ADASの専門家は、将来の車両におけるセンサーの統合について熟考します
先進運転支援システム（ADAS）および自動運転車（AV）のセンシング技術を実装するための、単一の最も効果的な方法はあり得ないかもしれません。代わりに、魔法の数は6になる可能性があります。これは、すべての自動車メーカーが独自の方法で達成する方法を決定する6つの基本的な考慮事項のように、将来の車両にセンサーを統合するための独自のアプローチを作成することにつながります。 AutoSensブリュッセル2020仮想会議の閉会セッションで、専門家のパネルが適切なセンサーの組み合わせと、設計が安全性を決して損なうことがないようにする方法について議論しました。その逆も同様です。
パネリストは、自動車組み込みサプライヤーのヴァレオのビジョンシステムと先進運転支援システムの上級専門家であるパトリックデニーでした。 Paul-Henri Matha、Volvo CarCorp。のテクニカルリーダー。 Sense MediaGroupのマネージングディレクターであるRobertStead氏。 EE Times Europeは、自動車システムでのさまざまなセンサータイプの採用と使用に関するYoleの洞察について、YoleDéveloppement（フランス、リヨン）の技術および市場アナリストであるPierrickBoulayにも連絡を取りました。
数字を正しく理解する
安全上の懸念に積極的に対処するために、ますます多くのセンサーが車両全体に配備されています。今日、車にはセンサーがいくつありますか。また、自律性をさらに高めるために必要なセンサーはいくつありますか。 「ADASのセンサー（超音波、レーダー、センシング用カメラ、表示用カメラ、LiDAR）を考慮に入れると、車両のタイプに応じて、車両には10〜20個のセンサーがあると推定されます」とYole'sBoulayはEETimesに語りました。 。当然のことながら、ハイエンドの車両は、ローエンドの車両やパフォーマンスと機能の範囲の中間にあるセンサーよりも多くのセンサーを組み込んでいます。
センサーは、高度な自動化レベルのロックを解除するために極めて重要であり、センサーの数と種類は増加すると予想されます。 「これらの自動化レベルでは、35〜40個のセンサーが実装されると予想しています」とBoulay氏は述べています。 「センサーは、短距離、中距離、および長距離のアプリケーション向けのセンサーが表示されるという点で、より具体的になります。 1つのセンサーですべてのアプリケーションをカバーできるわけではありません。各アプリケーションまたはユースケースには、センサーに関する仕様と要件があります。」
センサーの数の増加は、氷山の一角にすぎません。センサーは大量のデータを生成し、システムは処理能力によって大きく制限されます。今後、これらのセンサーによって生成されたすべてのデータを処理するのに十分な計算能力を持つことが重要な機能になると、Boulay氏は述べています。 「Intel-Mobileyeチップを使用する一般的なADASシステムは0.25TOPS [ハイエンドラップトップの10倍のパフォーマンス]と新しいEyeQ4チップの2.5TOPSの間で飛躍しましたが、ロボットカーはすでに250TOPSを超えています」と彼は言いました。最終的には、「車両のE / E [電気/電子]アーキテクチャは、分散型アーキテクチャから、センサーからの生データの融合を管理できるドメインコントローラーを備えた集中型アーキテクチャに変更する必要があります。」
では、センサーが多ければ多いほど、メリットはありますか？ 「これを考える人もいるかもしれませんが、コストや統合の理由から、車のセンサーの数が無制限に増えることはありません」と、自動化用のセンサーの数がいつか頭打ちになると予想しているBoulay氏は述べています。 「主な違いは、ソフトウェアレベルと、膨大な量のデータを効率的に処理する企業の能力にあります。テスラのような一部のOEMは、まだLiDARを使用しておらず、高い自動化レベルを達成するためにセンサーとAIコンピューティングの組み合わせに賭けています。」
客観的には、「一部のOEMは、センサーの数が少ない他のOEMよりも優れており、違いはソフトウェアとコンピューティングのレベルにあります」と彼は付け加えました。
ミックスの最適化
ある瞬間、車が大きな青い空の下を走り、次の瞬間はにわか雨の中を走っている可能性があります。センサーは、変数を測定および監視するために常に利用可能である必要があります。可用性を強化する効率的な方法は、冗長センサーを導入して、発生する可能性のある障害を補うことです。 「環境を見るには複数の方法が必要です」とヴァレオのデニーはパネルセッションで述べました。 「あなたが完全な暗闇にいるとき、またはあなたがひどい気象条件を持っているとき、あなたは一緒に働くために様々なモダリティと機能を必要とします。」
センサーは、人間の視覚が不利な状況で役立ちます。センサーの多様性は、すべての天候や光の条件で車を信頼できるものにします。 「カメラは日中は良いです」とBoulayは言いましたが、夜間や霧や雨の中では、「他のセンサーは（カメラのように）「ブラインド」ではなく、車両は移動できます。劣化モードで。」
適切な配置を確保する
人間の感覚と同じように、センサーは車の周囲の情報を継続的にフィードバックするために戦略的に配置する必要があります。ただし、センサーを配置できる場所には技術的な制限があります。たとえば、ヘッドランプの凝縮により、LiDARが機能しなくなる可能性があります。雪や寒い天候では、霜がセンサーの誤動作につながる可能性があります。赤外線センサーはガラス越しに見ることができず、フロントガラスの後ろに置くこともできません。同様に、超音波センサーの上に塗装すると、その音響特性が変わる可能性があるとデニー氏は述べています。
センサーの消費電力も重要な課題であると、ボルボのマサ氏は述べています。 「各センサーは1〜10 Wを消費します。ADAS機能用のすべてのセンサーを追加すると、100または200 W、最大4gのCO 2 に達する可能性があります。 。消費電力を削減する必要があります。 [たとえば]、センサーの機能が常にアクティブになるとは限りません。」
熱管理は、考慮すべきもう1つの制約です。マサ氏によると、フロントガラスの裏側では気温が90°Cに達する可能性があり、適切なセンサーが利用できない可能性があります。 「たとえば、ヘッドランプなどの別の場所に設置すると、冷却システムがいくつかありますが、複雑で高価です。」
パネリストによると、シミュレーションと運転免許試験は、センサーの最適な位置を決定するのに役立ちます。
とりわけ、Yole’s Boulay氏は、次のように述べています。「センサーの位置は、OEMが対象とするユースケースと密接に関連しています。高速道路での自動運転用にLiDARを実装している車両で現在見られることから、LiDARは中央の位置にあり、ADASカメラと長距離レーダーとほぼ整列しています。駐車場や市街地走行などの他のユースケースでは、これらのLiDARユニットの位置は異なり、車両の側面または角にあると予想されます。」
美的に統合する
ボルボ車は現在20種類のセンサーを統合しているとマサ氏は語った。それらの多くは完全に隠されています。たとえば、ボルボXC90では、前方駐車カメラはグリル内にあり、側面カメラは各ドアミラーに配置され、後方カメラはナンバープレートの上に取り付けられています。 「センサーを統合して美しく見せることができます」とMatha氏は述べています。
Volvo XC90の前面カメラ（出典：Volvo）
しかし、私たちは必然的にセンサーを隠す必要がありますか？それらは機能ではありませんか？
Astheimerにとって、車がインテリジェントな製品である場合は、そのように見える必要があり、「すべてが隠されてはなりません」。センサーは完全に統合できるほど小さいので、今ではほとんど目立たなくなりました。しかし、私たちが完全な自律に近づくにつれて、車が自分で運転するようになると、一部のセンサーは「非常に目立つ必要があります」。 360°LiDARは完全な可視性を備えている必要があり、その位置は妥協を許しません。
さらに重要なことに、Astheimerは、センサーを車両のアイデンティティに適合させるために、設計者とエンジニアが協力する必要性を強調しました。ウォーリックマニュファクチャリンググループ（WMG）、ウォーリック大学、およびAstheimerによって共同開発された電気配送車両のプロトタイプであるDeliver-Eは、車両の側面にカメラを統合し、LiDARを車の後ろに目立つように配置します。
Boulayは、外部ポッドにセンサーを集中させることの適切性について質問され、LiDAR、レーダー、カメラ、超音波などのセンサーに加えて、適応ビームやデジタル光処理などのLEDベースの照明機能に対応できるMagnetiMarelliのスマートコーナーを引用しました。 「OEMにとっては製造プロセス中にこれらのポッドを統合する方が簡単かもしれませんが、事故が発生した場合、保険や消費者のためにこれらのポッドを修理または交換するコストは非常に高くなります」と彼は言いました。 「統合、修復可能性、およびコストの間でバランスをとる必要があります。」
認知的過負荷の軽減
ヒューマンマシンインターフェース（HMI）は、ドライバーと車をつなぐだけでなく、ドライバーと外界をつなぐものです。リスクは、ドライバーがすべての機能に気を取られ、重要な運転情報を見逃してしまうことです。
Volta Trucksのゼロ電気配送トラック（出典：Volta Trucks）
Volta Trucksのゼロ電気配送トラックの設計に携わったAstheimerは、ドライバーの警戒を強化することの重要性を認識しました。 「ロンドンでは、大型の走行車両が全体の交通量の4％未満を占めていますが、歩行者や自転車などの脆弱な道路利用者の死亡の50％以上を占めています」と彼は言いました。その主な理由は2つあります。直接的な可視性の欠如と認知的過負荷です。
「認知的過負荷は大きな問題です」とAstheimerは言いました。 「ECU [電子制御ユニット]およびCAN [コントローラーエリアネットワーク]システムが、触覚、音声、視覚のいずれであっても、適切な信号を読み取り、可能な限り明確かつ最も単純な方法で情報を表示できるようにする必要があります。」
>安全性をクールにする
以前のAutoSensConferenceでのパネルコメントを参照して、Steadはパネリストに、「安全性をクールにする」ことがコネクテッドカーを販売するための鍵であるかどうかを尋ねました。
「私たちは安全にビジネスを行っています」とMathaは言いました。 「私たちの顧客は安全を望んでいます、そして私たちはセンサーでのみ安全を行うことができます。ですから、センサー付きの美しい車を作る必要があります。」
考慮すべき別の側面があります。ユーザーは、道路利用者とその周辺への注意力を維持するために、自分の車のインテリジェンスのレベルを理解する必要があります。 「製品をより安全にすることで、ドライバーを車両の動作から遠ざけることができます」とAstheimer氏は述べています。 「車両に自律性のレベルを追加することで、あなたは単純なことでドライバーを助けていますが、あなたは難しいことをより難しくしています。車両がますます多くのことをするので、ドライバーはもはや注意を払っていません。」
センサーとセンサーからのフィードバックが、ドライバーが「外の世界から彼を繭にするだけでなく」何が起こっているのかを認識し続けるのに役立つことが不可欠です。
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