自動(dòng)駕駛決策控制專利技術(shù)發(fā)展態(tài)勢(shì)

張琰 毛峰

摘 ?要：決策控制技術(shù)是自動(dòng)駕駛的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，本文總結(jié)了決策控制技術(shù)研究的重要意義及發(fā)展現(xiàn)狀，重點(diǎn)對(duì)決策控制技術(shù)的專利申請(qǐng)趨勢(shì)、國內(nèi)外主要申請(qǐng)人展開分析，并對(duì)決策控制各技術(shù)分支的技術(shù)演進(jìn)過程進(jìn)行了梳理，最后指出未來在決策控制技術(shù)的研究方向，以期對(duì)國內(nèi)相關(guān)研究人員提供參考。

關(guān)鍵詞：自動(dòng)駕駛;決策控制;專利技術(shù)

一、引言

自動(dòng)駕駛技術(shù)整體分為感知層、決策層、應(yīng)用執(zhí)行層。決策控制技術(shù)相當(dāng)于自動(dòng)駕駛車輛的決策中心。在自動(dòng)駕駛技術(shù)中，通過多傳感器融合感知獲取車輛內(nèi)外的環(huán)境信息后，利用決策控制系統(tǒng)代替人對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析判斷做出決策，從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)駕駛或輔助駕駛。決策控制規(guī)劃整體上分為兩個(gè)大的方面，一個(gè)是駕駛行為決策，另一個(gè)是對(duì)運(yùn)動(dòng)規(guī)劃決策[1]。

二、專利申請(qǐng)現(xiàn)狀

圖1、2所示為決策控制技術(shù)全球和中國的專利申請(qǐng)趨勢(shì)。可以看出，全球及中國決策控制技術(shù)的專利申請(qǐng)量總體呈上升趨勢(shì)，且整體趨勢(shì)較為一致，發(fā)展過程可以分為以下幾個(gè)階段：2009年之前，這一階段的研制處于起步階段，全球及中國專利申請(qǐng)量增長比較緩慢;2009年至2012年，處于技術(shù)積累期，專利申請(qǐng)量有所增加，增速與前一時(shí)期相比有所提高;2012年至今，決策控制技術(shù)處于高速發(fā)展期，增速與前一時(shí)期相比有明顯提高。

針對(duì)決策控制的應(yīng)用目標(biāo)，將決策控制技術(shù)劃分為駕駛?cè)藛T瞌睡預(yù)警、自動(dòng)泊車路徑規(guī)劃、緊急制動(dòng)剎車系統(tǒng)3個(gè)技術(shù)分支。從圖1、2可以看出，在駕駛?cè)藛T瞌睡預(yù)警方面，2007年以前，各大汽車企業(yè)以及大專院校的研究主要集中在車內(nèi)傳感器提供控制信號(hào)，國外企業(yè)關(guān)于防止駕駛員瞌睡技術(shù)起步較早。2007年后，防止駕駛員瞌睡的技術(shù)飛速發(fā)展，其專利申請(qǐng)數(shù)量迅速增長，在2016年達(dá)到最高峰值為380多件。這一時(shí)期，關(guān)于防止駕駛員瞌睡的技術(shù)的申請(qǐng)人也出現(xiàn)了很多除世界知名企業(yè)，跟多的企業(yè)和高?？蒲性核度氲郊夹g(shù)中。其中，BOSCH、福特、現(xiàn)代、同濟(jì)大學(xué)、江蘇大學(xué)主要還是通過傳感器提高精密算法、考慮下到人體感應(yīng)信號(hào)，摩托羅拉的提出了利用穿戴設(shè)備檢測(cè)瞌睡狀態(tài);國內(nèi)的高校中，同濟(jì)大學(xué)、江蘇大學(xué)將防止駕駛員瞌睡技術(shù)與平臺(tái)網(wǎng)絡(luò)結(jié)合;國內(nèi)的吉利、奇瑞等公司主要利用輔助駕駛等技術(shù)實(shí)現(xiàn)防止駕駛員瞌睡。

在自動(dòng)泊車路徑規(guī)劃方面，2008年以前，各大汽車企業(yè)以及大專院校的研究主要集中在車內(nèi)傳感器提供汽車停泊的方法;2008年后，自動(dòng)泊車的技術(shù)飛速發(fā)展，其專利申請(qǐng)數(shù)量迅速增長，在2016年達(dá)到最高峰值為169件。這一時(shí)期，關(guān)于自動(dòng)泊車的技術(shù)的申請(qǐng)人主要以世界知名企業(yè)，跟多的企業(yè)和高?？蒲性核度氲郊夹g(shù)中。其中，福特、現(xiàn)代、本田、豐田等汽車公司主要技術(shù)發(fā)展技術(shù)為停車定位障礙物警報(bào)、計(jì)算機(jī)圖像識(shí)別、傳感器輔助停車，國內(nèi)企業(yè)和高校在自動(dòng)泊車方面主要利用互聯(lián)網(wǎng)、無人駕駛技術(shù)相結(jié)合。

在緊急剎車制動(dòng)系統(tǒng)方面，2005年以前，隨著私家車輛日漸增多，道路安全問題尤為突出，緊急制動(dòng)領(lǐng)域的發(fā)展與應(yīng)用成為解決交通安全問題的關(guān)鍵。2005年后，關(guān)于緊急制動(dòng)新技術(shù)飛速發(fā)展，其專利申請(qǐng)數(shù)量迅速增長。這一時(shí)期，緊急制動(dòng)領(lǐng)域新思路與新技術(shù)不斷呈現(xiàn)，通過對(duì)駕駛員身體狀態(tài)的分析進(jìn)行緊急制動(dòng)成為研究的熱點(diǎn)，其中，吉利、奇瑞、大眾、豐田、本田等公司分別提出了通過感測(cè)車輛的行駛狀態(tài)或者駕駛員的身體狀態(tài)，從而在緊急情況下向駕駛員發(fā)出警告，進(jìn)行緊急制動(dòng)的方案。另外，吉林大學(xué)通過對(duì)車輛前方的圖像以及車輛的行駛參數(shù)的綜合分析，從而進(jìn)行相應(yīng)的制動(dòng)。

三、技術(shù)分支及演進(jìn)

由圖3可以看出，在駕駛?cè)藛T瞌睡預(yù)警方面，早期的研發(fā)主要在通過檢測(cè)司機(jī)的生理特征，可靠地當(dāng)司機(jī)瞌睡喚醒駕駛員方法方面，并且在相當(dāng)一段時(shí)間內(nèi)，主要的研發(fā)重點(diǎn)在于防止駕駛員醉駕或酒駕方面;2013年提出了利用可穿戴式設(shè)備監(jiān)測(cè)駕駛員狀態(tài)的裝置;2015年提出了監(jiān)測(cè)駕駛員的異常駕駛狀態(tài)并發(fā)出警報(bào)的方法，保障行車安全。

在自動(dòng)泊車路徑規(guī)劃方面，早期的研發(fā)主要在基于機(jī)器視覺的倒車輔助方面，隨著路面交通發(fā)展，路況越來越復(fù)雜，以及伴隨著通信技術(shù)的發(fā)展，在2012年提出了用于定位預(yù)定義的泊車位置的方法和設(shè)備;之后，隨著高精度地圖的快速發(fā)展已經(jīng)路徑算法的逐步優(yōu)化，近兩年提出了計(jì)算停車軌跡來自動(dòng)地控制車輛的駕駛的技術(shù)。

在緊急剎車制動(dòng)系統(tǒng)方面，2007年起，防抱死制動(dòng)控制裝置的研發(fā);2008年實(shí)現(xiàn)車輛內(nèi)部參數(shù)自動(dòng)校準(zhǔn)功能的ABS控制裝置;2012年-2013年期間，致力于汽車避免碰撞緊急制動(dòng)器。

四、重要申請(qǐng)人分析

針對(duì)決策控制領(lǐng)域重要申請(qǐng)人，奇瑞的研發(fā)重點(diǎn)在于緊急制動(dòng)剎車系統(tǒng)的應(yīng)用;博世為汽車與智能交通全互聯(lián)和自動(dòng)化鋪平了道路，尤其在泊車輔助方面。減少尋找停車位的交通量并提高可用停車位的利用率之后，不僅駕駛員，環(huán)境和城市都將受益匪淺;蘇州清研的研發(fā)重點(diǎn)在于利用傳感器以及攝像機(jī)等裝置實(shí)現(xiàn)對(duì)于駕駛員的疲勞及注意力分散等危險(xiǎn)狀態(tài)的檢測(cè)，兼具本地預(yù)警與后臺(tái)遠(yuǎn)程監(jiān)控功能于一體，全程為駕乘者、營運(yùn)單位及監(jiān)管部門提供安全保障服務(wù)，有效規(guī)避危險(xiǎn)情況的發(fā)生。

除全球車企一級(jí)供應(yīng)商等汽車巨頭之外，還用許多高校、企業(yè)在決策控制的具體分支掌握著核心技術(shù)。如國家電網(wǎng)、中興、比亞迪、浙江大學(xué)、華南理工大學(xué)等。

五、總結(jié)

對(duì)于決策控制技術(shù)，從申請(qǐng)趨勢(shì)來看，無論是全球還是中國，對(duì)于緊急剎車制動(dòng)系統(tǒng)的研究熱度逐漸褪去，而對(duì)于自動(dòng)泊車路徑規(guī)劃的研究熱度秩序高漲，尤其在國內(nèi)，雖然起步較晚，但追趕態(tài)勢(shì)明顯。這也與自動(dòng)駕駛技術(shù)整體水平提升的需求是一致的。而對(duì)于駕駛員瞌睡預(yù)警的應(yīng)用，中國相較全球來說研究熱度偏高。

參考文獻(xiàn)：

[1] 張茂于.產(chǎn)業(yè)專利分析報(bào)告（第58冊(cè)）-自動(dòng)駕駛[R].知識(shí)產(chǎn)權(quán)出版社，2017，（06）.