yle.fi-etusivu

Itseohjautuvaa autoa voi ajaa vaikka sokea – Tällaiseen tekniikkaan se perustuu

Tekniikka, jolla auto pystyy kulkemaan haluttuun paikkaan ilman kuljettajaa, ei ole Googlen tai Applen yksinoikeus, vaan sitä tutkitaan ja kehitetään huipputasolla myös Suomessa.

tiede
Grafiikka
Automaattisesti ohjautuva tulevaisuuden auto perustuu antureiden, tunnistimien, ja paikantimien välittämään tietoon. Auton tärkein laite on kuitenkin ympäristöä skannaava laserkeilauslaite, jonka hinta on kehityksen myötä laskenut ja koko pienentynyt.Yle Uutisgrafiikka

Itseohjautuvan auton tärkein osa on lasertutka, josta amerikkalaiset käyttävät termiä lidar.

Se skannaa ympäristöään sekä siinä olevia objekteja ja välittää niistä muodostuvan kuvan auton ohjausjärjestelmälle. Siksi sitä kutsutaan myös laserskanneriksi tai laserkeilaimeksi.

Paikkatietokeskuksen osastonjohtaja, professori Juha Hyyppä arvioi, että laserkeilaimesta tulee muutaman vuoden kuluessa jokaisen ihmisen elämään vaikuttava laite.

Ympäristö skannataan sentin tarkkuudella

Eräs monien tuntema esimerkki laserskannauksesta on Googlen Street View -projekti. Siinä skanneri on sijoitettu auton katolle.

Näköalapaikaltaan se pystyy tutkan lailla keilaamaan ympäristöstään "pisteitä", joista voidaan muodostaa tarkka malli ympäristöstä.

Rakennukset, kasvillisuus ja tiet dokumentoidaan jopa senttimetrin tarkkuudella sellaisena kuin ne ovat. Tämän jälkeen skannaustulos voidaan siirtää vaikka tietokonepeliin. Tai auton ohjausjärjestelmään. Autolle siis kerrotaan digitaalisesti, mitä ympärillä on. Autoissa käytetyt keilaimet tuottavat ympäristöstä satojatuhansia tai jopa miljoonia pisteitä sekunnissa.

Laserkeilauslaitteen välittämä kuva kaupunkiympäristöstä.
Laserkeilauslaitteen välittämä kuva kaupunkiympäristöstä.Antero Kukko, Harri Kaartinen, Juha Hyyppä, Hannu Hyyppä, Matti Kurkela ja Matti Vaaja / Aalto-yliopisto ja Paikkatietokeskus

Tekniikka halpenee, laitteet pienenevät

Tekniikan kehittyessä laitteiden fyysinen koko yleensä pienenee – niin on käynyt laserskannereillekin. Vuonna 2005 otettiin käyttöön ensimmäiset liikuteltavat laserkeilauslaitteet. Uusimmat laitteet painavat alle kaksi kiloa, ja voidaan laittaa selkäreppuun.

Laserkeilauslaitteet ovat pienentyneet, ja halventuneet.
Laserkeilauslaitteet ovat pienentyneet, ja halventuneet.Hannu Hyyppä

Laitteet pienenevät edelleen: vuodenvaihteessa odotetaan myyntiin vain muutaman sentin kokoista laserkeilauspulikkaa, joka massatuotannossa autoteollisuudelle maksaa enää sata euroa. Alkuvuosina niistä piti maksaa kymmeniä- tai jopa satojatuhansia euroja.

Periaatteessa on mahdollista, että yhteen autoon voidaan pian asentaa tekniikka, joka vastaa jopa paikannusjärjestelmiä kehittävän suuryrityksen tietotaitoa.

Auto täyteen antureita

Helsingin Hernesaaressa kokeiltavissa robottibusseissa käytetään yksinkertaista laserkeilausta: kaksi keilainta katsoo eteenpäin. Mutta jos autoa kallistettaisiin, tutkat eivät osaisi välittää tietoa ympäristöstä oikein.

Muun muassa tästä syystä täysin itseohjautuvissa autoissa täytyy käyttää myös muita laitteita, jotka kertovat sille, missä auto kulkee, ja mitä on ympärillä.

Näin laserkeilauslaite "näkee" varatut tai vapaat parkkiruudut.
Näin laserkeilauslaite "näkee" varatut tai vapaat parkkiruudut.Paikkatietokeskus

Tällaisia ovat esimerkiksi pyörien asennosta kertovat anturit. Kameroilla voidaan stereomittauksen avulla muodostaa nopeasti pistepilvi ympäristöstä samaan tapaan kuin lasertekniikalla. Lämpökamera paljastaa infrapunasäteilyä lähettäviä kohteita, kuten ihmisiä ja eläimiä. Luotettavuutta erityisesti paikannuksessa voidaan lisätä hyödyntämällä ultraääntä, kiihtyvyysantureita, ja satelliittipaikannusta kuten GPS:ää.

Laserkeilaimen etu on siinä, että se mittaa suoraan etäisyyttä ja suuntaa. Lasertutkan keila on hyvin kapea, ja siksi saadaan paljon vierekkäisiä etäisyysmittauksia, joista kohde voidaan tunnistaa.

Arviolta vuonna 2030 noin 15 prosenttia autoista on jo itseohjautuvia eli oheisessa faktalaatikossa kuvaillun viidennen tason autoja.

Ensin on ratkaistava ainakin se, millainen lainsäädäntö tarvitaan. Pitääkö esimerkiksi autolla ajaminen kieltää kokonaan. Entä miten automaattiauto pärjää vanhojen, kuljettajien ajamien autojen seassa? Entä päinvastoin? Ja pääseekö automaattiautolla varmasti kesämökille asti?