モビリティの革新：アロー エレクトロニクスの障害者向けセミオートノマス モーターカー（SAM）の内幕

本記事は、アスピンコアのセミオートノマス モーターカー技術に関する特別プロジェクトの一環です。

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アロー エレクトロニクスは、重度の運動機能障害を持つ人々が車両を安全かつ自立して運転できるよう、セミオートノマス モーターカー（SAM）を開発しました。主に市販品（OTS）コンポーネントを活用し、必要に応じてカスタム ソリューションを組み合わせ、高度なセンサー入力をドライブ・バイ・ワイヤ アーキテクチャに統合しました。

独自の秘密を暴くことを目的とした従来のティアダウン分析とは異なり、アローはSAMのアーキテクチャを公開しています。以下のドキュメントでは、自社設計のヒューマン マシン インターフェース（HMI）コントローラの詳細な部品表（BOM）を含む、すべてのシステム コンポーネントの包括的なリストを提示しています。

SAM車両の核心は、2つの主要なセンサー モダリティにあります：

• ドライバーの頭部動作を捕捉し、ステアリング コマンドに変換する4台のモーション トラッキング カメラ
• 吸気（スイップ）をブレーキ、呼気（パフ）を加速に変換するスイップ/パフ圧力センサー

GPSベースのナビゲーション モジュールがこれらの入力を補完し、車両がコースを維持し、急激な逸脱を防ぎます。センサー データは処理され、専門サブコントラクタが供給するドライブ・バイ・ワイヤ システムにルーティングされます。詳細は併載のEE Times特集「運転できない人のための車をどう作るか」を参照してください。

ソフトウェア開発が大半の工数を占め、ナビゲーション アルゴリズムの調整とセンサー ストリームの統合により、精密な車両制御を実現しました。

非運転サブシステム（入力センサー、ドライブ・バイ・ワイヤ アクチュエータ、コ・ドライバー フェイルセーフ モジュール）は後部コンパートメントに収容されました。プロトタイプでは、シボレー コルベット スティングレイのトランクに大半のコンポーネントが収められています（下図参照）。

アロー エレクトロニクス SAMチームは、ほとんどのサブシステムをコルベット スティングレイのトランクに格納し、四肢麻痺のドライバーが車両を操作できるようにした。 出典：アロー エレクトロニクス。

スイップ/パフ コントローラ

スイップ/パフ モジュールは、圧力を読み取って加減速を指示するだけでなく、ドライバーへ視覚、聴覚、触覚のマルチモーダル フィードバックも提供します。主な構成部品：

• NXP K64マイクロコントローラ（120 MHz Cortex-M4、1 MBフラッシュ、256 KB SRAM）
• MPXV7025GP圧力センサー（NXP）
• SGTL5000ステレオ オーディオ コーデック（NXP）
• PCA9626B 24チャンネルLEDドライバー（NXP）
• Power-over-Ethernet（PoE）対応デバイス（アナログ・デバイセズ）
• Ethernet PHY（マイクロチップ）

BOMにはこのほか、EEPROM、各種抵抗、コンデンサ、スイッチ、その他複数サプライヤから調達した雑多な部品が含まれます。

NXPのMPXV7025GP圧力センサー。 出典：アロー エレクトロニクス。

ガイダンス コンピュータ

SAMエンジニアのジョシュ・ウィリス氏によると、ガイダンス コンピュータはステアリング、スロットル、ブレーキ入力を集約し、ドライブ・バイ・ワイヤ システムとCANバスで通信するバーチャル ハンド コントロール インターフェースに変換します。デバイスはNitrogen 6X Guidance PCで、NXP i.MX 6 ARM Cortex-A9、1 GB DDR3、ギガビット イーサネットを搭載したコンパクトなSBCです。アローはバウンダリ デバイセズにPoE対応の単一改修を依頼しました。

SAMチームは市販サブシステムを多用し、PoE対応が必要な場合のみカスタマイズした。 出典：アロー エレクトロニクス。