車線中央維持

テスラのオートパイロット使用中

道路交通用語では、レーンセンタリングは、レーンセンタリングアシスト、レーンアシスト、オートステア、オートステアリングとも呼ばれ、道路車両を車線の中央に保ち、ドライバーのハンドル操作を軽減する高度な運転者支援システムです。レーンセンタリングは、車線逸脱警報や車線維持支援に似ていますが、ドライバーに警告したり、車を車線の端から跳ね上げたりするのではなく、車を車線の中央に保ちます。[ 1 ] [ 2 ] [ 3 ] [ 4 ]アダプティブクルーズコントロール(ACC)と併用すると、一定時間、支援なしの運転が可能になります。[ 5 ] [ 6 ] [ 7 ]これは、自動車線維持システムの一部でもあります。

2019年からはセミトレーラートラックにもこの技術が搭載されるようになりました。[ 8 ] [ 9 ]

他のシステムとの比較

レーンセンタリングは車両を車線の中央に保ち、ほとんどの場合、高速道路での緩やかな旋回を支援するステアリングアシストが付属しています。[ 10 ]車線逸脱警報は車両が車線を越えたときに警告を発し、レーンキープアシストは車両が車線を越えないように支援します。これはISO 11270:2014で標準化されています。[ 11 ]

農業において、「機械自動操舵」とは、地形内での機械の自動操舵と位置決めを行う技術である。[ 12 ]

横方向の制御を支援する標準システムの比較[ 13 ]
名前SAEレベル説明ACSFカテゴリー自動車市場名
緊急操舵機能 - ESFSAE L0 - 運転自動化なし 「衝突の可能性を自動的に検知し、衝突を回避または軽減する目的で車両を操縦するために、一定時間の間、車両操舵システムを自動的に作動させる。」規則79
車線逸脱警報（LDW）SAE L0 - 運転自動化なし「車両が走行車線から意図せず逸脱した場合」に運転者に警告する。規則130。

通常、車線逸脱防止（LDA）機能付き

車線逸脱回避 - LDASAE L0 - 運転自動化なし「選択した車線からの逸脱を防止するためにステアリング角度を修正する」（ただし、持続時間は限られている）。規則79
  • 修正ステアリング機能（CSF）
  • ACSF B1、
  • 車線維持支援システム（LKA/LKS）：ISO 7000-3128
  • 車線逸脱防止支援システム（LDP）
B1LKA/LKS
緊急車線維持システム - ELKS -LDW と LDA の組み合わせ、EU 一般安全規則 [規則 (EU) 2019/2144] および欧州委員会実施規則 [規則 (EU) 2021/64] の仕様。
車線案内SAE L1 - 運転支援車を車線の中央に保つために運転者が必要とする労力を軽減するために、ステアリングを適応的に適用します。 B1LKA またはレーンセンタリングアシスタンス（LCA）
車線維持SAE L2 - 部分自動運転車両を現在の車線の中央に保ち、ドライバーの入力を減らす B1LKA または LCA
車線変更システムSAE L2 - 部分自動運転

ドライバーによる最初の指示または確認の後、自動的にステアリングを操作して車両を隣の車線に移動します。

C自動レーンチェンジまたは（ハイウェイ/アクティブ）レーンチェンジアシスト

歴史

最初の市販の車線中央維持システムは、テスラオートパイロットや日産プロパイロットなど、モービルアイが開発した既製のシステムをベースとしていたが、[ 14 ] 、モービルアイとの提携が終了した際にテスラは自社設計に切り替えた。[ 15 ]ボッシュ、デルファイ、ZF、モービルアイなどの少数の企業は、自動車メーカーにセンサー、制御ユニット、アルゴリズムを提供しており、自動車メーカーはそれらのシステムを統合・改良している。[ 16 ]

車線中央維持に直接起因するものではありませんが、モービルアイシステムを搭載したテスラモデルSとモデルXでは、テスラオートパイロットの使用中に衝突率が約40％減少しました。[ 17 ] [ 18 ] [ 19 ]

手術

車線検出アルゴリズム
キャニーエッジ検出とハフ変換出力を示す車線検出アルゴリズムの実装例

車線逸脱警報システムで使用される車線検出システムは、画像処理技術を用いて、車両に搭載されたカメラから供給されるリアルタイムのカメラ画像から車線を検出します。使用される画像処理技術の例としては、ハフ変換、キャニーエッジ検出器、ガボールフィルタ、ディープラーニングなどが挙げられます。車線逸脱警報を生成するための車線検出アルゴリズムの基本的なフローチャートを図に示します。

制限事項

システムを差別化する機能としては、ターン時の性能、速度制限、停止状態からの再開の有無などが挙げられる。[ 20 ] [ 21 ]

現在のレーンセンタリングシステムは、目に見える車線標示に依存しています。通常、色あせた、欠落した、不正確な、または重なり合った車線標示を判別することはできません。雪に覆われた車線標示や、目に見えるままの古い車線標示は、システムの精度に影響を与える可能性があります。[ 22 ]

GMのスーパークルーズは、以前にマッピングされた既知の高速道路でのみ機能します。[ 23 ]これらの地図と、TrimbleのRTX GNSS補正サービスによって提供される正確なGNSS位置の組み合わせを使用して、スーパークルーズを有効にできるかどうかを判断します。[ 23 ]ほとんどの車両では、ドライバーがハンドルから手を離さないようにする必要がありますが、GMのスーパークルーズは、ドライバーの目を監視して、道路に注意を向けていることを確認し、[ 24 ]ハンズフリー運転を可能にします。

2018 モービルアイ EyeQ4

モービルアイは2018年、レベル2+およびレベル3の自動運転システムを実現する同社のEyeQ4チップを11の自動車メーカーが採用すると発表した。これは自動車業界の50%以上を占めることになる。[ 25 ]レベル2の自動運転は「ハンズオフ」とも呼ばれ、システムが車両の制御（加速、ブレーキ、ステアリング）を完全に行う。レベル3は「アイズオフ」とも呼ばれ、ドライバーは安全に運転から注意をそらすことができ、例えばテキストメッセージの送信や映画鑑賞などができる。[ 26 ]

2018年、EyeQ4チップの自動車メーカーへの平均販売価格は約450米ドルでした。[ 27 ]

日産はハンズオフプロパイロット2.0システムにEyeQ4チップを採用している。[ 28 ]

規則

NHTSAによると、2018年のアメリカ合衆国では、車線中央維持システムは連邦自動車安全基準の対象外となっている。 [ 29 ]

欧州連合、日本、ロシア、トルコ、エジプト、イギリスなどの地域では、UNECE 79規則が採用されています。[ 30 ] UNECE 79規則を採用している地域では、自動操縦機能はいくつかのカテゴリーに分類されています。例えば、

  • カテゴリー A の機能は、時速 10 km 以下の速度で駐車操作を行うドライバーを支援します。
  • カテゴリー B1 機能は、ドライバーが車両を選択した車線内に維持するのに役立ちます。
  • カテゴリー B2 機能は、「ドライバーからの指示や確認なしに、車両の横方向の動きに長時間影響を与えて、車両を車線内に維持する」ものです。
  • カテゴリーC、D、Eは車線変更などの特定の操作に関連している[ 31 ]

これらの機能はすべて自動操舵に関連していますが、レーンセンタリングはカテゴリ B2 に関連する概念に近いのに対し、LKA はカテゴリ B1 に近いです。

現在の国際規制では、運転者がハンドルから手を離していないかどうかを監視するための支援システムが義務付けられており、運転者がハンドルから手を離していない場合は、警告レベルを段階的に上げ、最終的には解除されます。北米では、一部のメーカーが「ハンズオフ」システムを採用しており、運転者が前方の道路に注意を払っているかどうかを監視しています。[ 32 ]

レベル2自動運転車の例

これらの車両はすべて、レーン・センタリングと連携して作動するアダプティブ・クルーズ・コントロールも搭載しているため、 SAEレベル2自動運転規格を満たしています。アダプティブ・クルーズ・コントロールとレーン・センタリングは、ベースグレードだけでなく、より上位グレードでのみ提供される場合が多くあります。例えば、ヒュンダイ・コナEVでは、アダプティブ・クルーズ・コントロールは「アルティメット」エディションでのみ利用可能です。[ 33 ]

車線中央維持機能を備えた車両の例
メーカー​車両のサンプル車線中央維持のためのブランディング注記
シトロエンC4とë-C4車線維持支援 車線中央維持支援[ 34 ]
ダイムラートラックフレイトライナー・カスケーディア大型トラック[ 9 ] [ 35 ] [ 36 ] [ 37 ]アクトロス[ 38 ]レーンキープアシストアクティブドライブアシスト
ステランティスマセラティブランド[ 39 ]
フォード2021 F-150 [ 40 ]エッジ[ 41 ] [ 42 ] [ 43 ]エスケープ[ 44 ] [ 45 ]エクスプローラー[ 46 ]フォーカス[ 47 ] [ 48 ] [ 49 ]マッハE [ 50 ]フォード・コ・パイロット360：レーンセンタリング
GM2018キャデラック CT6、[ 51 ] 2021キャデラック CT4、[ 52 ] 2021 エスカレード、[ 53 ] 2021シボレー ボルト EUV、[ 54 ] 2022 シボレー シルバラード、[ 55 ] GMC ハマー EV [ 56 ]スーパークルーズ認可された高速道路のみ[ 57 ]視線追跡システムを使用しているため、運転者はハンドルを握る必要がありません。
ホンダシビック、[ 58 ]アコード、[ 59 ] CR-V、[ 60 ] HR-V [ 61 ]ホンダセンシング：トラフィックジャムアシスト（TJA）[ 62 ]時速45マイル（72km/h）以下の速度で作動し、速度を超えると自動的に車線維持支援システム（LKAS）に切り替わります。[ 62 ]
インサイト[ 63 ]オデッセイ[ 64 ] [ 65 ]パイロット[ 66 ] [ 67 ] [ 68 ]ホンダセンシング：車線維持支援システム（LKAS）[ 69 ] [ 70 ]時速45マイル（72km/h）から時速90マイル（140km/h）の間[ 71 ]
アキュラMDX、[ 72 ]アキュラTLX、[ 73 ]アキュラインテグラ[ 74 ]AcuraWatch：トラフィックジャムアシスト（TJA）[ 73 ]時速45マイル（72キロ）以下の速度で作動し、速度を超えると自動的に車線維持支援システム（LKAS）に切り替わります。[ 73 ]
アキュラILX、[ 75 ]アキュラRDX [ 75 ]アキュラウォッチ：車線維持支援システム（LKAS）[ 73 ]時速45マイル（72km/h）から時速90マイル（140km/h）の間[ 73 ]
ヒュンダイパリセイド[ 76 ] [ 77 ]コナ EV [ 78 ] [ 79 ]サンタフェ[ 80 ] [ 81 ] [ 82 ]エラントラ[ 83 ]車線追従支援[ 84 ]レーンキープアシストとも呼ばれ、時速60km（37mph）以上で利用可能。[ 85 ]
起亜起亜ニロ EV [ 86 ] [ 87 ]起亜テルライド[ 88 ] [ 89 ] [ 90 ]スティンガー[ 91 ] K900 [ 92 ]フォルテ[ 93 ]車線追従支援[ 87 ]速度 0 – 130 km/h, 81 mph [ 87 ]
リンカーンアビエイター[ 94 ] [ 95 ]コルセアノーチラス[ 96 ]リンカーン・コ・パイロット360：レーンセンタリング
マツダレーントレース時速60km以上で作動可能[ 97 ]
メルセデスAクラス[ 98 ]ドライバーアシスタンスパッケージ
日産リーフ、ローグ[ 99 ] [ 100 ]アルティマ[ 101 ] [ 102 ] [ 103 ]プロパイロットアシスト時速31マイル（50km/h）以下では、プロパイロットレーンセンタリングは車線内の他の車両を追跡するときに機能します。[ 104 ]
スバルフォレスター、[ 105 ]アウトバック、[ 106 ] [ 107 ]レガシー[ 108 ] [ 109 ]スバル アイサイトステレオカメラをベースにした奥行き知覚。[ 110 ] [ 111 ]テスラ以外では、Mobileyeの技術をベースにしていない数少ないシステムの一つ。[ 112 ] [ 113 ]
テスラモデルS、X、3、Y [ 114 ]自動操縦、自動操舵掲示されている速度制限を超える一定の速度以外では、すべての速度で作動します。[ 115 ]
トヨタカローラ[ 2 ] [ 116 ] Rav4 [ 117 ]ハイランダー[ 118 ]レクサス ES [ 119 ]レーントレーシングアシスト[ 120 ]第2世代トヨタセーフティセンスの一部[ 121 ] [ 122 ]
フォルクスワーゲン2020年アトラス[ 123 ]レーンアシスト時速37マイル（60キロ）以上でのみ作動します
アウディA8 [ 124 ]2019年 トラフィックジャムパイロット[ 125 ]レベル3の自動運転。ドイツ初。米国では2019年導入予定。最高速度：時速60km [ 126 ]
アウディ A6 [ 127 ]ポルシェ タイカン[ 128 ]ツアーアシスト[ 129 ]最高速度 155 mph (249 km/h)
ボルボXC40 [ 130 ] XC60 [ 131 ] [ 132 ] XC90 [ 133 ]パイロットアシストII [ 134 ]

日産プロパイロット

日産リーフで使用されているプロパイロット

日産プロパイロットはモービルアイの技術をベースとしており[ 135 ]、単一車線の高速道路での運転状況で加速、ステアリング、ブレーキの入力を支援します。[ 136 ]プロパイロットは車を車線の中央に保ち、前方の車両を追従していない場合は時速 31 マイル未満で停止します。[ 104 ]アダプティブクルーズコントロールは、4 秒未満の停止の場合にストップアンドゴー交通を処理し[ 137 ]、設定された車両速度を維持し、前方の車両との安全な距離を維持します。カーブに追従できるプロパイロットは[ 138 ]前方カメラ、前方レーダー、その他のセンサーを使用します。交通標識認識システムは、バックミラーの前にあるフロントガラスに取り付けられたカメラで検出された最新の速度制限情報をドライバーに提供します。

ExtremeTechによるレビューでは、ProPilotは1,000マイルのテストでうまく機能し、一部の曲がりくねったセクションでのみドライバーの介入が必要でした。[ 139 ] Euro NCAP 2018のテストでは、ProPilotは他のすべてのテストで不合格になりました。[ 140 ] [ 141 ] Consumer Reportsは、ProPilotが渋滞時に特に役立つことを示しています。[ 142 ]

ホンダセンシング/アキュラウォッチ

Honda SensingとAcuraWatchは、高度な運転者支援機能のスイートであり、その1つであるレーンキープアシストシステム（LKAS）は、ドライバーが方向指示器を作動させなくても車両が検出された車線の中央から逸脱しそうになると、軽いステアリングトルクを適用して車両を車線の中央に維持するのに役立ちます。[ 143 ] [ 144 ]レーンキープアシストシステム（LKAS）は時速45マイル（72km/h）未満の速度では作動しません。ただし、トラフィックジャムアシスト（TJA）を装備した一部の車両では、時速45マイル（72km/h）を下回ると、停止するまでシステムが車線維持タスクを引き継ぎます。速度が時速45マイル（72km/h）を超えると、自動的にレーンキープアシストシステム（LKAS）に切り替わります。

Honda Sensing および AcuraWatch パッケージには以下も含まれます:

IIHSによる評価

2018年にアメリカ道路安全保険協会が行った評価では、次のような結果が出ました。[ 145 ]

どの企業がレベル 2 の運転支援を最も安全に実装しているかはまだわかりませんが、これらの車両はどれも単独で安全に運転できないことに注意することが重要です...

報告書ではまた、18回の試験すべてで車線内に留まったのはテスラ モデル3のみであり、安全性の利点に関する証拠はアダプティブ クルーズ コントロール (ACC) ほど強力ではないものの、車線逸脱事故を防ぐことで年間約8,000人の命を救えることが判明したと指摘されている。

参照

参考文献

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