自動運転における車線逸脱警報システムの技術サポート

無人運転技術にはまだ改善の余地があるものの、ますます成熟しつつあることは認めざるを得ません。車線逸脱警報システムは、無人運転車が走行中に車線から逸脱することで生じる不必要な死傷者を減らすために設計されています。運輸省が自動車交通事故に関する調査を行ったところ、自動車交通事故の約50％が車線逸脱によるものであることが判明した。別のデータによると、自動車の運転手の約23%が少なくとも月に1回はハンドルを握ったまま居眠りをしており、トラックの運転手の66%が運転中に居眠りをしていたことが分かっています。

この大量のデータを見たとき、私はびっくりして顎が落ちました。どうやら車線逸脱防止は依然として大きな意義があるようです。そのため、世界を見渡すと、国内外の専門家も車線逸脱警報システムの問題に熱心に取り組んでおり、大きな成果を上げることを誓っています。まず、無人運転技術を初めて研究した海外の機関が車線逸脱の問題をどのように解決したかを見てみましょう。

外国の車線逸脱警報システム

AURORAシステム

AURORA システムは、1997 年に米国カーネギーメロン大学のロボット工学研究所によって開発に成功し、広角レンズ付きのカラーカメラ、デジタルコンバータ、ポータブル SunSparc ワークステーションで構成されています。このシステムは、車両の片側に設置された、視野が約 1.5 ～ 1.6 メートルの上から見下ろすカラー カメラを使用して、車両横の車線マーキングを検出します。カメラのビデオ出力はデジタイザーでキャプチャされ、ポータブル SunSparc ワークステーションで 60 Hz の処理速度で処理されます。

AutoVue システム

オートビューシステムは、旧ダイムラークライスラー社と米国のイテリス社が共同で開発したもので、主に車内のフロントガラス裏に設置されたカメラ、ステレオスピーカー2つ、小型表示装置、制御ユニットなどから構成されている。システムの動作原理は、現在の車線における車両の位置をリアルタイムで監視し、車両から車線標示線までの距離を計算し、それを設定された警報距離と比較して早期警報を発するかどうかを決定することです。車線逸脱の危険が検知されると、路面凹凸面を走行する車両に似たゴロゴロという音を発し、ドライバーに車両の位置を修正するよう警告します。現在、AutoVue システムはヨーロッパのさまざまなトラックのオプションとして利用可能です。

Mobileye_AWS システム

オランダに本社を置くMobileye社が開発したMobileye_AWSシステムは、フロントガラスに設置された単一のカメラを使用して車線標示を監視し、車両と道路境界線の間の距離を測定・監視します。システムの車線逸脱警報モジュールは、道路の境界を検出し、車線に対する車両の位置と車両の横方向の動きを計算し、車両が車線を越えるまでの時間を予測します。時間が設定値よりも短い場合、システムは視覚的および聴覚的な警告を発し、ドライバーがさまざまな危険な状況に適切に対応して事故の発生を減らすことを可能にします。このシステムは、意図的な車線逸脱、ブレーキ、路面標示がないなどの状況では警告を抑制します。

DSSシステム（ドライバーサポートシステム）

DSS システム (ドライバー サポート システム) は、1998 年に日本の三菱自動車によって提案され、1999 年秋にモデル車に適用されました。このシステムは、車のバックミラーに取り付けられた小型 CCD カメラ、車両の状態とドライバーの操作行動を検出するためのいくつかのセンサー、および視覚的および聴覚的な警告装置で構成されています。このシステムは、CCDカメラで取得した車両前方の車線マーキング、他のセンサーで取得した車両状態データ、およびドライバーの運転行動などの情報を使用して、車両が車線から逸脱し始めたかどうかを判断します。必要に応じて、システムは視覚的な警告メッセージ、聴覚的な警告メッセージ、およびステアリングホイールの振動を使用して、ドライバーに車両を慎重に運転するよう注意を促します。

車線逸脱警報システムは、海外では研究開発段階にとどまらず、大手メーカーも量産化しており、主に自動運転や無人運転技術に利用されている。海外の車線逸脱警報システムの先行研究と比較すると、中国では比較的遅れてスタートし、基本的には主要大学の研究グループや実験室によって開発されました。中国の複雑な道路状況、乗客や車両の交通量が多いことなどにより、自動車線逸脱警報システムの警報後の修正機能は、まだ研究開発とテストの段階にあります。

国内車線逸脱警報システム

JLUVA-1 システム

このシステムは吉林大学のインテリジェント車両研究グループによって開発された。このシステムは単眼視をベースとした前方監視システムであり、主に車載電源、組み込みマイクロコンピュータ、表示装置、白黒CCDカメラ、データケーブル、スピーカー、画像取得カードで構成されています。

このシステムは、車のバックミラーに設置されたCCDカメラで前方の道路を撮影し、画像処理によって現在の車線における車両の位置パラメータを取得します。車両が自車線の白線に近づきすぎて隣の車線に逸脱する可能性があると検出した場合、ドライバーが方向指示器を出していないときは、無意識の車線逸脱を修正するようにドライバーに警告メッセージを発し、車線逸脱事故の発生を最小限に抑えます。

DSP技術に基づく組み込み型車線逸脱警報システム

このシステムは東南大学が開発した単眼視覚をベースとした先進的なシステムで、アナログ/デジタル変換およびデコード回路モジュール、バッファ回路モジュール、メディアプロセッサDSP回路モジュール、エンコードおよびデジタル/アナログ変換回路モジュールなどのモジュールで構成されています。システムは、車載カメラを通じて追跡された車線のアナログビデオ信号を収集し、デコードしてバッファリングし、高速メディアプロセッサDSPのビデオインターフェイスに送信します。次に、ビデオ処理モジュールはデジタルビデオ信号から車線の特徴値を抽出し、最後に処理されたビデオ信号をエンコードおよびデジタル/アナログ変換回路に送信して出力および表示します。

現在、各メーカーが搭載している車線逸脱警報システムは、視覚（カメラ）によるデータ収集をベースに開発されていますが、雨天・降雪時や視界の悪い道路では車線マーキングの収集精度が低下します。この問題を解決するために、賢い技術者が赤外線センサー収集方法を開発しました。一般的に、赤外線センサーはフロントバンパーの両側に配置され、赤外線を介して信号を収集して道路状況を分析します。過酷な環境の道路でも車線標示を識別できるため、どのような道路状況でもドライバーに車両の道路逸脱状況を迅速に思い出させることができます。