自動運転車の仕組み: PCB技術の役割
はじめに
お願い お問い合わせ に関するお問い合わせは、できるだけ早くご連絡ください。 プリント基板製造 および自動車産業向けPCBA関連サービスを提供しています。私たちは常に「THE STANDARDS OF STANDARDS」を大切にしています。 オートモーティブPCB.また、自動車用PCBに関する以下の規格をすべて満たしています:
自動車用PCB製造およびアセンブリ
- IPC-6012DA
- AEC-Q100/AEC-Q200
- ISO 26262
- JESD22-A100
- IEC 61508
- UL 94
- RoHS
- IPC-A-600G
- IPC/JEDEC J-STD-020
- IPC-A-610
自動運転車を理解する
自動運転車は、周囲の環境からデータを取得し、動きを制御するエンジンのオンボード・システムと相対し、実行すべき行動をリアルタイムで決定することで機能する。
自動車技術会(Society of Automotive Engineers)は、自動車の自律性を、自律性がまったくないことを意味するレベル0から、究極の完全自動化を意味するレベル5までの6段階に分類している。この分類は、自律走行開発の技術的マイルストーンを概説するのに役立つ。
自動運転車の構成要素
センサーとカメラ
自動運転車では、周囲の環境を観察するためにさまざまなセンサーやカメラが必要となる。これらのデバイスは、他の車の位置、人の存在、信号機、道路などの環境に関するデータを取得することができる。
これらのデバイスは、他の車の位置や人の数、信号機の有無、単に道路の状況といった形で、環境に関連するデータを収集する。主なセンサーの種類は以下の通り:
- カメラ:障害物の視認性、道路標識の読み取り、車線の認識などを確保するため、高解像度のカメラが複数の角度で使用されている。
- 超音波センサー:これは近距離センサーで、駐車や近くの物体を認識するために使用される。
- レーダーとライダー(テスラ車以外では):レーダーは電波を発することで距離を測り、速度を推定する機能を持ち、LIDARはレーザー光線を用いて地形図を作成する。一方、テスラはどちらの技術も利用しない、純粋に視覚に頼ったより高度な方法を開発している。
人工知能と機械学習
AIは、すべての動く自動運転車技術のバックボーンである。自動運転車には人工知能システムが組み込まれており、センサーやカメラからの入力を処理して周囲の「世界」を見る。AIシステムには以下のことが求められる:
- 周囲の物体、特に自動車を運転する顧客や歩行者を検知し、監視する。
- 同じエリアにいるドライバーや歩行者がどのように行動するかを予測し、邪魔にならないようにする。
- アクセルやブレーキペダルを踏むなど、筋肉の記憶と素早い反応が必要な場面。
中央制御ユニット
今日の自動運転車では、最も重要なコンポーネントは中央制御ユニットであり、さまざまなセンサーやセンサーからの情報を組み合わせて、移動、加速、ブレーキを調整する。 AI システムである。
このユニットは、システム間の高速データ転送を可能にするプリント基板のおかげで、すべてを接続し、統合している。
中央制御ユニットは、AIが故障した場合でも車両を安全に制御できるセーフティ・クリティカルなシステムを担当しなければならない。この種のシステムは時間依存性が大きいため、自律走行車には高度なコンピューティング・ハードウェアと驚異的な信頼性を持つPCBが必要となる。
自動運転車を理解するPCB
AVとは何か?ドライバーレスPCBについて掘り下げてみよう。
自動運転車のための戦略 PCBアセンブリ
コンポーネントの配置と向き
電力熱管理
コンポーネントのシーケンス
DRC原則
自律走行車におけるPCBの役割
コンピューター、オートメーション技術、自律走行車はすべて、プリント回路基板という重要な部品を利用している。プリント基板は、異なる電子システムを接続し、多数の通信連携を促進する役割を果たす。自動運転車におけるプリント基板の主な役割は、複数のセンサーデータの管理と、安全性と有効性を保証するためのミリ秒以内の意思決定の実行です。
ここでは、PCBが自律走行車にどのように電力を供給しているかを紹介する:
信頼性と耐久性
統合
ハードウェア・インターフェース要件
ライダー冷却と熱管理
車両制御アーキテクチャ
高速データ伝送
PCBはまた、必要な速度で情報を送受信する目的も果たす。センサーは、車両のさまざまな部分に伝達される情報の収集を可能にします。急勾配で狭い状況では、車両は信頼できる十分な反応のために効果的に機能するカメラと制御ユニットを必要とします。
自動運転車用PCBと自動車用PCBの違い
下の表は主な違いを示している:
| 特徴 | 自律走行PCB | 従来の車両PCB |
| 複雑さ | 非常に複雑で、複数のセンサーとアクチュエーターを統合、先進運転支援システム(ADAS)をサポート | 比較的複雑性が低く、主に車両の基本的な電子システムをサポートする。 |
| データ転送速度 | 大量のセンサーデータを扱うには高速データ転送が必要 | データ転送速度に対する要求が低い |
| レイヤー数と密度 | 多層基板、HDI基板、高密度配線 | 層数が少なく、密度が低い |
| 素材と耐環境性 | より過酷な温度、湿度、振動、化学腐食に耐えなければならない。 | 耐環境性の要求が低い |
| 信頼性と耐久性 | 自律走行機能は安全にとって極めて重要であるため、より高い要件が求められる | 信頼性と耐久性への要求が低い |
| 電磁両立性 | センサーや通信機器の増加による要件の向上 | 電磁両立性の要求が低い |
| センサーの統合 | カメラ、レーダー、LiDARなど、より多様で多数のセンサーを統合 | 少ないセンサー統合 |
| スマート・コックピットの特徴 | マルチメディアやインターネット接続など、より複雑なスマートコックピット機能をサポート | スマート・コックピット機能が少ない、またはない |
| コネクテッド・ビークル・モジュール | 高速通信とデータ転送のため、コネクテッド・カー・モジュールのサポートが必要 | コネクテッド・ビークルの基本的な機能をサポートしていないか、持っていない可能性がある |
| 価値 | 特にドメインコントローラーPCBでは高い値 | 下限値 |
| 成長の可能性 | HDIボードの成長ポテンシャルは高く、CAGRは16.5%の見込み | 成長ポテンシャルの低下 |
自動運転車の未来
商業用途
モビリティにおける数々の進歩を統合し、事実上ドライバーレスを実現したテスラのRobotaxiの導入により、ライドヘイリング分野は変わるに違いない。1マイルあたり約$0.20とされるテスラの先進的なタクシーシステムは、都市交通をより良く変え、高品質で簡単なものにするだろう。
技術的課題
進歩を遂げたとはいえ、完全な自動運転はまだ先の話だ。絶え間ない改良にかかわらず、テスラの完全自動運転システムはまだ規制のない運転には到達していない。WaymoやCruiseといったライバルは、ジオフェンシング技術によって遠隔操作される自律走行車の展開において、現在かなり先を行っている。
AI、センサー、ハードウェアの開発に重点を置くことは、完全自律走行による総合的な安全性というテスラの目標に関連している。これと同じ点で、 プリント基板 製造業は、より高速なデータ処理とより安全な車両システム通信を通じて、このような一般的な進歩を支える鍵となるだろう。
結論
PCB技術の革新と統合は、自動運転自動車の開発に不可欠です。PCBメーカーは、自動運転車がよりスマートで環境に優しくなるにつれて、自動車産業で不可欠な役割を果たしています。PCBは、エンターテイメントシステムから安全システムに至るまで、最新の自動車でますます活用されています。電気的な接続や機械的なサポートを提供するだけでなく、快適性、安全性、コミュニケーションに対する期待にも応えています。技術の発展に伴い、自動運転車が将来、私たちの移動手段を一変させることを期待しています。
自動車用PCBアセンブリは、FS Techをパートナーとしてお選びください。FSは10年以上にわたり、産業用PCBソリューションを提供してきました。お客様のPCBプロジェクトのために、当社は最も包括的な設備と献身的なスタッフを持っています。PCBの製造とアセンブリについてもっと知りたいですか? お気軽にお問い合わせください!
ぜひ、ご意見をお聞かせください
関連ブログ
Table of Contents Design Rule Checking in PCB Design: From Altium DRC to SMT Assembly Published on September 10, 2024 · Updated on October 22,
Table of Contents Automotive PCB Assembly: The Complete 2026 OEM Guide Failure of a consumer good is a warranty claim. Failure of an automotive printed
Table of Contents Medical PCB Assembly: The Complete Guide for Medical Device OEMs Medical PCB Assembly is not a commodity process. It is a very
Table of Contents Drone PCB Design and Manufacturing: A Complete Guide for UAV Engineers This article was originally published in March 2024 and last updated
Table of Contents Security Camera PCBA Design Guide: Day/Night Switching and Infrared LED Driver Why Security Camera PCBA Design Matters for Day/Night Operation A security
Table of Contents AgTech Case Study: Manufacturing 2,000+ Agricultural Sensor Devices from Prototype to Production Designing an electronic prototype to large-scale production requires more than