自動車技術の発展に伴い、インテリジェントで安全な車内環境へのニーズが急速に高まっています。車内ミリ波レーダー（In-Cabin Radar）は、快適性向上のための機能としてだけでなく、規制上の要請からもますます重要になっています。圧力センサーやカメラといった従来のソリューションには、誤検知率の高さ、光への敏感さ、プライバシー保護といった欠点がしばしば存在します。ミリ波レーダーは、高い透過性（例えば毛布を透過）、非接触検知、そしてプライバシー保護機能といった特長から、車内モニタリングの主要技術となっています。シートベルトリマインダー（SBR/SOD）とチャイルドプレゼンス検知（CPD）をアクティブセーフティスコアリングシステムに組み込んだEuro NCAPなどの規制枠組みも、この傾向を認識しています。
主な用途
児童存在確認（CPD）
車内レーダーは、胸部のわずか4mmの変位といった微小な動きを検知し、車内に子供が置き去りにされているかどうかを判断します。規制要件によると、このシステムは車両のエンジン停止後、一定時間作動し、外部、聴覚、視覚による多段階の警告を発することが義務付けられています。この機能により、車内に残された子供が熱中症に罹患する可能性が大幅に低減されます。シートベルトリマインダーと座席占有検知（SOD/SBR）
レーダーは大人と子供を正確に識別することで、衝突時の乗員保護性能を向上させ、エアバッグの展開戦略を最適化します。シートベルトを着用していない乗員にリアルタイムで警告を発することで、統合型シートベルトリマインダーシステムは車内全体の安全性を高めます。高度なアルゴリズムの活用により、複雑な車内環境でも高い検知精度が維持されます。侵入検知システム（IDS）
レーダーは、車両のエンジンが切れている状態でも、不正侵入や窓ガラスの破損など、車内の異常な動きを監視することで、乗員のプライバシーを守りながら24時間体制のセキュリティを提供します。これは、低電力モード（約15mW）で動作することで実現します。バイタルサインに注意する
ドライバーの疲労度を追跡したり、乗客の健康状態を評価したり、カスタマイズされたインテリジェントなキャビンサービスを実現するために、キャビン内レーダーは心拍数や呼吸数などの生理学的データをリアルタイムで抽出できます。TinyMLとエッジAIの手法により、誤報を減らし、監視精度を向上させます。
技術システムのアーキテクチャ
車内レーダーの複雑なシステムは、ハードウェアとソフトウェアの両方を統合しています。
ハードウェア レイヤー:信号の取得と初期処理、RFIC、マイクロ コントローラ (MCU)、およびデジタル信号プロセッサ (DSP)。
シグナル チェーン:アルゴリズム分析では、周波数変調連続波 (FMCW) テクノロジを使用して 1D、2D、または 3D の生データが生成されます。
アルゴリズムレイヤー：乗員の識別、バイタルサインの追跡、アラートの発報を行うために、機械学習モデルは点群とヒートマップを分析します。複雑な車内シナリオにおける堅牢性は、実世界データを用いたトレーニングによって強化されます。
通信層:車両安全システムとの統合を可能にするために、結果は CAN バスまたはその他の車両ネットワークを介して中央コントローラに送信されます。
パフォーマンスの重要な指標
重要なメトリックの例としては、視野 (FoV)、アンテナ トポロジ、距離解像度、角度解像度、角度精度、規制遵守、チャネル密度などがあります。
距離分解能:掃引帯域幅に応じて、高周波レーダーではセンチメートルレベルの精度が可能です。
波長とアンテナ チャネルによって角度解像度が決定され、マルチチャネル設計によって乗員の位置特定が向上します。
規制遵守:量産車両への合法的な導入を保証するには、システムが地域のスペクトル規制に準拠する必要があります。
テクノロジーのトレンドと進路
24 GHz ドップラーレーダー:安価で、基本的なバイタルサインのモニタリングに役立ちますが、正確な距離データは提供しません。
60GHz FMCW レーダー:リアルタイムのエッジ AI 処理と高解像度の 3D/4D ポイント クラウド イメージングを可能にする人気のソリューションです。
UWB レーダー:それほど精度を必要としないアプリケーションで使用できる、角度解像度が低い低コストの再利用可能なハードウェア。
現実世界の生理学的信号の変動や環境干渉（障害物、反射、電子ノイズなど）は課題です。信号処理、最適化されたアンテナ設計、そして改良されたAIアルゴリズムはすべて、これらの課題の解決策となります。
今後の開発動向としては、次のようなものがあります。
エッジ AI 処理:低遅延のリアルタイム検出のために、レーダー SoC にニューラル ネットワークを直接インストールします。
マルチモーダルフュージョン: L3+ インテリジェント キャビン アプリケーションでは、カメラのセマンティック データとレーダーの微細動作検出を統合して、検出の精度と信頼性を向上させます。
心拍変動分析:モニタリングを拡張して健康状態、感情状態、疲労レベルを評価することで、パーソナライズされたインテリジェントな客室サービスが可能になります。
要約
車内レーダーの設計では、アンテナレイアウト、チャネル密度、人工知能アルゴリズム、そして規制要件のすべてをバランスよく考慮する必要があり、これはシステムエンジニアリングにおける困難な課題です。ミリ波レーダーは、継続的な最適化とマルチモーダル統合を通じて自動車の安全性を強力に支え、子供の存在検知、バイタルサインモニタリング、そしてインテリジェントな車内体験において重要な役割を果たします。