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第645回:ダイナミックマップがモビリティーを変える!? 現実空間と仮想空間をつなぐ高精度情報

2021.04.19 エディターから一言
首都高速・生麦ジャンクションのHDマップ。
首都高速・生麦ジャンクションのHDマップ。拡大

道路のかたちを高精度な3次元データにまとめたダイナミックマップ。現在、この「機械が読む地図」がモビリティー業界で注目を集めている。自動運転の実用化にもつながるとされる、キーテクノロジーの可能性を探った。

日本で初めてハンズオフ走行機能を実現した「日産スカイライン」。同車に搭載される「プロパイロット2.0」には、ダイナミックマップ基盤のHDマップが採用されている。
日本で初めてハンズオフ走行機能を実現した「日産スカイライン」。同車に搭載される「プロパイロット2.0」には、ダイナミックマップ基盤のHDマップが採用されている。拡大
世界初の「レベル3」自動運転機能を実現した「ホンダ・レジェンド」。同車のシステムに採用されるHDマップは、ダイナミックマップ基盤のそれをベースに、ゼンリンが独自のデータを加えたものだ。
世界初の「レベル3」自動運転機能を実現した「ホンダ・レジェンド」。同車のシステムに採用されるHDマップは、ダイナミックマップ基盤のそれをベースに、ゼンリンが独自のデータを加えたものだ。拡大

これまでの地図との決定的な違いは“使い手”

2021年4月7日、ダイナミックマップ基盤株式会社は、一般道も含む高精度3次元地図データ(HDマップ)を2023年度に実用化すると発表した。同社は内閣府SIP自動走行システム推進委員会での議論を経て、2016年6月にオールジャパン体制で発足した企画会社を源流とする。2019年3月までに約3万kmの高速道路と自動車専用道路のデータを整備し、量産車両へ搭載された実績もある。

HDマップは自動運転やデジタルインフラの整備に欠かせないものだが、そもそもHDマップとはどのようなもので、既存のデジタルマップとは何が違うのか? 自動運転システムと関連づけて整理してみたい。

さて、世の中には地図を読める人と読めない人がいる。地図を読める人は地図から実世界の移動をイメージできるので、ことあるごとに地図を確認しなくても目的地にたどり着くことができる。一方で、方向音痴の筆者は地図アプリを注視しながら歩いていても方向を見失い、迷子になってしまう。

この違いはどこからくるのか? 知人に尋ねて分かったのは、視点が決定的に違うことだった。筆者は「病院の角を右に進む」と、地図から想像される風景や体の向きによって変化する方向感覚を頼りにしていたのに対し、地図を読める知人は「線路の西側の通りを北に向かう」と、それこそ地図に記載されるような、簡素で変化の少ない情報をもとに進路を判断していた。

地図は文字よりも起源が古いという。位置情報を伝える行為が、人間にとってそれだけ重要だったということだ。長らく手書きや印刷による2次元だったが、この数十年間で日常の地図はほぼすべてデジタルマップに置き換わった。HDマップもそのひとつにあたるのだが、これまでの地図の延長線上に位置づけられるのではなく、新たな方向に分岐した進化版とみるべきだろう。最大の違いは利用主体だ。従来の地図は、人間にとっての分かりやすさを追求し、ランドマークを誇張したり色や形を工夫したりと視覚表現に多くのリソースが割かれている。一方、HDマップは「機械のための地図」なのだ。そこでは、ひたすらに情報の正確性と現実世界との整合性が重視される。

自動運転の実現にも欠かせない高精度情報

ダイナミックマップ基盤が手がけるHDマップには、区画線や道路標識など現実世界に存在する地物と、現実世界に存在しない「仮想地物」が、高精度な3次元データとして収録される。仮想地物の代表が、車線の中心に一本通った「車線リンク」だ。モノレールのレールをイメージすると分かりやすいだろう。HDマップを用いた自動運転システムでは、クルマはその車線リンクをなぞるようにして走行する。

安全な走行のためには地図情報の精度が重要だが、従来のデジタルマップはその精度が“メートル級”だった。人が運転の主体を担う既存の運転支援システムなら問題はなかったが、いわゆるハンズオフ走行機能や自動運転システムでは、この誤差はそのまま安全上の問題につながる。

例えば、日本では高速道路の道路幅は3.5mが基本となっている。これに対し、自動車は5ナンバーの車種でさえ1.7mに迫る車幅を持つ。誤差がメートル級だと、簡単に車線を逸脱してしまうのだ。現在、多くのメーカーが商品化している運転支援システムは、白線の認識機能や前走車の後に続く追従走行機能などによって実用性を担保しているが、現実の道では白線が途切れていたり、前走者がいなかったりという場合もある。そうしたシーンで頼みの綱となる地図の精度が低ければ、より高度な運転支援や自動運転を実現するのは難しい。

こうした既存のデジタルマップに対し、HDマップは“センチメートル級”の位置精度を誇るという。幅3.5mの道路を1.7m幅の車両が走る場合、両脇にはそれぞれ0.9m(90cm)の余白があるので、これだけの精度があれば車線を逸脱する心配はない(話を分かりやすくするため、ここでは自車位置計測や車両制御の精度については割愛させていただく)。

また信号機や停止線など、安全な走行に必須の道路標識/設備情報もHDマップには盛り込まれる。例えば、交差点では複数の信号機がドライバーの視界に入ることは珍しくなく、信号を見誤って事故に発展することさえある。しかしHDマップでは、現在の位置情報と従うべき信号機がひもづいているので、システムが「どの信号機の情報に従うべきか」を誤ることがない。

このように、高い精度と道路の情報を併せ持つHDマップは、将来の完全自動運転システムの実用化に必須の技術なのだ。

HDマップに収録される情報のイメージ。各車線の中央を走る緑のラインが「車線リンク」だ。
HDマップに収録される情報のイメージ。各車線の中央を走る緑のラインが「車線リンク」だ。拡大
HDマップの製作に際しては、まずは計測器を搭載した車両で対象となる道路を走行し、写真のような高精度3次元点群データを生成。そこから必要となる情報を抽出する。
HDマップの製作に際しては、まずは計測器を搭載した車両で対象となる道路を走行し、写真のような高精度3次元点群データを生成。そこから必要となる情報を抽出する。拡大
上の高精度3次元点群データから製作された、首都高速・大橋ジャンクションのHDマップ。
上の高精度3次元点群データから製作された、首都高速・大橋ジャンクションのHDマップ。拡大
HDマップには3次元の地図情報だけでなく、信号機や規制標識などの情報も収録されている。
HDマップには3次元の地図情報だけでなく、信号機や規制標識などの情報も収録されている。拡大

ダイナミックマップを使ったモビリティーの未来図

もちろん、HDマップだけで自動運転が実現するわけではない。ダイナミックマップ基盤では道路の統廃合や地物の変更といった情報を関係機関から取得するなどして、マップの精度を保つとしているが、それでも(当然ながら)地図情報とは無関係な、突発的な事故や通行規制などには対応できない。いま目の前で何が起きているのかを認知・判断するためには、やはりその場で情報を収集する車載センサーが不可欠だ。

一方、車載センサーの側は、山道やカーブの連続する道路のような見通しが難しい場所、信号や標識などの情報を得にくい悪天候の下では、機能を十分に発揮できない。従って、そういった場面ではHDマップの情報がより活用されることになる。個々の技術をどう組み合わせ、どう相互補完させながらシステムの完成度を高めていくのか。自動運転車ではこうした技術のコーディネート、あるいはインテグレートのコンセプトに、車両開発側の個性が出てくるのではないだろうか。

ダイナミックマップ基盤では、今後カバーするエリアを一般道路に広げ、2020年度に3万1777kmだった総延長を、2024年度に約13万kmに延ばす計画だ。また具体的な価格は明らかになっていないが、小型車や軽自動車などにもHDマップを使ったシステムが搭載できるよう、大幅な低価格化を実現するという。日本では低価格帯のクルマでもADASの採用が進んでいるので、私たちが(部分的にでも)HDマップの恩恵にあずかれる日はそう遠くないのかもしれない。

また、HDマップは現実世界に存在しない仮想地物を3次元データとして収録できるので、活用次第では今後のモビリティー環境が大きく変わる可能性がある。例えばドローンの飛行ルートの設定にHDマップが利用できれば、配送業の在りようなどはさま変わりすることだろう。また、街なかを移動しながら場所にひもづいた情報を得られたり、電子クーポンをもらえたりといったマーケティングへの応用も考えられる。そうなればマネタイズの在り方も変わり、HDマップをさらに安価に利用できるようになるかもしれない。

あらためて、このHDマップを提供する企業の名称はダイナミックマップ基盤である。この会社が提供しているのは“基盤”なのだ。オールジャパンで始まったHDマップは、どんなモビリティー社会の基盤となるのだろうか。少し気が早いが、自動運転のその先を考えてみるのも悪くない。

(文=林 愛子/写真=ダイナミックマップ基盤/編集=堀田剛資)

「ホンダ・レジェンド」に搭載されるLiDAR(ライダー)。自動運転の実現には、HDマップはもちろん高精度な車載センサーも必須となる。
「ホンダ・レジェンド」に搭載されるLiDAR(ライダー)。自動運転の実現には、HDマップはもちろん高精度な車載センサーも必須となる。拡大
ダイナミックマップ基盤が提供するHDマップは、現状では全国3万1777kmの高速道路と自動車専用道路のものだけだが、今後は一般道のデータも収集し、2024年度には約13万kmの道路をカバーするとしている。
ダイナミックマップ基盤が提供するHDマップは、現状では全国3万1777kmの高速道路と自動車専用道路のものだけだが、今後は一般道のデータも収集し、2024年度には約13万kmの道路をカバーするとしている。拡大
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