Intelligent systeem om voertuigstabiliteitssystemen te verbeteren

Onderzoekers van Universidad Carlos III de Madrid (UC3M) hebben een intelligent systeem ontwikkeld om het dynamische gedrag van een voertuig te schatten en de stabiliteit te verbeteren. Dit zal helpen om de prestaties van antislip- en rollover-controlesystemen in auto’s te optimaliseren en om mogelijke verkeersongevallen te voorkomen.

Om te voorkomen dat een voertuig de controle over de weg verliest, zijn de meeste huidige modellen uitgerust met laterale stabiliteitssystemen of ESP (Electronic Stability Program) en rolstabiliteitssystemen of RSC (Roll Stability Control). Het doel van deze technologie is om te controleren of het bewegingstraject overeenkomt met de intentie van de bestuurder, waardoor ongewenst uitwijken en slippen wordt voorkomen. Om hun functie te kunnen uitoefenen, moeten deze systemen zich continu bewust zijn van de positie en dynamiek van de auto, met name de zijslip en rolhoeken.

De zijsliphoek is de hoek die wordt gevormd tussen de uitlijning van het voertuig en de bewegingsrichting ten opzichte van het zwaartepunt, terwijl de rolhoek de rotatie van het voertuig is ten opzichte van zijn longitudinale beweging. “Het innovatieve kenmerk van dit onderzoeksproject is het ontwerp van een ‘waarnemer’ die het mogelijk maakt om gelijktijdig de zijslip en rolhoeken van het voertuig te schatten voor een netwerkgeïnduceerd besturingssysteem met transmissievertraging, op basis van een communicatiestructuur die wordt geactiveerd door gebeurtenissen en gecombineerd met neurale netwerken”, legt een van de auteurs uit, Beatriz López Boada, professor aan de afdeling Werktuigbouwkunde van UC3M, die de studie onlangs samen met collega’s van de School of Transportation Science and Engineering aan de Beihang University publiceerde in het tijdschrift “Nonlinear Dynamics” ( China).

Om deze eigenschappen te schatten, gebruikt de waarnemer metingen van sensoren die al beschikbaar zijn in de meeste in serie geproduceerde voertuigen, wat de implementatiekosten zou verlagen. Deze sensoren geven informatie over stuurwielrotatie en rol- of rijsnelheid, waardoor het mogelijk is om bovengenoemde hoeken in te schatten. Het apparaat maakt ook gebruik van kunstmatige intelligentietools, met behulp van zogenaamde neurale netwerken die het niet-lineaire gedrag van het voertuig beoordelen en een eerste schatting van de resultaten maken.

Het door deze onderzoekers gepresenteerde ontwerp is ook in staat zich aan te passen aan externe fenomenen, dat wil zeggen verstoringen die niet voertuigafhankelijk zijn, maar die het dynamische gedrag beïnvloeden, zoals ongunstige weersomstandigheden of oneffen terrein. Bovendien worden deze gegevens doorgegeven via een communicatienetwerk, wat de signaaloverdracht vertraagt. Met deze vertraging en een gebeurtenis-triggerende voorwaarde is rekening gehouden bij het ontwerp van de schatter, waardoor de hoeveelheid gegevens die naar het netwerk wordt verzonden, wordt beperkt en overbelasting wordt voorkomen.

Dit onderzoeksproject is uitgevoerd als onderdeel van het EU Road Safety Policy Framework 2021-2030, gepromoot door de Europese Commissie. Het doel van dit initiatief is om het aantal doden en zwaargewonden op de Europese wegen binnen tien jaar te halveren en tegen 2050 tot nul terug te brengen. Daartoe ondersteunt het de uitrol van verschillende projecten, van de verbetering van infrastructuur en voertuigveiligheidstechnologieën tot acties gericht op het gedrag van chauffeurs en hulpdiensten.

Het maakt ook deel uit van het nationale project Intelligent Driving Safety System onder een IoT-platform met goedkope apparaten, gefinancierd door het Spaanse staatsinnovatiebureau, onderdeel van het Spaanse ministerie van Wetenschap, Innovatie en Universiteiten. Onderzoekers van de afdeling Computerwetenschappen van UC3M en de afdeling Signaaltheorie en Communicatie en Telematica Engineering aan de Universidad de Valladolid waren ook betrokken.