自動運転車

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。英語では":en:Self-driving car"や"Autonomous car"などと表記され、制御システムが「自律型」であることが要件となっている。その他、「ロボットカー」や「UGV 」、「ドライバーレスカー 」などとも呼ばれている。

1. 概要
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完全な自動運転車は、カメラやレーダー、LIDAR、超音波センサー、GPS等で周囲の環境を認識し、行き先を指定するだけで自律的に走行する。過去に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ことや、積雪の影響や除雪の障害にもなるためほとんど普及していない。そのため現在では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。マーカー方式は、ガイドウェイバスとしてIMTSが過去に日本で運行していたが、すでに終了している。

自動運転車には、カメラやLIDARなどのセンシング技術、ディープラーニングによる物体認識などさまざまなテクノロジーが使用されている。また、超音波センサーやGPSの働きにより、障害物がないかを自動認識し、自律的に走行できるよう設計されている。

すでに実用化されているロボットカーとしては、イスラエル軍で運用されているガーディアムと呼ばれ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 や、海外の鉱山、建設現場などで運用されているダンプカーなどの無人運行システム等がある。

公道以外の限定された環境では、ロボットカーの需要が広がりつつあり、建設機械大手のコマツ、キャタピラー等の企業がロボットカーの販売を拡大している。

一般人が公道で走行でき、かつ自動運転レベル定義におけるレベル4ならびに5に相当する完全な自動運転車は、2019年時点では市販されていない。date=2022年11月}}発売されている自動運転車は、自動運転レベル定義で言うところのレベル3までである。

自動運転車の商品化、普及により、交通事故の減少、渋滞削減、二酸化炭素 の削減が見込まれている。

2. 歴史
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2.1. 20世紀
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初期の自動運転システムの研究は少なくとも1920年代から行われており、1950年代には走行実験が開始されている。最初の半自動運転車は、1977年に日本の筑波大学機械工学研究所によって開発された。この車両は、2つのカメラを利用して道路上の白線を感知し、32 km/hで走行することができた。

本格的な自律走行車が登場したのは1980年代で、1984年にアメリカ合衆国で国防高等研究計画局の資金提供を受けたカーネギーメロン大学の「Navlab」と「ALV」計画が始まり、1987年には西ドイツでもダイムラー・ベンツとミュンヘン連邦軍大学による「EUREKAプロメテウス計画」が始まった。

1985年までにALVは、2車線道路を31 km/hで自律走行し、1986年には障害物回避機能が追加され、1987年には昼夜を問わないオフロード走行が可能となった。1995年には、NavLab 5が初の自動運転によるアメリカ合衆国横断に成功し、自動運転史における大きなマイルストーンとなった。ペンシルベニア州ピッツバーグからカリフォルニア州サンディエゴまでの4,585 this kmのうち、4,501 kmが自律走行であり、平均速度は102.7 km/hであった。1960年代から2005年の第2回DARPAグランド・チャレンジまで、アメリカにおける自動運転車の研究は、主にDARPA、アメリカ陸軍、アメリカ海軍が、研究機関や企業に資金を提供し、速度や様々な環境下での運転能力、制御、センサーシステムなど、段階的な進歩を遂げてきた。

路面の開発も検討され、アメリカ政府は1991年に6億5000万ドルの予算を自動道路システムに投じることを決定し、マーカーを埋め込むことで車両と連携する実験用高速道路も製作した。1997年には実験に成功。しかし、大規模に実用化する方向性や資金が定まらず、この研究は終了している。

1995年、カーネギーメロン大学のNavLab Vが、ワシントンD.C.からサンディエゴまでの4,800 kmの98 %以上の行程を自動運転で走破し、この記録は2015年まで20年間破られなかった。ただし、自動化されていたのは操舵制御だけで、ブレーキペダルとアクセルペダルはドライバーが操作した。

2.2. 21世紀
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2010年代前半に始まった第三次AIブームを背景として、自動運転車の開発に大きな注目が集まった。

2015年には、ネバダ、フロリダ、カリフォルニア、バージニア、ミシガンの各州とD.C.が、自動運転車の公道でのテストを許可した。

EUでは、2016-2018年の「CARTRE」や「SCOUT」、2019年に発表された「STRIA」といったプロジェクトで研究資金支援がなされている。

2015年11月、フォーミュラEでは2016年-17年シーズンに人工知能を搭載した自動運転車によるRoboraceを行うと発表した。

自動運転に関する特許の件数は、2016年以前の10年間では、1位がトヨタ自動車。GM、独ボッシュ、米フォード・モーター、米グーグルと続く。他社による被引用件数、すなわちその特許がどれだけ別の特許に引用されているかを見ると、GMが圧倒的に多く、グーグルとトヨタが続く。

2017年9月9日、ドイツ連邦交通省 より「自動運転車に関する倫理ルール」20項目が発表された。特筆すべき点は”「避けられない事故が起きた場合、人間の年齢、性別、心身の状態などをカテゴライズして考慮することを厳しく禁じる。一般レベルでのルールとして犠牲者の数を減らすよう挙動する、というものは受け入れられる」”というより具体的な部分まで踏み込んだ点など

2017年11月、ウェイモが運転者がいない無人運転車のテストを開始したと発表した。テストはアリゾナの公道で行われ、実際には社員が搭乗しているが、運転席にはいないこともあるという。これはレベル4に値する。2018年10月に自動運転距離が1,000万マイルに到達したことを報告。同12月には、アリゾナ州フェニックスで限られた地域の限られたユーザーであるが、自動運転タクシーの全米初の商用運用を開始した。しかし、やはり安全のためのドライバーは配置されていた。そして、2020年10月に、完全無人車両での自動運転配車サービスを同区域で開始すると発表した。これには運転手がおらず、トラブルの際はリアルタイムで監視しているエンジニアが遠隔操作する。。

2021年3月4日、ホンダは、世界で初めてレベル3の型式認定を取得した自動運転装置搭載の新型「レジェンド」を同月5日に発売すると発表した。国土交通省の型式指定を取得したものなので日本限定であり、限定100台のリース専用車種となる。1000万通りの状況下での安全を確認し、証明してきたという。

3. 自動運転の定義
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この節では公的機関から発表された自動化レベルの定義のみに関する節である

日本政府やアメリカ運輸省道路交通安全局  では自動化のレベルを以下のように定義している。

レベル0ドライバーが常にすべての主制御系統の操作を行う。前方衝突警告 などの主制御系統を操作しない運転支援システムもレベル0に含む。 レベル1 加速、操舵、制動のいずれか単一をシステムが支援的に行う状態。衝突被害軽減ブレーキなどの安全運転支援システムによる。 レベル2 システムがドライビング環境を観測しながら、加速、操舵、制動のうち同時に複数の操作をシステムが行う状態。アダプティブクルーズコントロール等がこれに該当する。ドライバーは常時、運転状況を監視操作する必要があるそのため2016年時点では、市販されているシステムはある程度の時間、ステアリングホイールから手を離しているとシステムが解除される等の仕様となっていた。}}。 レベル3 限定的な環境下若しくは交通状況で、原則として自動運転システムが全ての操作を行い、運転者は一切の操作をしない。ただし、自動運転プログラムの機能限界時などには、ドライバーに操作権限が移譲され、その場合には運転者が自ら運転操作を行うことが前提とされている。 通常時、ドライバーは運転から解放されるシステムである。ただし緊急時やシステムが扱いきれない状況下では、ドライバーは運転操作をシステムから引き継ぐ必要がある。 レベル4 特定の状況下のみ、加速、操舵、制動といった操作を全てシステムが行い、その条件が続く限りドライバーが全く関与しない状態。基本的にドライバーが操作をオーバーライドする必要は無いが、前述の特定の状況下を離れると人間の運転が必要になる2019年時点ではレベル4に該当するシステムは、上記の鉱山等で運用されている無人ダンプや無人[[軍用車両。レベル5無人運転。考え得る全ての状況下及び、極限環境での運転をシステムに任せる状態。ドライバーの乗車も、ドライバーの操作のオーバーライドも必要ない。安全に関わる運転操作と周辺監視をすべてシステムに委ねる。

4. 実例
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本節では、実際に道路を走行している自動車、サービスとして運用されている自動運転車について記述する新車販売が終了していても、自動車は自動車であるので平等に扱う。新車販売が継続中かどうか、などという恣意的な線引きはしない。}}。

4.1. レベル4
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経路および乗降場所が固定されたシャトルバス型の自動運転車が実用化されている。この種の自動運転車は、主にサービスとして提供される。日本では、2023年5月28日のZEN driveがはじめての認可例である。

4.1.1. 日本の自動運転サービス
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中山間地域の自動運転サービス}}日本の中山間地域における自動運転サービスでは、従来型とグリーンスローモビリティ型、バス型と乗用車型の組み合わせで下記4種類の車両が検討された。

車両自立型の6人乗りバス型 運行速度10km/h
磁気マーカーを利用した20人乗りバス型　運行速度35km/h
磁気マーカーを利用した6人乗りゴルフカート型 運行速度12km/h～20km/h
車両自立型の4人乗り乗用車型 運行速度40km/hそのうち初期に社会実装に至ったものは磁気を利用したゴルフカート型のものが利用されている。磁気を利用した自動運転は、道路に埋め込んだ磁気マーカーや誘導線に沿って決められたルート上を車両が走行する仕組みである。国土交通省では、高齢化が進行する中山間地域の人流や物流、生活の足を確保するために、「道の駅」等を拠点とした自動運転サービスやその実証実験を実施している。



4.2. レベル3
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2022年5月17日発売：メルセデス・ベンツ・Sクラス、メルセデス・ベンツ・EQSクラス 　DRIVE PILOT搭載。交通量が多い場合や混雑した状況下に限り、ドイツ当局から法的に許可された60km/hを上限に、自動運転できるようになる。カメラ、レーダー、LiDAR、超音波センサー、水分センサーによる情報に加え、デジタルHDマップを受信する。万が一システムが故障が発生した場合、冗長化されたシステム設計により車両の操作性を維持し、システムがドライバーに安全に引き継ぎを行う。またドライバーが最大10秒以内に引き継ぎ要求に応じない場合は、DRIVE PILOTはすみやかに自車と後続車にとって安全な緊急停止を開始する。
2021年3月5日発売：ホンダ・レジェンド 　 Honda SENSING Elite搭載。高速道路で渋滞した時に限りレベル3自動運転を実現。車両周囲を2基の単眼カメラ、5基のミリ波レーダー、5基のLiDARによって監視している。また、カーナビとは別に自動運転制御用の高精度3D地図データを持ち、センサーと組み合わせて車両の精密な位置情報を取得している。限定100台のリース販売のみ、2021年12月末に終売。

4.3. レベル2
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4.3.1. アダプティブクルーズコントロール
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アダプティブクルーズコントロール、レーンキーピングアシストなどを組み合わせ、先行車との車間距離を一定に保った自動追従走行を実現する機能。

あくまでも運転を支援するシステムであって、常に運転の主体や責任はドライバーにある。そのため、10 - 15秒以上ステアリングから手を離しているとシステムが解除される等の仕様となっており、自動運転はできない。また、ステアリングアシストは、約65 km/h以上でないと作動しない車種がある。車線の逸脱を防ぐシステムにおいてもハンドルを制御する前に警告を発するなど、先に人間の操作を促す仕様となっている。

詳細は下記、渋滞時追従支援システムを参照。

本田技研工業：ホンダ センシング
メルセデス・ベンツ：ディストロニック・プラス 500km以上の距離帯でも主な移動手段の候補となる）（閉鎖区間内)で自動運転トラックの隊列走行テストを行った。先頭のトラックには運転手が乗っているが、後ろ2台のトラックは自動運転で追従する。

5. 関連法規と法改正
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ジュネーブ道路交通条約では「常時人間の運転が必要である」と定義されており、同じ理由により法的にも規制されている。しかし、ジュネーブ道路交通条約と同様、「常時人間の運転が必要である」と定義されていたウィーン道路交通条約は、「人間によるオーバーライドと自動運転機能のスイッチオフが可能であれば、規制対象としない」と2014年に改正された。これは「レベル3までは規制対象としない」という事である。また、国連においても、国際基準の改正を含む、自動運転車実現の国際基準作りが進められている。

自動運転レベル1～2は運転支援といわれ、運転主体はドライバーである。それに対して、レベル3からは自動運転であり、運転主体がシステムになる。2020年4月から施行された改正道路交通法では、自動運転レベル3の自動車が公道を走行できるようになった。レベル3は「特定条件下で自動運転、作業継続が困難である場合はドライバーが対応」するものであり、運転主体はシステムであるが、作業継続が困難な場合はドライバーになる。そのため、レベル3の自動運転車の走行はドライバーが運転席に座っていることが必須条件である。また、「自動運転が困難であると判断された場合は、ドライバーは直ちに通常の運転に戻らなければならないため、飲酒や居眠りは認められていない。なお、自動運転中に事故・違反があった場合でも、ドライバーが免責されるとは限らない」 さらに、車両の保有者等は運行状況を常に記録し保存する義務があり、交通違反や交通事故が発生した場合には警察官の要求に応じて提出しなければならない。

2022年4月27日の道路交通法の改正で、レベル4の自動運転が可能な「特定自動運行」の制度が整備され、2023年4月1日に施行される。

6. 大衆文化における自動運転
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自動運転車は空飛ぶクルマと並んで人々の想像力をかき立てる存在であり、未来社会を扱うフィクションのテーマとなってきた。

自動運転車やその関連事象を描いた作品
エクスドライバー - 自動運転車が当たり前になった近未来において、従来型の自動車に乗って自動運転車の暴走事故に対応する｢エクスドライバー｣達を描いたアニメ作品。
ナイトライダー - 高度な人工知能K.I.T.T.を搭載した自動運転車「ナイト2000」の活躍を描いた、アメリカのドラマ。
シックス・デイとりわけ｢自動運転車が人々に襲いかかる｣という内容の作品
マシンX - テレビドラマ『西部警察』に登場する架空のパトロールカー。『PART-III』の第47話では自動運転車に改造され、ひき逃げを行うシーンがある。
ワイルド・スピード ICE BREAK - ターゲットの半径3㎞以内の車をクラッキングして襲撃させるシーンがある。
ドリフトシティ - 市民生活を脅かす謎の暴走自動運転車｢HUV｣の撃退やトラブル対処､及び｢誰が､何の目的でHUVを作ったのか?｣がストーリーの中核要素となっている。

7. ギャラリー
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{{Gallery |width = 220px |File:Tesla Autopilot Engaged in Model X.jpg|テスラのAutopilot搭載のModel X |File:Tesla Model X in Pacific Place.jpg|テスラ Model Xの外観 |File:Tesla Autopilot HW2.5 and Infotainment Boards .jpg|テスラAutopilot を実現しているハードウェア