Nederland proeftuin voor slim verkeer

Nederland proeftuin voor slim verkeer Nederland proeftuin voor slim verkeer

bits.chips.nl
from bits.chips.nl More from this publisher
03.05.2013 Views

Bij radar denken veel mensen al snel aan de luchtvaart of aan de cruisecontrol in een auto. Toch zijn radarmodules voor veel meer toepassingen inzetbaar. Ze kunnen bijvoorbeeld dienstdoen in itskasten, voertuigen herkennen voor verkeerslichten of slagbomen activeren bij een spoorwegovergang. Al deze mogelijkheden bestaan, maar worden nog relatief weinig gebruikt. Volgens Olaf Biezeman, directeur van Radarxense, komt dat doordat de industrie nog onvoldoende kennis in huis heeft om radar toe te passen. Zijn onderneming heeft complete, breed inzetbare radaroplossingen ontwikkeld die technologiebedrijven zonder veel moeite kunnen integreren in hun producten. De drempel om radarsensoren toe te passen, wordt zo weggenomen. Radarxense zag het afgelopen jaar het levenslicht als joint venture van het Nederlandse Hi-Tech RF & Microwave Solutions uit Maarssen en het Duitse Attingimus uit Braunschweig. Het idee erachter ontstond zo’n vijf jaar geleden bij Hi-Tech, een distributeur van hoogfrequent- en microgolfcomponenten die al jaren radarfront-ends verkocht met een zendfrequentie van 24,125 GHz (een ISM-band). De output is een analoog signaal. Analyse hiervan is nodig om een concrete toepassing mogelijk te maken. ‘Al jaren neemt de interesse van eindgebruikers in deze producten toe’, weet Biezeman. ‘Er zijn echter nauwelijks bedrijven die de kennis in huis hebben het analoge signaal te verwerken en om te zetten naar bruikbare data. En is die kennis er wel, dan zijn er veelal onvoldoende resources. De digitalisatiestap, daar ontbrak het nog aan.’ 54 | 3 In bedrijf Radarxense Met radarlego naar Europese top Radarxense maakt complete radarmodules voor systeemintegratoren, die deze met weinig moeite in kunnen passen in eindproducten. Er is veel vraag naar dergelijke producten en directeur Olaf Biezeman heeft hoge verwachtingen. Binnen vijf jaar wil hij Radarxense laten uitgroeien tot het grootste commerciële non-automotiveradarbedrijf in Europa. Bram Semeijn Nu waren de marktomstandigheden voor Hi-Tech de laatste jaren niet makkelijk. Veel hoogfrequent- en microgolfontwikkeling verdwijnt uit de Benelux. De productie wordt veelal geoutsourcet naar China. Biezeman zag echter kansen in de radarmarkt en ging op zoek naar een partner die algoritmes kon schrijven om het analoge frontendsignaal te analyseren. Zo kwam hij in contact met Wilfried Plagge, een Duitse ingenieur en expert in software voor radarsystemen. De twee besloten samen te gaan werken. Radarxense is het resultaat. Meer meetmomenten Waarom is het zo ingewikkeld om radarsignalen te digitaliseren? Radar is gebaseerd op de weerkaatsing van radiosignalen. Een signaal wordt op een bepaalde frequentie verstuurd (24,125 GHz in de modules van Radarxense) en na weerkaatsing weer opgevangen. Uit de reectie zijn verschillende gegevens te destilleren. Als gevolg van het dopplereect hebben de ontvangen radiogolven bijvoorbeeld een hogere of lagere frequentie dan de verzonden signalen. Hieruit is de snelheid van het voorwerp te halen. De tijdsduur is een maat voor de afstand tot het object. Verder worden de radiosignalen niet in alle richtingen verzonden maar binnen een beperkte hoek, zodat ook is te bepalen uit welke richting het voorwerp komt. Het principe is dus vrij eenvoudig. De moeilijkheid is echter dat er in een praktijksituatie veel ruis (clutter) is. Er kunnen bijvoorbeeld andere voorwerpen in de weg staan, waardoor de radar tegenstrijdige gegevens krijgt. Een radiosignaal kan ook op allerlei plekken van het object reecteren. Zo kan het bij een auto afketsen op een hoek, nummerplaat of vanuit de wielkast. Hierdoor is het signaal niet altijd even sterk en de richting niet exact te bepalen. Bovendien kan het zijn dat het weerkaatste signaal niet direct van de auto komt, maar via de vangrail. Om een radar werkend te krijgen, is het noodzakelijk de signalen eectief en snel te analyseren met digital signal processing (DSP). De meeste modules doen dat sequentieel, in aparte stappen dus. Eerst wordt het signaal gedigitaliseerd. Vervolgens worden reecties geclusterd (welke horen er bij elkaar?). Dan wordt er gekeken naar dataassociatie (welke reectie hoort bij welk target?). In een vierde stap wordt ten slotte nog een lter toegepast. Bij Radarxense werken ze met algoritmes die de verschillende stappen in elkaar schuiven. Dit kan onder meer door aannames te maken met betrekking tot de snelheid van het te vinden object. Heeft de radar bijvoorbeeld de functie om auto’s te detecteren, dan heeft het weinig zin om op een snelweg voorwerpen op te pikken die minder dan twintig kilometer per uur gaan. Veel meetgegevens kunnen zodoende als clutter worden afgedaan. Een andere verbetering is het dynamisch maken van de algoritmes. Op basis van de eerste reecties worden die on the y aangepast. Dit maakt een snellere signaalanalyse mogelijk. De radarmodules van Radarxense kunnen een meting binnen tien miliseconden verwerken, terwijl concurrenten hier veel meer tijd voor nodig hebben. Zodoende zijn er meer meetmomen-

ten per tijdseenheid, waardoor metingen nauwkeuriger zijn. Sensorfusie De modules van Radarxense zijn voor allerlei toepassingen geschikt. Een mooi voorbeeld is het project met de Haarlemse leverancier van itskasten Gatsometer. Voor de handhavingsapparatuur rond de milieuzone Amsterdam zocht dit bedrijf sensoren die auto’s precies kunnen detecteren op de weg. ‘De traditionele oplossing is om detectielussen te verwerken in het wegdek’, vertelt Biezeman. ‘De intrinsieke kosten van een dergelijk systeem zijn laag, maar het onderhoud en de implementatie zijn problematisch in een drukke stedelijke omgeving. Met Gatsometer hebben we nu een project gedaan waarbij onze radars zijn ingezet. Die konden eenvoudig boven de weg worden gehangen. Van daar projecteren ze een detectievlak op de rijbaan en zodra een auto een specieke positie inneemt in dat vlak, sturen ze een trigger naar de camera.’ De detectiesensoren van Gatsometer zijn maar één toepassing. Radarsystemen zijn in allerlei branches inzetbaar. Zo kunnen ze op zaaimachines worden gemonteerd om de snelheid in de gaten te houden of aan de rand van een boot worden gehangen om het vaartuig te helpen afmeren. Radarxense richt zich opvallend genoeg niet op de automotivebranche, die nu al veel met radar werkt. Met bijvoorbeeld Bosch en Continental zijn daar reeds gespecialiseerde grote bedrijven actief, waardoor een kleine partij er minder makkelijk voet aan de grond krijgt. Een voordeel van radar is dat het toepasbaar is in situaties waar andere oplos- singen niet of nauwelijks bruikbaar zijn. In tegenstelling tot bijvoorbeeld videocamera’s functioneert de technologie prima achter kunststof, in een donkere omgeving of bij slechte weersomstandigheden. Bovendien levert radar informatie over de snelheid, wat met camera’s nog niet zo gemakkelijk is. Radar heeft ook beperkingen, van fysische aard. Biezeman: ‘Het Europees Telecommunicatie- en Standaardisatie-instituut verbiedt het om in de 24,125 GHz ISMband meer dan 250 MHz aan bandbreedte te gebruiken. Dat beperkt je in de nauwkeurigheid, want met meer bandbreedte kun je preciezer meten. Zo kan een radar met 250 MHz aan bandbreedte twee losse voorwerpen die minder dan 0,75 meter van elkaar af staan en met dezelfde snelheid bewegen niet los herkennen.’ Biezeman ziet dan ook goede mogelijkheden met sensorfusie. Hierbij vullen verschillende sensoren elkaar aan. De radar zou dan bijvoorbeeld bij de camera kunnen opvragen of het inderdaad om twee verschillende objecten gaat. Grootste in Europa Momenteel heeft Radarxense zo’n zes man personeel. In Duitsland ontwikkelt Plagge, samen met twee freelancers, de algoritmes die ten grondslag liggen aan de radarmodules. In Nederland coördineert Biezeman onder meer de marketing en sales. Bovendien heeft hij twee applicatie-engineers onder zijn hoede, die de DSP-PCB’s van de standaard radarfront-ends kunnen aanpassen. ‘We hebben een grote library met standaard routines waar we bij het customizen gebruik van kunnen maken. Je moet het een beetje zien als lego. We kunnen heel makkelijk de verschillende DSP-onderdelen en hardware aan elkaar klikken en een aangepast product leveren.’ Volgens Biezeman kan Radarxense negen van de tien keer met de bestaande componenten toe. Voor de overige tien procent kan het maatwerk leveren. Een groot voordeel van deze aanpak is de korte timeto-market en het beheersbaar houden van de ontwikkelkosten. Voorlopig blijft Radarxense opereren als een zusteronderneming van Hi-Tech, omdat daar nog altijd een substantieel deel van de omzet vandaan komt. Biezeman verwacht echter dat de vraag naar eenvoudig toepasbare radarsystemen snel zal toenemen, zodat hij voor de lange termijn volledig inzet op het nieuwe bedrijf. De focus ligt daarbij op Europa – Radarxense heeft overeenkomsten gesloten met distributeurs in Scandinavië, Groot-Brittannië en Italië. ‘De markt voor complete radaroplossingen is tientallen miljoenen groot en binnen vijf jaar willen we op non-automotivegebied de grootste zijn in Europa.’ In de nabije toekomst voorziet Biezeman vooral investeringen op het gebied van testfaciliteiten en softwareontwikkeling. Ook is hij in gesprek met een Nederlandse start-up die radarfront-ends maakt in de 61 GHz ISM-band. Daar is 500 MHz aan spectrum beschikbaar, zodat nog nauwkeurigere metingen mogelijk zijn. ‘Als alles goed gaat, kunnen we straks de radarfront-ends in Duitsland én in Nederland bestellen. We kunnen dan ook een echt mooi Nederlands product aanbieden om trots op te zijn.’ 3 | 55

ten per tijdseenheid, waardoor metingen<br />

nauwkeuriger zijn.<br />

Sensorfusie<br />

De modules van Radarxense zijn <strong>voor</strong> allerlei<br />

toepassingen geschikt. Een mooi <strong>voor</strong>beeld<br />

is het project met de Haarlemse leverancier<br />

van itskasten Gatsometer. Voor de<br />

handhavingsapparatuur rond de milieuzone<br />

Amsterdam zocht dit bedrijf sensoren die<br />

auto’s precies kunnen detecteren op de weg.<br />

‘De traditionele oplossing is om detectielussen<br />

te verwerken in het wegdek’, vertelt<br />

Biezeman. ‘De intrinsieke kosten van een<br />

dergelijk systeem zijn laag, maar het onderhoud<br />

en de implementatie zijn problematisch<br />

in een drukke stedelijke omgeving.<br />

Met Gatsometer hebben we nu een project<br />

gedaan waarbij onze radars zijn ingezet. Die<br />

konden eenvoudig boven de weg worden<br />

gehangen. Van daar projecteren ze een detectievlak<br />

op de rijbaan en zodra een auto<br />

een specieke positie inneemt in dat vlak,<br />

sturen ze een trigger naar de camera.’<br />

De detectiesensoren van Gatsometer zijn<br />

maar één toepassing. Radarsystemen zijn<br />

in allerlei branches inzetbaar. Zo kunnen<br />

ze op zaaimachines worden gemonteerd om<br />

de snelheid in de gaten te houden of aan de<br />

rand van een boot worden gehangen om het<br />

vaartuig te helpen afmeren. Radarxense<br />

richt zich opvallend genoeg niet op de automotivebranche,<br />

die nu al veel met radar<br />

werkt. Met bij<strong>voor</strong>beeld Bosch en Continental<br />

zijn daar reeds gespecialiseerde grote bedrijven<br />

actief, waardoor een kleine partij er<br />

minder makkelijk voet aan de grond krijgt.<br />

Een <strong>voor</strong>deel van radar is dat het toepasbaar<br />

is in situaties waar andere oplos-<br />

singen niet of nauwelijks bruikbaar zijn.<br />

In tegenstelling tot bij<strong>voor</strong>beeld videocamera’s<br />

functioneert de technologie prima<br />

achter kunststof, in een donkere omgeving<br />

of bij slechte weersomstandigheden.<br />

Bovendien levert radar informatie over<br />

de snelheid, wat met camera’s nog niet zo<br />

gemakkelijk is.<br />

Radar heeft ook beperkingen, van fysische<br />

aard. Biezeman: ‘Het Europees Telecommunicatie-<br />

en Standaardisatie-instituut<br />

verbiedt het om in de 24,125 GHz ISMband<br />

meer dan 250 MHz aan bandbreedte<br />

te gebruiken. Dat beperkt je in de nauwkeurigheid,<br />

want met meer bandbreedte kun je<br />

preciezer meten. Zo kan een radar met 250<br />

MHz aan bandbreedte twee losse <strong>voor</strong>werpen<br />

die minder dan 0,75 meter van elkaar<br />

af staan en met dezelfde snelheid bewegen<br />

niet los herkennen.’<br />

Biezeman ziet dan ook goede mogelijkheden<br />

met sensorfusie. Hierbij vullen verschillende<br />

sensoren elkaar aan. De radar<br />

zou dan bij<strong>voor</strong>beeld bij de camera kunnen<br />

opvragen of het inderdaad om twee verschillende<br />

objecten gaat.<br />

Grootste in Europa<br />

Momenteel heeft Radarxense zo’n zes man<br />

personeel. In Duitsland ontwikkelt Plagge,<br />

samen met twee freelancers, de algoritmes<br />

die ten grondslag liggen aan de radarmodules.<br />

In <strong>Nederland</strong> coördineert Biezeman<br />

onder meer de marketing en sales. Bovendien<br />

heeft hij twee applicatie-engineers<br />

onder zijn hoede, die de DSP-PCB’s van de<br />

standaard radarfront-ends kunnen aanpassen.<br />

‘We hebben een grote library met standaard<br />

routines waar we bij het customizen<br />

gebruik van kunnen maken. Je moet het<br />

een beetje zien als lego. We kunnen heel<br />

makkelijk de verschillende DSP-onderdelen<br />

en hardware aan elkaar klikken en een aangepast<br />

product leveren.’<br />

Volgens Biezeman kan Radarxense negen<br />

van de tien keer met de bestaande componenten<br />

toe. Voor de overige tien procent<br />

kan het maatwerk leveren. Een groot<br />

<strong>voor</strong>deel van deze aanpak is de korte timeto-market<br />

en het beheersbaar houden van<br />

de ontwikkelkosten.<br />

Voorlopig blijft Radarxense opereren als<br />

een zusteronderneming van Hi-Tech, omdat<br />

daar nog altijd een substantieel deel van de<br />

omzet vandaan komt. Biezeman verwacht<br />

echter dat de vraag naar eenvoudig toepasbare<br />

radarsystemen snel zal toenemen, zodat<br />

hij <strong>voor</strong> de lange termijn volledig inzet<br />

op het nieuwe bedrijf. De focus ligt daarbij<br />

op Europa – Radarxense heeft overeenkomsten<br />

gesloten met distributeurs in Scandinavië,<br />

Groot-Brittannië en Italië. ‘De markt<br />

<strong>voor</strong> complete radaroplossingen is tientallen<br />

miljoenen groot en binnen vijf jaar willen<br />

we op non-automotivegebied de grootste<br />

zijn in Europa.’<br />

In de nabije toekomst <strong>voor</strong>ziet Biezeman<br />

<strong>voor</strong>al investeringen op het gebied van<br />

testfaciliteiten en softwareontwikkeling.<br />

Ook is hij in gesprek met een <strong>Nederland</strong>se<br />

start-up die radarfront-ends maakt in de 61<br />

GHz ISM-band. Daar is 500 MHz aan spectrum<br />

beschikbaar, zodat nog nauwkeurigere<br />

metingen mogelijk zijn. ‘Als alles goed<br />

gaat, kunnen we straks de radarfront-ends<br />

in Duitsland én in <strong>Nederland</strong> bestellen. We<br />

kunnen dan ook een echt mooi <strong>Nederland</strong>s<br />

product aanbieden om trots op te zijn.’<br />

3 | 55

Hooray! Your file is uploaded and ready to be published.

Saved successfully!

Ooh no, something went wrong!