Technical Article CANapeとVX1000を用いた車載ミリ波レーダー開発の効率化 ∼高いデータ再現性でアルゴリズム開発期間の短縮を実現∼ 自動車の安全性における規制･基準の強化が世界的に進むなかで、さらに高度な安全運転支援システムの開発ニーズが急速に高まっています。なかでも、耐環境性に優れ、検知精度の高い車載ミリ波レーダーの開発は、今後の予防安全技術の要として注目されています。富士通テン株式会社 (以下、富士通テン) は、ベクターの「CANape」と「VX1000シリーズ」を導入し、車載ミリ波レーダーの評価･開発の効率化を実現しました。本稿では、その導入のプロセスをご紹介します。世界に広がる法規化の波は、ミリ波レーダーやカメラを用いた周辺監視、自動ブレーキ技術などの開発に積極的に取り組み、対応を進めています。予防安全技術これまでの安全技術は、主に事故時の被害を軽減する「衝突安全」のなかで最も事故回避に役立つといわれるのが、前方車両との車間が重視されてきましたが、今後は衝突そのものを回避する「予防安距離を一定に保つACC (アダプティブクルーズコントロール) と、障害全」がさらに強化される傾向にあります。その背景には、予防安全物を検知してドライバーへの警告やブレーキの補助操作などを行う衝に関する世界的な規制強化と自動車アセスメント基準の強化がありま突被害軽減ブレーキ (プリクラッシュブレーキ) ですが、これらの安全す。欧州では、2013年11月から新型の大型車へのAEB (Automatic システムは大きく分けてレーダーベースとカメラベースとに分かれ、 Emergency Braking、自動緊急ブレーキ) の装着が義務化され、 2015年には継続生産車にも適用されます。日本でも、2014年11月カメラのみを使用したものや、カメラとレーダー (レーザーレーダーから新型の大型トラック･バスに衝突被害軽減ブレーキの装着が義務でも、ミリ波レーダーはレーザーレーダーに比べて雨や雪、霧などのもしくはミリ波レーダー) を併用した製品が開発されています。なか化され、2017年11月から継続生産車への適用が始まります。そして、悪天候でも高い検知精度を発揮するため、今後、世界でもますます欧州の新車アセスメントプログラム「EuroNCAP (European New Car 需要が伸びていくと思われます。 Assessment Programme)」では、2014年より乗用車でもAEBが評価対象となるため、安全性の最高ランクである5つ星を取得するには AEBの搭載が必須となります。日本も2014年から自動車事故対策機構が実施する自動車アセスメントプログラム「JNCAP (Japan New Car Assessment Program)」で、自動ブレーキ装着を評価基準に加えることを検討しています。こうした状況下で、自動車メーカー各社 March 2013 富士通テンは、カーナビゲーションやカーオーディオをはじめ、エンジン制御ECUや車載カメラ、ミリ波レーダーなど幅広い自動車用電子機器を開発、ICT (Information Communication Technology) で自動車を変革する日本有数のカーエレクトロニクスメーカーです。今回、導入に取り組んだAS技術本部車両実験室では、量産設計仕様の実車評価、評価ツールや評価設備開発など、アドバンスドセーフ 1 Technical Article ティー部門として安全運転支援に向けた最先端の評価技術を開発しビート信号を物理的に引き出し、そのデータをロガーに保存してオフており、ミリ波レーダー、MAV (マルチアングルビジョン)、エアバッラインシュミレーションとして再利用する方式を採っていました。しかグなどさまざまな製品評価を行っています。昨今の車載ミリ波レーし、その方式では引き出したデータが実際にレーダー内で使われてダー開発における動向について、 AS技術本部車両実験室第一評価いるデータと一致しないという問題がありました。実車走行でデータチーム小池久人氏は次のように語ります。「現在、世界的に安全シを採取し、そのデータをシミュレーションにかけてアルゴリズムを改ステムの法規化や規格化が進んでおり、欧州ではEuroNCAPによる善し、その改善したアルゴリズムで再度シミュレーションを行って確 AEB義務化、それに伴い日本でもAEBの義務化が進む傾向にありま認するという一連の作業において、取得データの再現性が低い場合、す。こうした法規や基準の採用による安全意識の高まりが、ミリ波レー何度も実車走行で確認する必要が生じ、しかも同じシーンに遭遇するダーの需要拡大につながると予想できます」ことは不可能といえます。アルゴリズムの改善と実車走行を繰り返すことは評価に必要不可欠であるとはいえ、多大な時間と工数を要しミリ波データ評価における課題：データの再現性ていました。小池氏は次のように語ります。「物理的に引き出したレーダービート信号はCPUが処理したデータとは異なります。レーダーとミリ波レーダーの評価は、試験走行、定量評価、フィールド評価（屋ロガーのフィルター特性や配線長による遅延、減衰などがあり、取得外試験場評価）、そしてその結果を設計や製品に生かしていくというデータの再現性が一致しない場合がありました。実走行を行い確認サイクルで行われます。評価の効率化のためには、試験走行で得たする作業において、取得データの再現性が低いことは大きな課題とデータの再現性向上による評価期間の短縮や、設計や製品への評価なっていました」結果の迅速なフィードバックが重要となります。試験走行では、走行シーンとレーダー情報、車両情報をレーダー内部情報と同期して記録し、再生可能な計測ツールの開発が必要です。フィールド評価では、 CANapeとVX1000の導入へ移動ターゲットや衝突模擬装置、GPSを準備し、車両走行試験での市富士通テンは、この課題を解決すべく、ベクターの「CANape」と場環境模擬や定点評価を行います。富士通テンでは、このほかにも「VX1000シリーズ」の導入を決めました。 CANapeは、ベクターの “電波の見える化”環境を整えるなど、さまざまな評価をより安全･正提供するECUの測定/キャリブレーションツールです。 ECUにアクセス確に取得するための設備開発を行っています。また、フィールド評価して測定データやパラメーターの取得や変更を行い、ECUアルゴリに限らず、レーダーにとって厳しいシーンで車両走行試験を行い、ターズムを最適化するためのツールで、ECUで測定したデータは、シリアゲット情報表示 (車載カメラ)、ターゲット自車情報 (CAN) で俯瞰図とルバスシステム、GPS、オーディオ、ビデオ、その他の測定装置か数値表示を確認するなどの市場評価も行います。 ACCシステムには、らの測定データと時間同期を取った上で記録され、さまざまな方法先行車両と適切な車間距離が保てるよう、非常に複雑で緻密なアルで表示されます。また、ユーザー固有の表示エレメントやコントローゴリズムが必要であり、車載レーダー性能の良し悪しはアルゴリズムルを簡単に作成して統合することも可能で、センサー開発やシステに大きく影響されます。ム開発に必要な機能を備えています。小池氏はCANape導入の理由富士通テンでは、これまで、採取データを再利用してオフラインを、次のように語ります。「CANapeは、カメラやレーダーセンサーシミュレーションにかけてアルゴリズムを改善していく際、レーダーなどの情報すべてを同期を取りながら形成でき、ユーザーロジックや図1：測定データ表示のためのさまざまな表示Windowを提供するCANape March 2013 2 Technical Article Camera Radar CAN RAM 図2： VX1000導入後の VX1131 MATLAB®/Simulink®との連携も可能なので、今後、開発環境を整えていく上でも大いにメリットがあると感じました。また、CANapeで取得したデータを自社のシミュレーションにかけることができたのも大きな理由でした」システム構成導入実現のための協力体制富士通テンは、ベクターとの密接な協力関係のもと、導入プロセスにおける課題をクリアしていきました。たとえば、富士通テンでは続いて導入したVX1000シリーズは、CANapeなどの測定/キャリこれまで、自社の開発ツールでデータの採取･解析やシミュレーショブレーションツールとECU間のインターフェイスとなる、拡張性の高ンを行っていたため、その自社のデータをCANapeとVX1000で採取い測定/キャリブレーションハードウェアです。最大30MB/秒の極めしたデータに対応させる必要がありましたが、CANapeの保存ファイて高いデータスループットで、ECUの実行時間への影響を最少化しつル形式はMDF形式であり、ベクターで準備したライブラリーを使ってつ、最大のデータ処理能力を実現します。ミリ波レーダーのように、自社のツールフォーマットに変換することでツール側の変更規模を最膨大な量のデータを高速に取得する必要がある場合に力を発揮しま小限に抑え、開発期間の短縮を実現しました。す。「レーダーデータは膨大なデータ取得が必要で、しかもNexus また、開発の途中で急きょ、CPUのリビジョン変更が発生したこと Class3に対応している必要があり、さらにリアル環境 (実車試験) でもありましたが、ベクターがVX1000のファームウェアを迅速に対応 RAMデータを採取する必要もあったのですが、VX1000 はその環境し、問題は解決されました。「CPUは新規設計でしたが、ベクターかを備えており、これしかないと思い採用しました。それに自社のCPU らレーダーのハード/ソフト設計の両面でサポートを受けて対応するこは新規品でしたが、RAMデータ採取の検討段階よりベクターの協力とができました。また、CANapeやVX1000と自社ツールが対応できを受け、一緒に開発を進められることもありVX1000を導入しました」るか不安でしたが、ベクターでライブラリーも用意されていたので、 (小池氏) データを加工するだけで自社のシミュレーションをそのまま変えることなく使えた点に大きなメリットがありました。シミュレーションを作り直すには大変な工数と費用が掛かりますので、こうした対応がなければ開発期間の短縮は難しかったと思います。また、納期が迫るなかCPUのリビジョン変更があった際も、VX1000システムのファームウェアを1日で準備いただき、無事に納期に間に合い、大変助かりました」 (小池氏) CANapeとVX1000で高いデータ再現性を実現富士通テンでは、CANapeとVX1000の導入により、CAN、カメラ、 GPS、RAMなどのさまざまなセンサーやECU情報を、同期を取りながら計測できるようになり、また特定のシーンを再現する場合も実際の CPUで処理されたデータをそのまま使用できるようになったことで、アルゴリズム開発期間が大幅に短縮されました。また、再現性が高図3：レーダーユニットのために車両内に設置されたVX1000 March 2013 いため、アルゴリズムを改善してその背反が起こってしまった場合でも、早い段階で見つけることができます。さらにCANapeの導入により、ユーザーロジックやMATLAB/Simulinkとの連携も可能になり、 3 Technical Article 結果として統合的な開発環境の構築が実現できました。今回の導入プロジェクトを振り返って成果を小池氏は次のように語ります。「これまで、たとえば3回繰り返していた実走行が1回で済むようになりました。アルゴリズムを作っ富士通テン株式会社て背反があった際は、再度走りに行っても恐らく再現できない場合が AS技術本部車両実験室第一評価チームありますが、今は同期がとれて再現性が高いデータを採取して使え小池久人氏るため、データの信用度も精度も格段に上がりました。取得したデー「開発全体を通して、サポート体制がしっかりしており、質問に対してタを信用できるので、その後のシミュレーションで何度も使えることのリプライも迅速でしたので感謝しております。取得データの高い再は大きなメリットです」なお、量産開発で自社ツールを用いて新規開発する場合は、そのツールを開発しなくてはなりませんでしたが、CANapeは汎用的に現性を実現する開発環境が確立でき、製品開発の効率化を進めることができました。今後もCANapeとVX1000をさらに活用し、自動車安全システム開発への応用も検討したいと思います」使用することができるため、データを採取し、変換して自社のシミュレーションに対応させることで、お客様先との開発を止めることなくベクター・ジャパン株式会社行うことが可能となりました。「ツールの準備が整わず、お客様との適合ツール部マネージャー開発を中断するようなことがあれば信用を落とすことにもつながります。そのようなことが起こらないためにも、お客様にもCANapeを使庄井美章「CANapeとVX1000シリーズを富士通テン様の評価・開発の効率化に用してもらい、そこで採取したデータを自社で解析することもできる役立てることができ、大変嬉しく思っております。今後も先進的な自のでCANapeには助けられています」 (小池氏) 動車の開発業務の効率化に役立つツールの製品化を、ユーザー皆様の声を聞きながら強力に進めてまいります」まとめと展望富士通テンは、これまで、実車走行時に採取したデータを利用してシミュレーションを繰り返す際、データの再現性が一致しないという課題を抱えていました。しかし、CANapeとVX1000を導入した結果、画像提供元表紙および図1：ベクター・ジャパン図2および図3：富士通テン採取データの再現性が高くなり、評価の精度とともに開発効率は飛躍的に向上しました。富士通テンでは、今後、CANapeとVX1000のさらなる活用法として、机上適合、実車適合などに使用することを検 ■ 本件に関するお問い合わせ先ベクター・ジャパン株式会社営業部討しています。「適合評価や体感評価でECUソフトをその都度作成す（東京）るのではなく、CANape、VX1000システムを使いECU適合などもし（名古屋）てきたいと考えています。また、車両周辺を確認するシステムへの TEL: 03-5769-6980 FAX: 03-5769-6975 TEL: 052-238-5020 FAX: 052-238-5077 E-Mail: [email protected] 活用も検討しており、カメラやMAVでも映像、位置、センサー情報を同期して採取が可能であるため、CANape + AMM(※) + GPSシステムを構築することで評価への対応が可能になるのではないかと考えています」 (小池氏) ※ AMM：CANapeアドバンスドマルチメディアオプション。現在は「CANapeオプションドライバーアシスタンス」に名称変更。ドライバーアシスタンスシステムの開発時に、オブジェクト検出アルゴリズムを確認するためのドライバーアシスタンスオプション。 March 2013 4