隊列走行。 高速道路におけるトラック隊列走行の後続車無人システム(後続車無人状態)実現に向け、今年度の車両開発を行うとともに、テストコースにおいて実際に後続車無人状態での隊列走行を実施しました。

5Gで物流が変わる「トラック隊列走行」、ソフトバンクの担当者に最新動向を聞く

隊列走行

自動車交通分野の省エネルギー対策を追求したNEDOのエネルギーITS推進プロジェクトが今年度で完了、隊列を形成した複数のトラックを操舵制御と速度制御により安全で効率的な走行を可能にする自動運転・隊列走行等の成果を産業技術総合研究所つくばセンター(茨城県つくば市)のテストコースで公開しました。 また、技術の汎用性を向上させ隊列走行の早期実用化につなげるため、車車間通信を用いた車間距離制御と前方障害物認識技術を我が国大型車メーカ4社の大型トラックに適用し、CACC(Cooperative Adaptive Cruise Control)の実験車4台を製作しました。 大型車・小型車混在で操舵制御と速度(車間)制御を行う自動運転・隊列走行の実験に成功しました。 通常時は道路の白線を認識・基準に走行しますが、分合流部、降雪などの悪天候時などの白線認識不可時は前方車を追従します。 また、衝突回避の自動制御を行います。 具体的な要素技術は下記の通りです。 〔1〕 隊列形成 個々の車両の位置を認識して隊列を形成し管理する技術 〔2〕 車線保持制御 道路端の白線を認識して操舵を制御する技術 〔3〕 車間距離維持制御(車車間通信と車間距離検出によって車間距離を制御する技術) 〔4〕 障害物との衝突回避制御(障害物を検出し、レーンチェンジや非常ブレーキ制御を行う技術) 〔5〕 先頭車追尾制御(分合流部、降雪や悪天候時などの白線認識不可時に先行車を認識し追従する技術)• <期待される効果> 車間距離を短くして隊列走行することにより空気抵抗の低減と、現状の道路幅員を維持したまま交通容量を増大(単位道路距離あたりの走行台数が増加)でき、交通流の円滑化効果が期待されます。 さらに、本プロジェクトで開発した自動操舵システムや車車間通信を用いた車間距離制御システム等は、各種の運転支援システムの高度化にも転用可能であり、高齢化社会における安全で環境に優しいモビリティ確保に貢献します。 <その他> 自動運転・隊列走行技術の実用化・普及に向けたワークショップを2013年2月26(火)13時00分~17時30分につくば国際会議場にて開催、さらに、「エネルギーITS推進事業」全体(自動運転・隊列走行及びCO 2排出量推計)に関する成果報告会を2013年3月12(火)9時50分~17時00分に東京国際交流館プラザ平成にて開催します。 問い合わせ先.

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トラックの自動運転・隊列走行の実用化に向けた実証へ~経済産業省「スマートモビリティシステム研究開発・実証事業」に採択~

隊列走行

第5世代移動通信システム(5G)の商用化によって、あらゆる産業が再定義されるとされています。 その代表例の1つが自動運転分野。 2019年6月、ソフトバンクは新東名高速道路で、5G通信を使用したトラック隊列走行の実証実験を実施し、車間距離自動制御を行うことに、世界で初めて成功したことを発表しました。 この実証実験が、未来の産業においてどのような活用が期待されているのか、また5Gの通信技術がどのように活用されているのか、実験内容をひも解きながら解説します。 物流における社会問題を解決する次世代テクノロジー 少子高齢化に伴う労働力減少が加速し、トラック運送に従事するドライバーの年齢構成も徐々に高齢化する中で、ドライバー不足が深刻な社会問題となっています。 その解決策として注目されているのが「トラック隊列走行」です。 先頭車両は有人運転で、後続する車両が無人で追従することで、多くの荷物を少ないドライバーで輸送することができるようになります。 他にも隊列走行には、さまざまなメリットが期待されています。 さらには安定した車間距離で走行することによる道路の渋滞緩和や、ドライバーの労働環境改善などの効果も見込まれます。 隊列を解除すれば、それぞれのトラックが独立して走行できる柔軟性も兼ね備えています。 このトラック隊列走行は、ドライバー不足を解決すると同時に、経費削減と効率化を実現できる、まさに次世代のテクノロジーなのです。 トラックの隊列を安定して形成・維持するためには、自動運転技術に加えて、隊列を構成するトラック同士が通信を行い、瞬時に必要な操作制御を行うことが求められます。 一般的に、前方を走る車がブレーキを踏んで減速すると、それを認識した後続車のドライバーがブレーキを踏んで減速しますが、隊列走行の場合は先頭車両が減速すれば、そのブレーキ操作が瞬時に後続車両に伝わり、人間が操作するよりも素早く減速されます。 車両同士の通信をいかにリアルタイムに行えるかが非常に重要な要素であり、このカギとなるのが5Gの特長を活用した通信です。 「トラック隊列走行」の通信の仕組み ソフトバンクが行っている実験は、総務省の平成30年度5G総合実証試験の「高速移動時において無線区間1ms、End-to-Endで10msの低遅延通信を可能とする第5世代移動通信システムの技術的条件に関する調査検討」に基づく、「公道でのトラックの隊列走行、車両の遠隔監視・遠隔操作に関する 実証」として進められており、二つのユースケース(Use Case)での活用が期待されています。 その通信手段には、基地局を経由して車両間通信を行うV2N2V(Vehicle to Network to Vehicle)と、トラック同士が直接通信する、V2V(Vehicle to Vehicle)の2種類あります。 ではトラックの走行中、どのようなデータがやり取りされているのでしょう? トラックにカメラを搭載し、リアルタイムで映像を送信 車両制御系の通信 (小容量・低遅延)• 数十から数百バイト(Byte)のメッセージデータ• 車両の位置情報や加減速情報、制動情報、操舵情報など• (遠隔制御時の)緊急停止命令 映像監視系の通信 (大容量・低遅延)• 数十Mbpsのリアルタイム映像データ• 後続車の周囲を監視、ドライバーがいる先頭車両へ映像を送信 さらに、基地局を経由して通信を行うV2N2Vと、トラック同士が直接通信するV2Vの二つの通信手段は併用可能です。 もし何らかの理由でV2N2Vの通信が途切れてしまったら、後続車両を制御できず前方車両に衝突し、事故につながります。 そのような事態を防ぐため、V2V通信によって後続車に制御信号を送信し、安全に車両を停止させます。 他にも、先頭車両のドライバーの身に何らかの異変が生じた場合に、遠隔運行管制センターからトラックに緊急停止信号を送信することを想定して、V2N通信でのユースケースも検証して、安全な運行に備えています。 隊列走行における通信の要求条件 トラック同士の通信課題を解決する二つの技術。 従来、5G-NRの実験で用いられる装置は、基地局から端末へのダウンリンク(Down Link:DL)と端末から基地局へのアップリンク(Up Link:UL)の基地局を経由した通信しかありませんでした。 そのため、端末同士が通信するには、必ず基地局を経由して通信することになります。 そこで、基地局を経由せずに、端末同士が直接通信できるようにするため、2018年に5G-NR実験用試作機(5G-NR Sidelink実験用試作機)を開発しました。 本試作機は4. 5GHz帯の周波数を用いており、5G-NR Sidelinkは、先頭車両から後続車両に対する通信(Back Link:BL)と後続車両から先頭車両に対する通信(Forward Link:FL)の2方向で構成されています。 車両間直接通信の計測結果 Sidelink FL/BL 基地局経由の通信の計測結果 Uu UL/DL• トラック同士の通信の課題を解決する二つの技術。 移動しながらの通信となるため、トラックに取り付けられた送受信アンテナの位置関係は、刻々と変化していきます。 特に28GHz帯のような非常に高い周波数を利用する場合には、4. 5GHz帯での周波数帯とは異なり解決しなければいけないアンテナ技術の課題がありました。 ここで少しだけアンテナから送出される電波の特徴について知っておきましょう。 アンテナのタイプにもよりますが、28GHz帯のような伝搬損失の大きな高い周波数帯で一般的に用いられるアンテナは狙った方向により強く電波を送出するために指向性を持っています。 しかし、このような指向性を持つアンテナは、一部の方向で信号の送受信レベルが極端に低下してしまう「ヌル点(null)」と呼ばれる方向が存在します。 例えば、携帯電話の電波の受信強度が急に弱くなる場所があるという表現だとイメージしやすいでしょうか。 一定の距離・スピードを維持した状態でまっすぐ隊列走行しているときには安定した通信が行われていたとしても、カーブ時や車線変更時に、トラックに取り付けられたアンテナの位置関係に変化が生じてしまいます。 このときの位置関係によってはヌル点同士の通信になる場合があり、その結果として受信レベルが大幅に低下し、通信が遮断する可能性があります。 通信が途絶えると、トラック同士の連携ができず、事故につながってしまう可能性が大いに考えられます。 そこで、カーブ時のヌル点による影響を回避・低減するため、2017年度はデジタルビームの形成による試験を行い、成功しました。 しかし、実際の車両に実装することを考えると、消費電力や装置規模、コストといった実用面での問題があったため、さらに検討を重ねて、より簡易で低コストの技術として、2018年度はアンテナの方向によって電波の強度が変化しにくい「ヌルフィル化技術」を活用したアンテナを独自に開発しました。 カーブや車線変更におけるデータの送受信でも、安定した通信品質が維持できることを確認しました。 「トラック隊列走行」の実用化に向けた取り組み これまで、日本自動車研究所城里テストセンターのテストコース、新東名高速道路で実証実験を行いました。 自動車会社の車両性能評価実験でも使用される日本自動車研究所の城里テストコースでは、後続車監視のための映像伝送試験を実施。 さらに、アンテナ実装上の課題を解決するために、送受信アンテナの位置関係が問題となる車線変更とカーブにおける試験で、ヌルフィル技術を搭載したヌルフィルアンテナの適用効果を検証。 結果、従来アンテナでは車線変更時に通信の瞬断が発生する一方で、ヌルフィルアンテナではカーブ区間・車線変更時に通信の瞬断を防止できることが確認できました。 2019年2月には、5G-NR Sidelink(4. 5GHz帯)を通信回線として、車両間制御信号の伝送を実証。 新東名高速道路での実証実験では、5G-NR Sidelink は 4G/LTE に比べて、End-to-Endでの到達時間を約50ms前後短縮できることを確認しました。 そして2019年2月 、一般車両が走行する高速道路(公道)という実用的な環境下で、試験区間でのCACC(Coordinated Adaptive Cruise Control、協調型車間距離維持制御)による隊列走行を実証。 新東名高速道路の試験区間(約14km)を時速約70kmで走行する、3台のトラックの車両間で、5Gの車両間通信(4. 5GHz帯使用、無線区間の伝送遅延1ms以下)を用いて、位置情報や速度情報などを共有し、CACCによる隊列維持に成功しました。 隊列走行技術は、実証実験を重ねるごとに進化し続けています。 2020年には、高速道路での無人後続車による隊列走行の成功に向けて、自動運転に関連する研究開発が進められています。

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トラックの自動運転・隊列走行の実用化に向けた実証へ~経済産業省「スマートモビリティシステム研究開発・実証事業」に採択~

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4台の大型トラックを用いた自動運転・隊列走行の実験風景 出典:NEDO 大型トラックの自動運転・隊列走行技術は、NEDOが2008〜2012年度の5カ年で進めている自動車交通分野の省エネルギー対策を追求した「エネルギーITS推進プロジェクト」の基で開発されてきた。 2010年9月には、大型トラックを3台使って、時速80km/車間距離15mで自動運転・隊列走行できるという成果を発表しているが、開発の最終段階を迎えた今回は、さらに技術を高度化して車間距離を従来比で約4分の1となる4mまで縮めた。 自動運転・隊列走行に必要な要素技術は5つある。 1つ目は、各車両の位置を認識して隊列を形成し管理する「隊列形成」である。 2つ目は、道路端の白線を認識して車両の操舵を制御する「車線保持制御」。 3つ目は、車車間通信と車間距離検出を用いて車間距離を制御する「車間距離維持制御」だ。 4つ目になるのが、障害物を検出し、車線変更や非常ブレーキ制御を行う「障害物との衝突回避制御」である。 最後の5つ目は、道路の分合流部や、降雪や悪天候などによって白線認識を行えない時に先行車を認識して追従走行する「先頭車追尾制御」だ。 今回の発表では、大型車と小型車が混在する状況でも、これら5つの要素技術を用いることで、自動運転・隊列走行の実験に成功したとしている。 関連記事• 三菱ふそうトラック・バスが、20年後の商用車市場を視野に入れた次世代トラックのコンセプトモデルを発表した。 2032年の完成を想定する、東京とイスタンブールを結ぶアジアンハイウェイ「AH1」の走行をイメージしたデザインスタディである。 日産自動車は、乗用車「リーフ」とは違ったEV技術の使い方を見せた。 冷凍車が内蔵する冷凍機のコンプレッサをリチウムイオン二次電池で動かす、大容量二次電池を搭載して電源車として機能するなどの使い方だ。 三菱自動車は、軽トラックの電気自動車(EV)「MINICAB-MiEV TRUCK」を2013年1月17日に発売する。 「クリーンエネルギー自動車等導入促進対策費補助金」を含めた実質的な価格は139万8000円である。

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