車両の安全性を向上させるための先進運転支援システムとソリューション

ADASは、車両の安全性、快適性、利便性を大幅に向上させる広範なアプリケーションを提供します。これらのアプリケーションには、アダプティブクルーズコントロール、障害物検出、衝突回避、車線逸脱警告、標識読取、緊急ブレーキ、歩行者検出、自動運転、交通信号/停止信号認識、安全快適、車両占有率、対象物および存在検出が含まれます。ADASシステムは最新のインターフェース標準を備えており、複数のビジョンベースのアルゴリズムを実行できます。これにより、リアルタイムのマルチメディア、ビジョンコプロセッシング、およびセンサーフュージョンサブシステムをサポートできます。これらのシステムの主な目的は、自動車事故の数を減らし、回避できない事故の深刻な影響を軽減することで、事故や怪我を防ぐことです。   ADASの動作は、イメージセンサー、LiDAR、レーダー、超音波センサーを含むさまざまなコンポーネントに大きく依存しています。ADASシステムは、前方/周囲センシングと車内センシング技術の複雑な相互作用に依存しています。センシングシステムは、LiDAR、レーダー、超音波、カメラなどの技術を活用して周囲環境に関する重要なデータを収集し、システムの目と耳として機能します。この生データは処理され、表示機能を通じてドライバーに提示されます。情報は、気を散らすことを最小限に抑えるためにフロントガラスに投影されたヘッドアップディスプレイ（HUD）や、瞬時にチェックできる従来のインダッシュディスプレイを介して表示することができます。   カメラは、現代車両で使用される最も一般的なADASセンサーの一つです。カメラは、車、サイクリスト、歩行者を含む道路上の物体を検出する上で重要な役割を果たします。カメラがなければ、車はその周りの世界に対して事実上盲目になります。   技術が進化し続ける中、ADASは交通の未来を形作る上でますます重要な役割を果たすと期待されています。イメージセンサー、LiDAR、超音波、レーダーの組み合わせを活用することにより、ADASはドライバーに貴重な洞察を提供し、道路上でより良い判断を下すのを助けることができます。この革新的な技術は、運転の自動化と車両安全の向上を約束し、より安全で効率的な交通の未来への道を切り開きます。

ADASは、ドライバーの安全性を向上させ、全体的な運転体験を改善するために設計された一連の機能を提供します

ADASは自動車技術における大きな飛躍を表し、運転者の安全性を向上させ、全体的な運転体験を向上させるために設計された機能を提供します。ADASの主なコンポーネントには、Adaptive Cruise Control (ACC)、歩行者検出、駐車検出、周辺ビューカメラ、車線検出、ブラインドスポット検出が含まれます。   Adaptive Cruise Control (ACC)は、従来のクルーズコントロールを基にした先進的な機能です。レーダー、LiDAR、カメラなどのセンサーを活用して、ACCは前方の道路を継続的に監視し、他の車両の存在と速度を検出します。それにより、前方の車両からの設定安全距離を維持するために、車両の速度を自動的に調整したり、ブレーキシステムを作動させます。   車線検出/車線維持アシストは、長距離の高速道路走行に欠かせない機能です。フロントガラスに取り付けられたカメラが、道路上の車線標識を継続的に撮影します。高度な画像処理ソフトウェアがこのビデオフィードを分析し、車線の境界線や点線のような特定のパターンを識別します。ウィンカーを使わずに車両が意図せず車線から逸脱した場合、システムは警報やステアリングホイールの振動をトリガーし、ステアリングにアシストすることもあります。   歩行者障害物検出は重要な安全コンポーネントです。これは、先進的なコンピュータビジョンソフトウェアを搭載したカメラを使用して、歩行者や障害物をスキャンします。形状、サーマルカメラからの熱シグネチャ、動きのパターンを分析することで、歩行者、障害物、潜在的な衝突シナリオを識別できます。   周辺ビューカメラは車両の周囲に戦略的に配置されており、包括的な360度の視界を提供します。この俯瞰図は車内の画面に表示され、運転者が通常の視点から隠れている可能性のある障害物を視覚化するのに役立ちます。この機能は駐車や低速操作に大いに寄与し、状況認識を高め、狭い空間のナビゲーションのストレスを軽減します。

ADASは完全自動運転車の急速な発展を促進します

ADASは完全自動運転車の開発も推進しています。自動運転は、完全な自律性に向けたステップを表す6つのレベルに分類できます。運転者に提供される自動化の程度はSAE運転自動化レベルとして知られる定義されたスケールを持ち、レベル0（運転自動化なし）からレベル5（完全運転自動化）までの範囲です。レベル0は運転者がステアリング、加速、ブレーキなどのすべての運転タスクを行うことを意味します。レベル1は運転者が縦方向又は横方向の制御を継続的に行うことを含みます。レベル2では運転者は常にシステムを監視する必要があります。レベル3では、運転者はシステムを常に監視する必要はありませんが、制御を引き継ぐ準備が常に必要です。レベル4は定義された使用ケースにおいて運転者を必要としません。レベル5では、車両はすべての条件下で全ての運転タスクを遂行し、人間の操作は一切必要ありません。   技術が進化し続けるにつれて、自動車はSAEレベルの階段を登り続け、時間と共により多くの自動運転機能を追加していきます。確かなことは、各レベルが高くなるごとに、より高度なイメージセンサーを必要とすることです。   ADASまたはAutonomous Driving System (ADS)を搭載した車両が高速で移動するためには、遠距離で物体を検出する能力が必要です。例えば、時速35マイルで走行中に道路を横断する子供を検出するには、約50メートルの検出範囲が必要です。しかし、時速62マイルで同じ子供を検出するには、160メートルの検出範囲が必要です。速度と検出範囲の関係は線形ではなく、車の質量、慣性、および安全な操縦を行うため必要な時間が関与しています。車の速度が上がると、検出範囲はより多く増加します。   さらに、最大速度での運転は、昼夜を問わずの距離での信頼できる認識を必要とします。自動運転における夜間条件は非常に複雑で、明確な課題を提供します。まず、センサーは、ある程度の外部光がある都市環境から外部光のない田舎の環境までの大きな照明の変動に対応しなければなりません。車の側面での照明なしでの物体検出は、最も困難です。   次に、ヘッドライトの課題があります。ヘッドライトはロービームとハイビームで操作可能であり、その明るさは国によっても異なります。小さい物体の検出は特に困難であり、光のシーンでの照明は距離の二乗に反比例して減少します。夜間、ある一定の距離を超えると、ヘッドライトの照明があっても失われたタイヤや岩を人間が見ることができなくなりますが、ADASシステムは「見る」ことができるはずです。さまざまな変数を考慮すると、夜間の物体検出は挑戦的ですが、ADASと自動運転の安全のために不可欠です。

ADASおよび自動運転車両用途に適したCMOSデジタルイメージセンサー

onsemiは、Hyperluxという小型ピクセル、高解像度、低消費電力のCMOSデジタルイメージセンサーファミリーを開発しました。このファミリーのメンバーであるAR0823AT（2.1 μm, 8.3 MP, 1/1.8インチ）はADASや自動運転車のアプリケーションに理想的に適しています。AR0823ATは、150 dBのハイダイナミックレンジ（HDR）動作、LEDフリッカーミティゲーション（LFM）、低照度性能、高ピクセル感度、シャープさ、解像度など、卓越した性能を提供します。   onsemiは、AR0823ATを自動車用アプリケーションでの適用性を示すために、様々な昼夜のシナリオで室内と屋外の両方で測定およびテストを行いました。例えば、被陸用道路利用者（VRU）や小物体の検出能力を確認するためのテストが行われました。この研究では、サンセットや田舎の夜間条件で高・低ビームヘッドライトを使用しました。30度、60度、120度の3つの異なるカメラ視野角（FOV）が使用されました。   AR0823ATセンサーは、LFMを備えたHDRで画像をキャプチャします。2.1 μmのスーパーエクスポージャーピクセルにより、オートエクスポージャー調整なしで150 dBまでのダイナミックレンジを可能にします。これにより、シーン依存の重要な自動車システムでの遅延が大幅に削減され、停止や欠落、または不完全な画像情報なしに、より迅速かつ安全なデータ収集と意思決定が可能になります。   さらに、AR0823ATは、そのバックサイドイルミネーテッド（BSI）センサーの高感度、亜電子暗ノイズフロア、および-40°Cから+125°Cのジャンクション温度全体にわたる優れた熱安定性により、低照度条件下でのクラス最高の性能を提供します。   AR0823ATセンサーは、その高い色忠実性により、検出および表示アプリケーションのための同時かつ競合のないカメラ使用を可能にし、遠距離でのより良い検出を提供する高精度ステレオカメラを実現します。   さらに、onsemiはAR0820ATイメージセンサーも発表しました。これは、1/2インチのCMOSデジタルイメージセンサーで、3848 H x 2168 Vのアクティブピクセルアレイを持っています。この高度な自動車用センサーは、線形またはハイダイナミックレンジで画像をキャプチャし、ローリングシャッタリードアウトを備えています。   AR0820ATは、2.1 µm DR−Pix BSIピクセルとオンセンサ140 dB HDRキャプチャ機能により、低照度および困難なハイダイナミックレンジシーン性能のために最適化されています。センサーには、高度な機能としてインピクセルビニング、ウィンドウ化、およびビデオとシングルフレームモードの両方が含まれており、極度の低照度条件下での性能を強化するために柔軟な関心領域（ROI）または特定の解像度を提供します。AR0820ATの高度なセンサー故障検出機能と埋め込みデータは、カメラのASIL Bコンプライアンスを可能にするために設計されています。デバイスは、簡単な2線シリアルインターフェースを介してプログラム可能で、MIPI出力インターフェースをサポートしています。   AR0820ATは、DR−Pix™技術を備えた高性能2.1 µm自動車グレードのバックサイドイルミネーテッド（BSI）ピクセルを特長としています。柔軟な露出比制御を備えた先進的なオンセンサHDR再構築をサポートし、3エクスポージャーHDRで最大40 fps、4エクスポージャーHDRで最大30 fpsでの3840 x 2160のフル解像度ビデオキャプチャを可能にします。また、ラインインターリーブT1/T2/T3/T4出力とセンサーフォールト検出をASIL−Bコンプライアンスのためにサポートします。2 x 2インピクセルビニングモードとカラービニングモードをサポートします。   AR0820ATは、1.8 Gbps/レーンのデータインターフェース、4レーンのMIPI CSI−2インターフェース、選択可能な自動またはユーザー制御の黒レベル制御、マルチファンクションシステムを可能にするための最大4つのコンテキスト間でのフレーム間切り替え、マルチカメラ同期をサポートします。RGB、RCCC、RCCBを含む複数のCFAオプションを提供し、Pbフリーのデバイスです。AR0820ATは、ADASおよび自動運転のための前方視カメラに適用できます。最終製品には、前方視ADAS、周囲センシングカメラ、車内、ロボタクシー、ロボ配達、自動運転トラックが含まれます。

結論

先進運転支援システム (ADAS) と車両安全性向上のためのソリューションは、技術の進歩の表れであるだけでなく、インテリジェントな輸送と自動運転の未来を推進するための重要なステップでもあります。センサーフュージョン、人工知能の判断、リアルタイム通信の協調的な運用を通じて、ADASは効果的に運転リスクを低減し、事故率を下げ、ドライバーと乗客の安全性を高めることができます。車両の接続性と自動運転技術が成熟するにつれて、onsemiによってADASアプリケーション向けに特別に導入された高品質なイメージセンサーは、包括的で予防的かつインテリジェントな安全管理の実現を支援し、より安全で効率的な交通環境の創造に向けた堅固な基盤を築きます。