JP7395346B2 - 設計支援方法及び設計支援装置 - Google Patents

Description

本発明は、設計支援方法及び設計支援装置に関するものである。

システムの検証項目を各システムの仕様に基づいて自動生成するための検証項目自動生成装置が知られている（特許文献１）。この検証項目自動生成装置は、システムの仕様に基づいて概念的機能を抽出し、システムの仕様に基づいて概念的機能のそれぞれを構成する構成要素的機能を抽出し、構成要素的機能のそれぞれを検証項目として設定する。この検証項目自動生成装置は、概念的機能のそれぞれで重複して使用され得る構成要素的機能のそれぞれの重複度合いに基づいて検証項目の優先順位を決定し、検証項目のそれぞれに対応するテストパターンを生成する。

特開２０１１－２８３１３号公報

従来技術では、構成要素的機能のそれぞれが検証項目として設定され、各検証項目に対応するテストパターンで検証が行われるため、構成要素的機能の数だけ検証が必要となり、効率的に検証することが難しいという問題がある。

本発明が解決しようとする課題は、検証の効率性を向上させることができる設計支援方法及び設計支援装置を提供することである。

本発明は、道路構造に対する車両の行動、車両の行動に対する制約条件、及び、制約条件下での車両の行動を表した車両の走行パターンが対応付けられた複数のユースケースと、ユースケースを実現するための車両の機能要素を記憶したデータベースから、ユースケースごとにユースケースを実現するための車両の機能要素を取得し、ユースケースごとの車両の機能要素に基づいて、最も多くの機能要素で実現されるユースケースを代表ユースケースの一つとして選定する第１処理を実行し、代表ユースケースを実現する機能要素ではない機能要素を対象機能要素として特定し、最も多くの対象機能要素で実現されるユースケースを代表ユースケースの一つとして選定する第２処理を実行し、所定条件が満たされるまで第２処理を繰り返し実行することで、複数の代表ユースケースを選定し、車両にとって検証すべきユースケースとして、複数の代表ユースケースを出力することにより、上記課題を解決する。

本発明によれば、検証の効率性を向上させることができる。

図１は、第１実施形態に係る設計支援装置のブロック構成図である。 図２は、第１実施形態に係る制御装置が実現する機能を模式的に表したブロック図である。 図３は、ユースケースを説明するための図である。 図４は、ユースケースと機能要素の関係を説明するための図である。 図５Ａは、第１実施形態に係る選定部が実行する選定処理を説明するための図である。 図５Ｂは、第１実施形態に係る選定部が実行する選定処理を説明するための図である。 図５Ｃは、第１実施形態に係る選定部が実行する選定処理を説明するための図である。 図５Ｄは、第１実施形態に係る選定部が実行する選定処理を説明するための図である。 図６Ａは、第１実施形態に係る選定部が実行する選定処理を説明するための他の図である。 図６Ｂは、第１実施形態に係る選定部が実行する選定処理を説明するための他の図である。 図６Ｃは、第１実施形態に係る選定部が実行する選定処理を説明するための他の図である。 図６Ｄは、第１実施形態に係る選定部が実行する選定処理を説明するための他の図である。 図７は、第１実施形態の制御処理のフローを示す図である。 図８は、第１実施形態に係る代表ユースケースの選定処理のフローを示す図である。 図９Ａは、第２実施形態に係る選定部が実行する選定処理を説明するための図である。 図９Ｂは、第２実施形態に係る選定部が実行する選定処理を説明するための図である。 図９Ｃは、第２実施形態に係る選定部が実行する選定処理を説明するための図である。 図９Ｄは、第２実施形態に係る選定部が実行する選定処理を説明するための図である。 図９Ｅは、第２実施形態に係る選定部が実行する選定処理を説明するための図である。 図９Ｆは、第２実施形態に係る選定部が実行する選定処理を説明するための図である。 図１０は、第２実施形態に係る代表ユースケースの選定処理のフローを示す図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

≪第１実施形態≫
図１は、本実施形態に係る設計支援装置１００のブロック構成図である。設計支援装置１００は、車両が備える機能を検証する際に用いられる設計支援装置である。設計支援装置１００が対象とする車両は、自動的又は自律的に走行可能な車両である。自動的又は自律的に走行可能な車両は、いわゆる自動運転の機能を備える車両である（以降、自動運転車両と称す）。自動運転車両では、ドライバーのみならず、走行制御装置や運転支援装置と呼ばれる装置も運転の主体に含まれる。これらの装置が車両の走行を制御することで、自動運転車両は、自動的又は自律的な走行をすることができる。図１に示すように、設計支援装置１００は、制御装置１０を備える。設計支援装置１００は、制御装置１０が実行する処理によって、自動運転の機能を検証する際に用いられる設計支援装置として機能する。

図２は、本実施形態に係る制御装置１０が実現する機能を模式的に表したブロック図である。制御装置１０は、ハードウェア及びソフトウェアを備えたコンピュータにより構成され、プログラムを格納したＲＯＭ（Read Only Memory）と、このＲＯＭに格納されたプログラムを実行するＣＰＵ（Central Processing Unit）と、アクセス可能な記憶装置として機能するＲＡＭ（Random Access Memory）とから構成されている。なお、動作回路としては、ＣＰＵに代えて又はこれとともに、ＭＰＵ（Micro Processing Unit）、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）などを用いることができる。図１に示す制御装置１０はＣＰＵに相当する。制御装置１０は、ＲＯＭ及びＲＡＭを備えている。

なお、本実施形態では、制御装置１０により実行されるプログラムがＲＯＭに予め記憶されている構成を例に挙げて説明するが、プログラムが記憶される場所はＲＯＭに限定されない。例えば、プログラムは、コンピュータが読み取ることができ、かつ、可搬型のコンピュータ読み取り可能な記録媒体（例えば、ディスクメディア、フラッシュメモリなど）に記憶されていてもよい。この場合、制御装置１０は、コンピュータ読み取り可能な記録媒体からプログラムをダウンロードし、ダウンロードしたプログラムを実行する。言い換えると、設計支援装置１００が動作回路のみを備え、プログラムを外部からダウンロードする構成であってもよい。

図２に示すように、制御装置１０には、ユースケース生成部１と、機能要素特定部５と、記憶部６と、選定部７と、出力部８と、テストシナリオ生成部９が含まれる。これらのブロックは、ＲＯＭに確立されたソフトウェアによって、後述する各機能を実現する。

ユースケース生成部１は、車両の走行に関するユースケースを生成する。ユースケースとは、道路構造に対する車両の行動と、車両の行動に対する制約条件と、制約条件下での車両の行動を表した車両の走行パターンで構成される。一のユースケースでは、一の車両の行動、一の制約条件、及び一の車両の走行パターンが対応付けられている。ユースケースは、所定の制約条件下での理想的な車両の走行を定義した概念（走行モデルともいう）ともいえる。図２に示すように、ユースケース生成部１は、車両行動生成部２と、制約条件設定部３と、走行パターン生成部４を含む。

車両行動生成部２は、道路構造に対する車両の行動を生成する。本実施形態では、道路構造として車線を例に挙げて説明するが、道路構造は車線に限定されない。道路構造としては、例えば、車線、ガードレール、中央分離帯、縁石、路肩などが挙げられる。本実施形態に係る車両行動生成部２は、網羅的にユースケースを生成するために、車線に対する車両の行動を上位の概念で分類し、車線に対する車両の行動を生成する。

例えば、車両行動生成部２は、車線に対する車両の行動として、「車線維持」、「車線変更」、「車線を跨ぐ」、「車線分岐時の行動、車線合流時の行動（以下、総括して「車線分合流時の行動」と記載）」、「道路外へ出入り」、「駐車」という６つに分類する。なお、車両行動生成部２が分類する車両の行動の概念の大きさは特に限定されない。例えば、車両行動生成部２は、上記例で挙げた６つの車両の行動のうち「車線を跨ぐ」について、具体的にどのようにして車両が車線を跨ぐかでさらに分類することができる。例えば、車両行動生成部２は、「車線を跨ぐ」について、さらに「直進」、「運転席側に曲がる」、「助手席側に曲がる」に分類することができる。また例えば、車両行動生成部２は、上記の例で挙げた６つの車両の行動のうち「駐車」について、具体的な駐車の方法でさらに分類することができる。例えば、車両行動生成部２は、「駐車」について、さらに「前進駐車」、「後退駐車」に分類することができる。

制約条件設定部３は、車両行動生成部２で生成された車両の行動に対する制約条件を設定する。制約条件とは、車両の行動に対して課される条件（車両の行動を阻害する要因ともいう）である。制約条件設定部３は、車両行動生成部２で生成された車両の行動が複数存在する場合、車両の行動ごとに制約条件を設定する。

制約条件設定部３が設定する制約条件の数は特に限定されない。制約条件設定部３は、一の車両の行動に対して、一又は複数の制約条件を設定する。制約条件としては、例えば、環境属性に関する制約条件、道路属性に関する制約条件、物体属性に関する制約条件が挙げられる。制約条件設定部３は、環境属性、道路属性、物体属性のうち少なくとも何れか一つに基づき、制約条件を設定する。

環境属性に関する制約条件には、時間帯、天候などが含まれる。また道路属性に関する制約条件には、車線数、信号機の有無、距離の制約の有無などが含まれる。距離の制約の有無とは、車両が車線に沿って走行することに対して阻害する要因が存在するか否かのことである。また物体属性に関する制約条件には、物体の有無、物体の数、物体の状態、予測される物体の動きなどが含まれる。物体とは、車両と干渉する障害物又は車両と干渉する恐れがある障害物である。

走行パターン生成部４は、制約条件設定部３により設定された制約条件の下での車両の行動を表した車両の走行パターンを生成する。車両の行動とは、車両行動生成部２により生成された車両の行動である。車両の走行パターンとは、制約条件が課された状態での車両の行動が具体的にはどのような走行となるかを示したものである。走行パターン生成部４は、車両の行動という上位の概念を、制約条件下での具体的な車両の走行で表すことで、下位の概念に落とし込む。走行パターン生成部４は、一の制約条件に対して一の走行パターンを生成する。例えば、走行パターン生成部４は、制約条件設定部３により設定された所定の制約条件に基づき、車両の走行環境を構築する。そして、走行パターン生成部４は、構築された車両の走行環境下において、交通規則を遵守したうえで、車両が走行すべき経路を生成する。走行パターン生成部４は、生成された車両の経路を車両の走行パターンとして定義する。なお、走行パターン生成部４は、交通規則の他に、一般的なドライバーによる運転に従って、車両の経路を生成してもよい。例えば、ドライバーの運転モデルは、予め記憶装置に記憶されている。

図３を用いて、ユースケースについて説明する。図３は、ユースケースを説明するための図である。図３において、「Ａ」部は車両行動生成部２により生成された車両の行動を示し、「Ｂ」部は制約条件設定部３により設定された制約条件を示し、「Ｃ」部は走行パターン生成部４により生成された車両の走行パターンを示す。なお、図３においては説明簡略化のために、車両の行動としての車線変更に対する制約条件を設定し、車線変更に対して設定した制約条件に対して走行パターンを生成する例を示しているが、実際には各車両の行動のそれぞれに対して制約条件が設定され、各車両の行動のそれぞれに対して設定された制約条件それぞれに対して走行パターンが設定される。

図３の例では、車両行動生成部２は、上記例で挙げた「車線維持」、「車線変更」、「車線を跨ぐ」、「車線分合流時の行動」、「道路外へ出入り」、「駐車」を上位概念での車両の行動として生成している。さらに車両行動生成部２は、「車線を跨ぐ」について、「直進」、「運転席側に曲がる」、「助手席側に曲がる」を下位概念での車両の行動として生成している。また車両行動生成部２は、「駐車」について、「前進駐車」、「後退駐車」を下位概念での車両の行動として生成している。

また図３の例では、制約条件設定部３は、「車線変更」という車両の行動に対して、車線数（「単一車線」又は「複数車線」）、信号機の有無（「信号機あり」又は「信号機なし」）、距離の制約の有無（「距離制約あり」又は「距離制約なし」）、障害物の有無（「障害物なし」、「単一障害物あり」、又は「複数障害物あり」）を制約条件として設定している。図３において、「Ｂ１」部は道路属性に関する制約条件を示し、「Ｂ２」部は物体属性に関する制約条件を示す。

また図３の例では、走行パターン生成部４は、「複数車線」、「信号機なし」、「距離制約あり」、及び「障害物なし」の制約条件下での「車線変更」を表した車両の走行パターンとして、車両の経路Ｃ１を生成している。車両の経路Ｃ１は、車両Ｖが走行する車線の幅員が減少するシーンで車両Ｖが車線変更するための経路である。また図３の例では、走行パターン生成部４は、「複数車線」、「信号機なし」、「距離制約あり」、及び「単一障害物あり」の制約条件下での「車線変更」を表した車両の走行パターンとして、車両の経路Ｃ２を生成している。車両の経路Ｃ２は、同一車線において車両Ｖの前方に駐車車両Ｏ１が存在するシーンで車両Ｖが車線変更するための経路である。また図３の例では、走行パターン生成部４は、「複数車線」、「信号機なし」、「距離制約あり」、及び「複数障害物あり」の制約条件下での「車線変更」を表した車両の走行パターンとして、車両の経路Ｃ３を生成している。車両の経路Ｃ３は、同一車線において車両Ｖの前方に駐車車両Ｏ１が存在し、かつ、隣接車線に並走車両Ｏ２が存在するシーンで車両Ｖが車線変更するための経路である。

ユースケース生成部１は、車両行動生成部２により生成された車両の行動、制約条件設定部３により設定された制約条件、及び走行パターン生成部４により生成された車両の走行パターンを対応付ける。ユースケース生成部１は、対応付けられた各種情報を一のユースケースとして生成する。図３の例では、ユースケース生成部１は、車両Ｖが走行する車線の幅員が減少するシーンと、当該シーンで車両Ｖが車線変更するための経路Ｃ１を対応付けて、ユースケースＵ１（以降、幅員減少時のユースケースＵ１ともいう）を生成する。また、ユースケース生成部１は、同一車線において車両Ｖの前方に駐車車両Ｏ１が存在するシーンと、当該シーンで車両Ｖが車線変更するための経路Ｃ２を対応付けて、ユースケースＵ２（以降、駐車車両回避時のユースケースＵ２ともいう）を生成する。また、ユースケース生成部１は、同一車線において車両Ｖの前方に駐車車両Ｏ１が存在し、かつ、隣接車線に並走車両Ｏ２が存在するシーンと、当該シーンで車両Ｖが車線変更するための経路Ｃ３を対応付けて、ユースケースＵ３（以降、駐車車両回避時に並走車両が存在するユースケースＵ３ともいう）を生成する。

図２に戻り、制御装置１０が実現する機能について説明する。機能要素特定部５は、ユースケース生成部１により生成されたユースケースごとに、ユースケースを実現するために必要な機能要素を特定する。機能要素とは、自動運転車両が備える機能であって、ユースケースの実現に必要な機能である。なお、本実施形態では、機能要素は、予めリスト化されてＲＯＭ等の記憶装置に記憶されている。

図４を用いて、車両の機能要素について説明する。図４は、機能要素とユースケースとの関係を示す図である。図４に示すユースケースＵ１～ユースケースＵ３は、図２に示すユースケースＵ１～ユースケースＵ３に対応する。

例えば、図４に示すように、機能要素として、「認識」及び「判断（経路生成）」が存在する場合、機能要素特定部５は、幅員減少時のユースケースＵ１を実現するためには、「幅員減少に対応した経路生成」の機能が必要と判定する。言い換えると、機能要素特定部５は、幅員が減少するシーンで自動運転車両が自動的又は自律的に車線変更するために必要な機能として、「幅員減少に対応した経路生成」を特定する。

また機能要素特定部５は、駐車車両回避時のユースケースＵ２を実現するためには、「駐車車両認識」及び「障害物に対する経路生成」の機能が必要と判定する。言い換えると、機能要素特定部５は、駐車車両を回避するシーンで字度運転車両が自動的又は自律的に車線変更するために必要な機能として、「駐車車両認識」及び「障害物に対する経路生成」を特定する。

また機能要素特定部５は、駐車車両回避時に並走車両が存在するユースケースＵ３を実現するためには、「駐車車両認識」、「並走車両認識」、「障害物に対する経路生成」、及び「並走車両を考慮した経路生成」の機能が必要と判定する。言い換えると、機能要素特定部５は、駐車車両回避時に並走車両が存在するシーンで自動運転車両が自動的又は自律的に車線変更するために必要な機能として、「駐車車両認識」、「並走車両認識」、「障害物に対する経路生成」、及び「並走車両を考慮した経路生成」を特定する。

機能要素特定部５は、ユースケースごとに、機能要素を特定する。なお、図４の例では、「認識」の機能要素は、「駐車車両」、「工事場所認識」、「並走車両認識」、「対向車両認識」に分けられ、「判断」の機能要素は、「幅員減少に対応した経路生成」、「障害物に対する経路生成」、「並走車両を考慮した経路生成」、「対向車両を考慮した経路生成」に分けられているが、機能要素の種別及び機能要素の数を特に限定するものではない。「認識」及び「判断」以外の機能要素が含まれていてもよいし、また「認識」及び「判断」の下位概念としてその他の要素が含まれていてもよい。

ここで、ユースケースと機能要素の関係について説明する。図４の例に示すように、機能要素の種別及び機能要素の数は、ユースケースごとに異なる。例えば、ユースケースＵ１を実現するための機能要素は１つ、ユースケースＵ２を実現するための機能要素は２つ、ユースケースＵ３を実現するための機能要素は４つである。また機能要素それぞれは、ユースケースによって重複する場合がある。例えば、「駐車車両認識」及び「障害物に対する経路生成」という機能要素は、ユースケースＵ２又はユースケースＵ３を実現するための機能要素であって、ユースケースＵ２及びユースケースＵ３で重複する機能要素である。本実施形態では、一のユースケースを実現するための少なくとも一つの機能要素は、他のユースケースを実現するための機能要素でもあるものとする。すなわち、本実施形態では、少なくとも一つの機能要素がユースケース間で重複しているものとする。

図４の例のように、機能要素によっては複数のユースケースで重複するため、例えば、全てのユースケースに対して機能要素の検証を行うと、検証の効率性が低下する場合がある。例えば、図４の例において、ユースケースＵ２に基づきテストシナリオを生成し、テストシナリオに従って、ユースケースＵ２を実現するための２つの機能要素を検証したとする。次に、ユースケースＵ３に基づきテストシナリオを生成し、テストシナリオに従って、ユースケースＵ３を実現するための４つの機能要素を検証したとする。この場合、ユースケースＵ２又はユースケースＵ３を実現するための「駐車車両認識」及び「障害物に対する経路生成」については、検証が重複して行われる。ユースケースＵ３に基づき、ユースケースＵ３を実現するための４つの機能要素を検証するだけで、ユースケースＵ２を実現するための２つの機能要素を検証できるにもかかわらず、検証が重複して行われ、検証の効率性が低下する。

本実施形態の設計支援装置１００では、後述する選定部７によって、複数の代表ユースケースを選定し、検証の効率性を向上させることができる。上記の例を用いれば、設計支援装置１００は、ユースケースＵ３を代表ユースケースとして選定する。本実施形態の設計支援装置１００では、ユースケースＵ３を実現するための４つの機能要素の検証のみを行うことができ、検証が重複して行われることを防ぐことができる。特に市街地での自動運転車両の走行を検証する場合、多種多様な道路構造及び制約条件が存在するため、ユースケースの数は膨大になり、全てのユースケースを検証対象とすると、検証時間の長期化を招き、検証の効率が大きく低下する。そのような自動運転車両の検証においても、本実施形態に係る設計支援装置１００を用いることで、検証結果に対する信頼性を維持したうえで、検証の効率性を向上させることができる。

図２に戻り、制御装置１０が実現する機能について説明する。記憶部６は、ユースケース生成部１により生成されたユースケースごとに、ユースケースと、機能要素特定部５により特定された機能要素とを対応付けて記憶する。記憶部６は、ユースケースごとに機能要素の紐づけを行い、機能要素が対応付けられた複数のユースケースを記憶する。記憶部６として機能する装置は特に限定されず、記憶部６としては、例えば、データベースが挙げられる。

選定部７は、記憶部６に記憶された複数のユースケースから、複数の代表ユースケースを選定する。代表ユースケースとは、自動運転車両にとって検証すべきユースケースである。選定部７は、複数のユースケースから、代表ユースケースの一つを選定する選定処理を繰り返し実行することで、複数の代表ユースケースを選定する。

本実施形態では、選定部７は、複数のユースケースから、最も多くの機能要素で実現されるユースケースを代表ユースケースの一つとして選定する第１処理を実行する。また選定部７は、代表ユースケースを実現するための機能要素ではない機能要素を対象機能要素として特定し、最も多くの対象機能要素で実現されるユースケースを代表ユースケースの一つとして選定する第２処理を実行する。そして、選定部７は、所定条件が満たされるまで第２処理を繰り返し実行することで、複数の代表ユースケースを選定する。所定条件としては、例えば、対象機能要素が特定されない（対象機能要素が存在しない）、対象機能要素の数が所定数未満という条件挙げられる。所定数とは、第２処理の実行を終了するために予め設定された数値であり、かつ、検証結果に対する信頼性を確保することが可能な数値である。

図５Ａ～図５Ｄを用いて、選定部７による複数の代表ユースケースの選定処理を説明する。図５Ａ～図５Ｄは、本実施形態に係る選定部７が実行する選定処理を説明するための図である。図５Ａ～図５Ｄに示すユースケースＵ１～ユースケースＵ３は、図３及び図４に示すユースケースＵ１～ユースケースＵ３に対応する。ユースケースＵ４は、同一車線において車両の前方に工事現場が存在するシーンと、当該シーンで車両が車線変更するための経路が対応付けられたユースケース（以降、工事場所回避のユースケースともいう）である。またユースケースＵ５は、同一車線において車両の前方に工事現場が存在し、かつ、隣接車線に対向車両が存在するシーンと、当該シーンで車両が車線変更するための経路が対応付けられたユースケース（以降、工事場所回避時に対向車両が存在するユースケースともいう）である。なお、機能要素は認識（Ａ）及び判断（経路生成）（Ｂ）で構成される。認識（Ａ）は、互いに異なる機能要素ａ１～機能要素ａ４を含み、判断（経路生成）（Ｂ）は、互いに異なる機能要素ｂ１～機能要素ｂ４を含む。説明の便宜上、各機能要素の説明については省略する。

選定部７は、ユースケースＵ１～ユースケースＵ５から、複数の代表ユースケースを選定する。まず、選定部７は、最も多くの機能要素で実現されるユースケースを代表ユースケースの一つとして選定する。例えば、選定部７は、ユースケースごとに機能要素数をカウントし、最も多くの機能要素で実現されるユースケースを代表ユースケースの一つとして選定する。図５Ａでは、「機能要素数」の列は、ユースケースＵ１～ユースケースＵ５の機能要素数を示す。選定部７は、機能要素数が最も多いユースケースＵ３を代表ユースケースの一つとして選定する。図５Ａの時点では、代表ユースケースは、ユースケースＵ３（代表ユースケース１）のみである。なお、図５Ａの例では、機能要素数が最も多いユースケースとして、ユースケースＵ３の他にユースケースＵ５が存在するが、制御装置１０は、機能要素数が最も多いユースケースＵ５を代表ユースケースの一つとして選定してもよい。

次に、選定部７は、代表ユースケースを実現するための機能要素ではない機能要素を、対象機能要素として特定する。図５Ｂでは、選定部７は、代表ユースケース（ユースケースＵ３）を実現するための機能要素（機能要素ａ１、ａ３、ｂ２、ｂ３）以外の機能要素（機能要素ａ２、ａ４、ｂ１、ｂ４）を対象機能要素として特定する。そして、選定部７は、ユースケースごとに対象機能要素の数をカウントし、最も多くの対象機能要素で実現されるユースケースを代表ユースケースの一つとして選定する。図５Ｂでは、「対象機能要素数」の列は、各ユースケースの対象機能要素数を示す。選定部７は、ユースケースＵ５を代表ユースケースの一つとして選定する。図５Ｂの時点では、代表ユースケースは、ユースケースＵ３（代表ユースケース１）及びユースケースＵ５（代表ユースケース２）である。なお、黒塗りの機能要素は、代表ユースケース（ユースケースＵ３）を実現するための機能要素であって、対象機能要素の対象から除外された機能要素である。

さらに、選定部７は、第２処理を繰り返し実行する。具体的に、選定部７は、代表ユースケースを実現するための機能要素ではない機能要素を、対象機能要素として特定する。図５Ｃでは、選定部７は、代表ユースケース（ユースケースＵ３、ユースケースＵ５）を実現するための機能要素（機能要素ａ１～ａ４、ｂ２～ｂ４）以外の機能要素（機能要素ｂ１）を対象機能要素として特定する。そして、選定部７は、ユースケースごとに対象機能要素の数をカウントし、最も多くの対象機能要素で実現されるユースケースを代表ユースケースの一つとして選定する。図５Ｃでは、選定部７は、ユースケースＵ１を代表ユースケースの一つとして選定する。図５Ｃの時点では、代表ユースケースは、ユースケースＵ１（代表ユースケース３）、ユースケースＵ３（代表ユースケース１）、及びユースケースＵ５（代表ユースケース２）である。なお、黒塗りの機能要素は、代表ユースケース（ユースケースＵ３、ユースケースＵ５）を実現するための機能要素であって、対象機能要素の対象から除外された機能要素である。

本実施形態では、選定部７は、対象機能要素が特定されなくなるまで、既述の第２処理を繰り替えし実行する。図５Ｄは、対象機能要素が特定されないことを示す（対象機能要素数が「０」）。この場合、選定部７は、第２処理を終了させる。図５Ａ～図５Ｄを用いた説明では、選定部７により、ユースケースＵ１、ユースケースＵ３、ユースケースＵ５がそれぞれ、代表ユースケース３、代表ユースケース１、代表ユースケース２として選定される。

図６Ａ～図６Ｄは、本実施形態に係る選定部７が実行する選定処理を説明するための他の図である。図６Ａ～図６Ｄは、図５Ａ～図５Ｄに対して、機能要素に理解（Ｃ）が加わっている点で異なる。理解（Ｃ）は、互いに異なる機能要素ｃ１及び機能要素ｃ２を含む。機能要素ｃ１は、例えば、「状態に基づく意図理解」であり、機能要素ｃ２は、例えば、「リアクションに基づく意図理解」である。なお、説明の便宜上、符号で示した機能要素を用いて説明する。

選定部７は、ユースケースごとに機能要素数をカウントし、最も多くの機能要素で実現されるユースケースＵ３を代表ユースケースの一つして選定する（図６Ａ）。次に、選定部７は、代表ユースケース（ユースケースＵ３）を実現するための機能要素（機能要素ａ１、ａ３、ｂ２、ｂ３、ｃ２）以外の機能要素（機能要素ａ２、ａ４、ｂ１、ｂ４、ｃ１）を対象機能要素として特定する。選定部７は、ユースケースごとに対象機能要素数をカウントし、最も多くの対象機能要素で実現されるユースケースＵ５を代表ユースケースの一つして選定する（図６Ｂ）。

さらに、選定部７は、代表ユースケース（ユースケースＵ３、ユースケースＵ５）を実現するための機能要素（機能要素ａ１～ａ４、ｂ２～ｂ４、ｃ２）以外の機能要素（機能要素ｂ１、ｃ１）を対象機能要素として特定する。選定部７は、ユースケースごとに対象機能要素数をカウントし、最も多くの対象機能要素で実現されるユースケースＵ１を代表ユースケースの一つして選定する（図６Ｃ）。選定部７は、対象機能要素が存在しないと判定し、第２処理を終了させる（図６Ｄ）。図６Ａ～図６Ｄを用いて説明したように、機能要素の種別が増えた場合であっても、選定部７は、複数の代表ユースケースを適切に選定することができる。言い換えると、選定部７は、機能要素の種別及び機能要素の数にかかわらず、複数の代表ユースケースを適切に選定することができる。

図２に戻り、制御装置１０が実現する機能について説明する。出力部８は、自動運転車両にとって検証すべきユースケースとして、選定部７により選定された複数の代表ユースケースをテストシナリオ生成部９に出力する。例えば、道路構造に対する車両の行動と、車両の行動に対する制約条件と、制約条件下での車両の行動を表した車両の走行パターンをユースケース毎にリストとして出力する。

テストシナリオ生成部９は、出力部８から出力された代表ユースケースごとに、機能要素を検証するためのテストシナリオを生成する。テストシナリオは、機能要素を検証するために必要なテスト条件と、自動運転車両の実際の走行に対して想定される機能要素のアウトプット（期待値）で構成される。テストシナリオ生成部９は、代表ユースケースごとに、必要なテスト条件として上述した道路構造に対する車両の行動、制約条件を設定すると共に、例えば道路の曲率、車両の速度などの検証すべき道路環境に応じた詳細パラメータ及び期待値を設定してテストシナリオを生成する。具体的にはテストシナリオ生成部９は、代表ユースケースの一つとして図３におけるＵ２を選択した場合には、テスト条件としての車両の行動として「複数車線」を、制約条件として「信号機なし」、「距離制約あり」、及び「単一障害物あり」を設定する。また、検証すべき道路環境が高速道路である場合には詳細パラメータとして、車両の速度を日本国内の高速道路における制限速度５０ｋｍ／ｈから１００ｋｍ／ｈの間、道路構造令で定められた最小曲率半径である３８０ｍから最大曲率半径（無限大）の間の全域に渡って設定する。また、期待値として、設定した車両の車速に基づいて設計的に予め定められた障害物との最低距離を設定する。このように全ての代表ユースケースに対して、代表ユースケースごとにテスト条件、詳細パラメータ、及び期待値を設定してテストシナリオを生成する。テストシナリオ生成部９は、後段の検証システム（図示しない）にテストシナリオを出力する。検証システムでは、テストシナリオに従って、自動運転車両の機能要素の検証が行われる。

図７は、本実施形態の制御処理のフローを示す図である。図７に示す制御フローは、本実施形態に係る制御装置１０によって実行される。

ステップＳ１では、制御装置１０は、道路構造に対する車両の行動を生成する。例えば、制御装置１０は、車線に対する車両の行動として、「車線維持」、「車線変更」、「車線を跨ぐ」、「車線分合流時の行動」、「道路外へ出入り」、及び「駐車」を生成する。また制御装置１０は、各車両の行動を細分化することもできる。例えば、制御装置１０は、「車線を跨ぐ」について、さらに「直進」、「運転席側に曲がる」、「助手席側に曲がる」に細分化する。また例えば、制御装置１０は、「駐車」について、さらに「前進駐車」、「後退駐車」に細分化する。

ステップＳ２では、制御装置１０は、ステップＳ１で生成された車両の行動ごとに、制約条件を設定する。制御装置１０は、環境属性、道路属性、及び物体属性の少なくとも何れか一つに基づき、制約条件を設定する。例えば、制御装置１０は、時間帯、天候などを、環境属性に関する制約条件として設定する。また例えば、制御装置１０は、車線数、信号機の有無、距離の制約の有無などを、道路属性に関する制約条件として設定する。また例えば、制御装置１０は、物体の有無、物体の数、物体の状態、予測される物体の動きなどを、物体に関する制約条件として設定する。

ステップＳ３では、制御装置１０は、ステップＳ２で設定された制約条件下において、ステップＳ１で生成された車両の行動を表す車両の走行パターンを生成する。例えば、制御装置１０は、「複数車線」、「信号機なし」、「距離制約あり」、及び「障害物なし」の制約条件下での「車線変更」を表した車両の走行パターンとして、車両が走行する車線の幅員が減少するシーンで車両が車線変更するための経路を生成する（図３参照）。

ステップＳ４では、制御装置１０は、ステップＳ１～ステップＳ３での処理結果に基づき、ユースケースを生成する。制御装置１０は、ステップＳ１で生成された車両の行動、ステップＳ２で設定された制約条件、及びステップＳ３で生成された車両の走行パターンを対応付けることで、ユースケースを生成する。例えば、制御装置１０は、幅員減少時のユースケースを生成する（図３参照）。

ステップＳ５では、制御装置１０は、ステップＳ１で生成した車両の行動の他に、車両の行動が存在するか否かを判定する。例えば、制御装置１０は、ステップＳ１で車線に対する車両の行動を生成した場合、車線以外の道路構造に対する車両の行動の有無を判定する。他の車両の行動が存在しないと判定した場合、ステップＳ６進む。他の車両の行動が存在すると判定した場合、ステップＳ１に戻る。この場合、ステップＳ１～ステップＳ４の処理が繰り返され、新たなユースケースが生成される。このように、ステップＳ１～ステップＳ４の処理を繰り返し実行することで、自動運転車両の検証に必要とされる複数のユースケースを網羅的に生成することができる。

ステップＳ６では、制御装置１０は、ステップＳ４で生成されたユースケースごとに、ユースケースを実現するための車両の機能要素を特定する。

ステップＳ７では、制御装置１０は、ステップＳ４で生成されたユースケースと、ステップＳ６で特定された、当該ユースケースを実現するための車両の機能要素を対応付けてデータベース（記憶部６）に記憶させる。これにより、データベースは、ユースケースと車両の機能要素を対応付けた形式で、ユースケースごとに記憶する。

ステップＳ８では、制御装置１０は、ステップＳ６で記憶した複数のユースケースから、複数の代表ユースケースを選定する。ステップＳ８に進むと、図８に示す選定処理のサブルーチンに進む。図８は、本実施形態に係る代表ユースケースの選定処理のフローを示す図である。

ステップＳ１１では、制御装置１０は、複数のユースケースから、最も多い機能要素で実現されるユースケースを、代表ユースケースの一つとして選定する。例えば、制御装置１０は、ユースケースごとに機能要素数をカウントし、最も多い機能要素で実現される一のユースケースを特定する。制御装置１０は、特定したユースケースを代表ユースケースとする。

ステップＳ１２では、制御装置１０は、ステップＳ１１で選定した代表ユースケースを実現するための機能要素以外の機能要素を、対象機能要素として特定する。

ステップＳ１３では、制御装置１０は、ステップＳ１２又はステップＳ１４で特定した対象機能要素に基づき、複数のユースケースから、代表ユースケースの一つを選定する。制御装置１０は、複数のユースケースから、最も多い対象機能要素で実現されるユースケースを、代表ユースケースの一つとして選定する。例えば、制御装置１０は、ユースケースごとに対象機能要素数をカウントし、最も多い対象機能要素で実現される一のユースケースを特定する。制御装置１０は、特定したユースケースを代表ユースケースとする。

ステップＳ１４では、制御装置１０は、ステップＳ１１及びステップＳ１３で選定した代表ユースケースを実現するための機能要素以外の機能要素を、対象機能要素として特定する。

ステップＳ１５では、制御装置１０は、選定処理を終了するための所定条件を満たしたか否かを判定する。所定条件としては、例えば、対象機能要素が特定されない、対象機能要素の数が所定数未満という条件挙げられる。所定数とは、第２処理の実行を終了するために予め設定された数値であり、かつ、検証結果に対する信頼性を確保することが可能な数値である。例えば、制御装置１０は、ステップＳ１４で対象機能要素が特定されない場合、所定条件を満たしたと判定する。肯定的な判定をした場合、図８に示すサブルーチンを抜け、図７に示すステップＳ９に進む。一方、例えば、制御装置１０は、ステップＳ１４で対象機能要素が特定された場合、所定条件を満たしていないと判定する。否定的な判定をした場合、ステップＳ１３に戻る。この場合、ステップＳ１３では、制御装置１０は、ステップＳ１４で特定された対象要素が最も多いユースケースを、代表ユースケースの一つとして選定する。このように、ステップＳ１３及びステップＳ１４の処理が繰り返し実行されるたびに、代表ユースケースの数が増え、複数の代表ユースケースが選定される。

ステップＳ１５で肯定的な判定をした場合、図８に示すサブルーチンを抜け、図７に示すステップＳ９に進む。ステップＳ９では、制御装置１０は、ステップＳ８で選定された複数の代表ユースケースに基づき、テストシナリオを生成する。制御装置１０は、ユースケースごとにテストシナリオを生成する。ステップＳ９での処理が終了すると、制御装置１０は、図７に示す制御処理を終了させる。

以上のように、本実施形態に係る設計支援装置１００及び設計支援装置１００による設計支援方法において、制御装置１０は、道路構造に対する車両の行動、車両の行動に対する制約条件、及び、制約条件下での車両の行動を表した車両の走行パターンが対応付けられた複数のユースケースと、ユースケースを実現するための車両の機能要素を記憶する記憶部６から、ユースケースごとにユースケースを実現するための車両の機能要素を取得する。制御装置１０は、ユースケースごとのユースケースを実現するための車両の機能要素に基づいて、最も多くの機能要素で実現されるユースケースを代表ユースケースの一つとして選定する第１処理を実行し、代表ユースケースを実現するための機能要素ではない機能要素を対象機能要素として特定し、最も多くの対象機能要素で実現されるユースケースを代表ユースケースの一つとして選定する第２処理を実行し、所定条件が満たされるまで第２処理を繰り返し実行することで、複数の代表ユースケースを選定する。制御装置１０は、自動運転車両にとって検証すべきユースケースとして、複数の代表ユースケースを出力する。これにより、機能要素が重複したユースケースを検証に用いることを防ぐことができるため、検証時間の短縮化を図ることができ、検証の効率性を向上させることができる。また機能要素が重複していないユースケースを検証に用いることができるため、検証結果に対する信頼性を維持したまま、検証の効率性を向上させることができる。

また、本実施形態では、制御装置１０は、自動車両にとって検証すべきユースケースごとに、車両の機能要素を検証するためのテストシナリオを生成する。代表ユースケースごとにテストシナリオが生成されるため、検証結果に対する信頼性を低下させることなく、テストシナリオの数を減らすことができ、検証の効率性を向上させることができる。

さらに、本実施形態では、制御装置１０は、制約条件を、環境属性、道路属性、及び物体属性のうち少なくとも何れか一つに基づいて設定する。自動運転車両の検証において想定されるシーンを網羅したユースケースから、代表ユースケースを選定することができる。

≪第２実施形態≫
本発明の他の実施形態に係る設計支援装置について説明する。本実施形態では上述した第１実施形態に対して、選定部７による代表ユースケースの選定処理が異なる。これ以外の構成及び制御処理は上述した第１実施形態と同様であり、その記載を援用する。

本実施形態では、ユースケース生成部１により生成されたユースケースには、ユースケース生成部１により、ユースケースごとに影響度及び発生頻度が設定されており、選定部７は、影響度及び発生頻度に基づく優先順位に従い、複数の代表ユースケースを選定する。

ユースケースの影響度とは、車両の走行に対する影響度であって、予めユースケースごとに設定されている。影響度は、ユースケースを構成する走行パターンを車両が実現できない場合を想定して設定された値であり、例えば、交通規則への影響、障害物との干渉に応じて設定される。

例えば、ユースケース生成部１は、影響度を、ユースケースを構成する走行パターンを車両が実現できない場合に交通規則に則した走行の困難度合い（困難性ともいう）に応じて設定する。例えば、ユースケース生成部１は、ユースケースを構成する走行パターンを車両が実現できない場合において、交通規則に則した走行の困難度合いが高いときのユースケースの影響度を、交通規則に則した走行の困難度合いが低い（容易な）ときのユースケースの影響度よりも大きく設定する。ユースケースを構成する走行パターンを車両が実現できない場合に交通規則に則した走行が困難となるユースケースは、交通規則に則した走行が容易なユースケースよりも、影響度が大きく設定される。

また例えば、ユースケース生成部１は、影響度を、車両がユースケースを構成する走行パターンを実現できない場合に障害物と干渉する可能性が有るか否かに応じて設定する。例えば、ユースケース生成部１は、車両がユースケースを構成する走行パターンを実現できない場合において、車両が障害物と干渉する可能性が有るときのユースケースの影響度を、車両が障害物と干渉する可能性が無い（あるいは極めて低い）ときのユースケースの影響度よりも大きく設定する。ユースケースを構成する走行パターンを車両が実現できない場合に障害物と干渉するリスクを有するユースケースは、障害物と干渉するリスクを有さないユースケースよりも、影響度が大きく設定される。なお、上記の影響度の設定基準は一例であって、影響度の設定基準を限定するものではない。また影響度の表し方は特に限定されず、例えば、影響度は、数値、複数に区分けされたレベル（例えば、「大」、「中」、「小」）などで表される。

ユースケースの発生頻度とは、ユースケースが発生する頻度であって、予めユースケースごとに設定されている。例えば、ユースケース生成部１は、発生頻度を、ユースケースを構成する制約条件に応じて設定する。例えば、ユースケース生成部１は、車両の行動としては同じカテゴリに属するユースケースであっても、制約条件の数が少ないユースケースの発生頻度を、制約条件の数が多いユースケースの発生頻度よりも高く設定する。また例えば、ユースケース生成部１は、車両の行動としては同じカテゴリに属するユースケースであっても、発生確率が高い制約条件を含むユースケースの発生頻度を、発生確率が低い制約条件を含むユースケースの発生頻度よりも高く設定する。なお、上記の発生頻度の設定基準は一例であって、発生頻度の設定基準を限定するものではない。また発生頻度度の表し方は特に限定されず、例えば、発生頻度は、数値、複数に区分けされたレベル（例えば、「高」、「中」、「低」）などで表される。

影響度及び発生頻度に基づく代表ユースケースの選定処理について説明する。本実施形態に係る選定部７は、影響度が大きいユースケースほど、代表ユースケースとして優先して選定する。また本実施形態に係る選定部７は、発生頻度が高いユースケースほど、代表ユースケースとして優先して選定する。

例えば、選定部７は、ユースケースの影響度及び発生頻度に基づきユースケース生成部１により設定された優先順位に従って、優先順位が最も高い複数のユースケースを抽出する。次に選定部７は、抽出したユースケースを対象にして、第１実施形態で説明した代表ユースケースの選定処理を実行する。その後、選定部７は、優先順位が次に高い複数のユースケースを抽出する。そして、選定部７は、抽出したユースケースを対象にして、第１実施形態で説明した代表ユースケースの選定処理を実行する。このように、選定部７は、優先順位に基づくユースケースの抽出処理と、抽出したユースケースを対象として、第１実施形態で説明した代表ユースケースの選定処理とを繰り返し実行する。

ユースケース生成部１は、ユースケースの優先順位を、ユースケースの影響度及び発生頻度に基づき設定する。例えば、ユースケース生成部１は、ユースケースの影響度が大きいほど、優先順位が高くなるように、ユースケースごとに優先順位を設定する。また例えば、ユースケース生成部１は、ユースケースの発生頻度が高いほど、優先順位が高くなるように、ユースケースごとに優先順位を設定する。またユースケース生成部１は、影響度が発生頻度よりも優先されるように、ユースケースごとに優先順位を設定する。例えば、影響度が「大」、「小」で設定され、発生頻度が「高」、「中」、「低」で設定されている場合、「大」／「高」、「大」／「中」、「大」／「低」、「小」／「高」、「小」／「中」、「小」／「低」の組み合わせ順（影響度／発生頻度）に優先順位が高くなるように設定される。なお、優先順位の設定基準は一例であって、優先順位の設定基準を限定するものではない。

図９Ａ～図９Ｆを用いて、選定部７による複数の代表ユースケースの選定処理を説明する。図９Ａ～図９Ｆは、本実施形態に係る選定部７が実行する選定処理を説明するための図である。図９Ａ～図９Ｆに示すユースケースＵ１～ユースケースＵ５と各ユースケースの機能要素は、図６Ａ～図６Ｄに示すユースケースＵ１～ユースケースＵ５と各ユースケースの機能要素に対応する。各ユースケースには、影響度及び発生頻度が設定されている。

まず、選定部７は、複数のユースケースから、優先順位が高い複数のユースケースを選定する。図９Ａでは、選定部７は、ユースケースＵ１～ユースケースＵ５から、影響度「大」／発生頻度「高」であるユースケースＵ２及びユースケースＵ３を抽出する。次に、選定部７は、抽出したユースケースＵ２及びユースケースＵ３を対象にして、第１実施形態で説明した代表ユースケースの選定処理を実行する。図９Ａでは、選定部７は、ユースケースＵ２及びユースケースＵ３から、最も機能要素数が多いユースケースＵ３を代表ユースケースの一つとしてとして選定する。

次に、選定部７は、優先順位が次に高い複数のユースケースを抽出する。図９Ａでは、選定部７は、ユースケースＵ１～ユースケースＵ５から、影響度「大」／発生頻度「中」であるユースケースＵ１を抽出する。選定部７は、既に抽出したユースケースＵ２及びユースケースＵ３と、新たに抽出したユースケースＵ１を対象にして、第１実施形態で説明した代表ユースケースの選定処理を実行する。選定部７は、代表ユースケースを実現するための機能要素ではない機能要素を、対象機能要素として特定する。図９Ｂでは、選定部７は、代表ユースケース（ユースケースＵ３）を実現するための機能要素（機能要素ａ１、ａ３、ｂ２、ｂ３、ｃ２）以外の機能要素（機能要素ａ２、ａ４、ｂ１、ｂ４、ｃ１）を対象機能要素として特定する。そして、選定部７は、抽出したユースケースごとに対象機能要素の数をカウントし、最も多くの対象機能要素で実現されるユースケースを代表ユースケースの一つとして選定する。図９Ｃでは、選定部７は、ユースケースＵ１を代表ユースケースの一つとして選定する。

さらに、選定部７は、優先順位が次に高い複数のユースケースを抽出する。図９Ｄでは、選定部７は、ユースケースＵ１～ユースケースＵ５から、影響度「大」／発生頻度「低」であるユースケースＵ４及びユースケースＵ５を抽出する。選定部７は、既に抽出したユースケースＵ１～ユースケースＵ３と、新たに抽出したユースケースＵ４及びユースケースＵ５を対象にして、第１実施形態で説明した代表ユースケースの選定処理を実行する。選定部７は、代表ユースケースを実現するための機能要素ではない機能要素を、対象機能要素として特定する。図９Ｄでは、選定部７は、代表ユースケース（ユースケースＵ１、ユースケースＵ３）を実現するための機能要素（機能要素ａ１、ａ３、ｂ１～ｂ３、ｃ２）以外の機能要素（機能要素ａ２、ａ４、ｂ４、ｃ１）を対象機能要素として特定する。そして、選定部７は、抽出したユースケースごとに対象機能要素の数をカウントし、最も多くの対象機能要素で実現されるユースケースを代表ユースケースの一つとして選定する。図９Ｄでは、選定部７は、ユースケースＵ５を代表ユースケースの一つとして選定する。そして、選定部７は、対象機能要素が存在しないと判定し、第２処理を終了させる（図９Ｅ）。

上述の第１実施形態での図６Ａ～図６Ｄを用いた説明では、ユースケースＵ１は代表ユースケース３（３番目に選定された代表ユースケース）であり、ユースケースＵ３は代表ユースケース２（２番目に選定された代表ユースケース）であった。本実施形態では、ユースケースＵ１は代表ユースケース２（２番目に選定された代表ユースケース）であり、ユースケースＵ３は代表ユースケース３（３番目に選定された代表ユースケース）であり、代表ユースケースとして選定された順序が異なる。本実施系形態では、影響度及び発生頻度に基づく優先順位に従って、優先順位が高いユースケースほど、すなわち、検証の必要性が高いユースケースほど、代表ユースケースとして選定することができる。

図１０は、本実施形態に係る代表ユースケースの選定処理のフローを示す図である。図１０に示す制御フローは、第１実施形態での図７に示すステップＳ８のサブルーチンである。図１０に示す制御フローは、本実施形態に係る制御装置１０によって実行される。

ステップＳ２１では、制御装置１０は、複数のユースケースから、影響度が所定値以上のユースケースを抽出する。所定値は、予め定められた値、又は後述するステップＳ２８で設定された値である。図７に示すステップＳ７からステップＳ１に進んだ場合、制御装置１０は、複数のユースケースから、影響度が予め定められた値以上のユースケースを抽出する。一方、ステップＳ２９からステップＳ１に進んだ場合、制御装置１０は、複数のユースケースから、影響度がステップＳ２８で設定された値以上のユースケースを抽出する。なお、このステップでは、制御装置１０は、所定値の代わりに、所定ランクを用いてもよい。例えば、制御装置１０は、複数のユースケースから、影響度が所定ランクよりも高いユースケースを抽出してもよい。

ステップＳ２２では、制御装置１０は、複数のユースケースから、発生頻度が所定値以上のユースケースを抽出する。所定値は予め定められた値、又は後述するステップＳ２８で設定された値である。図７に示すステップＳ７からステップＳ１を経てステップＳ２に進んだ場合、制御装置１０は、複数のユースケースから、発生頻度が予め定められた値以上のユースケースを抽出する。一方、ステップＳ２９からステップＳ１を経てステップＳ２に進んだ場合、制御装置１０は、複数のユースケースから、発生頻度がステップＳ２８で設定された値以上のユースケースを抽出する。なお、このステップでは、制御装置１０は、所定値の代わりに、所定ランクを用いてもよい。例えば、制御装置１０は、複数のユースケースから、発生頻度が所定ランクよりも高いユースケースを抽出してもよい。

ステップＳ２３では、制御装置１０は、代表ユースケースを選定済みであるか否かを判定する。制御装置１０は、ステップＳ２４の処理を実行していない場合、代表ユースケースを選定していないと判定する。この場合、ステップＳ２４に進む。一方、制御装置１０は、ステップＳ２４の処理を一又は複数回実行している場合、代表ユースケースを選定していると判定する。この場合、ステップＳ２５に進む。

ステップＳ２３で否定的な判定をした場合、ステップＳ２４に進む。ステップＳ２４では、制御装置１０は、ステップＳ２１及びステップＳ２２で抽出された一又は複数のユースケースから、最も多い機能要素で実現されるユースケースを、代表ユースケースの一つとして選定する。

ステップＳ２５では、制御装置１０は、ステップＳ２４で選定した代表ユースケースを実現するための機能要素以外の機能要素を、対象機能要素として特定する。このステップは、図８に示すステップＳ１２に対応する。

ステップＳ２６では、制御装置１０は、ステップＳ２５で又はステップＳ２７で特定した対象機能要素に基づき、複数のユースケースから、代表ユースケースの一つを選定する。制御装置１０は、複数のユースケースから、最も多い対象機能要素で実現されるユースケースを、代表ユースケースの一つとして選定する。このステップは、図８に示すステップＳ１３に対応する。

ステップＳ２７では、制御装置１０は、ステップＳ２４及びステップＳ２６で選定した代表ユースケースを実現するための機能要素以外の機能要素を、対象機能要素として特定する。このステップは、図８に示すステップＳ１４に対応する。

ステップＳ２８では、制御装置１０は、選定処理を終了するための所定条件を満たしたか否かを判定する。所定条件としては、例えば、対象機能要素が特定されない（対象機能要素が存在しない）、対象機能要素の数が所定数未満という条件挙げられる。例えば、制御装置１０は、ステップＳ２７で対象機能要素が特定されない場合、所定条件を満たしたと判定する。肯定的な判定をした場合、ステップＳ２９に進む。一方、例えば、制御装置１０は、ステップＳ２７で対象機能要素が特定された場合、所定条件を満たしていないと判定する。否定的な判定をした場合、ステップＳ２６に戻る。この場合、ステップＳ２６では、制御装置１０は、ステップＳ２７で特定された対象要素が最も多いユースケースを、代表ユースケースの一つとして選定する。

ステップＳ２８で肯定的な判定をした場合、ステップＳ２９に進む。ステップＳ２９では、制御装置１０は、ステップＳ２１及びステップＳ２２でのユースケースの抽出処理における抽出条件を変更する。例えば、制御装置１０は、影響度の抽出条件である所定値を低く設定する、又はランクを下げて設定する。また例えば、制御装置１０は、発生頻度度の抽出条件である所定値を低く設定する、又はランクを下げて設定する。

ステップＳ３０では、制御装置１０は、ステップＳ２１及びステップＳ２２でのユースケースの抽出処理における抽出条件について、他の条件があるか否かを判定する。他の条件とは、既に用いた抽出条件以外の条件である。抽出条件として他の条件が存在しないと判定した場合、図１０に示すサブルーチンを抜け、図７に示すステップＳ９に進む。一方、抽出条件として他の条件が存在すると判定した場合、ステップＳ２１に戻る。この場合、ステップＳ２１及びステップＳ２２では、制御装置１０は、ステップＳ２９で変更された抽出条件に従い、ユースケースを抽出する。そして、代表ユースケースの選定処理が繰り返し実行される。

以上のように、本実施形態では、制御装置１０は、複数のユースケースに対し、ユースケースごとに車両の走行に対する影響度を設定し、影響度が大きいユースケースほど、代表ユースケースとして優先して選定する。これにより、車両の走行に対して影響が高いユースケースほど優先して代表ユースケースとして選定されるため、例えば、代表ユースケースが選定される度にテストシナリオを生成して検証を行った場合、優先順位が高い検証ほど早期に実施することができる。その結果、検証結果に対するデバッグ作業を早期に実施することができ、検証の効率性を向上させることができる。

また、本実施形態では、制御装置１０は、車両がユースケースを構成する走行パターンを実現できない場合において、交通規則に則した走行の困難度合いが高いときのユースケースの影響度を、交通規則に則した走行が容易なユースケースの影響度よりも大きく設定する。ユースケースを構成する走行パターンを車両が実現できない場合に、交通規則に則した走行が困難となるか否かを考慮したうえで、代表ユースケースを選定することができる。上記の困難度合いが高いユースケースほど優先的に代表ユースケースとして選定されるため、優先順位が高い検証ほど早期に実施することができる。

さらに、本実施形態では、制御装置１０は、車両がユースケースを構成する走行パターンを実現できない場合において、車両が障害物と干渉する可能性が有るときのユースケースの影響度を、車両が障害物と干渉する可能性が無いときのユースケースの影響度よりも大きく設定する。ユースケースを構成する走行パターンを車両が実現できない場合の障害物との干渉というリスクを考慮したうえで、代表ユースケースを選定することができる。上記のリスクが高いユースケースほど優先的に代表ユースケースとして選定されるため、優先順位が高い検証ほど早期に実施することができる。

加えて、本実施形態では、制御装置１０は、複数のユースケースに対し、ユースケースごとに発生頻度を設定し、発生頻度が高いユースケースほど、代表ユースケースとして優先して選定する。発生頻度が高く優先順位が高い検証ほど早期に実施するとができる。

なお、以上に説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって、本発明を限定するために記載されたものではない。したがって、上記の実施形態に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨である。

例えば、上述の実施形態では、制御装置１０がユースケース生成部１及び機能要素特定部５を備える構成を例に挙げたが、制御装置１０とは別の装置又はシステムがユースケース生成部１及び機能要素特定部５と同様の機能を備える構成であってもよい。この場合、これらの装置又はシステムは、制御装置１０の記憶部６にユースケース及び機能要素を対応付けて記憶させる。また、上述の実施形態では、制御装置１０がテストシナリオ生成部９を備える構成を例に挙げたが、制御装置１０とは別の装置又はシステムがテストシナリオ生成部９と同様の機能を備える構成であってもよい。この場合、制御装置１０は、出力部８により複数の代表ユースケースを別の装置又はシステムに出力する。

また例えば、上述の実施形態では、制御装置１０が記憶部６を備える構成を例に挙げたが、制御装置１０が記憶部６を備えることに限定されない。例えば、制御装置１０とは別に記憶部６として機能するデータベースが存在する場合、制御装置１０はこのデータベースから、ユースケースを実現するための車両の機能要素をユースケースごとに取得してもよい。この際に、制御装置１０は、複数のユースケースも取得してもよい。例えば、制御装置１０が実行する制御フローには、図７に示すステップＳ１～ステップＳ７に代えて、ユースケースごとに車両の機能要素を取得するステップが存在する。例えば、図８に示す代表ユースケースの選定処理が行われる前のステップにおいて、制御装置１０は、データベースから、ユースケースごとに車両の機能要素を取得する。またこのステップにおいて、制御装置１０は、データベースから、複数のユースケースも取得してもよい。

１…ユースケース生成部
２…車両行動生成部
３…制約条件設定部
４…走行パターン生成部
５…機能要素特定部
６…記憶部
７…選定部
８…出力部
９…テストシナリオ生成部
１０…制御装置
１００…設計支援装置

Claims (8)

1. コンピュータにより実行される、機能要素を検証するためのテストシナリオの設計支援方法であって、
   前記コンピュータが、
   道路構造に対する車両の行動、前記車両の行動に対する制約条件、及び、前記制約条件下での前記車両の行動を表した前記車両の走行パターンが対応付けられた複数のユースケースと、前記ユースケースを実現するための前記車両の機能要素とを記憶したデータベースから、前記ユースケースごとに前記ユースケースを実現するための前記車両の機能要素を取得するステップと、
   前記ユースケースごとの前記機能要素に基づいて、最も多くの前記機能要素で実現される前記ユースケースを代表ユースケースの一つとして選定する第１処理を実行するステップと、
   前記代表ユースケースを実現するための前記機能要素ではない前記機能要素を対象機能要素として特定するステップと、
   最も多くの前記対象機能要素で実現される前記ユースケースを前記代表ユースケースの一つとして選定する第２処理を実行するステップと、
   所定条件が満たされるまで前記第２処理を繰り返し実行することで、複数の前記代表ユースケースを選定するステップと、
   前記車両にとって検証すべきユースケースとして、前記複数の代表ユースケースを出力するステップと、
   を実行する設計支援方法。
2. 前記車両にとって検証すべきユースケースごとに、前記機能要素を検証するためのテストシナリオを生成する請求項１記載の設計支援方法。
3. 前記複数のユースケースに対し、前記ユースケースごとに前記車両の走行に対する影響度を設定し、
   前記影響度が大きい前記ユースケースほど、前記代表ユースケースとして優先して選定する請求項１又は２記載の設計支援方法。
4. 前記車両が前記走行パターンを実現できない場合において、交通規則に則した走行の困難性が高いときの前記ユースケースの前記影響度を、交通規則に則した走行が容易なときの前記ユースケースの前記影響度よりも大きく設定する請求項３記載の設計支援方法。
5. 前記車両が前記走行パターンを実現できない場合において、前記車両が障害物と干渉する可能性が有るときの前記ユースケースの前記影響度を、前記車両が障害物と干渉する可能性が無いときの前記ユースケースの前記影響度よりも大きく設定する請求項３又は４記載の設計支援方法。
6. 前記複数のユースケースに対し、前記ユースケースごとに発生頻度を設定し、
   前記発生頻度が高い前記ユースケースほど、前記代表ユースケースとして優先して選定する請求項１～５の何れかに記載の設計支援方法。
7. 前記制約条件を、環境属性、道路属性、及び物体属性のうち少なくとも何れか一つに基づいて設定する請求項１～６の何れかに記載の設計支援方法。
8. 道路構造に対する車両の行動、前記車両の行動に対する制約条件、及び、前記制約条件下での前記車両の行動を表した前記車両の走行パターンが対応付けられた複数のユースケースを記憶し、前記ユースケースを実現するための前記車両の機能要素を前記ユースケースごとに記憶する記憶部と、
   前記ユースケースごとの前記機能要素に基づいて、最も多くの前記機能要素で実現される前記ユースケースを代表ユースケースの一つとして選定する第１処理を実行し、前記代表ユースケースを実現するための前記機能要素ではない前記機能要素を対象機能要素として特定し、最も多くの前記対象機能要素で実現される前記ユースケースを前記代表ユースケースの一つとして選定する第２処理を実行し、所定条件が満たされるまで前記第２処理を繰り返し実行することで、複数の前記代表ユースケースを選定する選定部と、
   前記車両にとって検証すべきユースケースとして、前記複数の代表ユースケースを出力する出力部を備える、機能要素を検証するためのテストシナリオの設計支援装置。

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