自動運転・ADASを知る

自動運転・自律移動ロボット向け『センサー』をまとめて紹介!

『自動運転』『ロボット』の研究開発は世界中でも多くの人が注目している技術の一つです。ZMPでも日々『自動運転』技術の研究開発が進められており、現在はサービスの実用化に近づいています。今回はその『自動運転』技術に欠かせないセンシングユニット(センサー)の種類や各センサーブランドの特徴をまとめて紹介します!

【目次】

『自動運転』においてセンサーの役割とは

『ADAS(先進運転支援システム)』や『自動運転』では、車の安全を確保するため走行中は常に車両周辺の移動物体や障害物及び道路形状といった周辺環境を認識している必要があります。その外部の環境を認識するために車に搭載されているものが今回紹介する『センサー』です。『センサー』は自動運転において『目』の役割を担います。ですが、人間の様に2つの目のみでは、周辺を全て把握することはできません。そのため、『自動運転』では様々な種類の『センサー』を搭載しています。

今回紹介する『センサー』は、その中でも『自動運転』技術において最も重要な周辺認識を行う『3D-LiDAR』と『ステレオカメラ』を紹介していきます。

レーザー光の反射で距離を計測する3D-LiDAR

LiDAR(Laser Imaging Detection and Ranging)は光を用いたリモートセンシング技術の1つで、パルス状に発光するレーザ照射に錯乱光を測定し、距離を計測する『センサー』です。

主な用途としては、「前方障害物までの距離の計測」「移動体の自己位置推定」「走行可能エリアの検出」などがあります。

車載に多く導入されている『ミリ波レーダ』に比べ、波長の短い電磁波である赤外光でのセンシングのため、障害物のみならず空間の検出もすることができます。

それでは、3D-LiDARにはどのような商品があるのか紹介していきます。

中国の自動運転開発で多く採用されている「Robosense:RS-LiDAR」

水平360°かつ測定距離200m(32 チャネル)、150m(16チャネル)のスキャンが可能なRoboSense社製高性能LiDAR。直径115mm・重量1kg(32チャネル)、直径83mm重量840g(16チャネル)という小型・軽量タイプです。

3次元地図の作成や自己位置推定、他車両や歩行者・障害物などの検出する事が可能です。

独自の光学技術で、隙間ない空間スキャンを実現「コニカミノルタ:3Dレーザーレーダー」

コニカミノルタ社の3Dレーザーレーダーは、TOF(Time Of Flight)方式のレーザーレーダーで、垂直方向に最大24レイヤー、水平画角最大120°のスキャンが可能です。夜間でも街灯などの明かりに影響されず、人と地形・構造物などの物体を区別しながら、人や物体をリアルタイムに検知・観測することができます。

また、独自の光学技術により、広範囲を高い精度で検知することができるため、スポーツやマーケティングなどのさまざまな分野で活用されています。

IMUセンサやPPS入力など便利な機能も充実「HOKUYO:YVT-35LX」

HOKUYO社のYVT-35LXは、1周期2590点の豊富な点群データを出力し、インターレース機能により点群数を増やして分析度を上げる事が可能な3D LiDARです。

測距原理にはパルス光によるTOF方式を採用しており、2次元では計測が難しかった幅、奥行き、高さを測距します。

また、IMUセンサやPPS入力など便利な機能も充実しています。

車両用LiDAR業界で長い歴史を持つIbeo社の最新モデル「Ibeo:ScaLa」

ドイツのIbeo社はこれまで「オブジェクト・トラッキング性能」「長距離測定機能」「全天候性」などRiDAR業界の常識を覆すような性能開発を続けています。

車両の周辺にある物体を検知するScaLaは木やガードレールなど止まっている物体から、自動車やバイク、歩行者のような動く物体なども検知します。

【ZMPの自動運転開発とibeoセンサーの関係】

ZMPは、RoboCar HV,RoboCar MiniVanの自動運転技術の開発においてibeoのセンサを外界センシングの標準センサとして搭載し、制御アルゴリズムを構築してきました。

【自動運転用車両とibeoセンサーの搭載例】

自動運転車両センサー構成(例)
ibeo ScaLaを使った物体検出画像
Autonomous driving vehicle sensor configuration (example)
Object detection image using ibeo ScaLa
ZMPでは、ibeoのセンシングシステム、ソフトウェアといったソフト面からセンサの搭載・レイアウトといったハードウェアの側面でもコンサルティングや販売をいたします。

ibeoのセンサを活用した計測や開発をご検討の方はお問い合わせ下さい。

2つのカメラで距離を計測するステレオカメラ

ステレオカメラとは、人が物を見る原理を同じように、左右の2つのカメラを用いて対象物を複数の異なる方向から同時に撮影することで、画素の位置情報から、奥行き方向の情報を計測し対象物までの距離を出す『センサー』です。

『ADAS(先進運転支援システム)』や『自動運転』においてステレオカメラ(ステレオビジョン)は前方の車間距離や取得した画像を使い、自動ブレーキや白線認識などの運転支援に活用されています。

それでは、ZMPが開発したステレオカメラを紹介します。

コンパクトサイズ+USB給電で容易に画像取得が可能「ZMP:Robo Vision2s」

RoboVision2sは、基線長220㎜、イメージセンサーとしてソニー社製のCMOSセンサーを搭載し、インターフェースはUSB3.0接続に対応した、簡単に画像計測が可能な開発向け汎用ステレオカメラ。画像取得ボードからソフトウェアまでZMPにて設計・製造しています。

PC用のソフトウェア、ステレオ画像ビューワも付属しており、購入してすぐに評価が可能です。また、開発用にSDKも用意しており、ユーザーのやりたいことに応じてアプリケーションやソフトも開発できます。

4眼カメラでさらに広くさらに遠くまで計測「ZMP:RoboVision3」

ステレオカメラを2つ(4眼)搭載したRoboVision3は、最大測定距離150m、水平視野角110°と、これまでに無い距離と視野でセンシングができるステレオカメラです。

従来では難しかった交差点右折時の遠方からの対向車の検出や、交差点右左折時の歩行者や車両などの広範囲な検出が可能になりました。

イメージセンサは最新のソニー製 車載向け高感度CMOSイメージセンサ IMX390を採用。
HDRとLED信号のフリッカー抑制の同時処理が可能であり、『ADAS』『自動運転』で重要な認識や判断機能の大幅な向上が期待されています。

まとめ

いかがだったでしょうか。今回は、ZMPが取り扱っている『センシングユニット(センサー)』をまとめて紹介しました。これらの『センサー』は自動運転技術の研究開発のみならず、ロボット開発や、大学での研究活動など、現在多くの分野で利用されています。さらに、今後の自動運転の実用化に向けて、各『センサー』の性能の向上にはとても注目が集まっています。

研究や実験内容によって使用するセンサーが異なるため、「どのセンサーを使用するは良いのか分からない。。。」と迷われている方は、以下のリンクより一度ご相談下さい。

製品のお問い合わせこちら

TOPへ
03-5844-6210