自動運転向け三次元地図:標準化や更新のあり方の検討が進む

Autonomous Vehicle and ADAS Japan 2016から(3)

2016/09/05

要約

HEREのHD Live Map
HEREのHD Live Map

 2016年7月11~12日に、TU Automotive主催の「Autonomous Vehicle and ADAS Japan 2016」が東京で開催された。本レポートは、パイオニア株式会社 理事 自動運転事業開発部 渉外担当 畑野一良氏の講演「レーザー技術と地図・カーナビ技術の融合:自動運転の実現へ、パイオニアが果たす役割」と、その後に行われたパネルディスカッション「自動運転に必要とされる高精度3Dマップ(ダイナミックマップ)とは」を中心に、三次元地図の本格作成に向けた検討・準備の動きを報告する。

 具体的には、
・2016年6月、日本の地図会社、測量会社と自動車メーカー9社が「ダイナミックマップ基盤企画株式会社」を設立、三次元地図の内容を協調領域と競争領域に分け、協調領域を標準化する検討を開始した。
・パイオニアは小型・低コストの3D-LiDARを開発した。地図整備車両とともに一般車両が搭載する3D-LiDARを開発し、それらの車両からの情報により三次元地図を最新の状態に更新する「データエコシステム」を提案する。さらにパイオニアは、欧州の地図会社“HERE”と共同で「データエコシステム」の実証実験に取り組むと発表した。
・パネルディスカッションでの議論内容:早急に標準化を進めるべきとの意見、しかし協調領域と競争領域の区別は必ずしも明確でないのでじっくり検討すべきだとの意見、一方HEREはグローバルでの標準化を進めているなど、
を報告する。

関連レポート:

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政府のプログラムで自動運転を推進、ダイナミックマップの高度化を促進

 日本政府は、内閣府を中心とした「戦略的イノベーション創造プログラム(SIP:Cross-ministerial Strategic Innovation Promotion Program)」の課題の一つとして、自動運転の実用化を支援する。2017年までに(レベル2の)準自動走行、2020年を目途に(レベル3の)準自動走行、さらに2025年を目途に完全自動走行(レベル4)の市場化がそれぞれ可能になるよう関連領域の研究開発を進める方針。

自動走行システムについては、5つの重点テーマを掲げ、最初に「1)地図情報(ダイナミックマップ)の高度化」を挙げている。その他の重点テーマは、2)HMI(Human Machine Interface)、3)情報セキュリティ、4)歩行者事故低減、5)次世代都市交通。



「ダイナミックマップ基盤企画株式会社」で、協調領域の標準化を検討

 2016年6月、三菱電機、地図会社および測量関連の6社は、日本自動車メーカー9社と共同で「ダイナミックマップ基盤企画株式会社」を設立した。自動運転用高精度三次元デジタル地図の内容を協調領域と競争領域に分け、各自動車メーカーが共有する協調領域のデータ仕様の標準化を目指す。自動運転用三次元地図の作成には膨大な工数がかかり、各自動車メーカー単独での取組みは困難で、標準化・オープン化が不可欠とされる。参加する6社は、計測機材メーカー(三菱電機)、地図会社(ゼンリン、インクリメントP、トヨタマップマスター)、測量会社(パスコ、アイサンテクノロジー)の構成である。
(注)ダイナミックマップは、自動運転に必要な情報を提供する三次元地図で、継続的に更新・メンテナンスされるものを指す。以下のような機能を実現する:自車位置の特定、周辺物体の位置特定、走行経路の計画作成、周辺車両との走行経路調停など。

ダイナミックマップ基盤企画株式会社の課題

・三次元地図共通基盤データの構造、更新方法、位置参照点の管理方法
・三次元地図共通基盤データおよびダイナミックマップ協調領域の運用システム構想(計測方法、図化方法、サーバーシステム、配信方法、セキュリティ方式等)
・整備計画(スケジュール・必要コスト)、提供価格
・道路管理に関わる官公庁データシステム、動的データシステム、自動車会社が保有するプローブシステム等とのインターフェイス
・海外類似システムとのインターフェイス
・標準化活動(国内外)
・インフラ維持管理、防災減災等の他用途における三次元地図共通基盤データの活用案
・プローブ情報による地図更新の方法



「ダイナミックマップ基盤企画株式会社」設立に参加した6社

会社名 出資比率 自動運転用地図とのかかわり
三菱電機 18%  カメラを最大6台、レーザースキャナーを最大4台搭載して、道路および周辺の連続映像と三次元座標データを計測する車載型計測機器MMS(モービルマッピングシステム)を開発し2007年から販売。新企画会社の社長は、同社出身者。
ゼンリン 17%  日本最大の地図製作会社。自動運転用三次元地図の製作も開始した。
パスコ 17%  衛星写真、航空写真、都市の三次元データ、地図デジタルデータなどを販売。三菱電機の開発したMMSも活用する。
アイサン
テクノロジー
6%  「測量設計業」「建設業」「土地家屋調査士業」の顧客に、より正確な位置を求める解析技術を提供する。MMSも複数台保有。
インクリメントP 6%  パイオニアが全額出資する子会社で、地図、カーナビシステムを提供する。
トヨタマップ
マスター
6%  カーナビ用に地図データベースを作成。地図データベースを、携帯電話向け地図などカーナビ以外の用途にも販売。
(注)この他に、自動車メーカー9社(三菱ふそうトラック・バスとUDトラックスを除く日本の全自動車メーカー)が参加し、それぞれ3.3%を出資する。

MMS(三菱モービルマッピングシステム)

 三菱電機は、高精度な三次元空間データを簡単に取得できるモービルマッピングシステムを2007年に発売した。道路の維持管理に必要な道路台帳付図作成や公共測量・調査などに利用されてきた。自動運転用三次元地図の作成にも利用できる。
 3台のGPSアンテナ、IMU(Inertial Measurement Unit:GPSとともに現在位置を推定する機器)、レーザースキャナー、一体化したユニットを車両のルーフ上に設置。カメラを最大6台、レーザースキャナーを最大4台まで搭載できる。一般道(最高速度60km/h)でも高速道路(同80km/h)でも交通規制することなく高精度で計測できる。



ダイナミックマップ基盤企画会社のビジネスモデル

ダイナミックマップ基盤企画会社のビジネスモデル、左半分の青の部分が新企画会社の領域、中央下部の4階建ての部分は、下から「静的情報(路面情報)」「准静的情報(道路工事など)」「准動的情報(渋滞情報など)」「動的情報(周辺車両、歩行者など)」を示す。また赤の点線と矢印は今後の検討事項
ダイナミックマップ基盤企画会社のビジネスモデル、左半分の青の部分が新企画会社の領域、中央下部の4階建ての部分は、下から「静的情報(路面情報)」「准静的情報(道路工事など)」「准動的情報(渋滞情報など)」「動的情報(周辺車両、歩行者など)」を示す。また赤の点線と矢印は今後の検討事項

 新企画会社は、下記のビジネスモデルを公表した。このようなデータの流れを想定し、データ仕様の標準化を進める方針。

 測量会社と地図会社が、三菱電機製MMS(Mobile Mapping System)などを活用して取得したデータと道路情報等により三次元地図(共通基盤データの部分)を作成する。さらに准動的情報(事故情報、渋滞情報など)を加えて自動車メーカーと地図会社に提供する。その後も、プローブ情報(道路を走行しているLiDAR等を搭載する車からの情報)によりメンテナンスを継続する。自動車メーカーや地図会社は、それぞれ独自の競争領域のノウハウをプラスして、自動運転向け三次元地図を完成し利用する。

 なお、新企画会社によると、動的情報・准動的情報・准静的情報およびプローブ情報をどう取り入れていくかは、今後の検討課題としている。特に動的情報(周辺車両、歩行者情報、信号情報など)については、原理的にはクラウド経由で各車両が搭載する地図に取り込むことも可能だが、「瞬時に発生している事象については、車載のセンサーと判断力で対応する」との考え方も有力とのこと。









パイオニア:小型3D-LiDARによる「エコデータシステム」を開発

 パイオニアは、光ディスクなどで培った光技術や信号処理技術を活用し、自動運転・高度運転支援向けに必要とされる小型・高性能の走行空間センサー「3D-LiDAR(ライダー)」を開発。2015年9月に原理検証試作を完了し、高性能・小型・低コスト化に向けての開発および車載実証実験を開始した。

 2016年中に、地図整備車両用3D-LiDARを開発する。現在使用されているLiDARより小型・簡易で低コストのものにする。

 2018年頃から一般車両向け3D-LiDARの製品化を目指す。車両のヘッドライト、バンパーなどに組み込んで、自車の自動走行に使用するとともに、周辺情報をクラウドに送る。道路状況は常時変化するので、地図はいわば生き物であり、これらの一般車両からの周辺情報をリアルタイムに収集して地図データを差分処理(最新の状態にアップデート)する必要がある。パイオニアは、この低コストで運用可能な「高度化地図の効率的な整備・運用システム)」を「データエコシステム」と呼んでいる。パイオニアの3D-LiDARは、地図整備車両よりもデータエコシステムを主なターゲットとしていると見られる。

パイオニアの、地図整備テスト車両によるLiDARデータ。左上の写真が通常の写真で、図2は周辺物体をLiDARでスキャン(光学的に読み込みデジタルデータ化すること)した結果。全ての点群は距離データを持つ。色の違いは対象エリアを構成する物質の反射率の違いによる。 パイオニアのデータエコシステム、図の中心はクラウドのイメージ
パイオニアの、地図整備テスト車両によるLiDARデータ。左上の写真が通常の写真で、上図は周辺物体をLiDARでスキャン(光学的に読み込みデジタルデータ化すること)した結果。全ての点群は距離データを持つ。色の違いは対象エリアを構成する物質の反射率の違いによる。 パイオニアのデータエコシステム、図の中心はクラウドのイメージ


パイオニアと“HERE”が共同で「データエコシステム」の実証実験

HEREのHD Live Map、道路幅だけでなく、白線と車線、道路以外の周辺立体物の3D形状も示されている。
HEREのHD Live Map、道路幅だけでなく、白線と車線、道路以外の周辺立体物の3D形状も示されている。

 カーナビ用地図でトップのHEREは、欧米で販売されるカーナビ用地図で8割のシェアを持つ。これまで主流であった人の運転に向けたカーナビ用地図は、自動運転には使えない。そこでHEREは、自動運転やADASに向けた三次元地図に注力している。既に米Velodyne社製LiDARを搭載する測量車両が三次元地図HD (High Definition)Map作成に向け動いている。

 また、パイオニアの「データエコシステム」と同様の狙いで、LiDARやカメラなどのセンサーを搭載する一般車両から道路情報を収集して、地図データを最新の状態にアップデートする「HD Live Map」のシステムを2016年1月に発表した。道路の状況変化を即座に把握して、常に地図データを更新していけるように、世界の自動車メーカーや部品メーカーとの共同実験をさらに強化していく。パイオニアとの提携もその一環としている。

 2016年5月に、パイオニアとHEREは共同でデータエコシステムの構築に向けた実証実験を行うことで合意した。両社の役割は、

 <パイオニア>開発中の3D-LiDARと自車位置特定技術を活用し、自動運転向け地図の更新に必要なデータを抽出する。

 <HERE>保有する自動運転向け高精度地図とクラウドを活用し、パイオニアが抽出したデータ(センサーデータなど)を収集/解析、それを元にした更新地図データを車両へ配信する仕組みを検討する。

 HEREはフィンランドNokiaの地図部門であったが、2015年にDaimler、BMW、Audi 3社の企業連合(コンソーシアム)が買収した。このコンソーシアムはオープンで、今後も出資者が増えると予測しまた歓迎するとしている。



パネルディスカッション:自動運転に必要とされる高精度3Dマップ(ダイナミックマップ)とは

 パイオニアの畑野氏の講演の後に、「自動運転に必要とされる高精度3Dマップ(ダイナミックマップ)とは」と題したパネルディスカッションが行われた。三次元地図の作成のためにデータ仕様等の標準化が必要であり、それを担う「ダイナミックマップ基盤企画株式会社」の果たすべき役割や標準化の進め方について多くの意見が出された。

パネルディスカッション参加者

畑野 一良氏 パイオニア株式会社 理事 自動運転事業開発部 渉外担当
山田 哲氏 株式会社トヨタマップマスター 取締役
マンダリ カレシー氏 HERE Japan株式会社 オートモーティブ事業部 アジア太平洋地域本部 本部長
竹川 道郎氏 株式会社ゼンリン ADAS事業推進室 室長
阿部 聡智氏 インクリメントP株式会社 新規事業開発部 部長
(注)青字は「ダイナミックマップ基盤企画株式会社」の参加企業。モデレーターは、パイオニアの畑野氏が担当した。



<ダイナミックマップ基盤企画株式会社の設立について>
・新企画会社のメンバーであるゼンリンの竹川氏から、2016年6月に設立された「ダイナミックマップ基盤企画株式会社」につての説明があった。三次元地図の作成とメンテンスには膨大なコストがかかるので、協調領域と競争領域を分け、協調領域はあらゆる参加者が利用できるようにしてコストを下げようとのコンセプトである。

<競争領域と協調領域の区別、標準化を進めるタイミング>
・現段階では競争領域と協調領域の区別は必ずしも明確でないとの意見が複数出された。トヨタマップマスターの山田氏からは、次のような発言があった「協調領域と競争領域の区別はいまだ不明確であり、じっくり落ち着いて見極めたい。カーナビでは、地図とアプリが並行して開発されてきた経緯がある。自動運転でも、地図がどう使われるかを詰めていくと、二つの領域の件も、もっと見えてくるのではないか。」
・インクリメントPの阿部氏からは、この区別を詰めて標準化を至急推進していきたいとの意見があった。

<HEREは早急な標準化を期待>
・(HEREカレシー氏)HEREは、日本での標準化を早急に進め、海外で販売する日本車も多いのでグローバル標準とも調和させることを期待している。HEREは、既に自動運転用HD (High Definition) Live Mapにおいて、一つのフォーマットを提案している。地図情報は急速に増えていくので、至急標準化しクラウドに効率的に収納する必要がある。協調領域での標準化ができないと、その上にのる差別化もできないのではないか。 
・HEREはプラットフォームとしてのサービスを提供したいと考えている。



(注)HEREは、2015年6月に、道路を走行する車両のセンサーデータをクラウドに集約し分析していく上での標準化を提案した。現在は、自動車メーカーごとに様々なフォーマットが使用されている。
 2016年6月に、その標準データフォーマットを“SENSORIS Innovation Platform”と名付けERTICO (ITS Europe)に提出し、ERTICOは、SENSORISを標準データフォーマットとして承認した。既に10社を超える自動車メーカーと部品メーカーがSENSORISに参加した(日本メーカーではパイオニア、アイシンAW、他にDaimler、Bosch、Continentalなど)。今後も参加するメーカーが増加する見込み。
 HEREは、道路を走行する何百万台の車両から、共通の言語でセンサーデータをクラウドに集約し、三次元地図をほぼリアルタイムに更新していくことが、自動運転を実現するためのキーになるとしている。



・会場の参加者から、「HEREのシステムをそのまま導入すれば一番低コストになるのではないか」「もうガラパゴス化は止めよう」といった意見も出された。

<(会場からの質問)新企画会社ではMMS(モービルマッピングシステム)を使用するのか>
・(ゼンリン竹川氏)これまで最も多く使われている機材なので、今後もMMSが幅広く使われるのではいか。

<カーナビ用地図との関係について>
・(インクリメントP 阿部氏)カーナビ用地図を、自動運転用高精度地図と連携させ向上させることが考えられる(駐車場の入り口部分を詳しく表示するなど)。一方、もともとカーナビ用地図、ADAS用地図および自動運転用地図では要求されるレベルが異なる。また、例えば開通予定の道路については、カーナビ用では「近く開通予定」と入れることができるが、自動運転用地図では、実際に開通して測量してからでないと記載出来ない。

 以上が約1時間のパネルディスカッションで出された主な意見である。細部に関しては、参加者間で捉え方の微妙な差異も感じられた。

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キーワード:ADAS、自動運転、地図、LIDAR(ライダー)

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