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2019年8月27日

自動運転レベル3以上の実現をサポートする、センサフュージョンソリューション

新しいモビリティ社会の実現に向けて、自動運転の開発が急ピッチに進められています。しかし、レベル3以上の高度な自動運転技術を達成するためには、デッドレコニングや3次元測位といった様々な技術の確立が求められます。TDKは、単純なセンサの組み合わせでは不可能な、高度で多彩なセンサフュージョンを提供できるメーカーで、常に先端技術をリードしています。その強みを生かした、InvenSenseブランドで提供する、モーションセンサおよび新開発のソフトウェア“Coursa Drive”、さらには大気圧センサによって、レベル3以上の自動運転技術の実現をサポートします。

自動運転レベル3以上に向けた技術課題は、デッドレコニングと3次元測位

自動運転のレベルは、米国に本部を置くSAE(※1)が定めたレベル0からレベル5までの6段階の分類が世界的に採用されています。2020年以降にはレベル2のシステムが中級車にも広く搭載され、2025年以降にはレベル3~4のシステムの搭載が業務車両や高級車などから始まると見込まれています。
クルマが自律的に動作するという意味での自動運転と呼べるのは、レベル3以上と言えるでしょう。レベル3以上になると、人の制御なしに走行できる「自動運転モード」が備わるからです。わかりやすく言えば、人は運転をクルマに任せて、メールチェックなどの簡単な作業ができるようになります。

自動運転レベル

自動運転レベル 対応主体 概要 走行領域
レベル0:
運転自動化なし
運転者 運転者がすべての運転操作を実施 限定的
レベル1:
運転支援
運転者 システム側が速度またはハンドルを自動制御
レベル2:
部分運転自動化
運転者 システム側が速度とハンドルの両方を自動制御
レベル3:
条件付き運転
自動化
システム
または運転者
限定領域内で、システム側がすべて自動制御(緊急時は運転者が実施)
レベル4:
高度運転自動化
システム 限定領域内で、システム側がすべて自動制御(運転者は不要)
レベル5:
完全運転自動化
システム どこででもシステム側がすべて制御(運転者は不要) 限定
なし

出典:内閣府『官民 ITS 構想・ロードマップ 2017』 自動運転レベルの定義(SAE International J3016)の概要

しかし、レベル1~2から3以上へステップアップするためには様々な課題があり、その一つがデッドレコニング(※2)です。GPSなどのGNSS(衛星測位システム)電波が届かない環境でも、高精度の測位を維持しながら目的地まで自律航行する技術で、各種センサからの情報をソフトウェアで演算処理して自己位置や移動状況を推定します。これを現在のカーナビから自動運転レベルへ高めるには、センサとソフトウェアのさらなる技術進化が求められます。

また、自動運転となると、従来のカーナビの平面地図に加えて、高速道路の高架下の一般道路、立体交差点、立体駐車場など、高低差のある位置情報までも表示する、3次元デジタル地図の確立も課題となっています。そこで現在、3次元の位置情報とともに、信号や歩行者、周辺車両など、動的に変化する状況を表示する、3Dダイナミックマップ(※3)と呼ばれる3次元デジタル地図の開発・整備が、各国ではじまっています。その技術確立は5Gのスタートもあって、近い将来に見込まれています。

モーションセンサと先進ソフトウェア、大気圧センサによる、高度なセンサフュージョンソリューション

デッドレコニングにおいて、車載用センサの中でもとりわけ重要となるのが、加速度センサとジャイロセンサからなるモーションセンサです。カーブやスロープ、車線変更などにより、車両の向きや姿勢は刻々と変化します。この変化を加速度センサとジャイロセンサなどによって検出するためです。TDKのIAM-20680HPは、3軸加速度センサと3軸ジャイロセンサをMEMS工法により一つのパッケージに集積した、車載用6軸モーションセンサです。-40〜+105 度の動作範囲を誇り、その品質は膨大な販売数によって裏打ちされ、世界中で高く評価されています。
そして、新開発した“Coursa Drive”は、自律走行車向け高精度慣性測位支援ソフトウェアです。トンネルや地下駐車場、ビルの谷間など、GNSS電波が届かなかったり、途絶えたりする環境でも、車両位置を高精度で計測・維持しながら自律走行を支援します。TDKはこのモーションセンサ+Coursa Driveによるセンサフュージョンで、デッドレコニング技術を進化させます。
さらにTDKは、超低ノイズで温度安定性に優れたMEMS静電容量型大気圧センサもラインアップ。大気圧センサによる高低差検出情報に、3Dダイナミックマップから得られた情報を加えることで、高精度な3次元測位を可能にします。
デッドレコニングや3次元測位といった、レベル3以上の自動運転技術を進化させる、TDKのセンサソリューション。単純なセンサの組み合わせでは不可能な、高度で多彩なセンサフュージョンを提供しています。

モーションセンサ+Coursa Driveによるデッドレコニング技術

モーションセンサ+Coursa Driveによるデッドレコニング技術
車がトンネルに入ると、GPS/GNSSの信号は遮られて位置を確認できなくなります。しかし、モーションセンサ+Coursa Driveによるデッドレコニング技術を使用したポジショニングシステムによって、トンネル内でも位置を高精度で確認できるようになります。

TDKセンサフュージョンによる自動運転サポート

TDKセンサフュージョンによる自動運転サポート

6軸モーションセンサ「IAM-20680HP」

6軸モーションセンサ「IAM-20680HP」
TDKの6軸センサ「IAM-20680HP」は、3軸ジャイロセンサ、3軸加速度センサを3 x 3 x 0.75mm LGA(※4)パッケージに統合、IAM-20680の高性能バージョンです。詳細は、プロダクトセンターをご覧ください。
Product Center

用語解説

  1. SAE:Society of Automotive Engineers。世界中の 自動車関連技術者が参加する国際的団体。
  2. デッドレコニングとは、自車の位置と方位を車載の装置だけで測定する機能・技術で、主にセンサとソフトウェアが使用される。
  3. 3Dダイナミックマップとは、 高精度な3次元地図情報と、渋滞情報や事故による通行規制などの位置情報を組み合わせたデジタル地図のこと。現在、各国で、自動運転車向け高精度地図を統一した仕様で提供する動きが進められている。
  4. LGA (Land Grid Array)とは、表面実装型の半導体パッケージの一種。パッケージの下面に、はんだの代わりに微細な平たい電極を格子状に並べたもの。
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