第１章 自動車インテリジェント化による各種運転支援システムとセンサ技術
第１節 ルームミラー内蔵撮像システム
まえがき
１．撮像システムの撮像方法
2.1 撮像システムの要件
2.2 撮像方法
２．撮像システムの構成
３．車載による性能評価実験
3.1 車両停止状態での実験
3.1.1 実験方法
3.1.2 実験結果
3.2 走行状態での実験
3.2.1 実験方法
3.2.2 実験結果
むすび
第２節 ドライバの運転状態モニターシステム
まえがき
１．運転状態モニターの役割
２．運転状態モニターシステムの機能と方法
2.1 全体システム
2.2 まばたき検出による意識低下の検知
2.2.1 まばたきの検出
2.2.2 意識低下の検知
2.3 視線方向の検出
2.3.1 顔方向と眼球方向の検出
３．運転状態モニターシステムの性能
3.1 意識低下の検知
3.2 視線方向の検出
むすび
第３節 運転状態モニターシステムを装備したドライビングシミュレータ
まえがき
１．ドライビングシミュレータの構成
２．運転状態モニター
2.1 検出方法
1) 視線方向の検出
2) まばたきの検出
2.2 運転状態モニターの性能
1) 視線方向の検出
2) まばたき検出による意識低下の検知
３．運転支援情報提示システム
3.1 ナビ画面の表示
3.2 警報の提示
４．ドライビングシミュレータを用いた実験
4.1 実験方法
4.2 実験結果
むすび
第４節 車載カメラのダイナミックレンジ拡大とその効果
はじめに
１．走行環境の撮像に必要なダイナミックレンジ
２．テレビカメラのダイナミックレンジ拡大技術
３．車載カメラのダイナミックレンジ拡大効果
3.1 撮像画像の比較
3.2 シーンと像面上のダイナミックレンジ
3.3 ダイナミックレンジ拡大による認識率向上効果
４．広ダイナミックレンジ画像の表示
4.1 車載ディスプレイの課題
4.2 方式
4.3 評価結果
おわりに
第５節は著作権の都合上、掲載しておりません
第６節 前方認識システム用センシング技術
１．前方認識システム
２．ステレオ画像装置
2.1 ステレオ画像処理の概要
2.2 ステレオ・カメラ
2.3 画像認識ユニット
2.4 立体物の認識アルゴリズム
2.5 白線の認識アルゴリズム
2.6 ガードレールの認識アルゴリズム
３．ミリ波レーダとの複合化
おわりに
第７節 車載カメラによる前方路面状態のリアルタイム検出技術
はじめに
１．検出対象とする路面状態の分類と定義
２．路面上の水分
2.1 偏光特性に基づく路面上の水分検出
2.2 撮影幾何学系
2.3 検証１
2.4 検出安定性の向上検討
2.5 検証２
３．夜間走行環境下における路面水分検出
3.1 ヘッドライト照明が支配的な場合
3.2 施設照明あるいは街路照明等が存在する場合
3.3 夜間おける路面水分検出アルゴリズム
４．路面上の雪氷成分
５．特徴量の統合による路面状態判別手法
６．フィールドデータに基づく検証
おわりに
第８節 冬期路面管理を効率化する路面判別センサと塩分濃度センサ
はじめに
１．路面判別センサ
1.1 センシング原理
1.2 センサの構成
1.3 仕様
1.4 フィールド検証データ
２. 塩分濃度センサ
2.1 センシング原理
2.2 センサの構成
2.3 仕様
2.4 フィールド検証データ
３．システム応用例
（１）冬期路面管理の高度化
（２）凍結防止剤の散布量制御への利用
（３）一般車両への情報提供
おわりに
第９節 車載用画像処理LSIを用いた車両周辺監視システム
はじめに
１．先行車両の検出方法
1.1 基本概念
1.2 水平線の検出
1.3 水平線分の追跡
1.4 接近車両の検出
２．追い越し車両の検出方法
３．車載用画像処理LSI
４．評価実験
おわりに
第１０節は著作権の都合上、掲載しておりません
第１１節 眠気予測ハンドルセンサ技術
はじめに
１．概要
２．センサの構成と動作
2.1 心拍検出部の処理
2.2 補間＆FIRフィルタ部の処理
2.3 眠気予測部の処理
2.3.1 運転者の状態判別
2.3.2 眠気予測の方法
３．センサの精度
４．居眠り予防について
4.1 到着予想時刻を考慮した休憩ガイド
4.2 音楽を利用した眠気解消
おわりに
第１２節 インテリジェントパーキングアシストの開発
はじめに
１．システム概要
1.1 仕様
1.2 構成
1.3 目標駐車位置設定
２．経路生成
2.1 ドライバの操舵操作の解析による経路形状の検討
2.2 誘導原理
３．開発内容
3.1 従来手法
3.2 車載コンピュータで演算可能なコンパクトなアルゴリズム
3.3 滑らかな操舵が可能な経路生成
3.3.1 初期位置における経路相似拡大
3.3.2 後退中の経路相似拡大
3.4 駐車精度確保のための再計算アルゴリズム
3.5 偏向角補正と位置補正
3.6 自車位置推定誤差の低減
3.7 目標経路への追従誤差の低減
おわりに
第１３節 走行支援道路システム（ＡＨＳ）の開発
はじめに
１．走行支援道路システム（ＡＨＳ）の概要
(1) 事故の直前対策
(2) 路車協調による走行支援
(3) 進化のシナリオ
(4) 多目的・汎用性
(5) システムの安全性･信頼性
２．道路状況把握センサ
2.1 可視センサ
2.2 赤外センサ
2.3 ミリ波センサ
３．路面状況把握センサ
3.1 可視画像式センサ
3.2 レーザレーダ式センサ
3.3 光ファイバ式センサ
おわりに
第１４節 センサフュージョンを用いた車両認識・前方監視手法
はじめに
１．センサフュージョンの分類[1]
２．各段階でのセンサフュージョン例
2.1 複合型センサフュージョン例
2.2 統合型センサフュージョン例
2.3 融合型センサフュージョン例
2.4 連合型センサフュージョン例[2]
2.4.1 免疫ネットワークによる分散診断[3]
2.4.2 基本認識モジュール
2.4.3 ネットワーク構成
2.4.4 モジュール間テスト
2.4.5 車両の認識状態
2.4.6 ネットワーク状態からの環境解釈
2.4.7 実験例
おわりに
第１５節 車車間通信を用いた運転支援システム
はじめに
１． 車車間通信
1.1 運転支援と通信
1.2 車車間通信技術
1.3 車車間通信の情報
２．運転支援システムとその一例
2.1 交差点における出会い頭・右折衝突防止支援
2.2 前方障害物衝突防止支援
2.3 車線変更・合流支援
３．研究事例
3.1 実験車両の構成
3.2 無線LANの応用
3.3 5.8GHz DSRCの応用
3.4 実験内容と結果
４．課題
おわりに
第１６節 AHSカーブ進入危険防止支援システムの実道検証
はじめに
１．実道検証場所
２．AHSサービス
３．実験システム
3.1 システム構成
3.2 情報伝達位置
４．実験車両走行実験
５．サービスの有効性検証結果
６．システム性能実験
6.1 シャドウイング発生率
6.2 基点位置精度
6.3 通信の安全度
6.4 システムの信頼性
７．システム性能検証結果
7.1 シャドウイング発生率
7.2 基点位置精度
7.3 通信の安全度
7.4 システムの信頼性
８．結論
第２章 自動車用センサ・カメラ・レーダの高機能設計とその要素技術
第１節 加速度センサ
【１】高精度ＭＥＭＳ加速度センサ
はじめに
１．ＭＥＭＳ容量型加速度センサ
２．加速度検出原理
３．デバイス構造
４．製造プロセス
4.1 単結晶シリコン深堀ドライエッチング
4.2 センサエレメント製造プロセス
５. 電気的特性
むすび
【２】車両運動制御用高性能加速度センサ
まえがき
１．用途
２．自動車用センサの性能
2.1 小型 軽量 低コスト
2.2 高性能 高信頼性
2.3 外乱ノイズによる誤出力
2.3.1 ロ－パスフィルタ－（LPF）回路の搭載
2.3.2 LPFによる弊害
３．車両制御用加速度センサ
3.1 SCA―600
3.2 センサエレメント
3.3 加速度検出原理
3.4 エアダンピング
3.5 回路構成
４．加速度センサの特性評価
4.1 評価試験機
4.2 計測原理
4.3 計測結果
５．インテリジェントセンサ
まとめ
第２節 角速度センサ
【１】水晶角速度センサ
はじめに
１．角速度の検出原理
２．音叉型水晶振動子
2.1 概要
2.2 単板水晶振動子
2.3 直接接合水晶振動子
2.4 直接接合水晶振動子の加工プロセス
2.4.1 直接接合ウエハの形成
2.4.2 水晶振動子の形成
３．制御回路
3.1 駆動回路
3.2 検出回路
3.3 調整回路
3.4 故障診断回路
４．水晶角速度センサの全体構造
4.1 水晶音叉のアッセンブリ
4.2 防振構造と外装アッセンブリ
５．アプリケーション別要求性能
【２】振動ジャイロセンサ技術
はじめに
１． コリオリ力とは
２．振動ジャイロセンサの構造と検出原理
2.1 ＭＥＭＳジャイロセンサ主な構造
2.1.1 ビーム型
2.1.2 音叉型
2.1.3 プレート型
2.1.4 リング型
2.2 検出原理
2.2.1 ピエゾ抵抗式
2.2.2 圧電式
2.2.3 静電式
2.2.4 電磁誘導式
３．リング型振動ジャイロセンサ
3.1 Si-VSGの構造と検出原理
3.1.1 Si-VSGの構造
3.1.2 Si-VSGの動作原理
3.2 シリコンリング型ジャイロセンサの製造プロセス
3.3 Si-VSGの性能
3.3.1 ＣＲＳ０３シリーズ主要緒元
3.3.2 耐衝撃性および耐振動性
3.3.2.1 耐衝撃性
3.3.2.2 耐振動性
おわりに
第３節 車載用圧力センサ
はじめに
１．圧力センサの用途
1.1 燃料噴射用
1.2 ブレーキ用
1.3 CVT用
1.4 エアコン、エンジン冷却
1.5 その他の用途
２．センサの種類
３．半導体薄膜歪ゲージ式圧力センサ
3.1 構造
3.2 仕様
3.3 特性
第４節 慣性センサ
はじめに
１．慣性センサの歴史
２．加速度センサ
2.1 加速度センサの原理
2.1.1 サイズモ系
2.1.2 フィードバックとその効果
2.1.3 検出機構
2.2 実際の加速度センサ
2.1.1 静電容量検出、電磁サーボ型
2.1.2 圧電型
2.1.3 ピエゾ抵抗型
2.1.4 振動型
３．角速度センサ（ジャイロスコープ）
3.1 角速度センサの原理
3.1.1 コリオリ力
3.1.2 サニャック効果
3.2 実際の角速度センサ
3.2.1 コマジャイロ
3.2.2 振動型ジャイロ
3.2.3 ガスレートセンサ
3.2.4 FOB
3.2.5 RLG
3.2.6 角速度センサに対する要求精度
第５節 超音波センサ
１．なぜ超音波を利用するか
1.1 超音波の特性
1.2 車両からの超音波の発生
２．通信的応用の構成
３．計測原理
４．センシング用途一覧
５．センサとしての必要技術
5.1 空気中の音波の減衰
5.2 温度及び湿度と圧力による特性
5.3 路面の反射損失
5.4 雑音
６．設計方法及び要素技術
７．応用例
7.1 バックセンサ
7.2 車高センサ
7.3 トラフィックセンサ
7.4 衝突防止センサ
7.5 速度センサ
7.6 刈高センサ
7.7 障害物センサ
7.8 燃料タンクセンサ
7.9 盗難防止センサ
7.10 車両ボックスドアー開閉センサ
８．問題点及び電波.光波機器といかに差別化するか
９．センサの今後の動向と期待
第６節 赤外線センサ
１．赤外線の特徴
２．赤外線センサ
2.1 赤外線センサの分類
2.2 量子型（冷却型）センサ
2.3 熱型（非冷却型）センサ
2.3.1 抵抗ボロメータ
2.3.2 誘電ボロメータ
2.3.3 サーモパイル
2.3.4 ダイオード
３．光学材料
４．車載応用
4.1 対象による分類
4.2 設置場所による分類
4.3 用途による分類
4.4 効用による分類
５．今後の課題
第７節 ミリ波レーダ
はじめに
１．ミリ波レーダ技術概要
２．当社のミリ波レーダ
2.1 レーダ仕様と構成
2.2 ＲＦサブモジュール
2.3 アンテナ
2.4 信号処理
2.5 レーダ性能評価
むすび
第８節 レーザレーダ
はじめに
１．原理と基本方式
２． 固定ビーム方式
３．水平スキャン方式
3.1 概要
3.2 ハードウエア
3.3 検出アルゴリズム
４．２次元スキャン方式
4.1 概要
4.2 ハードウエア
５．２次元スキャン方式における低速追従制御への適用のための改良点
5.1 近距離計測精度の向上
5.2 検知角度の広角化
5.3 停止物と先行車との分離
5.4 応答性の向上
5.5 レーザダイオードの耐久性
まとめ
第９節は著作権の都合上、掲載しておりません
第１０節 車載用光センサ
はじめに
１．車載用光センサの応用例
1.1 視界安全用光センサ
1.2 車両走行安定性制御用光センサ
1.3 情報通信関連光センサ
２．車載用光センサの製品設計技術
2.1 受光素子
2.1.1 要求特性
2.1.2 ボンディングワイヤーの疲労断線対策
2.1.3 温度サイクルストレス
2.1.4 高耐湿性
2.1.5 リフロー実装対応
2.2 発光素子
３．車載用光半導体素子の要素技術
3.1 光半導体プロセス技術
3.2 パッケージおよび実装技術
おわりに
第１１節 自動車用ガスセンサ
はじめに
１．排気ガス規制と燃費規制
1.1 排気ガス規制
1.2 燃費規制
２．排気ガス浄化システム用酸素センサ
2.1 酸素センサ
2.1.1 空燃費制御用酸素センサ
(1)濃淡電池式
(2)抵抗変化式
2.1.2 リーンミクスチャセンサ
2.1.3 A/Fセンサ
３．車室内空調用
3.1 内外気自動切り替えシステム
3.2 空気清浄機用センサ
おわりに
第１２節は著作権の都合上、掲載しておりません
第３章 車載用センサの品質上のポイント
はじめに
第１節 評価の規格
１．試験の種類
1.1 電圧
1.2 電磁気性
1.3 温度
1.4 湿度
1.5 結露
1.6 耐水性
1.7 耐塩水
1.8 耐振性
1.9 衝撃
1.10 塵埃・耐油
２．試験のやり方
第２節 評価のポイント
１．試験の前に結果の予測を
２．試験の前に再現性の確認を
３．結果に一喜一憂しない
４．信じるな
５．どこが一番弱い
６．マスターサンプルは必要
７．試験の手抜きを
第３節 今後の評価のあり方
第４節 品質クレームの対処の仕方
１．正確さ
２．再現性
３． ソース
４．すばやく
５．積極的に
６．スタンダード
おわりに
