Betere ogen voor de zelfrijdende auto

Het succes van de zelfrijdende auto staat of valt met zijn gezichtsscherpte. Camera’s en radars zijn niet voldoende. Met goedkope lasertechnologie vult XenomatiX in Haasrode de hiaten in. Voor de laatste stappen heeft het wel nog geld nodig.

In juli 2012 zaten Johan Van den Bossche en zijn vrouw op een terras in Athene, toen ze zagen hoe de laserpointer van een Indiase gadgetventer met twee optische roosters een kleurig patroon van honderden laserspots op het plaveisel projecteerde. Het was een aha-moment voor Van den Bossche, die in 1989 met zijn broer Krypton Electronic Engineering had opgericht, nu deel van Nikon Metrology Europe. Krypton was een specialist in optische meettechnieken voor de auto-, robot- en vliegtuigindustrie. “Op dat terrasje bedacht ik dat je met meervoudige laserstralen een systeem zou kunnen ontwikkelen om de weg voor een wagen nauwkeurig op te meten en door te geven naar een actieve ophanging. Je auto zou dan heel comfortabel over de weg kunnen rijden, alsof het een vliegend tapijt is”, vertelt Van den Bossche.

Rond dat idee zette hij in Haasrode het bedrijf XenomatiX op, samen met Dirk Van Dyck, een emeritus professor fysica van de Universiteit Antwerpen die vooral bekend is door zijn uitvindingen in de elektronenmicroscopie. De derde oprichter is Alain Brackenier, indertijd de verkoopdirecteur van Krypton en nu managing director van Nikon Metrology Europe. “Met een klein startkapitaal en 245.000 euro projectsteun van het IWT bouwden we een eerste prototype van onze XenoTrack. Dat gaf zeer snel mooie resultaten”, glundert Van den Bossche, die ook bekend is als CEO van SO Kwadraat, een vzw die starters begeleidt. “Vooral onder impuls van Van Dyck zijn we dan naar een tweede product gegaan, XenoLidar, dat een volledige 3D-kaart van de omgeving rond een wagen kan bouwen. Frontaal kijkt de XenoLidar tot 200 meter ver.” Opnieuw sprong het IWT (nu Vlaio) bij, dit keer met 250.000 euro.

Hoe ver, hoe groot?

Met de XenoLidar mikte XenomatiX voluit op de aanstormende markt voor zelfrijdende voertuigen. Daarvoor haalde het ook een ervaren management en extra kapitaal binnen. In 2015 vroeg Van den Bossche aan zijn voormalige chief operations officer bij Krypton, Filip Geuens, om CEO van XenomatiX te worden. Op de achtergrond brachten twee businessangels kapitaal in. In een eerste ronde was dat Erwin De Keyser (Next Invest). In een tweede ronde leverde Carl Van Hool (van de busbouwerfamilie) niet alleen kapitaal, maar ook kennis over alles wat rijdt. XenomatiX heeft nu 1,7 miljoen euro risicokapitaal.

LiDAR staat voor ‘light detection and ranging‘ (lichtdetectie en afstandsbepaling). Het is gebaseerd op het feit dat licht, ook onzichtbaar infrarood licht, een constante snelheid heeft. Als een lichtstraal tegen een voorwerp weerkaatst en wordt opgevangen, kan de reisduur van het licht leren hoe veraf het voorwerp was.

Een alternatief is de combinatie van radar met camerabeelden, zoals Tesla die gebruikt. Camerabeelden missen volgens Geuens echter de precieze driedimensionele informatie die LiDAR oplevert. “Wij meten discrete punten, die elk een plaats hebben op de x-, y- en z-as. We kunnen heel precies de grootte van een voertuig bepalen en de afstand tot onze wagen. Een radar geeft ook die afstandsmeting, maar te weinig informatie om een voertuig te classificeren.”

“Een radar heeft hoe dan ook beperkingen. Vandaar de tendens om ook naar systemen op basis van licht te kijken”, bevestigt Bert Gyselinckx, general manager van imec Florida, waar het Vlaamse onderzoekscentrum zijn LiDAR-ontwikkelingen in een nieuw labo onderbrengt. Imec werkt ondertussen ook aan hogeresolutieradars.

Tussen radar en camera’s in

James Hodgson van het Amerikaanse ABI Research schreef eerder dit jaar een marktstudie over LiDAR. “De resolutie is niet zo goed als die van een camera, maar beter dan die van een radar. In slechte weersomstandigheden werkt LiDAR dan weer niet zo goed als een radar, maar beter dan een camera. LiDAR zit heel mooi tussen de sterktes en zwaktes van die twee sensortypes in”, vertelt hij.

LiDAR is tot nu toe vooral bekend van de ronddraaiende lasers op de auto’s van Google. Pionier Velodyne levert zulke systemen, maar ze zijn veel te duur voor consumentenvoertuigen. XenomatiX is een van de concurrenten in de race naar budgetvriendelijke ‘solid state’ LiDARs, zonder bewegende onderdelen.

Geuens, die volgende maand spreekt op het AutoSens-congres in Brussel, noemt XenomatiX een systeemontwerper. De ontwikkeling van de belangrijke onderdelen van het systeem – de laserbron, de receptor, de optiek die de weerkaatste signalen focust – besteedt XenomatiX uit aan niet nader genoemde “wereldspecialisten”. De Haasrodenaren hebben in twaalf categorieën octrooien aangevraagd, zegt Geuens. “Verschillende zijn al goedgekeurd.”

“Wij werken met goedkope cmos-cameratechnologie, niet met dure speciale chips. Wij kunnen ons product even goedkoop maken als de stereocamera’s die vandaag al in wagens zitten. Denk aan minder dan 100 euro productiekosten”, stelt Geuens. Omdat zijn LiDAR in een hoek van 120 graden kijkt, zou XenomatiX per wagen drie sensoren nodig hebben.

Axel Plas van het octrooibureau IP Hills bevestigt dat XenomatiX in januari een Amerikaans octrooi kreeg op een Surround Sensing System, dat het nu ook in Europa, China, Japan en Korea wil laten gelden.

Nog vijf jaar te gaan

“We hebben een demonstratiemodel, een fysiek bewijs dat ons concept effectief zijn werk doet. Maar dat betekent nog niet dat het snel in wagens zal zitten. Die technologie moet gecertificeerd worden. Is ze voor 99,99 procent betrouwbaar? Kan ze goedkoop worden geproduceerd? Onze prototypes zitten nu nog op de wagen. Later leveren we er die al wat geïntegreerd zijn in de auto. Ten slotte moeten we exemplaren maken die heel dicht staan bij het eindproduct: volledig verborgen en piepklein. Realistisch gezien is dat een proces van vijf jaar. Op eigen kracht kunnen we dat niet. De kennis van integratie en kostenreductie moet komen van samenwerking met de toeleveranciers van de auto-industrie.”

De Amerikaanse investeringsbank Lincoln International zoekt financiers voor de eerste stappen naar industriële productie. Geuens: “Wij willen een strategische investeerder die de automobielmarkt kent en ons helpt zonder dat we de controle over de firma verliezen. Dat kunnen automobielconstructeurs zijn, of grote toeleveranciers als Bosch of Continental, maar ook partijen die lager zitten in de keten, zoals AMS of Melexis.”

Een timing of een bedrag wil hij niet noemen, maar hij geeft wel toe dat XenomatiX geen zeeën van tijd heeft. “In deze markt gaat het echt hard. In de huidige omstandigheden kunnen we als bedrijf niet meer organisch groeien en toch tijdig met ons product klaar zijn. Wij moeten heel gauw investeringen aantrekken om onze technologieontwikkeling te versnellen”, zegt Geuens.

“Aan het einde van dit decennium zou deze technologie in een voertuig moeten zitten”, vindt James Hodgson van ABI Research.

Bruno Leijnse, fotografie Dieter Telemans

XenoLidar kan een volledige 3D-kaart van de omgeving rond een wagen bouwen. Frontaal kijkt het systeem tot 200 meter ver.