Nieuwe koplampen kunnen lichtsignalen op de weg projecten

Volkswagen werkt aan koplampen die lichtsignalen op de weg kunnen projecteren. De koplampen communiceren de intenties van automobilisten en zelfrijdende auto's met medeweggebruikers en voetgangers.

Oogcontact speelt in het verkeer een belangrijke rol. Zo kunnen voetgangers door oogcontact te maken inschatten of een automobilist hen heeft gezien en bijvoorbeeld tijdig kan remmen voor het zebrapad. Het is echter niet altijd mogelijk oogcontact te maken. Zo zijn bestuurders in het donker minder goed zichtbaar of kan een zonnebril de ogen van een automobilist verhullen. Daarnaast worden naar verwachting binnen afzienbare tijd de eerste (semi)-autonoom rijdende voertuigen op de openbare weg geïntroduceerd, die geen menselijke bestuurder meer hebben en waarmee oogcontact dus niet mogelijk is.

Micro-pixel HD-koplampen

Volkswagen wil dit probleem aanpakken met behulp ‘micro-pixel HD-koplampen’. Deze koplampen zijn in staat informatie voor de auto op de weg te projecteren om de verkeersveiligheid te vergroten. Denk hierbij aan de rijrichting van het voertuig. 

De projecties kunnen ook worden gebruikt om automobilisten te ondersteunen bij het besturen van het voertuig. Als voorbeeld noemt Volkswagen een systeem waarbij de koplampen op de weg voor de auto strepen projecteert om aan te geven hoe breed het voertuig is, inclusief eventuele aanhanger. Dit helpt bestuurders in te schatten hoe ver zij van de rijbaanmarkering verwijderd zijn, wat onder andere op versmalde rijbanen bij bijvoorbeeld wegwerkzaamheden de veiligheid kan vergroten. Het systeem past zich automatisch aan aan bochten. 

30.000 pixels per LED-chip

De micro-pixel HD-koplampen zijn gebaseerd op een drietal micro-pixel LED-chips. Deze chips bevatten ieder 1.024 pixels, verdeeld over een oppervlakte van slechts 4 bij 4 mm. De 3.072 pixels die de drie chips gezamenlijk tellen kunnen individueel worden aangestuurd. Iedere individuele LED chip is vierkant en heeft een oppervlakte van ongeveer 16mm2. Dit heeft tot gevolg dat deze chips licht ook in een vierkant patroon projecteren. Met het oog op rijcomfort wordt licht in auto’s echter in een rechthoekige vorm met een 3:1 verhouding geprojecteerd. Volkswagen zet daarom een optisch systeem in om de vierkante projectie om te vormen tot een rechthoekige projectie. Dit proces maakt de koplampen op dit moment relatief complex. Volkswagen verwacht echter dat het gebruik van rechthoekige LED chips in de toekomst het ontwerp van optische systemen gaat vereenvoudigen.

De drie LED-chips in de HD-koplampen bevatten op dit moment in totaal 3.071 pixels. Volkswagen verwacht echter dat de technologie verder kan worden doorontwikkeld en dat de LED-chips op termijn per stuk 30.000 pixels kunnen bevatten. Dit zou in de praktijk betekenen dat de micro-pixel HD-koplampen dezelfde resolutie kunnen bieden als HD-LCD koplampen, terwijl zij aanzienlijk minder energie verbruiken. 

Waarschuwingssymbolen tonen op achterlichten

Naast koplampen werkt Volkswagen aan interactieve achterlichten waarop waarschuwingssymbolen kunnen worden vertoond. Deze symbolen waarschuwen achterop komende automobilisten voor gevaar, zoals het ontstaan van een file of een plotselinge remactie. Net als de micro-pixel HD-koplampen kunnen deze achterlichten symbolen op de weg projecteren. Dit kan onder meer worden ingezet om tijdens het achteruit inparkeren de route van het voertuig op de weg te projecteren en omstanders hierover te informeren. 

Zowel de koplampen als achterlichten worden door Volkswagen getest in een ‘centre of excellence’ bij haar fabriek in het Duitse Wolfsburg. Hierbij wordt gebruik gemaakt van een tunnel van 100 meter lang, 15 meter breed en 5 meter om simulaties uit te voeren. Denk hierbij aan simulaties om te testen hoe voetgangers de verlichting en lichtsignalen ervaren of of de effectiviteit van de verlichting in beeld te brengen.

Ook andere fabrikanten zetten in op lichtsignalen

Volkswagen is niet de enige partij die met behulp van lichtsignalen de verkeersveiligheid wil vergroten. Zo werkt Mitsubishi Electric eveneens aan het Safe and Secure Lightning systeem. Dit systeem projecteert signalen op de weg en schermen op de auto om voetgangers en medegebruikers te waarschuwen voor de intenties van de bestuurder. Net als het systeem van Volkswagen kan het Safe and Secure Lightning systeem bijvoorbeeld met behulp van geprojecteerde pijlen op de weg de rijrichting aangeven indien achteruit wordt gereden. Mitsubishi Electric verwacht dat het systeem zowel voor traditionele auto’s met menselijke bestuurders als autonome voertuigen interessant kan zijn. 

Ook Ford experiment met lichtsignalen. Het bedrijf voerde eerder een experiment uit met een lichtbalk die aan de bovenzijde van de voorruit van een Ford Transit Connect werd gemonteerd. Dit systeem is specifiek gericht op autonome voertuigen; tijdens het experiment werd het voertuig bestuurd door een menselijke bestuurder die van buiten het voertuig onzichtbaar was. 

Vision URBANETIC

Mercedes-Benz Vans presenteerde eerder dit jaar Vision URBANETIC, een autonoom en elektrisch aangedreven conceptvoertuig. Dit prototype kan dankzij een uitwisselbare carrosserie eenvoudig worden geconfigueerd als een voertuig voor personenvervoer of een bestelbus voor goederenvervoer. De Vision URBANETIC is aan de voorzijde voorzien van een groot scherm, waarop met behulp van symbolen voetgangers worden geïnformeerd dat hun aanwezigheid is geregistreerd. Daarnaast zijn aan de zijkant van het voertuig honderden kleine lichtunits ingezet om schaduwen te creëren van mensen die zich in de directe nabijheid van het voertuig bevinden. Dit helpt de zichtbaarheid van deze personen te verbeteren en hiermee de verkeersveiligheid te verbeteren. 

Tot slot riep Ford begin deze maand op de communicatie vanuit autonome voertuigen naar medegebruikers en voetgangers wereldwijd te standaardiseren. Door op een uniforme wijze te communiceren zijn de intenties van de voertuigen eenvoudiger te herkennen, wat volgens Ford helpt om het vertrouwen in autonome auto’s te laten groeien. Autonome voertuigen kunnen namelijk op basis van dezelfde informatie geheel andere conclusies trekken als de mens, wat het gedrag van de voertuigen onvoorspelbaar kan maken. 

Auteur: Wouter Hoeffnagel
Bron: Volkswagen (foto)
Bron: Ford
Bron: Mercedes-Benz Vans
Bron: Mitsubishi Electric