「自動運転レベル3の市販車を販売開始」「自動運転レベル4の実用化に向けて安全基準を強化」といったように、自動運転車に関するニュースなどでは、「自動運転レベル」という言葉がよく使われています。しかし、「レベル3とレベル4ではここが違う」と断言できる人は、意外に少ないのではないでしょうか。今後、自動運転車がさらに普及していくことは間違いないため、今のうちに自動運転レベルについての理解を深めておきたいところです。
そこで今回は、自動運転レベルとはなにか？を改めて解説していきます。
自動運転レベルとは？
自動運転車は、自動でどこまで運転操作が行われるかによって、レベル0〜5までの6段階に分けられています。フィクションの世界でよくある完全な自動運転はまだ実現しておらず、自動運転レベルを少しずつ上げながら、技術的・社会的・法律的な課題を解決している状況です。
自動運転レベルの基準は、アメリカのSAE（自動車技術協会）が示したものが一般的です。日本の国土交通省なども、SAEの示した自動運転レベルを参考にしながら自動運転車の実用化に向けた取り組みを進めています。
自動運転の各レベルを解説
ここでは、自動運転レベルの0〜6での違いや、特徴を解説します。
［レベル0］運転自動化なし
レベル0では、自動運転する技術が何もなく、すべての運転操作がドライバーに委ねられます。危険を知らせるアラート機能などを搭載している自動車は多いですが、運転操作はあくまでもドライバーが行うことになるので、自動運転には含まれません。
［レベル1］運転支援
レベル1では、自動運転システムがアクセル・ブレーキ操作かハンドル操作のいずれかを部分的に行います。レベル1に当たる技術としては、衝突被害軽減ブレーキや前走車両に追従するACC（車間距離制御装置）のように、アクセル・ブレーキ操作を支援する機能があります。また、車線の中央付近を維持するLKAS（車線維持支援システム）のように、ハンドル操作を支援する機能もあります。
日本では、2021年11月以降に発売される国産新型車への衝突被害軽減ブレーキ搭載が義務化されており、その後は輸入車や国産の継続生産車へも拡大していきます。いずれはすべての自動車が、レベル1以上の自動運転技術を持つことになるでしょう。
［レベル2］部分運転自動化
レベル2では、自動運転システムがアクセル・ブレーキ操作とハンドル操作の両方を部分的に行います。レベル1で紹介した複数の機能を組み合わせることで、高速道路上で走行する際に、車線を維持しつつ前走車両に追従するといったことが実現できます。
レベル2までは「自動運転」というよりは「運転支援」の段階であり、すべての責任はドライバーにあります。一時的にハンドルから手を離すことはできますが、いつでも運転操作ができるように気をつけておかなくてはなりません。本当の意味で自動運転車と呼べるのは、次のレベル3以降になります。
現在の自動車業界ではレベル2が中心であり、多くのカーメーカーがレベル2の自動運転車を発売しています。今後は新型車へのレベル2搭載がますます増えていくでしょう。
［レベル3］条件付運転自動化
レベル3では、特定の条件下ですべての運転操作を自動化します。たとえば、ホンダが発表した世界初のレベル3自動運転車である「レジェンド」は、高速道路での渋滞時における自動運転を実現しました。「レジェンド」では、渋滞で30km/hまで速度が落ちると自動運転システムが作動し、停止や発信、ハンドル操作を自動で行います。
レベル3になると、ドライバーはハンドルから手を離してディスプレイを操作したり、動画を視聴することも可能です。ただし、自動運転システムからの要請があれば、いつでも運転操作に戻れるようにしておかなくてはなりません。
［レベル4］高度運転自動化
レベル4では、特定の条件下ですべての運転操作を自動化します。レベル3との違いは、特定の条件下であればドライバーが必要ないことです。異常時や緊急時であっても、自動運転システムが対応してくれます。
たとえば、自動運転車専用道路や特定の敷地内、バスの送迎ルートといった限られたエリアでの自動運転が、レベル4になると実現できると期待されています。2021年の東京オリンピックでは、トヨタの「e-Palette」が選手村での巡回バスとして導入され、自動走行した実績があります。
［レベル5］完全自動運転
レベル5では、何の条件もなくすべての運転操作を完全に自動化します。レベル4までであった条件がなくなり、すべてのシーンで自動運転が行われるようになります。実現すれば、運転席すらない全く新しいデザインの車が登場することになるかもしれません。
しかし、現在の技術ではレベル5の実現は難しいといわれています。今後、各種センサやAIなどの技術革新が起こることで、レベル5の自動運転車が実現することが期待されています。
自動運転で使われるセンサを紹介
自動運転を実現するためには、車自身がドライバーの代わりに「認知」「予測」「判断」「操作」をしなければなりません。それらの入り口であり、重要な「認知」の部分を担っているのが各種センサです。ここでは、自動運転で使われているセンサがどのようなものかをご紹介します。
カメラ
カメラは、すでに多くの自動車に搭載されている主要なセンサです。撮影した画像から、他の自動車や歩行者などの物体を認識します。また、カメラで撮影した画像を処理すれば、物体までの距離も測定できます。
比較的低コストなセンサであることから、カメラは1台の自動車に複数台搭載されるのが当たり前になっています。人の目に代わる優れたセンサですが、カメラにも不得意なシーンはあるので、自動運転車においては他のセンサと併用して使用されることも多いです。
ミリ波レーダー
ミリ波レーダーは、ミリ波と呼ばれる電磁波を用いたセンサです。電磁波の発信機と受信機で構成されており、照射したミリ波が物体に反射して戻ってくるのを検出します。それによって、物体までの距離と方向を認識できます。
ミリ波レーダーは悪天候に比較的強く、正確に距離を測定できます。しかし、物体が何かを認識するのが困難なので、自動運転車に使う場合は単体では不十分です。カメラと組み合わせることで、各々の機能を補完する使い方が多くみられます。
LiDAR
LiDAR（ライダー）は、レーザー光を用いたセンサです。ミリ波レーダーと同様に、物体に反射して戻ってくるのを検出し、物体までの距離と方向を認識できます。
LiDARはミリ波レーダーよりも空間分解能が高く、より小さいものでも検出できる点が特徴です。3D LiDARと呼ばれるタイプでは車両周辺の三次元イメージを取得できるため、自動運転車を支えるセンサとして注目されています。
GPSセンサ
GPSセンサは、衛星から受信する信号から緯度や経度を測定します。スマートフォンなどにも当たり前のように搭載されているのでなじみがありますが、自動運転車でも重要な役割を担っています。
自動運転車では、現在どこを走行しているかを把握する自己位置推定が重要です。そこで、GPSセンサで取得した情報が活用されています。今後よりGPSの精度が高まれば、GPSを利用した自動運転の制御を行うことも検討されています。
モーションセンサ
速度変化を測定する加速度センサと角度変化を測定するジャイロセンサも、自動運転を実現する上で重要なセンサです。これらを組み合わせたセンサはモーションセンサと呼ばれており、加速・減速・カーブといった車両の走行状態を検出することで、自動運転の制御に役立てられています。
まとめ
今回は、自動運転レベルとはなにか？を改めて解説するとともに、自動運転を支えているセンサについても紹介いたしました。自動運転の各レベルでどのようなことが実現できるのか、どのような違いがあるのかをご理解いただけていれば幸いです。自動運転のレベルは、各種センサやAIなどの技術の進歩に伴って徐々に上がってきています。いずれは、レベル5の完全自動運転車が誕生すると期待できます。自動運転の進歩に今後も注目してみてください。
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