自律型モビリティシステムにおけるビジョンシステムの役割とは？

ビジョンシステムは、自律型モビリティシステムアプリケーションが環境を認識、分析、そして反応するための知覚力です。これにより、車両は物理的な世界と計算アルゴリズムの間のギャップを埋め、動的で予測不可能な周辺状況でも正確にナビゲートできるようになります。ビジョンシステムは、視覚データを実行可能な洞察に変換することによって、交通パターン、障害物、道路状況などの複雑な状況を解釈する上で重要な役割を果たします。

このブログでは、これらのビジョンシステムに使用されるカメラの種類や、次世代自律型モビリティシステムを支える重要なカメラの機能について説明します。

自律型モビリティシステムにおけるカメラの種類

例えば先進運転支援システム（ADAS）などの自律型モビリティシステムは、視覚データを収集、処理、分析して、車両が周囲の状況に正確に反応できるようにするためにカメラに大きく依存しています。

ここでは、自律型モビリティシステムアプリケーションにおける様々なカメラの役割についてご紹介します。

サラウンドビューADASカメラ

サラウンドビューカメラは、車両の周囲を360度でシームレスに把握できる視覚を提供し、安全性と運転意識の向上に役立ちます。複数のカメラを組み合わせたシステムにより、リアルタイムで鳥瞰図を生成し、駐車、障害物検出、車線追跡、交通標識の認識などをサポートします。このパノラマビューは死角を少なくし、狭いスペースを移動したり、正確な操作を行うために不可欠なものです。

複数のカメラから得たデータを一つの統合された視覚にまとめることにより、ドライバーや自律システムの意思決定をサポートします。さらに、これらのカメラは様々な状況で強力な検出・監視機能を提供し、ADASの機能の信頼性を高めます。

前方カメラ

前方カメラは、長距離の検出と監視において重要な役割を果たします。高品質な画像や映像を撮影するため、交通標識や信号の認識において重要な要素となり、特に厳しい照明条件でも効果を発揮します。ハイダイナミックレンジ（HDR）技術を搭載しており、明るさの幅広い変動に対応し、明暗のコントラストが強い環境でも最適な視認性を提供します。

さらに、LEDちらつき抑制（LFM）の統合により、人工照明が変動する環境でも画像の鮮明さが向上します。これらの機能により、前方カメラは遠距離での危険の特定や、自律的な意思決定のサポートに欠かせないものです。

ドライバーモニタリングカメラ

ドライバーモニタリングカメラは、運転者の行動や注意力を分析することで道路走行の安全性を高める重要な役割を果たします。グローバルシャッター技術と高フレームレートを活用することで、これらのシステムは素早い動きを鮮明に捉え、運転者の疲労や気を散らす要因をリアルタイムで検出します。近赤外線（NIR）機能により、低照度や夜間でもスムーズに機能します。

これらのカメラに組み込まれたRGB-IRテクノロジーは、可視光と赤外線を同時に捉えることで、機械的フィルターが不要になります。このタイプの選択により、多様な照明環境におけるシステムの信頼性が向上し、摩耗や損傷が減少するため、運用耐久性を伸ばすことができます。

このような積極的なアプローチは、事故を未然に防ぐために重要です。眠気や注意散漫の兆候を検出することによって、これらのカメラはADASプラットフォームの安全機能の向上に貢献します。

自律型モビリティシステムの主なカメラ機能

高解像度

高解像度のカメラは、自律的な意思決定に必要な細部を捉えるのに役立ちます。解像度が高いことで、システムは物体を区別できるようになり、交通標識や道路標示、歩行者などを遠くから識別することが可能になります。特に、長距離の監視において、小さな物体や遠くにある物体を正確に検出・分類するために役立ちます。

ハイダイナミックレンジ（HDR）

HDRテクノロジーは、カメラが厳しい照明条件を処理できるようにします。都市部では、トンネルから日光に出るときや反射面のある場所を移動する際など、明るい場所と暗い場所の急激な変化があります。HDRがないと、過剰露出や露出不足により重要な詳細が失われることがあります。

HDRは、これらのコントラストを調整し、照明条件に関係なく明確で詳細な画像を捉えることができます。例えば、道路の一部が影になっている一方で、もう一部が明るく照らされていても、車線や道路標識を視認し続けることができます。特に夜間の運転時には、ヘッドライト、街灯、反射面などが予測できない照明パターンを作り出すため、HDRは非常に重要です。

LEDフリッカー抑制

LED照明の脈動性によって引き起こされるLEDフリッカーは、標準的なカメラでは画像に一貫性がないことがよくあります。LED フリッカー抑制（LFM）は、LED の動作周波数に合わせてカメラセンサーを較正することで、この問題に対処します。これによりフリッカーが解消され、都市部の道路、トンネル、高速道路など、LEDベースの照明が多い環境でも安定した画像を撮影できるようになります。

例えば、特定の周波数で点滅するLEDの信号機やデジタル標識は、標準的なカメラでは不安定に見えることがあります。LFMはカメラセンサーを調整して、ちらつきのないクリアな映像を提供し、交通信号や標識を正確に検出しやすくします。LED照明が多い環境、例えば夜の都市風景では、この機能により交通、歩行者、障害物を継続的に監視することができ、システムの全体的な信頼性が向上します。

複数カメラの同期

これは、多数のカメラからの画像を統合し、車両周囲の統一された画像を作成します。360度の視界を提供することで、駐車や狭いスペースの移動、混雑した交通状況への対応といったタスクをより扱いやすくする。

この機能の実用的な使用例としては、画像の合成があります。同期したカメラからの重なり合う視点を一つの滑らかな画像にまとめることで、横方向や後方の視認性が向上し、車線変更や合流がより安全になります。別の例としては、遠隔運転支援があり、オペレーターは同期したカメラの映像を頼りに車両を誘導したり操作したりします。リアルタイムの映像により、周囲の状況が完全に把握でき、より良い意思決定が可能になります。

IP69K適合

IP69K適合のカメラは、過酷な環境条件下でも動作するように設計されています。’6’の適合は、完全に防塵されていることを示しており、建設現場や鉱山作業などの厳しい環境で、粉塵が画像の明瞭さに影響を与えたり内部にダメージを与えたりすることを防ぎます。’9K’の適合は、高圧の水や蒸気に対する耐性を示しており、大雨や高圧洗浄などの状況でも使用可能です。

シームレスな統合

カメラと車両のADAS（先進運転支援システム）の統合は、データ転送機能に依存しています。カメラは、視覚データをリアルタイムで車両の処理ユニットに転送するための強力な接続機能を備えている必要があります。これにより遅延が最小限に抑えられ、視覚的な入力が迅速に処理・分析されます。スムーズなデータフローは、障害物検出、車線追跡、リアルタイムナビゲーションなどの重要な操作をサポートし、意思決定の遅れを防ぎます。

e-con Systemsは自律型モビリティシステム向けの最先端カメラを提供しています

2003年より、e-con Systemsは高性能なOEMカメラの設計、開発、製造を行ってきました。当社のカメラの多くは、ADAS（先進運転支援システム）や自律型モビリティシステムにシームレスに統合することができます。ポートフォリオには、HDR、夜間視認、同期した複数カメラの構成、IP67/IP69K保護、GMSLなどの多様なインターフェースを備えた先進的なカメラが含まれています。これらのカメラには以下が含まれます。

• STURDeCAM27
• STURDeCAM29
• STURDeCAM31
• STURDeCAM34
• STURDeCAM84
• STURDeCAM88
• STURDeCAM57
• RouteCAM_CU22
• ArniCAM80
• ArniCAM31

さらに、当社の専門知識はカメラにとどまらず、ISPチューニング、光学統合、AI/ML開発、機械設計、ISO機能安全基準への準拠なども得意としております。NVIDIA、NXP、TI、Qualcomm、FPGAなどのプラットフォームでの豊富な経験を活かし、幅広い自律移動のユースケースに対応することができます。

当社のカメラの全ラインアップは、カメラセレクターページをご覧ください。

自律型モビリティシステムアプリケーションに適したカメラの統合について専門的なサポートが必要な場合は、camerasolutions@e-consystems.comまでご連絡ください。