インテリジェントカーが��故を��らす−カーエレ�tから(�i��)
ネプコンジャパン2018と��設された「��10�vカーエレクトロニクス�\術�t」（図1）では、クルマをインテリジェントにする様々な�\術が��出した。交通��故はドライバーの不�R�Tが原因で��きることが�Hい。ドライバーの不�R�Tを防ぐ�\術の�kつがインテリジェント化だ。ドライバーに���C的に頼らず「クルマ�笋任盖�故を防ぐ」をテクノロジーが担う。
図1 2018�Qのカーエレクトロニクス�\術�tには人が��到した
ADAS（先進ドライバー�мqシステム）や�O��運転の根�fにある考え�気�、単なる�W便性の�{求ではなく、��故を防ぐことである。�O動�Zメーカーにとって��故を��こさないクルマ作りこそが最�jの関心��だ。�O動�Zメーカーに提案できるような半導��チップメーカーからの�\術がこの�t��会で紹介された。
まずはクルマの周囲に幼児がいないかどうか検出する駐�Z�мq����として��音�Sセンサを�W��する�\術が新日本無線（NJR）やON Semiconductorから�t��された��新日本無線が提案するのはMEMSを使った��音�Sの�p信機(センサ)。��音�Sの送信機には��来のPZTを使い、�����颪鉾深oして戻ってきた��音�Sを�RうセンサはMEMSである。MEMSだと、わずか4.25mm×3.55mm×1.1mmの�jきさに4個の��音�Sセンサを集積できるため、指向性を�咾瓩襯咫璽爛侫�ーミングができる。�p信性�Δ箸靴討蓮�検出周�S数�J囲は100Hz〜100kHzで、�p信感度は1kHz時に-42dBV/Pa。
ON Semiは、��音�Sを�p信するためのIC「NCV75215」を�t��した。これは、検出�{�`が0.25m〜4mであり、�p信可�Δ兵��S数�J囲は35kHz〜95kHzとなっている。�p信感度に関係する�p信�W�uを0.5dBステップで設定できる。送信電流は50mA〜350mA。�{�`がそれほど長くないため、��音�S�\術は駐�Z�мqが主な����となる。
走行中に周囲にある�Z両を検出したり、あるいは駐�Z場での�Zの�~無を検出したりする場合には、TOF（Time of Flight）やレーダーによる検出が効果的。NJRは、24GHzの��ミリ�Sを�W��した�R�{センサを2�|類�t��した��図2左のボードは2ペアの�R�{センサで、�R定できる�{�`は5m、図2��の8ペアの�R�{センサはビームフォーミングを使うことで30mまで�R定�{�`を�Pばしている。
図2 24Hzの��ミリ�Sレーダーを使う新日本無線の�R�{システム
2次元画�気�TOF�R�{センサを加えたソリューションで3次元の奥行きも�R定できるTOFイメージセンサ��チップセットをベルギーのファブレス半導��のMelexis社が�t��している。スクリーンの解�掬戮�QVGA（230×240画素）と低いが、立��形�Xを可��化できる。ドイツのファウンドリX-FABが���]し、欧�Δ任�BMWがジェスチャー入��に採��しているという。
運転�}を�мqするシステムとして、スマートライティングがある。クルマのヘッドライトやリアライトにLEDを使うケースが�\えており、STMicroelectronicsもヘッドライト��のLEDドライバにおいてクルマ��のAEC-Q100の認定を�D�uした。CMOSセンサを�W��してハイビームとロービームを切り��える適応型ドライビングビームと�}ばれるフロントライトの採��が欧�Δ濃呂泙辰討い�。ロームはそれに応えるべきチップセットをそろえ始めている。LEDドライバだけでなく、マトリックススイッチコントローラと�}ぶICも開発している。CMOSカメラで撮った画�気里Δ�、�憾��Zの運転�}を含む周囲のライトだけをロービームにして、残りはハイビームのまま走行する。欧�Δ任�、�牢崛�行は通常ハイビームを使い、�憾��Zが来るときだけロービームに切り��えていた。この作業を電子的に切り��え、�憾��Zの運転�}がまぶしくならないように配慮する。
今�vは、NJRが運転�}の�mのみを�Rう音�mのビームフォーミング�\術をデモしていた。これは、音�mでコマンドを入��するシステムの音�m認識率を�屬欧襪燭瓩�、��要な音源だけを入��できるようにするもの。2��のマイクを使って運転��にいる人からの�mだけを�喞瓦靴涜召�らの音を分�`し、さらにフィルタをかけて除去する。このために運転��の�i���屬��W井�霾�にマイクを設��する(図3)。
図3 運転��の�W井に設��した2個のマイク 運転�}からの音�mだけを�Rう
今�vNJRのデモでは音�m認識ソフトウエアとしてAppleのSiriを�W��したが、設定次��ではGoogle Assistantも可�Δ砲覆襪箸靴討い�。
Xilinxは以�iからクルマのIT化/エレクトロニクス化に関する�t��会には出�tしており、FPGAを使ったADASシステムや�O動認識システムを紹介してきた。今�vは現�Xに実績を踏まえ、最新のソリューションを見せた。FPGAの良いところは、最新のアルゴリズムが開発されたならすぐにハードウエア�v路に組み込むことができるという点だ。
今�v、ハイエンドの「Zynq UltraScale+」MPSoCを発表したが、このチップを搭載した開発ボードを�t��した。このボードを使えば、1km先を180度見通すために、8Mピクセルと30fps以�屬離札鵐気�3眼使うフロントカメラ映�気鬟汽檗璽箸垢�。3眼は�N長度を考慮するため。高解�気留��気砲�、高�]シリアルインタフェースのサポートが��須になる。ここではLVDSに代わり、Maxim Integratedが提供する最�j3GbpsのGMSL（Gigabit Multimedia Serial Link）をサポートしている。また、CMOSイメージセンサやLiDARなどの�Q�|のセンサからの信�､鬚泙箸瓩襯札鵐汽侫紂璽献腑鹵���にもFPGAでサポートする。
図4 磁気センサによるジョイスティック型の入��デバイスをInfineonが試作
変わったセンサの応��も現れた。Infineon Technologiesが磁気センサを使って、3次元の動きをコマンドに変えられることをデモした(図4)。N極とS極からなるディスク�Xのセンサを�v転すると磁気の�咾気�変わるため、その変化量を電気信�､吠僂┐襦�またセンサを磁石に�Zづけると磁気の�jきさが変わるので、その信�､眈W��すると考え、同社はジョイスティック型の入��デバイスをデモ��に作��した。X、Y、Zの3�妓�を分別することで、数�欧離灰泪鵐匹鮴瀋蠅任�る。
クルマでは�j小のモータが�H数ある。EVには�jきな出��が��要で、そのためのモータドライブ�v路が��要で、ハイパワー半導��が登場する。後��では、IGBTからSiCダイオード、トランジスタなどの最新の動きを伝えていく。
参考�@料
1. インテリジェントカーが��故を��らす−カーエレ�tから(後��) (2018/02/02)
