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2024/11/11

【センサ】京セラ、世界初の、カメラとの光軸一致を実現した「カメラ-LiDARフュージョンセンサ」開発

　京セラは、世界で初めて※1カメラとLiDARの光軸を一致させ、ワンユニット化した「カメラ-LiDARフュージョンセンサ」を開発した。
　「カメラ-LiDARフュージョンセンサ」は、京セラ独自の光学設計を用いて、カメラとLiDARを1つのセンサとして統合しており、視差のない重畳データをリアルタイムで取得可能。また、LiDARセンサとして世界最高※2のレーザー照射密度を実現し、長距離かつ高精度な物体検知を可能にした。

　自動運転など、モビリティの自律化に向けてさまざまなセンシング技術が開発される中、複雑な環境や高速移動中に障害物を正確に検知するために、長距離かつ精度の高い3D情報を瞬時に取得できるLiDARは、必須のデバイスとされている。
　LiDARはレーザー光を広域で照射し、反射光が跳ね返ってくる時間や角度から、物体までの距離やサイズなどを特定する優れた空間認識能力を持っている。しかし、対象物が何かをより正確に把握するために、カメラと併用されるケースが多くある。従来は、別々のユニットであるカメラとLiDARから得られるデータに視差があるため、センサ間のキャリブレーション※3が必要となり、遅延を引き起こすことが課題とされていた。
　京セラはこの課題を解決するため、カメラと高解像度LiDARをユニット内で一体化し、視差のないリアルタイムのデータ統合を実現した「カメラ-LiDARフュージョンセンサ」を開発した。
※1　カメラとLiDARの光軸を一致させ、ワンユニット化したセンサ開発において。2024年10月、京セラ調べ
※2　現在商用化が公表されているLiDARの照射密度において。2024年10月、京セラ調べ
※3　複数のセンサや機器が同じ基準で測定できるように、測定結果に生じるズレを調整してデータを一致させる作業
■「カメラ-LiDARフュージョンセンサ」の特長
（1）カメラとLiDARのワンユニット化により、検知結果を視差なくリアルタイムで統合
　独自の光学設計技術により、カメラとLiDAR、2つのデバイスを1つのユニットに収め、光軸を一致させることに世界で初めて成功した。これにより、それぞれの検知結果を統合させるプロセスが非常に容易となり、遅延なくリアルタイムにカメラの画像データとLiDARの距離データを統合し、高度な物体認識を可能にした。
（2）世界最高のレーザー照射密度により、高解像度を実現
　LiDARは、レーザー光を照射する密度を高めることにより解像度が上がり、長距離の小さい障害物なども認識できるようになる。京セラの「カメラ-LiDARフュージョンセンサ」は、複合機・プリンターなどの開発で培ってきた独自のレーザースキャンユニットの技術を応用することで、世界最高となる0.045度の照射密度を実現した。これにより、100m先の30cmの落下物も検知することが可能。
（3）独自のMEMSミラーによる高耐久性の実現
　LiDARにおいて、レーザー光を広範囲・高密度で照射するためにMEMSミラーもしくはモーターが必要となる。しかし、MEMSミラーは解像度が低く、一方モーターは高解像度ながら摩耗が早いという課題があった。京セラの「カメラ-LiDARフュージョンセンサ」は、レーザースキャンユニット技術による高解像度と同時に、同社がこれまでセラミックパッケージの製造・開発で培ってきた技術を応用した独自開発のMEMSミラーを採用することにより、モーター式を上回る高解像度と、従来のMEMSミラーを上回る耐久性の両立を実現した。
　自動運転車両の障害物検知はもちろんのこと、船舶や重機など、さまざまな環境下での高精度なセンシングをサポートする。

（4）用途ごとに最適化したカスタマイズが可能
　MEMSミラーから、光学系、電気回路、ソフトウエアまで自社で開発しているため、用途に合わせたカスタマイズが可能。
　今後、京セラは車載のみならず、建設機械や船舶、ロボットなどのモビリティのほか、人や物を認識するセキュリティシステムなど、さまざまな分野での導入を目指し、本デバイスの早期製品化を目指していく。

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