ミリ波レーダーだけで歩行者を検知

　歩行者の認識にはカメラが必須――。こうした常識が崩れた。独フォルクスワーゲン（VW）は、新型SUV（スポーツ・ユーティリティー・ビークル）「ティグアン」にミリ波レーダーだけで機能する歩行者検知システムを搭載した（図1）。

図1　フォルクスワーゲン「ティグアン」を手始めにアウディにも展開

（a）VWのSUV「ティグアン」は、フロントグリルのエンブレム裏にミリ波レーダーを配置した。（b）アウディの小型車「A3」は、ティグアンと同じ「MQB」プラットフォームを使用している

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　カメラ不要のこの機能は独アウディの新型「A3」にも展開。VWグループの普及価格帯の車両への採用が加速しそうだ。

　歩行者の認識はこれまで、カメラの専売特許とされてきた。形状的な特徴を判断しやすいためだ。実際、トヨタ自動車をはじめ、VWグループ以外の自動車メーカーは皆、カメラに歩行者検知を任せている。ミリ波レーダーは、反射波の時間差や強度などから距離や相対速度を計算し、どんな物体かを認識する。車両の認識は得意だが、反射波が小さい人の認識は難易度が高い。

　トヨタの自動ブレーキ「Toyota SafetySense P」はカメラとミリ波レーダーを使う。両方の情報を組み合わせて歩行者を検知するが、ミリ波レーダーの情報はあくまで補助である。VWのセダン「パサート」でも歩行者検知の機能は実現していたが、カメラとミリ波レーダーを併用していた。

　ミリ波レーダーだけで歩行者を検知可能としたのは、VWではティグアンが初めて。同車の歩行者検知システムは、ミリ波レーダーで歩行者を検知すると運転者に警告を出す。それでも運転者が回避行動を取らずに衝突の危険性が高まると、自動でブレーキをかけて危険を回避・軽減する。

　ミリ波レーダーは、フロントグリル中央の「VWマーク」の裏に内蔵している。アウディのA3はナンバープレート下に配置した。ミリ波レーダーは独コンチネンタル社製の「ARS410」を採用した。76GHz帯（76G～77GHz）の品種だ。車線維持機能などに必要な白線の検知には、オプションの単眼カメラが必要になる。

低コストで“五つ星”を

　そもそも、歩行者を対象とした自動ブレーキへの対応は、自動車アセスメントが大きく影響している。欧州の「EuroNCAP」や日本の「JNCAP」が、2016年から歩行者検知に対応した自動ブレーキを評価に加えているのだ。いかに低コストで“五つ星”の高評価を獲得するか。VWグループが出した答えが、ミリ波レーダーのみで歩行者検知を実現させることだった。

　ティグアンとA3はいずれも、VWグループの主力プラットフォーム「MQB（横置きエンジン車用モジュールマトリックス）」の適用車。MQBは同グループのスペインのセアト社やチェコのシュコダ社にも展開される。このため、ミリ波レーダーによる歩行者検知システムは今後さらに採用が増えそうだ。

歩行者の手足の動きに着目

　アウディの担当者によると、今回開発したシステムは、「歩行者が道路を横切った時に作動する」という（図2）。道路脇に立ち止まっている歩行者は認識しない。ここに技術のポイントがある。

図2　検出できるのは道路を横切る歩行者

（a）道路を横断する歩行者の手や足の動きをミリ波レーダーで捉える。（b）歩行者が5km/hの速度で横断したときに、ミリ波レーダーが取得する情報の例。相対速度にばらつきが生じる。（b）は欧州自動車工業会（ACEA）の資料を基に作成した

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　「人が歩く時は、手足が前後に振れる。この特性に着目した」。こう語るのは、コンチネンタル社Business Unit ADAS, Strategy & Planning Asia, Engineering ManagementのRolf Adomat氏である。同氏によると、ミリ波レーダーの人からの反射波は、「金属製の小型車の1/10ほど」という。他の物体の反射波に埋もれがちな歩行者の反射波を見分けるため、歩行者ならではの特徴に目を付けた。

　重要なのは相対速度の情報だ。認識の対象物が車両であれば、安定した反射波が返ってくる。これに対して人は、歩く際に手や足を振る。手足に当たって反射してきたミリ波信号はばらつき、相対速度に変化が生じる〔図2（b）〕。この相対速度のばらつきは「人に特有のもので、そこから歩行者であることを推定できる」（同氏）という。

　EuroNCAPは、試験シナリオを細かく規定している。歩行者検知に対応した自動ブレーキでは、車両の前をダミー人形が横切る。ダミー人形は、移動速度だけでなく、手足を振る周期や幅なども決まっている（図3）。ティグアンやA3が採用した自動ブレーキは、この試験条件を強く意識して開発したものと言えそうだ。

図3　EuroNCAPでの試験の様子

歩行者に対する自動ブレーキ試験で使うダミー人形は、手足を振る周期や幅などが細かく規定されている

　コンチネンタル社のミリ波レーダー技術は、EuroNCAPが2018年に追加する二つの自動ブレーキ試験にも対応可能だ。対象の一つが夜間の歩行者。夜間に認識精度が落ちるカメラとは違い、ミリ波レーダーは昼夜で性能差がない。

図4　Continental社の自転車検知技術

ミリ波レーダーだけで自転車に乗った人を検出し、自動ブレーキをかける技術を開発済みである。

　もう一つが自転車で、こちらもコンチネンタル社はミリ波レーダーだけで対応できることを確認済だ（図4）。EuroNCAPでの試験条件はまだ確定していないが、コンチネンタル社も「策定に向けた議論に参加している」（Rolf Adomat氏）という。見通しのよい場所で、自転車が右から横断するシナリオなどが有力である。