SF的世界がやってくる!! クルマが人を見分け その行動を先読みする最新技術

SF的世界がやってくる!! クルマが人を見分け、その行動を先読みする最新技術

 自動ブレーキなどの先進安全装備、さらにその先になる自動運転にとって重要な機能の一つが、センサー技術だ。いかに道路の状況やガードレールや建物など障害物のクルマが認識するかだ。そしてもっとも重要なのが歩行者などの判別だ。

 カメラやレーダーを駆使するクルマの最先端技術を解説しよう。

文/西村直人、写真/ベストカー編集部

【画像ギャラリー】歩行者の行動を先読みする……それってつまりニュータイプ!? 最先端技術でクルマの革新が訪れる!!(15枚)画像ギャラリー

■事故を防止する三大要素に加わった四つめの要素

Honda SENSING Eliteを搭載したホンダ レジェンドはLiDARと呼ばれるレーザー光を使ったセンサーを採用

 ミスなく運転するための三大要素は「認知、判断、操作」だ。昨今それに、「認知、予測、判断、操作」と「予測」が加わった。予測が加わると先読みができる。つまり、時間軸をほんのわずかだが戻せるから、できることが増える。

 予測を確実に行なうためには前段階の認知が重要。日本で販売される新型の乗用車には2021年11月(継続生産車は2025年12月)から、先進安全技術である「衝突被害軽減ブレーキ」の装着が義務化されたが、衝突被害軽減ブレーキを正しく機能させるためには、センサー能力を高めることが早道である。

 センサー能力を高めると対応シーンが増える。当初、昼間の車両だけを認知していたが、人や自転車を捉えだし、今では外光のない夜間でもヘッドライトの明かりを頼りに対応する。センサー能力の向上によって前述した四大要素の「認知」段階は飛躍的に精度が向上した。

 ただ、センサーは方式によって得意/不得意分野があるため、1種類のセンサーで確実に効率良く物体を捉えることはできない。そのため2種類以上のセンサーを用いる「フュージョンセンサー」が現在の主流だ。

■周囲の状況を知るための3つの方法

スバルの運転支援システム『アイサイト』は複数のカメラを使用した複眼式のステレオ方式を採用

 認知するには大きく分類して3つの方法がある。

 1)カメラで認知。光学式デジタルカメラの原理そのままに物体を捉える。投資の経済効率から単眼式(1カメラ)が主流だが、スバルは「ADA」(1999年)、「アイサイト」(2008年)と称して高機能で複眼式のステレオ方式(2カメラ)に拘る。

 またBMWや日産の一部車種などでは画角を変えた3つのカメラを採用する。2カメラ以上では物体までの距離が正確に計測でき、単眼式でも形と色が一度にデータ化できるが、人の眼と同じく逆光などの悪天候では測定精度が落ちる。

 2)電波で認知。ミリ波(波長1~10mm)を物体に照射してその反射から距離を測る。おおよその形もわかるため高度な解析技術を加えると人も認識できる。

 求める分解能や精度に応じて周波数帯(24GHzナローバンド~77GHz)を変えて使用する。ちなみに77GHzの距離に対する分解能は約4cmと24GHzの約19倍優れる。ただし、物体が重なる場所では測定精度が落ちるため光学式カメラの組み合わせが必至。

 3)レーザー光で認識。一般的にLiDARと呼ばれる。レーザーレーダーはLiDARの別名。近赤外線(900~1550nm)を物体に照射し、その反射から距離を測る。原理はミリ波と同様だが、波長が短いため細かな物体を捉えるのが得意。

 具体的には分解能が高いため重なる部分でも切り分けた認識が可能で、この特徴を活かすことで捉えた物体を3次元で構成することができる。自動運転技術や高度運転支援技術(レベル2カテゴリーB2以上)に用いる高精度HDマップの作成には不可欠なセンサーだ。

 このほか、20kHz以上の超音波を使用する「超音波センサー」も広く普及。空気振動を使うため透明な物体にも反応するが、空気振動ゆえに伝播(伝わる)速度が遅く、安価な普及型で3m程度、高価な上級型でも6~8m程度とセンシング領域は狭い。

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