自動運転車とは、人間が運転操作を行わなくとも自動で走行できる自動車を指す。レーダー(LIDAR)/GPS/カメラなどを用いて周囲の状況や環境を認識し自律的に走行する。

自動運転車とは

自動運転車とは、人間が運転操作を行わなくとも自動で走行できる自動車を指す。レーダー(LIDAR)/GPS/カメラなどを用いて周囲の状況や環境を認識し自律的に走行する。

目次

「自動運転車」とは
■概要
■基本説明
■他の呼び方

開発の歴史
■磁気マーカー埋め込み方式
■実用化
■国際基準

自動運転の定義
■定義主体
■レベル0
■レベル1(運転支援)
・該当する主な運転支援技術
■レベル2(部分自動運転)
・該当する主な運転支援技術
■レベル3(条件付自動運転)
■レベル4(高度自動運転)
■レベル5(完全自動運転)
■責任区分

自動運転車のメリット
■交通事故減少
・ヒューマンエラー削減
・デッドマンシステム
■交通量効率化
■駐車場不足への対応
■乗員のメリット
■行政コストの削減

自動運転車の課題
■センシング技術
■システム信頼性
■セキュリティ対策
■倫理的課題
■法整備

「自動運転車」とは

■概要

自動運転車とは、人間が運転操作を行わなくとも自動で走行できる自動車を指す。レーダー(LIDAR)/GPS/カメラなどを用いて周囲の状況や環境を認識し自律的に走行する。

■基本説明

自動運転車は、電子制御と自動運転装置を使用して、人間の手を介さずに出発地から目的地まで走行できる機能を有する。

車両に搭載されたレーダー/カメラなどのセンサー類と、GPS(全地球測位システム)などを利用して、周囲の状況を把握して車両の走行制御を行う。

■他の呼び方

自動運転車」には下記のようにさまざまな別称がある。
・ドライバーレスカー(Driverless Car)
・スマートカー(Smart Car)
・ロボットカー(Robot Car)
・UGV(Unmanned Ground Vehicle)
・Autonomous Car
・Self-driving Car など

開発の歴史

自動運転車の開発は古くから進められており、専用道路を走行する車種は1980年代には開発されていた。

■磁気マーカー埋め込み方式

過去においては、道路に磁気マーカーを埋め込む方式も開発されていたが、「道路にマーカーを埋め込むコストがかかる」「積雪/除雪への対応」などの問題により、メインストリームになることはなかった。

現在の主流は、道路側にビーコン(無線標識)や発信器などの特別な装置を必要とせず、基本的に車のセンサー主体で自動運転できる自動運転車開発が中心となっている。

■実用化

すでに、公道以外の限定された環境では自動運転車の実用化が進んでおり、実際に運用が開始されている。
・あらかじめ設定されたルートをパトロールする無人車両
・ダンプカーなどの無人運行システム(鉱山/建設現場) など

また、公道を走る一般車においても、「自動ブレーキ(衝突被害軽減ブレーキ)」「前車追従クルーズコントロール」「車線逸脱防止システム」「駐車アシスト機能」など、自動運転に関する基礎技術が導入され始めており、危険軽減/事故防止の観点から、さらなる技術発展に対する期待が高まっている。

■国際基準

国連などの国際機関や各国において、自動運転車を実現するための基準策定が行われている。

自動運転の定義

自動運転は、搭載される自動化技術により、次のように0〜5までのレベルに区分されている。

■定義主体

国際的な自動運転の定義は、アメリカのモビリティ専門家による非営利団体「SAEインターナショナル」が定めた「SAE J3016」という基準が主流となっている。

「SAEインターナショナル」は、元々は自動車に関する技術者団体で、船/航空機など陸海空の乗り物の技術に関する標準化機構として活動している。

■レベル0

レベル0は、自動運転に関する装備が全く搭載していない既存の乗用車を指す。ドライバーが常にすべての主制御系統(加減速/ステアリング)の操作を行う。

「前方衝突警告機能」「後方死角検知機能」「ABS(アンチロックブレーキシステム)」などを装備していても、車両運転としての主制御系統を操作しない場合はレベル0に含まれる。

■レベル1(運転支援)

レベル1は、安全運転支援システムとして、「加速」「減速」「ステアリング操作」のいずれか単一についてシステムがサポートする。

それぞれの支援システムが相互連携しない技術を指し、「アクセル操作」「ブレーキ操作」「ハンドル操作」のどれか1つについてサポートを行う。

該当する主な運転支援技術

・障害物検知(危険察知)による自動ブレーキ
・衝突時自動ブレーキ
・アダプティブクルーズコントロール(車間距離維持)---先行車との距離を一定に保つ
・レーンキープアシスト(車線逸脱補正)---車線の逸脱を検知するとステアリングを補正
・車線変更時の死角検知
・出庫時衝突回避
・駐車サポート(一部)

■レベル2(部分自動運転)

レベル2は、「加減速」と「ステアリング操作」の両方を連携させて同時に制御できる運転サポートを行える段階を指す。

自動運転システムがさまざまなドライビング環境を観測しながら、「加速」「制動」「操舵」のうち同時に複数の操作を行う。

レベル2までの自動車では、予期せぬ事故を回避/軽減するためのさまざまな技術が搭載されている上に、高速道路上での渋滞時などにおいてドライバーの運転負担を大幅に軽減できる。

該当する主な運転支援技術

・アダプティブクルーズコントロール(ステアリングアシスト付き)

■レベル3(条件付自動運転)

レベル3は、「荒天ではない高速道路」などの限定的な環境においてのみ、自動運転システムが加速/操舵/制動を行うことで運転に関わるすべての操作を行える段階。

対象環境下において、通常時はドライバーは運転する必要はない。ただし、緊急時やシステムが対応できない状況が発生し、システムからドライバーに対して運転操作切り替え要請があった場合には、ドライバーは運転操作を引き継ぎ適切に対応しなければならない。そのため、ドライバーは必ず運転席に着座している必要がある。

■レベル4(高度自動運転)

レベル4では、特定環境下においては、加速/操舵/制動などの車両操作をすべて自動運転システムが行い、さらに、緊急時対応についてもシステムが運転操作を行える段階。

自動運転システムを利用している限り、ドライバーの運転操作は必要とされない。ただし、特定状況下を離れるとドライバーによる運転が必要になる。

■レベル5(完全自動運転)

レベル5では、走行場所や天候状況などの制限はなく、どのような条件下でも自動運転が行える「完全自動運転」の段階を指す。

運転操作と周辺監視のすべてをシステムに委ねることが可能で、あらゆる状況に対応し自律的に自動走行を行う。

ドライバーが運転操作をオーバーライドする必要はなく、ドライバー自体の乗車も必要がない。そのため、アクセル/ブレーキ/ハンドルなどの人間が運転操作を行うための装置も不要となる。

■責任区分

自動運転車において、事故などが発生した場合の責任区分について大きな課題となっている。

「レベル2」までは、主として運転サポート技術であるため、万一事故を起こした際の責任はドライバー側にある。

一方、「レベル3」以上の自動走行モード中では、基本的にドライバーが操作を行う必要がないため、事故の責任は自動運転システム側となり、ドライバーの過失を問いにくくなる方向になると言われている。

そのため「レベル3」以降の実用化については、政府を中心とした各種法整備やインフラの整備が必要となる。今まで考えられていなかった事例も発生する可能性が高いため、慎重な検討が進められている。

自動運転車のメリット

高度な自動運転機能を搭載する車両が増えることにより、さまざまなメリットを享受できると考えられている。

■交通事故減少

自動運転システムの各種センサーによる状況把握機能は、反応速度などにおいて感覚に頼るしかない人間を上回ることが可能であるため、人間よりも正確で安全な運転ができると考えられる。

交通事故減少につながる大きなメリットであり、乗員だけではなく、歩行者などに対する安全性も高めることが期待されている。

ヒューマンエラー削減

自動運転により人間のドライバー特有のヒューマンエラーによる危険性を削減できる。
・車間距離の詰め過ぎ
・わき見運転
・ながら運転
・居眠り運転
・乱暴運転
・ブレーキとアクセルを踏み間違える事故 など

デッドマンシステム

「デッドマンシステム」とは、ドライバーが心臓発作などで突然死亡したり、意識不明に陥った場合などに、車を安全な場所まで自動運転して停止することで、二次災害を回避できる機能。

■交通量効率化

自動運転車が増加し、それぞれが連携し交通量の効率化を行うことで、経済効率の低下を引き起こす渋滞の発生を縮小できる。
・車間距離短縮
・最高速度規制の緩和
・大型トラック隊列走行
・路線バス自動運転 など

■駐車場不足への対応

駐車場に関しても効率化を行える。
・自動駐車による物理的駐車スペースの削減
・バレーパーキング---乗員が降りた後に遠く離れた駐車場への自動駐車

■乗員のメリット

自動車に乗るドライバーや乗員にとっても、さまざまなメリットを得られる。
・ドライバーを運転から解放---移動時間の有効活用
・自動車運転免許が不要
・運転装置除去によるキャビン空間の拡大---シートアレンジやデザインの自由度向上
・安全で快適な移動手段 など

■行政コストの削減

自動車に関する行政コストの削減にもつながる。
・交通警察の担当縮小
・公共交通(バス交通)のコストカット---乗務員人件費の削減、バス運転手不足解消
・除雪車の運用効率化 など

自動運転車の課題

自動運転技術は、社会システムに大きな変化を与える技術でもあるため、多くの課題を含んでいる。

■センシング技術

自動運転車は、ドライバーの代わりに走行環境認識を行い危険判断と行動を決定するため、現状の運転支援システムよりも遥かに高度な検出機能が求められる。
・車両周辺物体の高精度識別と移動方向認識---道路/交通信号/道路標識/電柱/ガードレール/自動車/歩行者/自転車
・小さな物体に対する高精度な検出
・天候変化への対応---豪雨/積雪 など

■システム信頼性

自動運転システムが故障した場合、ドライバーが即座にシステムに変わり運転するのは困難であるため、非常に高い耐久性と信頼性が求められる。

航空機で利用されているクラスの安全性が求められるため、異常動作を起こさない「フェールセーフ機能」や「システム冗長機能」が必要とされる。

■セキュリティ対策

不正アクセスやハッキングによる「車両暴走」や「テロ行為への利用」などが発生しないように、自動運転システムには、高度で堅牢なセキュリティ対策も求められる。

■倫理的課題

「衝突不可避の状況において、自動運転システムは、何を守り、何を犠牲とするのか?」というトロッコ問題に類似する道徳的問題がある。

人間でも判断に迷う状況において、「どのように自動運転システムに倫理的判断を行わせるべきか?」という課題に向き合う必要がある。

■法整備

政府は、自動運転車の実現のため、「道路交通法改正」や「損害賠償責任の所在」など、さまざまな法的枠組みの整備が必要となる。

また、「自動運転車用無線通信周波数の確保」など、さまざまな対応が求められる。

 

参考元サイト

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