日産自動車、緊急回避性能の飛躍的な向上につながる運転支援技術「グラウンド・トゥルース・パーセプション」を発表
こんにちは、ソラです。
今回は日産のグラウンド・トゥルース・パーセプション技術について取り上げます。
2022年4月25日、日産は緊急回避性能を大きく向上させる運転支援技術「グラウンド・トゥルース・パーセプション技術」を発表しました。
日産の長期ビジョン「Nissan Ambition 2030」において、安心して使える自動運転を目指して開発されたこの技術は、物体の形状や距離などを高精度で認識することができる次世代高性能Lidarを採用し、カメラとミリ波レーダーの情報を組み合わせ、周囲の空間と物体の形状を正確にとらえ、その変化をリアルタイムで把握できます。
これにより、車は現在の状況を瞬時に分析、自動で緊急回避操作を行うことが可能となります。
現在の緊急回避領域の技術では、前方に止まっている車両を検知し、衝突を防止または軽減する「衝突被害軽減ブレーキ」が主流です。
一部の車両には「緊急回避操舵機能」が採用されていますが、連続的な回避行動をとる事や、自車に向かって飛んでくる物体の回避まではほぼ不可能です。
一方で、安全性を重視するのであればこういったシーンにおいても対処できるようにならないといけません。
その為には3次元空間と空間上の物体の位置を正確に把握し、その物体の予想進路が自車の進路に干渉する場合は瞬時に、場合によっては連続で回避する必要があります。
瞬時に判断するには認識性能を大きく上げる必要があります。
カメラは物体の区別や文字の読み取りといったシーンの意味を理解するのに優れたセンサーですが、画像から空間を推定する以上、位置や形状の正確さが劣り、演算処理が重くなるので他のセンサーに比べると応答性に劣ります。
ミリ波レーダーは物体の動き(距離と速度)をとらえるのには優れている一方、電波の反射強度に依存しているため、形状の検出は不可能で、アルゴリズムの都合上、急な動きの追従も不可能です。
Liderは複雑な演算処理を行わないので応答性が良い、直接空間の構造を計測することで変化に素早く追従することが可能な為、3Dプリンタの様に正確に再現が可能です。
これら3つのセンサーを組み合わせることで、それぞれのセンサーの長所を生かし、認識技術を大幅に向上させることが出来ます。
グラウンド・トゥルース・パーセプション技術を活用することによって、3つの機能が実現可能となりました。
1.ダイナミックトラフィックトラッキング
周囲の物体の方位と座標を高い分解能で遅れなく検出する機能。
・60km/hで走行中、車線内前方にこちらの存在に気づかず後退してくる車両を検出し回避。その後、目の前に子供が飛び出してきた。
・自動車専用道路を60km/hで走行中に、対向車線のクルマが事故を起こし、タイヤが脱輪してこちらの車線に飛んできた。
という、瞬時の判断が求められるシチュエーションに対応可能。
2.ロングレンジディテクション
300m以上先の遠方の障害物を捕捉できる機能。
早い段階から前方の危険を検知できるため、高速道路を走行中に前方に渋滞で動かない車を検知すると、スムーズに右車線に移動することが可能。
また、パレットのような薄い物体パレットのような薄い物体も検知可能。
3.ダイナミックSLAM
周囲を正確に計測することで、空間上の道路構造や自車両の進路と移動量を検出する機能。
高精度地図の整備が期待できないホテルのエントランスの様な場所でも自動走行が可能。
そして、この技術を搭載した試作車プロパイロットコンセプトゼロも同時に公開しました。
V37スカイラインのプロパイロット2.0搭載車をベースに、フロントガラスに3眼カメラを1個、フロントとAピラー上部やフェンダーなど各所にカメラを9個、前後のバンパーにミリ波レーダーを7個、そしてルーフ上部には、ルミナ―・テクノロジーズと共同開発した新世代のLiDARが搭載されています。
今回の目玉となるLiDARの性能ですが、130km/hで走行中に停止している車を検知して、通常の車線変更で対応できることを目指す為、
検知距離 ：300m
垂直視野角：25度
分解能 ：0.05度
となっています。
これは2022年5月現在、各社の乗用車に使われているLiDARの性能のおよそ2倍で、自動運転タクシーなどに使われるLiDARにも匹敵する性能です。
これだけ性能が高いとコストの方が気になってきますが、日産としては2030年頃には調達コストも下がると見ているので、多くの車種に搭載できると考えているみたいですね。
LiDERがルーフにタクシーの行燈のように装着されている理由は、試作車だからというのもあるのですが、高い位置のほうが周りの検出がしやすいからですね。
ちなみに、ルミナ―・テクノロジーズ（Luminar Technologies Inc.）はオースティン・ラッセル氏が高校在学中に設立したスタートアップ企業で、高性能かつ低コストなLiDARとそれを活用したソフトウェア開発をしている企業です。
このLiDARから得られた情報をカメラ、ミリ波レーダーと組み合わせて周囲の空間や物体の形状を正確に把握させ、日産独自のアルゴリズムを活用して瞬時に状況判断と操作を可能にしているとのことです。
そんなセンサーフュージョンを行い、車両の走行計画を随時更新しつつ、連続した緊急回避まで行うシステムを搭載している"制御ユニット"ですが、トランクからはみ出して一部はリアシートにもはみ出しているという結構大掛かりなものになっています。
ここまで大掛かりになってしまったのは汎用品を使っている事に加え、走行データをとるための"データロガー"や、これらに電力を供給するための電源を搭載しているからですね。
量産時には大きめのお弁当箱くらいのサイズになるみたいです。
日産が目指すのは安心して使える自動運転で、次の2つのアプローチを通してこれを実現する計画です。
１．100%の安全に必要な交通シーンの明確化
自動運転車が事故を起こすことなく、どんな事故のシーンでも対応できるようにしなければいけません。
その為にはシミュレーションが大事ですが、現実にはめったに起きないシーンがあり、すべてを机上で想定することは不可能です。
なので日産に限らず、自動運転システムを開発している企業は、現実に起きた事故の走行データをモデル化してシミュレーションをしていっています。
ですが、めったに起きないシーンが実際に起きるまでには数万台規模の走行データが必要になります。
そこで走行実験だけでなく、量産車を使ってデータ収集を行う計画を立てるようです。
2.自動化による安全性能向上
日産ではセーフティシールドコンセプトに基づいて、リスク段階に応じた技術を市場に出していました。
これまでは常用域の自動化を進めていて、量産車は車載技術の向上により「かもしれない運転」ができるようになり、"ロボビークル"の場合はテレオペレーションによってリスク管理された環境での実用化目途が立ちました。今後は緊急回避領域の技術開発の加速が必要で、今回発表したグラウンド・トゥルース・パーセプション技術をもって進めていくとの事です。
そして、この技術の開発を2020年代半ばまでに完了させ、順次新型車へ搭載し、2030年までにほぼすべての新型車に搭載することを目指しています。
今回は以上です。ありがとうございました。
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