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ぶつからないクルマ、レガシィ「EyeSight(Ver2)」の真相

 今年5月に年改されたレガシィにプリクラッシュセーフティとドライバー支援、アダプティブクルーズ機能を統合した「EyeSight(Ver2)」搭載モデルが大幅にラインアップされた。採用車種はツーリングワゴン、B4、アウトバックの3車系、ベースのNA2.5L、2.5ターボ、NA3.6Lと全グレードに設定されており、従来の特定車種、オプション設定とは位置付けが大きく異なる。
 言い換えればスバルは戦略的に、従来からの走りのイメージにセーフティさ追加しようとしているといえるわけだ。JNCAP衝突試験でレガシィが自動車アセスメントグランプリを受賞したことや、ヨーロッパ、アメリカ、オーストラリアの衝突試験でいずれも最高位を獲得している実績もこのプロジェクトの契機のひとつだろう。
 いずれにしても、日本の自動車メーカーとして先進・安全面で突出したといえる。
 もっともプリクラッシュ・ブレーキシステムによる自動停止機能は、いち早くボルボXC60が「シティセーフティ」という名称で日本で発表を行った。どうやらスバルはこの情報を事前にキャッチしていなかったようで、発表は2番目になった。


イラスト
↑EyeSight(Ver2)のシステム概要図

 障害物センサーを利用した自動ブレーキ、自動停止は技術的には以前からじゅうぶん採用可能であった。この技術は、ミリ波レーダー、レーザーレーダーなどを利用した先行車追従、車間距離の維持を行い、アダプティブクルーズの作動状態で前走車が減速すると車間距離を保ったまま自動減速する、追突の危険が迫っている場合は警報と同時に自動ブレーキ作動、シートベルトの引き込み、上級車ではシート位置の補正など一連のプリクラッシュ準備が行われる。
 その一方で、ドライバーに操作を要求しない、いわゆる自動操縦は国交省(世界各国政府でも同様の取り決め)で認められなかったため、自動ブレーキは0.4gていどの制動力に限定され、ドライバーに追加操作を促すようにしていた。したがってこの自動ブレーキは追突軽減のための自動ブレーキである。
 しかし、2010年に入り、国交省は30km/h未満では衝突が回避できる自動ブレーキ、自動停止を認めることになった。もちろんこれは国交省の独自判断というより、政府間での自動車安全技術の枠組みが変更されたことによるのだろう。
 これによりボルボ、スバルが自動停止を含むプリクラッシュブレーキの商品化が行われた。当然ながら、それより以前から研究開発は行われていたことはいうまでもない。

 
 スバルのEyeSight(Ver2)の原型になるシステムがADA(アクティブドライビングアシスト)だ。その特徴はステレオカメラを採用して前走車との距離や速度差を演算するというシステムだったことだ。400×200画素の画面を0.1秒で処理することで、前走車との車間距離のキープ、車線レーンを逸脱しない、衝突を警報・回避するというドライバー支援システムとして構想され、1991年の東京モーターショーで発表された。
 ステレオカメラにしたのは、画像認識と測距機能を両立させるためだ。ただし、リアルタイムで制御を実現するためには、画像処理、測距の演算を高速で行うコンピューターが必須である。
 このため、実際に商品化され、市販されたのは8年後の1999年で、レガシィ・ランカスターADAという1車種に設定された。機能は、ナビゲーションシステムの地図データと合わせて周辺状況を総合的に判断し、車線逸脱警報、車間距離警報、車間距離制御クルーズコントロール、カーブ警報/シフトダウン制御などを行なった。つまり警報と、自動シフトダウン、自動減速が行われた。
 2003年にはより本格的なADAシステムとして、レガシィ・ツーリングワゴン3.0Rに設定された。このシステムが今回のEyeSightのベースとなるVer1だ。このシステムは、ステレオカメラとミリ波レーダーを組み合わせ、自動ブレーキ制御を追加している。
 機能的には、車間距離制御クルーズコントロール、車間距離警報、車線逸脱警報、VDC(ESCのこと)プレビュー制御、追従モニター、ふらつき警報、グリップモニター、前車発進モニターである。
 VDCプレビュー制御は、障害物との距離と路面の滑りやすさ、路面μから障害物を回避するのにブレーキによる制動だけで可能なのかどうかを事前に認識し、制動による回避が困難な状態でさらにVDCが作動する場合には実際に車両が障害物回避動作に入ると判断し、VDCの制御特性を安定性向上モードに変更し、車両の安定性を最適にするという機能で、路面を事前予測(プレビュー)して車両を制御する高度なシステムだった。またこの機能に付随して、VDCからの情報により舗装路から雪道、凍結路まで、変化する路面状況に応じたタイヤのグリップ力の変化を予測し、センターディスプレイに表示するグリップモニターも備えていた。
 ステレオカメラとミリ波レーダーの組み合わせ、VDCとの協調制御などにより先進的なシステムであったが、当然ながらコストが高くなった。
 今回のEyeSight(Ver2)は、量販車種に展開するためコストを低減することが大きな課題となったのは当然だが、VDC協調制御を省略したのは残念という思いは開発担当者には強いと見た。
 その後、2008年にシステムが改良され、システムの名称もEyeSightと変更。この時点で、新世代のステレオカメラを採用し、その代わりにミリ波レーダーを廃止。機能的にはプリクラッシュブレーキ(ただし衝突被害軽減ブレーキ)、全車速追従機能付クルーズコントロール、AT 誤発進抑制制御を取り入れ、現在のシステムのベースが構築されている。ただ、この時点では最大で0.4gまでの自動ブレーキが使用されていた。


LE10517s.jpg
↑フロントガラス上部に350mmの間隔で配置されたステレオカメラ

P1010516.jpg
↑日立が生産するEyeSight(Ver2)ユニット。中央部にECUを内蔵

 
 EyeSight(Ver2)は、ステレオカメラをフロントガラスの最上部、バックミラーの両側に2個のカメラを配置し、これは従来と同じだ。ただし、カメラユニットとECUは一体化されコンパクトにまとめられている。ユニットの製造は日立オートモーティブシステムズで制御ロジックはスバル・オリジナルだ。毎秒30回のサイクルで各画素の距離情報を取得できるステレオカメラ専用の画像処理LSIを開発し、LSIマイコンの演算は従来の2倍以上の速度で行われるという。左右のカメラ距離は350mm。
 その一方で、高コストのミリ波レーダーは廃止。ただ、性能的にはミリ波レーダー以上となっている。
 ミリ波レーダーは遠距離の測距には有利だが分解能が低いため、高精度化するためには、より波長の短いレーダーが必要になる。これに対してステレオカメラは、レーダーより視野が広く、近距離から遠距離までをカバーできるのが優位点だ。
 ボルボのシステムは、単眼カメラとレーザーレーダーを併用しており、シティセーフティの名称通り、レーザーレーダーにより近距離での性能発揮に特化していると思われる。

 
 EyeSight(Ver2)では、クルマ、人、2輪車を認識するが、ポール、ガードレール、身長が低い幼児は認識できない。低いガードレールや幼児はカメラの視界に入りにくく、ポール、電柱など柱上の物体は視界の中でその他のノイズと混じってしまうため、誤認識が多くなるのであえて認識除外しているという。
 EyeSight(Ver2)の機能は大別して3つある。衝突回避・軽減(プリクラッシュセーフティ)、ドライバー支援(運転負荷の軽減)、アクティブセーフティ(予防安全)だ。
●衝突回避・軽減(プリクラッシュセーフティ):プリクラッシュブレーキ、プリクラッシュブレーキアシスト、AT誤発進抑制制御
●ドライバー支援:全車速追従機能付きクルーズコントロール、先行車発進報知
●アクティブセーフティ:車間距離警報、車線逸脱警報、ふらつき警報

機能
↑EyeSight(Ver2)の機能


*スバル/日立によるEyeSight(Ver2)の開発動画

 
 プリクラッシュブレーキは、障害物(前走車)との速度差を検知して自動ブレーキをかける。1次ブレーキは0.25gの自動ブレーキとなり、警報と同時に軽い減速度によりドライバーン注意を喚起する。またこの1次ブレーキの段階で、その後の強いブレーキ作動のためにブレーキ液圧の準備ができたことになる。
 1次ブレーキがかかってもブレーキが踏まれない場合は、0.7gの強い2次ブレーキがかけられる。この自動ブレーキによって速度差が30km/h以下の場合は衝突をぎりぎりで回避できるのだ。0.7gのブレーキは、イメージ的にはABSが作動する少し手前の強さのブレーキといえる。
 なお警報音は、1次ブレーキが「Pi、pi、pi」、2次ブレーキの段階で「Piiiii」となる。
 あえて言えば、一般的なありふれた警報音で、プリクラッシュブレーキが作動するような緊迫したシーンには似合わないと感じた。より大音量の警報音らしい警報音に改善した方がよいと思う。
 国交省で認可される条件として、自動運転感覚を回避するため、通常ではドライバーが危険を感じてブレーキを強く踏み込むタイミングより意図的に遅く自動ブレーキがかかるようにしてある。
 このため、30km/hの速度で自動ブレーキが作動すると、障害物から20~30cmという本当にぎりぎりの距離で停止する。逆に言えば、衝突までの予測時間から逆算して自動ブレーキをかけるタイミングを決めているわけだ。
 ただし、路面がアイスバーン、圧雪など滑りやすい路面ではABSが作動し、制動距離は伸びるので衝突そのものは避けられない。


LE10513s.jpg
↑プリクラッシュブレーキで停止した瞬間


 もちろん普通のドライバーであれば、衝突を避けるために2次ブレーキがかかる前に反射的にブレーキを踏み込むため、この2次ブレーキを体験することはないだろう。
 30km/h以上の速度差の場合は衝突は回避できないが、衝突被害は軽減できる。
 30km/hが目安になっているのは、国際的にも日本でも30km/h以下の事故が約75%を占めるという事実で、これはボルボも参加しているスウェーデンの交通安全研究機関の研究結果と整合する。
 またプリクラッシュブレーキの初期段階の1次ブレーキの作動と同時に警報が鳴り、ドライバーが警報によりブレーキを踏んだ場合は、自動的にブレーキアシスト(BAS)が作動し、最大限の制動力が得られるようになっている。
 なお自動2次ブレーキの0.7gの制動力は、ブレーキが発生できる最大制動力の8割程度である。自動ブレーキの油圧元はVDCのポンプにより、以前の別体アシストよりシンプルにされている。
 なお、プリクラッシュブレーキが作動中にステアリングを切ると、衝突回避操作をしたものと判断され、プリクラッシュブレーキとしての機能はストップするが、BASは作動している。
 世界初のAT誤発進抑制制御は、クルマの前方にある障害物を検知すると、例えブレーキペダルと間違えてアクセルペダルを思い切り踏んでも、エンジンに強力なトルクダウン制御が働き出力を抑制し、車輪止めを乗り越えない状態になる。
 もし車輪止がない場合は、ほぼアクセル全開でもアイドリング状態で前進するといった感じだ。
 この機能は、カメラが前方の障害物を認識している状態でアクセルペダルを踏み込んだときに作動する。したがってカメラが認識できないボンネットより低い障害物や、真っ白の壁では作動は不可能。ただコンビニの入り口に多いガラスドアの場合はガラス越しに内部の物体が認識されるため作動可能という。
 意図的に壁際ぎりぎりに駐車しようとするような場合はこの抑制制御が作動してしまうため、カメラ横のEyeSightオフのスイッチを押す必要がある。


641.jpg
↑AT誤発進抑制制御。アクセル全開でも車止を乗り越えない

 
 現在のレーダー、カメラを装備するアダプティブクルーズコントロール装備車は、前走車に追従走行が可能で、設定したクルーズ車速の範囲では車間距離を保ちつつ減速、加速を行い、前走車が急減速した場合、追突を発生しないように自動ブレーキも作動する。
 しかし前走車が停止した場合、それに合わせて減速、停車できる全車速追従機能付きは、ボルボとスバルが最初となる。
 EyeSight Ver2の場合は、ステアリングに設けられたクルーズ・スイッチをオンにし、3段階の車間距離のいずれかの選択と、40km/h~100km/hの車速設定を行うことでアダプティブクルーズが可能になる。
 アメリカの郊外道路など、交通慮が少ない道路、ハイウェイでは設定車速を維持して文字通り巡航できるが、都市部、特に日本のような道路事情では、交通状況により頻繁に減速、加速が行われ、渋滞に遭遇することも少なくない。
 この場合は、特に車間距離を維持しながらの加減速が性能が重要になる。減速はエンジン制御や自動ブレーキで行い、レジューム・スイッチを押すことで加速するというのは、従来からのアダプティブクルーズコントロールと同じである。
 問題は、渋滞路だ。渋滞が発生し、前走車が停止すると、それに合わせて自動ブレーキにより減速、停止する。従来は自動ブレーキは0.4g程度までに制限されていたが、EyeSight Ver2は0.7gまでの高められているので、前走車が急ブレーキをかけたような状態にも対応して停止することができる。渋滞で停止中は自動的にブレーキを保持し、一定時間を経過すると電動パーキングブレーキに切り替わる。
 前走車が動き出した時、ドライバーがそれを見落とし、発進が遅れるときは先行車発進注意警報がなる。これが先行車発信報知機能だ。
 停止状態から加速する場合、従来はレジュームスイッチを押すが、この場合はゆっくりとした加速になる。EyeSight Ver2の場合は、レジュームスイッチだけではなく、アクセルの踏み込みにも対応しており、前走車の加速状態に合わせてアクセルペダルを踏むことができるのだ。
 したがって、日本の交通環境を考えると、EyeSight Ver2のアダプティブクルーズ機能は、渋滞路でのうっかり追突防止、のろのろ加速と停止の繰り返しという渋滞路パターンでのドライバーの負担の大幅に軽減で大きな威力を発揮すると思う。
 なお、クルーズ機能でもプリクラッシュブレーキ機能でも、自動ブレーキが作動した場合はブレーキランプも点灯するようになっている。
 
 最後に予防安全機能は、前走車に接近しすぎ、あるいは追突の可能性がある場合の車間距離警報、走行レーンからはみ出すような走行はよそ見、不注意と判定され車線逸脱警報となり、車線を左右で繰り返しまたぐような走行は居眠りと判定されふらつき警報が行われ、ドライバーに注意を促すようになっている。
 車間距離警報は、前走車との距離、相対速度差をステレオカメラが演算。車線逸脱警報やふらつき警報は、ステレオカメラが走行レーンの白線を認識しており、レーンをまたぐことで警報を行うようになっている。

 
 レガシィのEyeSight Ver2は、各車種に設定され、実質的な価格が10万円と相当に割安な設定となっていることから、これまで高級車にのみ設定されていたプリクラッシュセーフティやアダプティブクルーズコントロールを300万円クラスのクルマに普及させる契機となるだろう。
 実際、EyeSight Ver2モデルを発売以来、レガシィの販売台数の50%に達しているという。
 いいかえれば、それだけユーザー層にもアピールしているのだ。
 例えEyeSight Ver2モデルを購入したとしても、プリクラッシュブレーキを実際に体験することはまずあり得ないが、安心感を高める働きは強いだろう。
 一方、アダプティブクルーズコントロールは、渋滞が多い日本の道路では大いに威力を発揮するはずだ。
 EyeSight Ver2はステレオカメラという優位性をうまく生かし、なおかつ従来より大幅にコストダウンできたことで実現した。
 またステレオカメラを使用していることから、将来的にはドライブレコーダー機能などにも拡張性を持っている。もちろんドライブレコーダー機能を持たせるためには大容量のメモリーを追加する必要がある。

コメント

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Re: No title

わざわざありがとうございます。

08年5月で、ADAからEyeSightに名称変更したときに採用していたのですね。
03年のADAモデル登場時の情報にとらわれてしまいました。
さっそく訂正させていただきます。ご指摘ありがとうございました。
今回は説明会にも参加して、誤発進抑制制御についても尋ねたのですが、誰も
この点について説明がありませんでしたね。どうして? 

No title

お手数ですが、2008 年5月8日のBP/BLレガシィ年改F型のリリースを確認してください。AT 誤発進抑制制御は世界初の機能として初代アイサイトから装備されています。


ttp://www.fhi.co.jp/news/08_04_06/08_05_08_01.html

【先進運転支援システム「EyeSight」の特長と機能】

「EyeSight」は、新型ステレオカメラと新開発3D 画像処理エンジンを用いることによって、歩行者、自転車をも対象とした優れたプリクラッシュセーフティを実現する運転支援システム。世界で初めて**、ステレオカメラのみでの「プリクラッシュブレーキ」、「AT 誤発進抑制制御」などの予防安全機能や、「全車速追従機能付クルーズコントロール」による運転負荷軽減機能を備える。
■予防安全機能

<プリクラッシュブレーキ(衝突被害軽減ブレーキ)>

* ステレオカメラのみで、ほぼ全車速域に対応するプリクラッシュブレーキを実現。高速走行時から極低速走行時まで幅広い走行状況において衝突被害軽減効果を発揮する。
* 新ステレオカメラは、極近距離まで先行車両の検知を可能とし、渋滞時などの極低速時(時速15 ㎞未満の速度)でも警報での注意喚起や衝突被害軽減のためのブレーキ制御を行う。【世界初**】
* 真正面の車両だけでなく、斜め前方の車両や自転車、歩行者などを検知可能。システムが、衝突の危険があると判断した場合、警報での注意喚起や衝突被害軽減ブレーキ制御を行う。
* 画像センサーならではの優れた検知性能により、幅広い走行環境で高い衝突被害軽減性能を実現する。

<AT 誤発進抑制制御>

* 近距離の前方障害物に対して、必要以上にアクセルが踏み込まれたことを検知した場合、エンジン出力を直ちに制限することで発進速度をゆるやかにして衝突被害を軽減する。【世界初**】

<車線逸脱警報>

* 走行中、車両が車線から逸脱しそうになると、メーター内ディスプレイの表示と警報音で注意を促す。

<ふらつき警報>

* 走行中、ドライバーの覚醒低下などに起因する車両のふらつきを検知し、メーター内ディスプレイの表示と警報音で注意を促す。

■運転負荷軽減機能

<全車速追従機能付クルーズコントロール>

* ステレオカメラのみで全車速追従クルーズコントロールを実現。また、車線などの走行環境を検知できる特長を活かして、運転者の感覚にあったスムーズな制御を実現する。【世界初**】
* 先行車との距離、速度差を検知し、その情報をもとに、エンジン、トランスミッション、ブレーキなどを制御。運転者が設定した車速と車間距離を維持し、ほぼ時速0 km/h ~ 100km/h までの幅広い範囲で追従走行が可能。

<先行車発進お知らせ機能>

* 信号待ちなどで停車した際、前車が発進したことに気づくのが遅れた場合に、メーター内ディスプレイの表示とアラームでお知らせする。

Re: No title

> AT誤発進制御などは先代レガシィのアイサイトで既に実装されていたものではないでしょうか?

コメントありがとうございます。
先代のアイサイトでは前走車発進報知はありましたが、AT誤発進抑制制御はありませんでした。
今回のEyeSight Ver2のハイライトのひとつになっています。

No title

AT誤発進制御などは先代レガシィのアイサイトで既に実装されていたものではないでしょうか?
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