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研 究 解 説ドライビングシミュレータに対するニーズ及び先進的関連技術に関する調査研究
A Study on Needs and Advanced Technologies for a Driving Simulator

大 島 大 輔＊・山 田 康 右＊・竹之内
篤＊・山 下 浩 行＊・中 野 公 彦＊＊
鈴 木 高 宏＊＊＊・小 野 晋太郎＊＊・平 沢 隆 之＊＊・洪性 俊＊・杉 町 敏 之＊＊
＊＊
＊＊
＊＊
鄭
仁 成 ・須 田 義 大 ・大 口敬 ・堀 口 良 太＊＊＊＊・白 石 智 良＊＊＊＊Daisuke OSHIMA, Kousuke YAMADA, Atsushi TAKENOUCHI, Hiroyuki YAMASHITA, Kimihiko NAKANOTakahiro SUZUKI, Shintaro ONO, Takayuki HIRASAWA, Sungjoon HONG, Toshiyuki SUGIMACHIRencheng ZHENG, Yoshihiro SUDA, Takashi OGUCHI, Ryota HORIGUCHI and Tomoyoshi SHIRAISHI
要旨

近年，運転支援，さらには自動運転など，従来は人間が行ってきた運転動作に深く介入する技術の開発が求められており，その中でドライビングシミュレータが担う役割はますます大きくなることが予想される．本研究では，関係機関へのヒアリングや文献調査等により，ドライビングシミュレータの今後の活用ニーズや，関連する先進的技術について調査を行った．また，その結果をもとに，ドライビングシミュレータに必要な新たな機能開発のロードマップを作成した．
Abstract
Development of technologies to intervene deeply in driving operation such as driver assistance technologies andautomated driving technologies are required in recent years. It is expected that the roles of a driving simulator become
greater in such situation. This study was conducted to investigate the future needs of the driving simulator and the advancedtechnologies related to the driving simulator by literature surveys and interviews with relevant organizations. Furthermore, aroadmap of new feature development for the driving simulator was created based on the results.

1. はじめに運転支援，さらには自動運転など，従来は人間が行っない．そのため，効率的に社会実験等を行い，ヒューマンファクタを考慮した技術開発を促進することが求められている．てきた運転動作に深く介入する技術の開発が求められてい運転支援等の技術がより一般的になれば，ドライビングる．さらに，スマートシティなどという言葉に代表されるシミュレータ（以下，DS）の市場は国内外で拡大されてように，都市づくりと自動車・モビリティを一体化した開いくことが想定される．また，自動車のダイナミクスを精発も進められている．自動車からの運転への介入に対して緻に再現できるとともに，運転だけではなく，運転支援の人がどのように影響を受けるか，また，インフラに対して評価，運転者への情報提示方法の検討，自動車以外の交通人間がどのように反応するかなど，ヒューマンファクタをモードの再現など，交通社会実験を模擬できる機能を併せ考慮した技術開発が必要不可欠となっている．従来は，実持つ「次世代 DS」は，単なるハードウェアとしてだけで道をフィールドとした実車を用いた交通社会実験等によっはなく，汎用的評価手法として，運転支援，自動運転，まてこれらのことを調べてきたが，多くの労力，時間を必要た，スマートシティ開発において，安全設計等を評価するとし，近隣住民の日常生活に支障を与える影響も無視できサービスとしての産業に発展する可能性を持っている．
そこで，本調査研究では，そのような交通社会実験を＊

パシフィックコンサルタンツ株式会社
東京大学生産技術研究所 次世代モビリティ研究センター（ITS センター）＊＊＊
東北大学 未来科学技術共同研究センター＊＊＊＊
株式会社アイ・トランスポート・ラボ＊＊

模擬する機能を併せ持つ次世代 DS の実現に向けたニーズ調査や，関連する先進的技術に関する調査を行った．また，これにより，近い将来に開発が求められる DS の姿を明らかにし，新産業育成にもつながる次世代 DS 開発のロード

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マップ案を作成した．

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究り，DS 実験が必須の手法として組み込まれている事例も

なお，本調査研究は，経済産業省の「平成 25 年度グリあった．さらに，教習所での二輪車教習や，公共交通事業ーン自動車技術調査研究事業（ドライビングシミュレータ者における運転士訓練に活用されている事例もみられた．

に対するニーズ及び先進的関連技術に関する調査）」で実施されたものである．

DS 実験時に取得するデータとしては，ドライバ操作や，加速度などの物理量は，ログデータとして基本的に取得されている場合が多く，実験の目的に応じて，ドライバの視2. 調 査 研 究 の 方 法

線行動，心拍数，筋電などといった生体信号や，ドライバ本調査研究は，先進的自動車開発や，モビリティの観が危険を認知してから操作を開始するまでの反応時間など点からの地域開発における次世代 DS 活用のニーズを調査が取得されていることが判った．また，ドライバのフィーした「DS で模擬する交通社会実験に対するニーズ調査」と，リングなどの主観的な要素の取得も行われている．但し，

以下（1）〜（5）に示す DS に関連する先進的技術動向等

ドライバの生体信号については，取得したデータと，被験について調査した「DS に関連する先進的技術調査」で構者の運転行動の関連付けにおいて未解明な部分が存在する成されており，関連する文献調査や自動車メーカ，自動車ことや，取得したデータから特徴的な傾向が抽出できない部品サプライヤ，研究機関等の関係者へのヒアリングを通ケースがあるなど，取得したデータの分析方法に課題が残じて調査を行った．ヒアリング対象機関とヒアリング項目っていることが判った．

を表 1 に示す．

以下に具体の意見をいくつか記す．

（1）広範囲な交通流における乗用車や大型車，自転車，歩自動運転系，予防安全系システムについては，安全上の行者等を DS で再現する技術観点から，基本的に実車での評価は「仕様どおりに動作す（2）信号情報の車載器による受信等，路車間通信等を DSで再現可能な技術るか？」「本来意図しない場面での動作は？」等の確認が目的であり，テストドライバでしか行わない．実機を作成す（3）道路標識や交通信号等のインフラを，広範な交通流において再現可能な技術る前の企画段階の検討は，DS でしか実施できない．事故のミクロ解析，システムの効果評価等において，一般ドラ（4）実画像を活用した CG 作成等，実交通環境をより効率イバの主観や運転行動に関する確認は，一般被験者によるDS 実験で評価している．（自動車メーカ）的に再現する技術および可能性（5）その他 DS による安全運転の評価方法

自動運転関連技術開発において，手動から自動への切り替え時，システム故障時のドライバ反応の評価に DS を用

表1

ヒアリング対象機関及びヒアリング対象項目

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（研究機関）

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3-2

ドライビングシミュレータの利用価値

今回の調査結果を踏まえると，DS を利用する価値として，大きく以下の 2 点が重要であると考えられる．
①技術開発の効率化
DS は，実車試験を補完する位置付けとして活用されており，実車試験の前に DS 実験を行うことで，実車試験の実施ケース（選択肢）を絞り込むことができ，製品の開発コストの削減や，開発期間の短縮などにつながり，技術開発の効率化に寄与していると考えられる．
＜具体的な意見の例＞

3. ドライビングシミュレータで模擬する交通社会実験に対するニーズ調査の結果
3-1

ドライビングシミュレータの利用事例

DS の利用事例としては，ドライバへの情報提供，危険事象発生時の警告，自動ブレーキシステムなどの運転支援

テストコースでできないテストは，まずは DS を使ってテストすることになる．特に技術の初期段階に DS 活用のニーズがある．DS を使ってあたりを付けるという使い方になる．（自動車メーカ）② DS でしか評価できないシナリオ
DS の利用価値として，実車実験では，複雑な条件設定や，系システムに対するドライバの反応評価に用いられた事例

繰り返し同条件で実験を行いたい場合の再現性，天候などが多く見られた．また，例えば，運転支援系システム開発のコンディションの統制が難しいのに対し，DS であれば，工程における企画段階の検討のように安全面への配慮によ

これら実験条件の統制が容易かつ確実にできることが挙げ10

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られる．また，危険事象に対する対策技術などの評価にお生

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これにより実験シナリオが制約を受ける場合がある．

いては，実車実験では安全性確保の面から実施が難しい場

現時点で考えられる解決策としては，DS のモーション合があり，DS でなくては実施できない場合がある．更に，の精度をより精緻化し，実際の車両挙動に近づける，投影例えば現在の自動車交通の中に自動運転車両が混在した場

映像の画質を向上させる，映像の表示レートを上げる等に合の評価や，前例のない技術の導入において，その結果とよる再現性の向上が考えられる．但し，これら DS によるしてどのような事象が発生するかの予測がつかない場合な実世界の再現性の精度向上を追求すれば，その分コスト増

どの評価を，実車を用いて行うことは難しく，DS を用い加やシミュレータ規模の増大につながるため，DS の利用ないと評価できないシナリオがある．

目的を踏まえながら，投資判断が必要になると考えられる．

＜具体的な意見の例＞＜具体的な意見の例＞

DS の重要なメリットとして，シナリオで完全に同一な視環境については，特に大きな課題である．現行の映像シーンを作りこみ，多数の被験者に対して体験させること

技術は，人間の目の解像度に及んでいない．CG の解像度ができる点がある．車両が 2 台以上介在するシーンになるの問題，立体感（距離感）の 問題，プロジェクタの更新と，実車で完全に同一な場面を作るのは不可能である．（自周波数の問題がある．また，輝度の再現，光と影の再現の動車メーカ）問題もある．（自動車メーカ）

安全運転支援システムの評価に用いたい．実走行試験は

DS を用いた評価実施において，路面状態の再現性が課危険が伴うことや，完全に統制された条件の下での試験が題であると認識している．DS 上のパラメータで調整して困難であることから，DS により実走行試験を代替したい

いるが，DS で再現した路面状態が，現実の路面状態をどと考えている．（行政機関）

れだけの精度で再現できているかが見えない部分がある．
（自動車部品サプライヤ）

3-3

ドライビングシミュレータが抱える課題③シナリオ作成，カスタマイズ等に掛かる負担

DS を活用して様々な評価を実施している中で認識されDS のカスタマイズ，シナリオ作成に掛かる負担が大きている主な課題として，大きく以下の 3 点が挙げられた．

く，これが縮減されれば，DS の活用がより促進されると①評価方法の標準化考えられる．その解決策として，4 章で述べる「実画像を実際の運転挙動の DS による再現性及び DS による評価活用した CG 作成等，実交通環境をより効率的に再現する結果の信頼性の向上が課題であることから，DS を用いた技術」の開発が期待される．また，DS のシナリオ作成に評価技術の開発やノウハウ蓄積の必要性を指摘する意見と利用可能な道路環境データベースの整備も望まれている．

ともに，評価結果の信頼性を担保するための，DS を用い＜具体的な意見の例＞

た標準的な評価方法や評価基準の策定を求める声が多く聞DS で評価するために，データの精緻化や設定等といっかれた．また，DS に対して，評価対象に応じた評価ツーた DS の作り込みや更新に要する労力・時間があまり大きルとしての「お墨付き（保証）」を与える仕組みも，DS のくなってしまうと，実車試験に要する労力・時間と天秤に活用促進において有効であると考えられる．

かけ，実車でやってしまった方が良いという結論になる点＜具体的な意見の例＞に留意が必要である．（自動車部品サプライヤ）

DS における現実の再現性，また DS の評価結果が現実の再現として説明力を持つかが課題である．DS による評
価の信頼性を担保するための評価基準が必要である．また，

3-4

今後のドライビングシミュレータの利用意向，期待など評価したい対象に応じて，「この DS は，○○○○の評価

DS による評価は，技術開発工程の中に組み込まれておに使える」といった，評価ツールとしてのお墨付き（保証）り，DS の活用は今後も必須であると考えている機関もあを与える仕組み等も必要ではないか．（研究機関）

った．また，運転支援から自動運転へと向かう現在の自動②シミュレータの実環境再現性の問題と，それに伴うシミ車技術開発のトレンドの中で，自動車の交通行動におけるュレータ酔いドライバとシステムのそれぞれが担う割合が変わりつつあ

実際の車両の挙動と，DS で再現される車両挙動の差異，る．既存の車両が，それら最新技術を搭載した車両にすぐまた，投影される映像とモーションの同期のずれ等のシミに置き換わることはなく，しばらくは新旧の車両が混在しュレータの実環境の再現性に問題が残されており，一般被た状況になることが予想され，そのような混在状況の中で，験者にいかに普段の運転環境と同等と思わせるかが課題でドライバからシステムへの権限移譲時の検討，人間が介在ある．また，シミュレータと実運転環境の差異が原因と考する場面の評価など，DS が活用される機会は，今後ひろえられるシミュレータ酔いを患う被験者がおり，そのようがる可能性が十分にあると考えられる．

な被験者に対しては，長時間運転する実験や，ブレーキを但し，DS による実環境再現性の高度化や，DS の高機能多用する（加減速が多発する）実験が実施できないなど，化を追求すれば，それに応じて DS にかかるコストの増加

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や，DS 自体の大規模化につながることが予想される．従って，各機関のリソース制約の問題から，DS の活用範囲を明確にしたうえで，その目的に沿って DS への投資が行

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4-4

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究実画像を活用した CG 作成等，実交通環境をより効率的に再現する技術，及び可能性

点群データの取り込みや，ベースとなるシェイプ作成まわれていくと予想され，各機関による個別の DS 開発ではでは自動化されているが，そこから 3D ポリゴンの作成等限界がある可能性も考えられる．そこで，DS の共通プラには手作業が必要である．また，道路基盤地図情報を活ットフォームを共同開発し，関係主体が共用できる仕組み用して，道路部分の三次元モデルをほぼ自動的に構築し，を構築することで，DS 活用の拡大や，それに伴う関連技DS のシナリオ作成を省力化した事例 4) がみられた．しか術開発の効率化・活性化につながることが期待される．

し，線種など道路基盤地図情報に含まれない情報について

4. ドライビングシミュレータに関連する先進的技術調査結果
4-1

広範な交通流における乗用車や大型車，自転車，歩は，手作業が必要になるなど，DS 上での高精細な再現に必要な属性情報を，データが十分に具備していない場合が多いといった課題が残されている．

行者等をドライビングシミュレータで再現する技術

更に，市販の CG 作成ソフトウェアを利用して作成したDS 上で自転車や歩行者を扱った評価事例はあるが，設CG 画像と実画像を合成することで，効率的に臨場感の高定されたシナリオに従って動作するものであり，自律したい DS シナリオを作成することが可能であることを確認し行動モデルを持ちインタラクティブに行動するものにはな

た（図 1）．但し，DS シナリオ作成における実測映像の活っていない．歩行者モデルやマルチエージェントシミュレ

用には，昼夜などの照明条件の変更や，他車両の追加などーションに関する研究1)2) は様々行われており，これらをの汎用的な利用を実現できないことが課題としてある．

活用して，現実に近い歩行者挙動や，歩行者と自動車間の相互作用を DS 上でも再現できるようになることが期待される．
但し，現況再現に関する知見の蓄積が少ないため，モデルパラメータのチューニングが困難になる可能性がある等の課題があると考えられる．また，都市レベル等の広範囲な道路交通の再現にあたっては，演算処理負荷が過大となる問題もある．
4-2

信号情報の車載器による受信等，路車間通信等をドライビングシミュレータで再現可能な技術

図1

都内の一般道を対象とした実画像合成の例

DS 上で路車間通信や車載器からドライバへの情報提供などを取り扱った評価事例3) はあるものの，現状では，シ4-5 ドライビングシミュレータによる安全運転の評価方法

ミュレータ内での車両の位置や時間情報に基づき，予めシ「追突注意」路面標示，ダブル区画線，高視認性区画線，ナリオで設定された情報を提供することで，模擬的に路車「信号機あり」標識のような注意喚起対策，交差点コンパ間通信を再現しており，リアルタイムなセンサ検知情報やクト化，および右折専用車線の設置といった安全対策が行信号情報等と連動した路車間通信自体を論理的・物理的にわれた交差点の対策実施前後の実測データと，同環境下でDS 上で模擬することまでは行われていない．複数クライの DS 実験の結果を，ブレーキ操作回数や右折時ギャップアントでの車車間通信などを再現することは，開発工数を時間などの評価項目をもとに比較し，DS での安全評価方

かければ技術的には実現可能であるとみられる．

法の有効性を検証した事例5) がみられた（図 2）．

4-3道路標識や交通信号等のインフラを，広範な交通流において再現可能な技術

信号交差点等における自車周辺車両の挙動については，詳細な行動モデルが DS に組み込まれた事例はみられなかった．マイクロ交通シミュレーションモデルと DS を連携させることで，交通信号制御に対応した車両の挙動をより精度高く再現することが考えられ，接続された実績もあった．マイクロ交通シミュレーションと DS の接続にあたっては，計算周期の違いの問題があり，それを補完する技術が必要である．

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図2

安全対策案を施した DS シナリオ

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DS による安全運転の評価を行っている文献調査の結果，速度，加速度，車間距離（TTC なども含む）などの自動5. まと産研究91

め

車運動から評価しているものが 8 件，ブレーキ踏量，ステDS の課題の一つである現実の交通環境の再現性や臨場アリング角度などの操作量から評価しているものが 2 件，感の向上に資する「広範な交通流における乗用車や大型車，ドライバの生体信号から評価しているものが 2 件あった．

自転車，歩行者等を DS で再現する技術」や，「道路標識しかし，DS 実験の結果から安全性を評価する方法は，現や交通信号等のインフラを，広範な交通流において再現可

時点では確立されたものはないと考えられる．また，DS

能な技術」，シナリオ作成の効率化にもつながる「実画像実験によりドライバの生体信号等を取得することは可能でを活用した CG 作成等，実交通環境をより効率的に再現すあるが，運転行動との関連付けが未解明な部分があり，分る技術」へのニーズがあり，要素技術の研究開発も進めら析方法が確立されていないといった課題がある．

れているため，DS 上への実装も見据えた更なる取り組みᗈ⠊䛺஺㏻ὶ䛻䛚䛡䜛஌⏝㌴䜔
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次世代 DS に必要な機能開発のロードマップ案

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産研究が望まれる．また，自動運転の推進，次世代の協調 ITS に以上の調査結果にもとづき，次世代 DS の開発において関する研究開発における DS 活用に向けて，「信号情報の必要と考えられる各機能について，技術開発のロードマッ

車載器による受信等，路車間通信等を DS で再現可能な技プ案を図 3 の通り検討した．

術」として，路車間通信・車車間通信・スマートフォン連

自動運転・協調 ITS などの導入による安全で効率的な交携等の仕組みにおける包括的な制御ロジックの DS 上での通社会の実現に向けて，多様な技術を組み合わせて現実の実装も求められている．これらが実現されれば，EV 等の道路交通環境や運転環境，さらに自動運転・予防安全を含新モビリティを含む車両側と，充電施設・通信設備等のイむ運転支援システム等を再現することが可能な次世代 DS

ンフラとの協調を考慮した様々な施策評価等への DS の活が担うべき役割や必要性は，今後より一層大きくなるもの用も期待される．と予想される．そのため，産官学の緊密な連携により，次安全分野は DS を活用している重要な分野の一つであり，世代 DS 及びその関連技術の開発や利用環境・制度等の整例えば予防安全系システムの評価などは，DS 実験でしか備を推進することで，DS の活用を促進し，技術開発の効評価できない技術である．また，運転支援から自動運転へ率化・活性化を支援することが求められている．そうしたの移行において，自動運転の中で人間が介在する場面の評取り組みは，我が国の自動車関連技術のイノベーションを価に DS 活用が期待されている一方，その評価方法が確立促進し，関連産業の国際競争力の強化に資するものと期待されていないという課題を抱えている．そこで，「DS にされる．

よる安全運転の評価方法」など，DS による評価結果に対する信頼性や再現性を担保するための評価方法や評価基準，再現性の要件等の確立，及びその標準化に対するニーズは非常に大きく，評価目的・対象・レベルに応じた要求水準を満たす DS に対して，認定（お墨付き）を与える制度・仕組みの策定も，DS の活用促進において有効であると考えられる．
更に，運転支援技術の高度化や自動運転技術等に対応するための，DS の更なる開発の必要性や，DS 活用機会の増加の可能性がある一方で，現状では，各分野・各企業が個別に DS を開発・利用しており，DS に係るリソース制約の問題がある．そこで，分野間・企業間で共通的なニーズのある評価等に使える「DS 共通プラットフォーム」，及びそこで使用できるデータやシナリオ等を蓄積した「DS共通ライブラリ」を，官民の関係主体で共同開発し，関係主体が共用できる仕組みを構築することが有効であると考えられる．それらが実現されれば，DS の活用機会の拡大につながり，その結果として関連技術開発の効率化や活性化が期待される．

14（2015 年 1 月 8 日受理）
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ータ MATES の開発第三報：多階層歩行者モデルの開発と歩車混合交通シミュレーション，日本シミュレーション学会論
文誌 Vol.3, No.3，2011.93） 児島亨，波多野忠，廣瀬敏也，田中信壽：車車間通信を利用した安全運転支援システムの位置精度がドライバーの違和感・受容性等へ与える影響について，自動車技術会論文集 Vol.43,
No.3，
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5） 鄭仁成，洪性俊，小野晋太郎，平沢隆之，中野公彦，大口敬，池内克史，須田義大，鈴木優，勘角俊介．道路基盤地図情報を活用した交通安全対策の評価手法に関する研究，第 30 回日本道路会議，2013