簡(jiǎn)要介紹高級(jí)輔助駕駛系統(tǒng)ADAS的專(zhuān)利技術(shù)

自動(dòng)駕駛是指依靠汽車(chē)上的安裝的各種傳感設(shè)備，例如攝像頭、激光雷達(dá)、毫米波雷達(dá)、超聲波雷達(dá)、紅外雷達(dá)以及各種速度、角度傳感器收集感測(cè)汽車(chē)本身及周?chē)沫h(huán)境信息，同時(shí)可能還會(huì)借助人工智能、計(jì)算機(jī)圖像技術(shù)、全球定位系統(tǒng)和/或云端服務(wù)技術(shù)，讓車(chē)輛在沒(méi)有任何駕駛員的操作下自動(dòng)安全地駕駛，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向、加減油門(mén)和剎車(chē)等。

自動(dòng)駕駛技術(shù)背景

根據(jù)國(guó)際汽車(chē)工程師協(xié)會(huì)對(duì)自動(dòng)駕駛汽車(chē)的分級(jí)，大概可以分為五級(jí)：

L1：駕駛輔助，針對(duì)方向盤(pán)和加減速中一項(xiàng)操作提供駕駛輔助，其他由駕駛者操作；

L2：部分自動(dòng)化，針對(duì)方向盤(pán)和加減速中多項(xiàng)操作提供駕駛支援，其他由駕駛者操作；

L3：有條件自動(dòng)化，可以完成所有駕駛操作，根據(jù)系統(tǒng)請(qǐng)求，駕駛員提供適當(dāng)操作；

L4：高度自動(dòng)化，可由無(wú)人駕駛系統(tǒng)完成所有駕駛操作，部分需要駕駛員決策；

L5：完全自動(dòng)化，無(wú)需駕駛員任何操作，全靠無(wú)人駕駛操作，必要時(shí)可切換至人工模式。

目前多數(shù)自動(dòng)駕駛車(chē)均處于L2級(jí)，部分可達(dá)到L3。除了傳統(tǒng)的汽車(chē)制造廠商，一些互聯(lián)網(wǎng)公司，如google, 百度等也紛紛投入重金進(jìn)行自動(dòng)駕駛技術(shù)的研發(fā)和生產(chǎn)?，F(xiàn)在很多車(chē)輛已經(jīng)具備了高級(jí)輔助駕駛系統(tǒng)ADAS、自動(dòng)巡航ACC等功能，可以在一定程度上輔助駕駛員。在新聞中，大家經(jīng)?？梢钥吹紾OOGLE, UBER, 百度無(wú)人車(chē)上路測(cè)試，也有出現(xiàn)故障甚至事故的情形。目前看來(lái)，自動(dòng)駕駛距離完全拋去方向盤(pán)、油門(mén)、剎車(chē)等操作裝置實(shí)現(xiàn)完全自動(dòng)化的一天還有很長(zhǎng)的路要走。

本文就以高級(jí)輔助駕駛系統(tǒng)ADAS為例，簡(jiǎn)要介紹其中涉及的專(zhuān)利技術(shù)，在此之前我們還是對(duì)自動(dòng)駕駛技術(shù)相關(guān)的專(zhuān)利進(jìn)行總體分析。

自動(dòng)駕駛專(zhuān)利申請(qǐng)情況

自動(dòng)駕駛技術(shù)大概是在2009年左右提出概念，也許還有少部分相關(guān)專(zhuān)利是在2010年之前就申請(qǐng)了，但本文首先對(duì)2010年以來(lái)大量申請(qǐng)的跟自動(dòng)駕駛技術(shù)相關(guān)的專(zhuān)利申請(qǐng)進(jìn)行一個(gè)粗略的檢索和統(tǒng)計(jì)分析，檢索僅對(duì)在專(zhuān)利申請(qǐng)的發(fā)明名稱(chēng)及摘要中顯性出現(xiàn)自動(dòng)駕駛中英文關(guān)鍵詞及其近義詞進(jìn)行了限定，檢索結(jié)果還比較粗糙，僅作為一個(gè)參考。

經(jīng)過(guò)統(tǒng)計(jì)分析，自動(dòng)駕駛領(lǐng)域的專(zhuān)利申請(qǐng)總體態(tài)勢(shì)如下：

申請(qǐng)趨勢(shì)

根據(jù)自動(dòng)駕駛技術(shù)相關(guān)的專(zhuān)利歷年申請(qǐng)趨勢(shì)來(lái)看，自2010年至今相關(guān)技術(shù)的專(zhuān)利申請(qǐng)一直處于持續(xù)增加的態(tài)勢(shì)，企業(yè)創(chuàng)新熱情持續(xù)保持高漲。由于專(zhuān)利公開(kāi)最晚可以自申請(qǐng)日之后18個(gè)月才公開(kāi)，故部分專(zhuān)利可能實(shí)際已申請(qǐng)但現(xiàn)在通過(guò)公開(kāi)途徑無(wú)法檢索到，從上圖反映出來(lái)，2017年以來(lái)的專(zhuān)利申請(qǐng)快速回落，這可能跟實(shí)際情況有所偏差。

專(zhuān)利申請(qǐng)地域分布

從專(zhuān)利申請(qǐng)數(shù)量上來(lái)看，中國(guó)是目前自動(dòng)駕駛專(zhuān)利申請(qǐng)最多的國(guó)家，有2688件；接下來(lái)申請(qǐng)量排名第2-4位的是傳統(tǒng)的汽車(chē)大國(guó)德國(guó)、美國(guó)和日本，分別有2060，1371和1072件相關(guān)申請(qǐng)；然后，PCT申請(qǐng)和EP申請(qǐng)也有諸多企業(yè)布局專(zhuān)利，分別有1015，711件申請(qǐng)；韓國(guó)也有707件申請(qǐng)；另外，法國(guó)、英國(guó)、印度和墨西哥是其它布局相對(duì)較多的國(guó)家，分別有202，145，49和43件相關(guān)申請(qǐng)。

申請(qǐng)人排名

從申請(qǐng)人排名來(lái)看，傳統(tǒng)汽車(chē)廠商，尤其是德系、日系和美系汽車(chē)公司牢牢占據(jù)了自動(dòng)駕駛技術(shù)的專(zhuān)利申請(qǐng)TOP20，豐田、博世、福特公司則是包攬了前三名。而中國(guó)汽車(chē)廠商吉利、奇瑞、北汽、上汽、廣汽等公司有少量布局，互聯(lián)網(wǎng)公司谷歌、百度、優(yōu)步、法拉第未來(lái)等公司也有所專(zhuān)利布局。

分類(lèi)號(hào)

IPC分類(lèi)號(hào)從一定程度上體現(xiàn)了相關(guān)專(zhuān)利技術(shù)的分布情況，本文前文限定了檢索時(shí)使用的主要IPC分類(lèi)號(hào)B60W和B60R，此處統(tǒng)計(jì)顯示的更下位的技術(shù)分類(lèi)以及同時(shí)分類(lèi)到其他分類(lèi)號(hào)的情形。請(qǐng)注意，上述統(tǒng)計(jì)對(duì)于一件專(zhuān)利分到多個(gè)分類(lèi)號(hào)的情形采取的統(tǒng)計(jì)方法是重復(fù)統(tǒng)計(jì)來(lái)進(jìn)行計(jì)算的。

ADAS技術(shù)專(zhuān)利淺析

ADAS技術(shù)算是自動(dòng)駕駛應(yīng)用最為廣泛的一個(gè)技術(shù)。具體而言，ADAS技術(shù)包括：停車(chē)輔助、車(chē)道輔助、司機(jī)檢測(cè)、超車(chē)變道/并線、自動(dòng)避讓、導(dǎo)航線路預(yù)測(cè)等。實(shí)際的專(zhuān)利布局情況是否是這樣呢？我們通過(guò)Patentics的地圖分析功能以自動(dòng)駕駛相關(guān)的中英文關(guān)鍵詞作為簡(jiǎn)單輸入得到下圖分析結(jié)果。

由下圖可見(jiàn)，自動(dòng)駕駛技術(shù)領(lǐng)域的專(zhuān)利申請(qǐng)主要分布在：本車(chē)行駛狀態(tài)監(jiān)測(cè)、外部車(chē)輛監(jiān)測(cè)、車(chē)道行駛輔助、車(chē)距保持、變道超車(chē)、自動(dòng)泊車(chē)、駕駛員狀態(tài)監(jiān)控等。上述專(zhuān)利申請(qǐng)分布情況與實(shí)際的ADAS技術(shù)應(yīng)用情況還是存在高度重合性。下面以車(chē)道行駛輔助、變道超車(chē)、自動(dòng)泊車(chē)為例對(duì)ADAS技術(shù)相關(guān)專(zhuān)利進(jìn)行簡(jiǎn)要介紹。

車(chē)道行駛輔助

以車(chē)道行駛輔助為例，其可以包括本車(chē)道駕駛輔助和變道輔助，本車(chē)道駕駛輔助又可以分為車(chē)道保持LKA和偏移警示LDW技術(shù)等，而變道輔助又可以分為自動(dòng)轉(zhuǎn)向輔助和盲點(diǎn)監(jiān)測(cè)輔助等。下面將就這些技術(shù)的相關(guān)專(zhuān)利進(jìn)行部分展示。

在車(chē)道保持模式下，車(chē)輛控制轉(zhuǎn)向和車(chē)速，以盡可能保持在同一車(chē)道中。在換道模式或車(chē)道保持模式下，駕駛員可通過(guò)施加制動(dòng)或者恢復(fù)對(duì)于方向盤(pán)的控制而撤銷(xiāo)自主式車(chē)道控制系統(tǒng)的控制。下面左圖為本申請(qǐng)車(chē)道保持代表附圖，右圖為本申請(qǐng)換道行駛代表附圖。

CN105059287A，申請(qǐng)人奇瑞，獲取車(chē)輛到兩條車(chē)道邊線的距離；計(jì)算增強(qiáng)信號(hào)；根據(jù)獲取的所述車(chē)輛到兩條車(chē)道邊線的距離和所述增強(qiáng)信號(hào)，采用預(yù)設(shè)的強(qiáng)化學(xué)習(xí)算法確定調(diào)節(jié)策略；按照所述調(diào)節(jié)策略，調(diào)節(jié)所述車(chē)輛的行駛軌跡。本發(fā)明的車(chē)道保持方法可以適用于各種路況，工作狀體穩(wěn)定，而且車(chē)輛再次遇到相同條件時(shí)，可以依據(jù)存儲(chǔ)的調(diào)節(jié)策略來(lái)調(diào)節(jié)車(chē)輛的行駛軌跡，使得車(chē)輛能更加迅速地行駛至車(chē)道中線，進(jìn)而減少調(diào)節(jié)次數(shù)，提高調(diào)節(jié)效率。

CN103748622A，申請(qǐng)人豐田，提供一種駕駛輔助裝置，具備：死角識(shí)別部，其識(shí)別本車(chē)輛的行進(jìn)方向上的對(duì)駕駛員而言的死角；移動(dòng)體信息設(shè)定部，其設(shè)定至少包含有可能從死角突然出現(xiàn)的移動(dòng)體的估計(jì)速度的移動(dòng)體信息，作為與移動(dòng)體相關(guān)的信息；速度區(qū)域運(yùn)算部，其基于由移動(dòng)體信息設(shè)定部設(shè)定的移動(dòng)體信息，來(lái)運(yùn)算在沿行進(jìn)方向前進(jìn)的情況下本車(chē)輛有可能與移動(dòng)體接觸的本車(chē)輛的速度區(qū)域；以及目標(biāo)速度運(yùn)算部，其基于速度區(qū)域來(lái)運(yùn)算本車(chē)輛的目標(biāo)速度。

變道超車(chē)

CN105216794A，申請(qǐng)人富士重工業(yè)株式會(huì)社，本車(chē)輛(A1)為了超越前行車(chē)輛(B1)而移動(dòng)到跨越行駛車(chē)道(P1)與對(duì)向車(chē)道(P2)之間的邊界部分的(A1)位置，在對(duì)向車(chē)道(P2)檢測(cè)到對(duì)向車(chē)輛(C1)的情況下，暫時(shí)中斷超車(chē)控制。并且，在確認(rèn)了對(duì)向車(chē)輛(C1)偏離的情況下，解除超車(chē)控制的中斷而執(zhí)行超車(chē)，在對(duì)向車(chē)輛(C1)未偏離的情況下或雖然判定為對(duì)向車(chē)輛偏離，但是檢測(cè)到后續(xù)車(chē)輛的情況下，維持超車(chē)控制的中斷并返回到原來(lái)的行駛車(chē)道(P1)的前行車(chē)輛(B1)的后方。

WO2015096878A1，申請(qǐng)人沃爾沃， 涉及一種用于第一車(chē)輛的駕駛員的輔助方法，該方法包括步驟 : 使用所述設(shè)置在第一車(chē)輛上的檢測(cè)裝置來(lái)監(jiān)控所述第一車(chē)輛周?chē)念A(yù)定區(qū)域；識(shí)別所述第一車(chē)輛前方的道路狀況和所述預(yù)定區(qū)域內(nèi)的道路狀況，該道路狀況滿足預(yù)定的風(fēng)險(xiǎn)標(biāo)準(zhǔn)；識(shí)別開(kāi)始動(dòng)作以對(duì)第一車(chē)輛進(jìn)行超車(chē)的第二車(chē)輛；以及判定所述第一車(chē)輛和/或第二車(chē)輛在該超車(chē)動(dòng)作期間的碰撞風(fēng)險(xiǎn)水平。

自動(dòng)泊車(chē)

CN102016635A，申請(qǐng)人博世，涉及一種用于在使用至少一個(gè)第一傳感器系統(tǒng)(2)和至少一個(gè)第二傳感器系統(tǒng)(3)的情況下使機(jī)動(dòng)車(chē)(1)運(yùn)動(dòng)、尤其是避免碰撞的駕駛員輔助方法，在障礙(31)處于第一檢測(cè)區(qū)域中期間，該第一傳感器系統(tǒng)在該第一檢測(cè)區(qū)域中為機(jī)動(dòng)車(chē)的駕駛員提供用于障礙信息的第一障礙信息，當(dāng)該障礙不再處于相對(duì)于該第一檢測(cè)區(qū)域呈大于0°的角度的第二檢測(cè)區(qū)域中時(shí)，該第二傳感器系統(tǒng)也在該第二檢測(cè)區(qū)域中提供第二障礙信息。

US8958986B2，申請(qǐng)人豐田，一種泊車(chē)輔助裝置，其包括顯示本車(chē)后方的場(chǎng)景圖像的顯示單元。至少當(dāng)本車(chē)向前移動(dòng)時(shí)或者當(dāng)本車(chē)停止時(shí)，顯示單元以使得將包括多個(gè)軌跡的指示疊加在本車(chē)后方的場(chǎng)景圖像上的方式來(lái)顯示指示，其中，本車(chē)能夠依據(jù)這多個(gè)軌跡來(lái)從本車(chē)當(dāng)前所處的地點(diǎn)倒退。

結(jié)論

總體而言，得益于傳感器和AI技術(shù)的日益成熟，自動(dòng)駕駛經(jīng)過(guò)近十年的發(fā)展，技術(shù)也已經(jīng)逐漸成熟并運(yùn)用在市面銷(xiāo)售上的整車(chē)上，對(duì)于駕駛員的行車(chē)輔助作用正在發(fā)揮越來(lái)越積極的作用。尤其是傳統(tǒng)的整車(chē)廠商對(duì)于自動(dòng)駕駛技術(shù)的布局也非常重視，從專(zhuān)利申請(qǐng)量來(lái)看，日、德和美三國(guó)的整車(chē)廠商進(jìn)行了大量的專(zhuān)利布局，從他們布局的技術(shù)方向來(lái)看也是在自動(dòng)駕駛技術(shù)中應(yīng)用最廣的ADAS技術(shù)進(jìn)行了大量布局。另外，除了傳統(tǒng)汽車(chē)廠商外，互聯(lián)網(wǎng)公司也開(kāi)始在自動(dòng)駕駛技術(shù)上進(jìn)行積極的專(zhuān)利布局。相較之下，中國(guó)申請(qǐng)人在自動(dòng)駕駛技術(shù)的專(zhuān)利布局還相對(duì)較少，但是在中國(guó)市場(chǎng)上卻具有最多的自動(dòng)駕駛技術(shù)專(zhuān)利申請(qǐng)，對(duì)于中國(guó)本土廠商而言應(yīng)注意識(shí)別并規(guī)避其中的侵權(quán)風(fēng)險(xiǎn)。