日記 自動運転技術

事故防止のために進化する、ミリ波レーダー 各メーカーの動向

2018/06/26

昨今の自動運転のセンシング技術には、カメラとミリ波レーダーがかかせない。ミリ波レーダー、LiDAR(レーザーレーダー)、カメラとあるが、わき役でも重要な役割を持つミリ波レーダーをまとめてみよう。進化すればするほど、事故の確率は低くなるはずである。



トヨタ「レクサスLS」、前方向左右にミリ波レーダーを搭載


上記、日経Aoutomotiveより引用。

ー2017年秋に発売する新型セダン「レクサスLS」で注目すべきは、前部バンパーの左右にミリ波レーダーを搭載した点だ。

ートヨタは前側方の監視用にミリ波レーダーを配置するのは今回が初めて

ー日本の類型別交通死亡事故は「歩行者」「車線逸脱」「交差点」の順で多い。

ー交差点での車両との衝突を防ぐように警告を出せるようにした。

引用:https://lexus.jp/models/ls/gallery/

 

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EuroNCAPが「交差点」を追加

ーこれまでの自動ブレーキ試験は、直線道路の走行を想定。センサーは40度ほどの検知角で事足りた。しかし、交差点では、前側方を監視できるセンサーが必須で、左右に1個ずつ、130度ほどの検知角のミリ波レーダーが必要となってくる。

ー現在、この交差点事故の防止で先行するのは、スウェーデンのボルボ。車はSUVの「XC90」。交差点を右左折するときに衝突を回避する機能を実用化。ただし、自動ブレーキが作動するのは対向車のみ。ミリ波レーダーの検知角は最大60度。

引用:http://www.volvocars.com/jp/cars/new-models/xc90/safety

 

ー2017年秋発売のトヨタ「レクサスLS」は、24GHz帯の”準”ミリ波レーダーを配置し、交差する車両の接近を警告で運転者に知らせる。自動ブレーキは作動せず、人や自転車は警告の対象外。

ー現在のミリ波レーダーの限界か? しかも24GHzは「人の検知」が難しい。

 

それでもミリ波レーダーの必要性はある

ー現在、スバルではステレオカメラを前方監視用の主軸にしているが、「カメラだけでは検知範囲が足りない。冗長性の観点からもミリ波レーダーが重要」との認識。ドイツ・アウディも4隅はミリ波レーダー。

引用:http://www.audi.jp/a3/innovation.html

 

ー現在の普及車は、前方監視用の77GHz帯レーダー1個と、後側方監視用の24GHz帯レーダーをバンパー左右に1個ずつ搭載しているものが多い。

ーしかし4隅に載せることが必要で、それには低コスト化が必須。その切り札は、「CMOS(相補性金属酸化膜半導体)化」と「79GHz」である。

 

ミリ波レーダーのコストは、COMSで低減?

ー現在、77GHz帯の長距離用レーダーのコストは150ドルほど。2017年秋に発売の「レクサスLS」の4か所に搭載の24GHz帯の”準”ミリ波レーダーは短距離用で、コストは50ドルほど?

ーそもそも、ミリ波レーダーは電波を車両の周囲に送信し、反射波の遅れ時間と、ドップラー効果によって周波数が変わった反射波と送信派の周波数差を測ることで、物体までの距離や相対速度を推定する。その中核部品としてコストを左右するのが「送受信IC」。

ー「送受信IC」には、化合物半導体のSiGe(シリコンゲルマニウム)を用いるのが主流。これをSi(シリコン)を使ったCMOSの「送受信IC」に変えるとコスト低減が可能?

ーCMOSの特性上、出力を高めづらい。

ーそれでも、最大150mほどの近・中距離には77/79GHz帯のCMOSミリ波レーダーを使える水準になってきた。実用化で先頭をいくのが、ドイツ・HELLAで2019年にはそれを搭載した車が街を走る?

 

フォルクスワーゲン「ティグアン」は77GHz帯で歩行者検知

ー現在、フォルクスワーゲンの「ティグアン」は、ドイツ・コンチネンタル社製の「ARS410」を採用して、76GHz帯(76G~77GHz)のミリ波レーダーだけで歩行者検知をしている。歩行者が道路を横切れば作動するが、道路わきに立っているだけでは検知しない。

引用:http://www.volkswagen.co.jp/ja/models/tiguan/

 

ーこれが、79GHz帯のミリ波レーダーになれば、車のすぐ隣に小さい子供がいても、認識できると言う。

 

79GHz帯の壁は米国の法整備

ー2019年には、ドイツ・コンチネンタル社などは79GHz帯レーダーの投入準備を進めている。

ー欧州や日本では、法整備が整っていて利用は可能。

ーしかし、米国では2015年から議論しているが、まだ結論がでていない。自動車メーカーとしては共通部品を使用したいため、米国でのOKが量産開始のシグナルとなる。

ー技術面では、検知角を130~150度までに広げる取り組みが重要。富士通テンは「アンテナ技術がカギを握る」とみている。

ーまた、走行状況に応じて検知範囲を自動で変えるコントロールも可能。既に、フランス・ヴァレオは試作車の4隅に79GHz帯のレーダーを載せて試験している。

 

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