车道偏离辅助驾驶专利技术分析

2022-09-12

一、引言

而在关于交通事故的报告显示, 绝大多数的交通事故都是由驾驶员直接或间接导致。梅赛德斯-奔驰的研究表明, 大多数的交通事故都是可以通过提前预警来避免的, 在强烈市场需求的驱动下, 智能辅助驾驶技术应运而生。有关数据表明, 大于三分之一的交通事故都是由驾驶者偏离车道引起, 这就使得车道偏离驾驶辅助成为重点研究对象之一。

二、车道偏离辅助驾驶专利申请现状

车道偏离驾驶辅助系统可基于辅助方式分为三类:车道偏离预警系统LDWS, 车道偏离辅助驾驶系统LDAS和车道保持辅助控制系统LKAS。已经投入应用的Auto Vue系统、AURORA系统、Mobileye_AWS系统以及DSS系统。

(一) 全球专利申请分析

1.全球专利年代分布

经统计, 相关申请在21世纪初开始提出后逐年稳定增长, 且分别在2006年-2007年和2012年-2013年达到了峰值水平。经推测, 2001年至2007年汽车行业逐步发展并逐渐普及, 因此对于安全的考量日益增加, 使得申请量逐步升高, 而考虑到2008-2009年全球经济的低迷以及行业瓶颈的可能性, 使其迎来一个低谷期, 而后经济复苏, 高端车型的需求量增大, 申请量又迎来了一个新高峰。可见, 汽车的消费品属性使得其专利行业的发展历程与全球经济状况息息相关。

2.全球申请原创国分布

由分析可知, 关于车道偏离驾驶辅助专利申请的原创国主要集中在德国、日本、美国和韩国四个国家, 欧洲也有一定的申请量, 相较之下, 中国的申请量则少了许多。值得注意的是, 作为较早在该领域提出申请的加拿大, 并未在主要原创国中占据一席之地;原创国主要为几个拥有自主知名品牌的汽车大国, 特别是美日德这三个拥有多个中高端汽车品牌的国家, 可见产业支撑对于该领域研究的重要性。中国自主品牌主要面向中低端车型也是中国作为原创国申请量较低的原因之一。同时可以发现, 拥有雷诺、雪铁龙、标志等品牌的法国并未在该领域及时布局。

3.全球专利申请主要申请人

该领域申请人主要分为三类: (1) 汽车制造商, 如日产、丰田、本田、奥迪、沃尔沃等; (2) 汽配公司, 如后视镜巨头Gentex、韩国万都、日本电装、博世、摩比斯; (3) 芯片制造商、如Marvell。

值得注意的是, 芯片制造商Marvell由于与许多欧美汽车公司合作而对相关领域有战略性倾斜, 且其于2016年宣布启用卓越车用技术研发中心Marvell ACE正式启用。而日韩汽车制造商如日产、丰田、现代等, 则更加注重自主研发智能辅助驾驶系统, 这也同时解释了德系、美系汽车制造商的申请量低于日韩汽车制造商的原因。

(二) 国内专利申请分析

1.国内申请主要申请人

国内申请的主要申请人与国际方面有大量交集, 可见, 占有较高市场份额的国外车企早已在中国进行布局;值得注意的是, 国内的申请人除了奇瑞公司外, 主要是高校, 其中长安大学在申请量上占据领先位置。国内自主品牌中奇瑞公司则率先进军智能汽车领域, 相信随着学术研究的日益成熟, 在该领域上的竞争会更加激烈。

2.国内申请区域分布

国内申请中, 北京的申请量居首, 且除去较发达地区, 安徽、西安、武汉的申请量也占据前列。经分析得知, 安徽和武汉为两个汽车产销较大的地区, 其中安徽有奇瑞、江淮等自主品牌, 武汉则坐拥东风汽车公司;而西安则因长安大学这一主要申请人而在申请量居前列。由此可见, 国内申请区域的分布不仅依赖于当地的发达程度, 还依赖于当地产销情况以及相关领域的研究机构。

三、车道偏离辅助驾驶技术热点分支

经统计分析发现, 目前基于车道偏离辅助驾驶的申请主要基于信息的采集和判决、辅助方式的两个大方向进行进一步细分。

(1) 信息的采集与判决:早期申请主要是采集图像信息, 基于车与车道的关系进行判决, 其多是搭载在后视镜或者行车记录仪上实现;而后考虑到这种采集判决方式的狭隘性, 将行驶状态等信息采集后综合处理一并判决, 近年则进一步将驾驶员的人为因素纳入考量, 加入了驾驶员状态的采集和融合;国内申请人更倾向于通过一个独立的系统进行计算和判断, 而非采取联动方式。

(2) 辅助方式:其中早期的申请早就是以预警的方式辅助, 其预警方式也可以分为视觉 (如车灯变化等) 、听觉 (如播放音乐等) 、感觉 (如震动方向盘等) ;而辅助控制和补偿主要是通过对转向或者制动的控制;国内申请人则较少采用制动方式响应。

四、车道偏离辅助驾驶行业预测

随着大数据时代的到来以及车辆的智能化发展, 今后的车道偏离辅助驾驶的信息采集和判断必将不再是通过单一车道与车之间的位置关系来进行, 而会考虑到驾驶员这一行驶中起到决定性因素的部分, 充分考虑人、车、道三者的关系, 通过大量融合数据的统计和挖掘, 给予更合理而准确的采集和判决。这也意味着今后的辅助系统也不会是单一搭载于车内某一系统的独立部分, 而将与车内其他部分协作以充分地进行信息的采集和处理, 例如可以感应方向盘、刹车的操作信息来作为驾驶员的操作信息。

此外, 正因为辅助驾驶的终极目标或者理想状态是实现无人驾驶, 因此辅助方式会从目前占主导的LDWS方式朝带有干预功能的系统发展, 从干预程度循序渐进, 从限定条件下对汽车的控制逐渐过渡到全方位的控制。同时, 车内各种智能系统的集成和协作开发也必将成为趋势。

摘要：随着汽车保有量的攀升, 在驾驶过程中引发的安全事故接踵而至, 为了减少人为失误造成的事故, 新款的中高端车型中都加入了辅助驾驶技术。本文主要针对辅助驾驶中的车道偏离技术, 统计分析其国内外专利申请状况, 并对该领域今后的发展趋势作出预测。

关键词：辅助驾驶,车道,偏离,安全