Zelfrijdende auto’s

Lesverloop

1. 1

   Stap 1: Voorbereiding

   Print voor elke leerling een set werkkaarten.

   Begrippen

   LiDAR – Een technologie die lasers gebruikt om afstanden te meten en 3D-kaarten van voorwerpen te maken. De afkorting betekent lichtdetectie en afstandsmeting.

   Looptijdsensor – Een sensor die een signaal uitzendt en de afstand tot een voorwerp berekent op basis van de tijd die het signaal nodig heeft om terug te keren.

   Puntenwolk – Een verzameling gegevenspunten waarbij elk punt een positie in de driedimensionale ruimte weergeeft. Samen vormen de punten een visuele weergave van een voorwerp.

2. 2

   Stap 2: Introductie

   Om ongelukken te voorkomen, moet de technologie waarmee zelfrijdende auto's hun omgeving in kaart brengen veel nauwkeuriger zijn dan de gps-systemen van onze telefoons. Deze auto's gebruiken verschillende hulpmiddelen, waaronder LiDAR, om een visuele weergave van hun omgeving te maken.

   Zelfrijdende auto's hebben meestal een grote, ronddraaiende sensor op het dak die helpt om de omgeving in kaart te brengen.

   Deze sensor is een LiDAR-sensor: een looptijdsensor die licht uitzendt en wacht tot het licht terugkeert. Deze sensoren berekenen de afstand op basis van de tijd die het licht nodig heeft om terug te keren.

   De sensor draait rond op het dak van de auto en zendt steeds opnieuw 16 tot 128 laserstralen tegelijk uit. Zo ontstaat een puntenwolk van de directe omgeving.

   Een puntenwolk is een verzameling punten die elk een klein deel van het buitenoppervlak van een voorwerp weergeven. Samen vormen deze punten een visuele kaart van de omgeving van de auto.

   Dankzij deze LiDAR-technologie en andere technologieën kunnen zelfrijdende auto's de wereld om zich heen waarnemen.

   Net als bij LiDAR in auto's gebruikt Ari een LiDAR-sensor om de afstand tot voorwerpen vóór de robot te bepalen.

3. 3

   Activiteit 1

   Stap 3: Activiteit 1 – LiDAR-metingen verzamelen

   Verdeel de leerlingen in groepjes en geef elk groepje een Ari en een 360°-gradenboog. De leerlingen hebben ook een kleine verzameling voorwerpen nodig die ze rondom Ari kunnen plaatsen.

   Verdeel elk groepje in tweeën: de bouwers en de kaartenmakers. De bouwers plaatsen voorwerpen rondom Ari terwijl de kaartenmakers de andere kant op kijken.

   De bouwers leggen de 360°-gradenboog op een vlakke ondergrond en zetten Ari met zijn midden op het middelpunt en zijn voorkant naar 0°. Met de Distance-app meten ze eerst bij 0°. Daarna draaien ze Ari steeds 5 graden om zijn vaste midden, tot en met 355°. Bij elke hoek richten ze Ari's voorkant op de bijbehorende markering van de gradenboog en meten ze de afstand. Dit levert in totaal 72 meetpunten op. De kaartenmakers noteren de metingen op hun werkkaart.

   Je kunt de leerlingen ook elke 10 graden een meting laten doen, van 0° tot en met 350°, voor in totaal 36 meetpunten. Dit levert mogelijk een minder nauwkeurig beeld van Ari's omgeving op.

   Laat de leerlingen van rol wisselen en herhaal het plaatsen van de voorwerpen, het meten van de afstanden en het noteren van de metingen.

4. 4

   Activiteit 2

   Stap 4: Activiteit 2 – Ari’s omgeving in kaart brengen

   Bij de tweede activiteit gebruiken de leerlingen hun afstandsmetingen om een ruimtelijke kaart van Ari's omgeving te maken.

   Geef elk groepje een groot vel papier.

   De leerlingen gebruiken Ari (of een liniaal) en een 360°-gradenboog om de punten uit hun gegevensverzameling van activiteit 1 op de kaart te zetten.

   Wanneer alle punten zijn ingetekend, hebben de kaartenmakers een puntenwolk van Ari's omgeving.

5. 5

   Evaluatie

   Stap 5: Evaluatie: afsluitkaartje

   De leerlingen vullen hun afsluitkaartje in en leveren het in. Dit is de laatste pagina van de werkkaart.