ADAS用光学システムの設計・評価のためのCAEまとめ

ADASとは

ADAS（Advanced driver assistance system）とは走行する自動車の安全性や快適性を保つために車自体が自動車を制御したりドライバーに警告を促したりするシステムです。

また、ADASのサポート範囲には定義（レベル）が設けられており6段階に分かれています。

レベル０：自動化なし
レベル１：運転者の支援（例：速度のみを一定に保つ機能）
レベル２：部分的に運転を自動化（例：加減速を自動化する機能）
レベル３：条件付きで運転を自動化
レベル４：高度自動化
レベル５：完全自動化

というように、現在の技術はレベル２までが主流となっており2020年以降はレベル３の一般化が期待されてます。

昨今、国内外の多くのメーカーが採用し、発売される自動車に標準装備として搭載されており、車載エレクトロニクスの中で急成長を遂げている分野の一つとなっています。

概要

自動車のADAS（先進自動運転システム）を構成する要素として、

「検知」　距離測定や画像認識
「情報の伝達」　データ転送、ディスプレイ表示
「操作」　自動運転、オートブレーキ、マトリックスビーム

に大別することができますが、これらの要素は光学系技術に支えられています。

検知
・赤外、レーザー
・カメラ
距離測定、画像認識 など
情報の伝達
・運転手へ知らせる
・制御ロジックへ渡す
ディスプレイに表示、
データ転送 など
操作
・運転手が操作する
・制御ロジックにより自動操作
緊急ブレーキ、レーンキープ、オートハイビーム、マトリックスビーム・ピクセルライト


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たとえば「検知」であれば、LiDARと呼ばれる赤外やレーザーを用いた距離測定や画像認識の他、車載カメラが「検知」に用いられることもあり、その際はセンシング用途のため誤認識を生まない高い性能が求められます。

「情報の伝達」で言えば、運転手がより少ない視点移動で情報を確認するためのヘッドアップディスプレイが存在しますが、これは少ないミラーで複雑な屈折を経て虚像を表示するデバイスのため、精密な光学設計が必要なほか、太陽光や車内の散乱光が表示性能に与える影響を考慮しなくてはなりません。

「操作」に関しては、マトリックスビームヘッドランプのように、対向車や先行車へ光を照射しないように配光を制御するといった技術があります。

本資料では、これらのデバイスを開発する際の、光学系において考慮すべき点と、CAEを用いて設計・解析を行うサンプルを掲載しています。

使用したシミュレーションソフト
光学設計解析ソフトウェア CODE V
照明設計解析ソフトウェア LightTools
自動車用照明設計ソフトウェア LucidShape

キーワード

ADAS、車載光学デバイス、LiDAR、車載カメラ、HUD（ヘッドアップディスプレイ）、マトリックスビームヘッドランプ、ピクセルライト

本資料をおすすめの方

  • 車載光学デバイスの設計や評価に携わる方
    （車載カメラ、LiDAR(レーザーレーダー)、ヘッドアップディスプレイ、ナイトビジョン、ピクセルライト、光ネットワークなど）
  • デバイスの性能や予期せぬ不具合を事前に把握したい方
  • ADAS関連車載機器に参入を検討の方

※『人とくるまのテクノロジー展2018』にてサイバネットが発表した講演資料の一部を公開しています。

※内容の詳細は、下記ボタンより資料ダウンロード頂けます。

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