kokeissa tallennetaan erilaisia signaaleja: satelliittinavigointisignaaleja ja avustejärjestelmien lähettämää dataa, auton sensorien mittauksia ja esimerkiksi WiFiä, Sarang Thombre kertoo.

Käytännössä testaaminen on sitä, että autoon asennetaan erilaisia antenneja, vastaanottimia ja sensoreita ja sitten ajetaan testialueella.

− Ajaessa nauhoitamme eri satelliittipaikannussignaaleja (Galileo, GPS, Glonass, BeiDou ja Egnos), jonka jälkeen signaaleja tarkennetaan paikallisen FinnRef-aseman avulla, Thombre toteaa.

Euroopan avaruusjärjestö ESAn rahoittama Arctic-PNT-projekti on alkanut tänä syksynä ja se jatkuu vuoden 2019 loppupuolelle.

Senttitarkka paikannus käytössä älytiellä

E8-valtatien Kolari–Kilpisjärvi-tieosuudella on käytössä tarkka paikannus, jossa maallikolle ”tarkalla” tarkoitetaan niin tarkkaa, että auto pysyy oikealla kaistalla. Erikoistutkija Hannu Koivula Maanmittauslaitoksen Paikkatietokeskuksesta selittää, että paikannuksen tarkkuus tarkoittaa eri ihmisille eri asiaa ja aloittaa perusteista.

Satelliittipaikannusta tehdään kahdella tavalla: Yksinkertaisessa tavassa satelliitit lähettävät kantoaaltoon koodattavaa signaalia, jonka avulla lasketaan aikaero satelliitin ja vastaanottimen, esimerkiksi navigaattorin, välillä. Tällä menetelmällä päästään parempaan kuin 10 metrin tarkkuuteen ja tätä tarkkuutta voidaan korjata paikannustukiasemien avulla 0,5-1 metrin tarkkuuteen. Toinen tapa on käyttää mittauksessa kantoaaltoa, jolla voidaan päästä tukiasemaverkon ja paikannusverkon avulla jopa senttien tarkkuuksiin.

− Käytännössä meillä on tukiasemien verkko, jonka avulla korjataan mallintamalla signaalin häiriytyminen matkalla. Käyttäjä voi korjata omaa paikkaansa muutaman sentin tarkkuuteen, sanoo Hannu Koivula.

Viiden metrin tarkkuus riittää tavalliseen navigaattoriin. Jos halutaan estää kolareita risteyksissä, tarvitaan noin metrin tarkkuutta, että auto voi itse estää törmäyksen. Automaattisessa liikenteessä ilman kuljettajaa tarvitaan jo vähintään 10 senttimetrin tarkkuutta. Aurora-testialueella luvataan 1-5 sentin tarkkaa paikannusta.

Testialueelle neljä uutta tukiasemaa

Maanmittauslaitos perusti FinnRef-tukiasemaverkkoon Aurora-testialueelle neljä uutta satelliittipaikannusasemaa. Uudet asemat mittaavat paikkaansa joka sekunti ja havainnoivat samaan aikaan yli 30 satelliitin lähettämää signaalia. Paikannuspalvelu tuottaa korjaussignaalin, jonka avulla parannetaan sijaintitietoa koko Aurora-alueella.

− Jos yksi asema on pois päältä, paikannus jatkuu normaalisti, joskin tarkkuus voi olla aavistuksen heikompaa, Hannu Koivula sanoo.

Marraskuun alussa kolme neljästä Aurora-asemasta oli toiminnassa ja alkutalvesta kaikki asemat ovat kokonaan käytössä.

Kaksitaajuuslaitteita ja tarkempaa kartoitusta

Älyliikenteestä puhuttaessa katse kääntyy väistämättä tuleviin vuosiin ja seuraaviin askeliin. Älyliikenteen tarkkuusvaatimus tullee johtamaan siihen, että autoihin ja laitteisiin lisätään kalliimpia kaksitaajuuslaitteita.

− Jos autoteollisuus alkaa käyttämään kahta taajuutta, se varmaan johtaa kaksitaajuuslaitteiden hintojen romahtamiseen, minkä seurauksena myös muiden mittauslaitteiden esim. maanmittauslaitteiden käyttöön, Koivula analysoi.

− Paikannuksen on oltava tarkkaa mutta toisaalta myös ympäristö, missä liikutaan, pitäisi olla tarkkaan mitattu.  Esimerkiksi tiestön tiedot on oltava samassa järjestelmässä mielellään vielä tarkemmin.

*************************

With contributions from Martti Kirkko-Jaakkola, Pia Isojärvi, and Suvi Staudinger.

*************************

Advertisements

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out /  Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out /  Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out /  Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out /  Change )

Connecting to %s