LiDARの最前線セミナー

第1部 LiDARの現在・課題・展望

(10:15～11:45)

　自動運転を目指した自動車では、環境認識センサとしてカメラ、ミリ波レーダが採用されています。更に今後の自動運転の高度化のため、ミリ派レーダより高精度なLiDARが注目されています。そこで本セミナーでは、今後飛躍的な市場拡大が期待されるLiDARの現状の課題と最新研究開発の動向について、自動運転への応用の観点から紹介します。

1. 自動運転に必要なセンシング技術
   1. 自動運転用センサの経緯
   2. 自動運転に必要なセンサ性能
2. 各センシング技術の特徴
   1. ミリ波レーダ
   2. ステレオカメラ画像処理
   3. 単眼カメラ画像処理
   4. LiDAR
3. LiDARの現状と今後の動向
   1. 各LiDARの構造
   2. 今後の動向
• 質疑応答

第2部 自動運転におけるLiDARの活用の現状と課題

(12:30～13:50)

　自動運転が現実化し、その実用化に向けた技術開発が世界中で進められている。レベル3以上の自動運転にはLiDARが必要と言われている。本講座ではLiDARが必要になる理由やその経緯を明らかにするとともに、現在の自動運転用のLiDARを外観し、その技術トレンドや課題を示す。また、LiDARで可能になる自動運転の将来像についても展望する。

1. 自動運転の概要と現状
2. 自動運転による社会インパクト
3. 自動運転の歴史と一般道・レベル3以上の自動運転を可能にするキー技術
4. 自動運転でのLiDARの必要性
5. 自動運転用のLiDARの現状と技術トレンド
6. LiDARにより可能になる自動運転の機能
7. LiDARにより可能になる自動運転の将来像
• 質疑応答

第3部 LiDAR光源用レーザの技術動向

(14:00～15:00)

　車載用LiDARは、広い視野を有し、高分解能で遠方の3次元画像データを高速に取得できるものが求められている。ここでは、視野1°×1°内に少なくとも画素数1以上が得られ、かつ測定距離が20 m以上～250 m以下程度の性能を有する3D LiDAR向けレーザ光源に関する最近の技術動向について主に紹介する。パルスレーザは、主にdToF (direct Time of Flight) 方式LiDAR用であり、またCWレーザは、主にFMCW (Frequency Modulated Continuous Wave) LiDAR用である。。現在、波長905nm帯LiDAR用パルスレーザが最も発達しているが、波長1550nm帯LiDAR用レーザ (パルス及びCW) も発達しつつある。SWIR帯の光検出器の大幅な低コスト化を目指したGe-on-Si APDや、シリコンフォトニクスを駆使したOPA (Optical Phased Array) ないしメタ表面を用いた新方式のスキャナなどの進展によっては、SWIR帯レーザ光源の高性能化及び低コスト化などが一層加速される可能性がある。

1. 車載LiDAR用レーザ波長の選定に当たって考慮すべき、いくつかの事項
   1. 目に対するレーザの安全性の波長依存性
   2. 光検出器の種類による検出感度の波長依存性
   3. 屋外における背景光の強度スペクトルと光検出器のS/Nの波長依存性
   4. 悪天候時における大気の透過率の波長依存性
2. 車載LiDAR用各種レーザ光源の特長及び課題
   • 端面発光半導体レーザ
   • VCSEL
   • ファイバレーザ
   • 固体レーザ
3. 車載LiDAR用レーザ光源の最近の開発事例
   (レーザ用ドライバの開発例も含む)
   1. スキャンLiDAR用短パルス発振端面発光半導体レーザ
      (波長905nm帯)
   2. フラッシュLiDAR用パルス発振VCSELアレイ
      (波長850nm帯、波長940nm帯)
   3. スキャンLiDAR用パルス発振ファイバレーザ
      (波長1550nm帯)
   4. フラッシュLiDAR用パルス発振マイクロチップ固体レーザ
      (波長1064 nmほか)
   5. FMCW LiDAR用各種CWレーザ
      (波長1550nm帯)
• 質疑応答

第4部 ソリッドステートLiDARの開発

(15:10～16:30)

　自動運転やロボット向けに、LiDARの小型、低コスト、安定化の要求が高まっており、可動部をもたないソリッドステートLiDARの開発が盛んである。ここではSiフォトニクスによる光集積と非機械式光偏向、ならびに高感度なFMCW方式が利用される。本発表では、あらためてLiDARの応用分野や、現在の3次元イメージセンサの中のLiDARの立ち位置、通常のTOF方式とFMCW方式の原理と性能、ソリッドステートLiDARの開発状況などを俯瞰する。また、ソリッドステートライダーの中でも、高解像度が期待されるスローライト方式について、原理と個々の機能の動作、LiDARに向けた見通しを報告する。

1. LiDARと応用分野
2. TOF方式とFMCW方式
3. 様々な3次元イメージセンサとLiDARの比較
4. ソリッドステートLiDARを目指すSiフォトニクス技術
5. 光フェーズドアレイの状況
6. スローライト方式の原理
7. 非機械式光偏向
8. FMCW方式による測距信号の観測
9. ワンチップLiDARに向けて
• 質疑応答