ID.nl logo
Huis

University Racing Eindhoven en de zelfrijdende raceauto

Eerst heel voorzichtig, stapvoets rondjes rijden tussen een stel pylonen, om vervolgens tot wel 130 kilometer per uur over een circuit te scheuren. Dat is het doel van de URE 14, een elektrische zelfrijdende raceauto van een Eindhovens studententeam. Autonoom rijden is immers de toekomst.

Het University Racing Eindhoven (URE) is een studententeam van de TU Eindhoven (TU/e). Het deelt een werkplaats met het Solar Team en een drone-team. In de hoeken daarvan staan de URE 1 tot en met 11. Andere tijden, want onder leiding van ‘captain’ Dion Engels bouwt het team aan de eerste zelfrijdende raceauto uit deze stal, de URE 14. Met 62 deelnemers is dit het grootste van alle studententeams van de TUe. Sommigen van hen zijn fulltime betrokken bij het project, de meesten doen er zijdelings aan mee.

“Ik heb zelf net een master Technische Natuurkunde afgerond, maar er zitten ook studenten van opleidingen zoals Werktuigbouwkunde en Industrieel Design bij”, vertelt Engels aan PCM. Ook werkt het University Racing Team samen met hbo-studenten van Fontys-opleidingen.

Het URE-team doet mee aan de Formula Student-competitie. Dat is een competitie tussen tientallen universiteitsteams uit heel Europa. De teams nemen het tegen elkaar op in verschillende categorieën. De nieuwste categorie, naast elektrisch rijden en het rijden op een normale verbrandingsmotor, is autonoom rijden. Voor alle categorieën werkt de competitie hetzelfde: er is geen massale start van tientallen auto’s tegelijkertijd, maar een tijdrit over een circuit waarbij de auto’s zo snel mogelijk langs een aantal pylonen moeten rijden. In de nieuwe categorie doen die auto’s dat dus helemaal zelf.

Zo werkt-ie

De URE 14 dankt zijn autonomie aan drie cruciale onderdelen. De auto maakt gebruik van twee lidars (laser-radars) aan de voorkant. Deze zorgen voor de eerste stap. “De lidar-camera’s kijken een meter of twintig, dertig vooruit”, legt Engels uit. “Ze registreren obstakels, maar kunnen niet zien wát dat zijn. Ze scannen dus alles, niet alleen de pylonen die ze moeten ontwijken maar ook de berm, of de bomen langs de weg.” De lidars houden alleen in de gaten wat er vóór de auto gebeurt, en niet erachter of ernaast. Desondanks hebben ze een kijkhoek van tweehonderd graden, dus ze verzamelen nog steeds veel data. Volgens Engels bestaat die data voornamelijk uit simpele puntjes.

Daarom, en dat is stap twee, zitten er achterop de auto ook nog twee gewone camera’s. Die interpreteren de simpele data die de lidars binnenhalen. Engels: “De camera bekijkt wát de lidars precies zien. Is dat een pylon, of is dat een zijmuur?” Ook registreren de camera’s de kleuren van de pylonen. De linkse hebben één kleur, de rechtse een andere. Op die manier kan de auto zijn eigen weg vinden.

Al het rekenwerk wordt gedaan door de computer die achterop de auto is gemonteerd – stap drie. Die is afkomstig van Nvidia. Dat heeft met de Drive PX2 een speciale, superkrachtige computer gemaakt die speciaal bedoeld is voor zelfrijdende auto’s. De PX2 kan een enorme berg informatie verwerken tijdens het racen. Dat is ook wel nodig, zegt Engels: “Hij moet alles wat hij ziet opslaan en kijken of dat nuttige of nutteloze informatie is. Van alle data die hij opneemt is misschien tien procent écht nuttig. Dat zijn de pylonen, terwijl de rest van het beeld, zoals de lucht of de berm, niet nodig zijn.”

©PXimport

Bijstellen

Je kunt niet zomaar iedere camera gebruiken. De camera’s die aan de computer zijn bevestigd horen bij de computer en zijn afkomstig van Nvidia zelf. Engels zegt dat het team een balans moet vinden tussen de mogelijkheden en de beperkingen van de camera en de computer. “Je wilt natuurlijk dat de camera zo ver mogelijk vooruit kan kijken. Dan kom je uit op zoveel mogelijk megapixels. En je moet denken aan je ‘refresh rate’. Je wilt niet dat je iedere vijf meter een opname maakt, want dat wordt een probleem als je honderd kilometer per uur rijdt. Aan de andere kant moet je ook opletten dat je de computer niet overlaadt met informatie door te veel data te sturen. Dan kan hij niet snel genoeg berekenen waar hij moet zijn.”

Zo ver is het in het begin van de wedstrijd nog niet. De eerste ronde is een heel rustige, voorzichtige verkenningsronde. De auto rijdt met zo’n tien kilometer per uur over het circuit om voorzichtig de route in kaart te brengen. Als hij die kent kan hij steeds sneller gaan rijden. Engels: “We gebruiken daarvoor een kunstmatige intelligentie die we zelf in de auto hebben geprogrammeerd. Het is net geen machine learning, maar de auto leert wel terwijl hij rijdt. Iedere ronde bekijkt hij of hij die ene bocht niet nóg ietsje sneller kan nemen.”

Opvallend aan de auto is dat die op mechanische wijze wordt aangestuurd. Aan het stuur zit een mechanisme dat de wielassen kan aansturen en wat de auto sneller of langzamer kan laten gaan. Engels: “Je zou de aansturing ook direct op de wielen kunnen aansluiten, maar dat is onveiliger. Stel dat er dan een softwarefout optreedt, dan kunnen de wielen ineens niet meer bewegen. Met tien kilometer per uur is dat niet zo’n probleem, maar als ‘ie harder gaat wel. Daarom mag directe besturing ook niet volgens de wedstrijdreglementen.”

Aerodynamisch

Om de wedstrijd te winnen hebben de studenten méér nodig dan alleen slimme autonomie: de auto moet van zichzelf ook snel zijn. Gelukkig is dat iets waar URE al meer dan tien jaar aan werkt. Het team heeft al veertien verschillende auto’s gehad waarmee het alles heeft geleerd over solide constructies, aerodynamica en het gebruik van de beste materialen. “Die kennis nemen we ook in deze auto mee”, zegt Engels. “We willen straks de vorm van onze oude auto’s op deze nieuwe zetten. Op dit moment bedenken we nog hoe we dat het beste kunnen doen. Als je bijvoorbeeld de vleugels erop zet, beperk je de ‘field of view’ van de lidar-camera’s. Daarom denken we ook aan het versimpelen en het weglaten van sommige onderdelen.”

Uiteindelijk is het doel natuurlijk om de auto zo snel mogelijk te laten rijden. Engels: “Autonomie kan straks veel beter rijden dan een coureur, want de computer maakt geen fouten. Als je straks volledige autonomie hebt is je auto de ‘bottleneck’, en dan moet je zorgen dat je daar alles uit haalt wat erin zit. Daar hebben we gelukkig al jaren ervaring in!”

▼ Volgende artikel
Nieuwe FromSoftware-game The Duskbloods komt echt alleen naar Switch 2
Huis

Nieuwe FromSoftware-game The Duskbloods komt echt alleen naar Switch 2

The Duskbloods, de nieuwe game van Elden Ring- en Dark Souls-ontwikkelaar FromSoftware, zal echt alleen op Nintendo Switch 2 uitkomen.

Dat heeft de ontwikkelaar benadrukt bij het bekendmaken van zijn kwartaalcijfers (via VGC). Daarbij werd ook nog eens benadrukt dat The Duskbloods nog altijd gepland staat om ergens dit jaar uit te komen, net zoals de Switch 2-versie van Elden Ring.

Over de exclusieve Switch 2-release van The Duskbloods: "Het wordt verkocht via een samenwerking met Nintendo, met verkoopverantwoordelijkheden verdeeld per regio. De game komt alleen voor Nintendo Switch 2 beschikbaar." Daarmee is dus duidelijk gemaakt dat Nintendo een nauwe samenwerking met FromSoftware is aangegaan voor de game en dat het spel niet zomaar op andere platforms uit zal komen.

Over The Duskbloods

The Duskbloods werd begin vorig jaar aangekondigd in een speciale Nintendo Direct waarin de eerste Switch 2-games werden getoond, maar sindsdien zijn er geen nieuwe beelden van het spel uitgebracht. Zoals gezegd is de game ontwikkeld door FromSoftware, het Japanse bedrijf dat naam voor zichzelf heeft gemaakt met enorm uitdagende spellen, waaronder de Dark Souls-serie en Bloodborne. Met de openwereldgame Elden Ring scoorde de ontwikkelaar enkele jaren geleden nog een megahit.

Watch on YouTube

The Duskbloods wordt een PvPvE-game, waarbij spelers het dus tegen elkaar en tegen computergestuurde vijanden opnemen. Maximaal acht spelers doen aan potjes mee. Na het kiezen van een personage in een hub-gebied wordt men naar een gebied getransporteerd waar er met andere spelers en vijanden gevochten wordt, al kan men soms ook samenwerken om vijanden te verslaan.

Spelers besturen een 'Bloodsworn', wezens die dankzij een speciaal bloed dat in hun lichaam zit meer krachten tot hun beschikking hebben dan reguliere mensen. Ondertussen is het einde van de mensheid nabij, en bestaat de wereld uit verschillende tijdperken, wat voor een mengelmoes van stijlen zorgt.

▼ Volgende artikel
Beeldverversing versus pixels: waarom soepel gamen beter is dan scherp
© Gorodenkoff Productions OU
Huis

Beeldverversing versus pixels: waarom soepel gamen beter is dan scherp

Resolutie is marketing, refreshrate is beleving. Waar 4K zorgt voor een mooi plaatje, zorgt een hoge verversing (Hz) ervoor dat je daadwerkelijk wint. Hieronder lees je waarom snelheid in feite de échte koning is in gaming.

Veel gamers staren zich blind op 4K-resolutie. Ze kopen een duur scherm, zetten de settings op Ultra en vragen zich vervolgens af waarom hun spel stroperig aanvoelt. De misvatting is dat 'mooier' gelijkstaat aan 'beter'. In werkelijkheid is de vloeibaarheid van het beeld – de refreshrate, oftewel verversingssnelheid – veel bepalender voor hoe direct en responsief een game aanvoelt. Aan het eind van dit artikel weet je precies of jij moet kiezen voor pixels of snelheid.

Hoe je ogen bedrogen worden door Hertz

Stel je voor dat je snel met je muis over je bureaublad beweegt. Op een standaard 60Hz-scherm zie je de cursor in schokjes over het beeld springen; je hersenen vullen de gaten in. Op een 144Hz- of 240Hz-gaming-monitor verdwijnen die gaten.

Het technische verschil zit hem in de verversingssnelheid: het aantal keren per seconde dat het beeld wordt vernieuwd. Bij 60 Hz krijg je elke 16,6 milliseconden een nieuw beeld. Bij 144 Hz is dat elke 6,9 milliseconden. Dat klinkt als een klein verschil, maar je voelt het direct. Het gestotter dat je onbewust gewend bent verdwijnt. Bewegingen voelen boterzacht aan, alsof de cursor (of je crosshair) aan je hand vastgeplakt zit in plaats van er achteraan zwemt. Dit effect wordt motion clarity genoemd: objecten blijven scherp, zelfs als ze snel door het beeld bewegen.

©Framestock

De winst in shooters en snelle actie

Wanneer werkt dit in je voordeel? Vooral in competitieve shooters zoals Call of Duty, Counter-Strike of Valorant. In dit soort games telt elke milliseconde. Een hogere refreshrate vermindert de input lag, oftewel de tijd tussen jouw klik en de actie op het scherm.

Stel, je draait je personage snel om. Bij een lage refreshrate wordt de vijand een fractie later getoond en zie je veel bewegingsonscherpte (motion blur). Met een hoge refreshrate zie je de vijand eerder en scherper, waardoor je sneller kunt reageren. Je hebt letterlijk actuelere informatie dan je tegenstander. Om dat te bereiken heb je wel een krachtige videokaart nodig die genoeg beelden per seconde (FPS) kan genereren om je snelle scherm bij te houden.

Wanneer resolutie het toch wint van snelheid

Is snelheid altijd heilig? Nee. Als je vooral tragere, meer verhalende games speelt (zoals Cyberpunk 2077 in de 'sightseeing' modus), Microsoft Flight Simulator of grafische RPG's, dan voegt 240 Hz weinig toe. In deze titels kijk je vaak naar stilstaande of langzaam bewegende omgevingen.

In dat geval wil je juist de texturen van de bomen, de reflecties in het water en de details in gezichten zien. Een 4K-monitor op 60 of 120 Hz is dan een logischer keuze dan een onscherp 1080p-scherm op 360 Hz. De visuele pracht weegt hier zwaarder dan de milliseconden reactietijd. Ook voor console-gamers die op de bank zitten, is een goede televisie met 4K en HDR vaak indrukwekkender dan puur de hoogste framerates.

Situaties waarin een hoge refreshrate zinloos is

Er zijn momenten dat investeren in een snel scherm weggegooid geld is. Dat gebeurt bijvoorbeeld als je hardware de snelheid niet kan leveren; als je videokaart maar 50 frames per seconde kan leveren, heeft een 144Hz-scherm geen nut omdat het scherm wacht op de computer. Daarnaast beperken oude kabels je bandbreedte, waardoor je monitor soms terugvalt naar 60 Hz zonder dat je het doorhebt. Ook op oudere consoles zoals de Nintendo Switch of de standaard PS4 heb je niets aan snelle schermen, omdat deze hardware fysiek gelimiteerd is op 60 Hz of lager.

Bepaal wat jouw setup aankan

Kijk dus kritisch naar je huidige situatie voordat je naar de winkel rent. Heb je een high-end pc die makkelijk 120+ FPS haalt in jouw favoriete games? Dan is een upgrade naar een 144- of 165Hz-monitor de grootste sprong in spelplezier die je kunt maken. Speel je op een PlayStation 5 of Xbox Series X? Zoek dan specifiek naar een scherm met HDMI 2.1-ondersteuning om 120 Hz op 4K mogelijk te maken. Zit je ver van je scherm af en speel je relaxed? Investeer dan liever in resolutie en kleurdiepte.

©Proxima Studio

Kortom: snelheid is de sleutel tot succes!

Verversingssnelheid is belangrijker dan resolutie voor iedereen die actie- of competitieve games speelt. Het zorgt voor een vloeiender beeld, minder input lag en betere motion clarity, wat je direct een voordeel geeft in het spel. Resolutie is vooral luxe voor het oog, maar refreshrate is pure prestatie voor de speler.