基于無線通訊的汽車主動安全系統(tǒng)專利技術(shù)綜述

劉卓乾

摘要：利用incopat數(shù)據(jù)庫得到基于無線通訊的汽車主動安全系統(tǒng)專利文獻(xiàn)為基礎(chǔ)，從申請日，申請人，區(qū)域等方面進(jìn)行統(tǒng)計分析，并舉典型專利對具體技術(shù)分支進(jìn)行闡述，為進(jìn)一步研究提供相關(guān)了參考資料。

關(guān)鍵詞：汽車；主動安全系統(tǒng)；無線通訊

一、汽車主動安全技術(shù)概要

汽車主動安全系統(tǒng)主要通過預(yù)先的防范，避免事故發(fā)生，從而避免了人員及車輛的損傷，進(jìn)一步杜絕了由于事故造成的交通堵塞引起的間接經(jīng)濟(jì)損失。汽車主動安全技術(shù)已經(jīng)具有智能安全輔助控制功能，利用現(xiàn)代電子信息技術(shù)、傳感技術(shù)來擴(kuò)展駕駛?cè)藛T的感知能力；根據(jù)一定算法辨識安全隱患；主動控制汽車并保護(hù)乘員。

二、相關(guān)專利申請情況

汽車主動安全技術(shù)專利主要包含在B60W這一大類中，幾乎涵蓋了汽車主動安全系統(tǒng)的全部專利。本文使用INCOPAT數(shù)據(jù)庫，以上述大類中的相關(guān)分類號加上“通訊”的相關(guān)關(guān)鍵詞進(jìn)行限定，申請日截止到2017年12月25日（部分2017年申請尚未公開），得到樣本數(shù)據(jù)1083篇。

統(tǒng)計2001年至2016年期間逐年的專利申請量可以看出，2010年以前專利的申請量呈現(xiàn)小幅波動的趨勢，可見2010年前是該領(lǐng)域穩(wěn)步發(fā)展的時期。但在2010年之后，隨著人工智能各種算法的普及應(yīng)用，主動安全系統(tǒng)進(jìn)入一個爆發(fā)的成長階段。無線通訊、感知技術(shù)的發(fā)展為主動安全系統(tǒng)起到了很大的助推作用。在2014年該領(lǐng)域發(fā)展到達(dá)一個頂峰，隨后逐漸趨于穩(wěn)定緩和階段。

統(tǒng)計目的國家，可以看出超過四分之三的申請量集中在中美日德四國。進(jìn)入21世紀(jì)后，美日德三國的核心企業(yè)仍然具備極大競爭力，代表著汽車工業(yè)行業(yè)最先進(jìn)的技術(shù)，因此為開拓或維護(hù)在汽車領(lǐng)域的申請人一般的申請都會以美日德三國作為自己的申請目的地。隨著我國的汽車消費(fèi)市場蓬勃發(fā)展，以中國為戰(zhàn)場的汽車領(lǐng)域的專利競爭也逐漸趨于白熱化。

統(tǒng)計基于無線通訊的汽車安全系統(tǒng)領(lǐng)域排名前十位的申請人可以發(fā)現(xiàn)，跨國汽車巨頭大陸、福特、本田占據(jù)了前三位，美日德三國公司各一家，也展現(xiàn)了其國不俗的核心技術(shù)競爭力。前十名中汽車行業(yè)的龍頭企業(yè)福特、通用、豐田、本田和奧迪在列，還有電裝、博世、麥格納零部件生產(chǎn)廠商，反映了汽車全球化生產(chǎn)的現(xiàn)狀。前十名中還未出現(xiàn)中國企業(yè)，這也反映了我國基于無線通訊的汽車主動安全系統(tǒng)領(lǐng)域尚處于探索和模仿階段，有一定的自助創(chuàng)新意識但缺乏強(qiáng)大的機(jī)械工業(yè)生產(chǎn)基礎(chǔ)實(shí)力。

三、無線通訊的主動安全系統(tǒng)技術(shù)分支

主動安全系統(tǒng)的障礙物識別方式主要通過三種方式進(jìn)行：（1）環(huán)境感知技術(shù)，包括采用雷達(dá)（激光、毫米波、超聲波）的周邊障礙物檢測技術(shù)，利用機(jī)器視覺的圖像識別技術(shù)等；（2）V2X通信技術(shù)，包括車輛轉(zhuǎn)用通信系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)車與車、車與人、車與道路之間的信息共享和協(xié)同控制的保障機(jī)制；（3）云平臺與大數(shù)據(jù)技術(shù)，包括智能網(wǎng)聯(lián)汽車云平臺架構(gòu)與數(shù)據(jù)交互標(biāo)準(zhǔn)，云操作系統(tǒng)，大數(shù)據(jù)分析深度挖掘技術(shù)等。依據(jù)上述三種方式對檢索結(jié)果進(jìn)行分類，并將其近5年的趨勢比較得到：該領(lǐng)域研究的重中之重是環(huán)境感知技術(shù)，而V2X技術(shù)作為近年來興起的技術(shù)其申請量逐年在增加；作為概念性的基于云平臺與大數(shù)據(jù)技術(shù)的智能交通/網(wǎng)聯(lián)汽車呈現(xiàn)一個逐年上升的趨勢。尤其在2016年，各大互聯(lián)網(wǎng)公司在該領(lǐng)域的介入使其迎來了很明顯的數(shù)量增長。下文將分別以三個分支的典型技術(shù)進(jìn)行分析。

環(huán)境感知系統(tǒng)的任務(wù)是利用攝像頭、毫米波雷達(dá)、激光雷達(dá)、超聲波等主要車載傳感器以及V2X 通信系統(tǒng)感知周圍環(huán)境，通過提取路況信息、檢測障礙物，為主動安全系統(tǒng)提供決策依據(jù)。US20170334446A1提出了一種采用學(xué)習(xí)算法和邏輯運(yùn)算對路徑進(jìn)行學(xué)習(xí)的方式，將使得車輛在不同路徑中切換，指導(dǎo)車輛在安全路徑中行駛。US9612123B1中公開了一種利用多傳感器形成三維地圖控制汽車自動駕駛的方法，從而提高了安全性能。在CN107161097A中提出了一種基于北斗導(dǎo)航系統(tǒng)的車輛行駛智能安全系統(tǒng)，能夠精確地判斷危險路線，第一時間向外傳遞車禍信息。

基于車聯(lián)網(wǎng)的通訊系統(tǒng)是一種包括車車互聯(lián)（V2V）和車設(shè)施互聯(lián)（V2I 和I2V）無線通訊的智能協(xié)同系統(tǒng)，旨在增加駕駛?cè)伺c環(huán)境的交互能力，并且改善交通狀況和道路安全性。US20170120907A1提出了一種基于車對車的通訊系統(tǒng)，同時與前后置攝像頭結(jié)合，滿足汽車行進(jìn)，制動以及路徑的制定，有效地防止碰撞發(fā)生。對于現(xiàn)有技術(shù)中存在的平滑地切換自動駕駛和人工駕駛時機(jī)的問題。清華大學(xué)在CN105313891A提出了一種多車協(xié)同避撞方法，該方法基于V2V技術(shù)，將前后車期望的加速度彼此通訊，從而實(shí)現(xiàn)車輛相對位置的均勻分布嗎，從而有效避免碰撞或者減輕碰撞損傷程度，并且提升駕駛舒適性。

云平臺與大數(shù)據(jù)處理在主動安全系統(tǒng)中的采用還處于萌芽階段，各大公司，尤其是互聯(lián)網(wǎng)公司的介入將給該領(lǐng)域一個廣闊的前景。本田在US20170113685A1中提出了一種基于該路段的統(tǒng)計交通狀況參數(shù)與本車運(yùn)行狀況相比對的技術(shù)方案，大大減少了車輛在該路段遇到危險。大連理工大學(xué)在CN106448269A中公開一種基于路口車輛避碰的車路協(xié)同預(yù)警裝置及其工作方法，通過在路口建立計算基站，并將指令傳達(dá)給車載系統(tǒng)，將車載系統(tǒng)的成本降低。

四、總結(jié)與展望

汽車安全與節(jié)能技術(shù)是當(dāng)前國際汽車高新技術(shù)發(fā)展的兩大主題。研制先進(jìn)安全汽車既是高效安全交通運(yùn)輸系統(tǒng)的基礎(chǔ)，同時也是人民生命財產(chǎn)保證的必要選擇。隨著汽車保有量迅猛增加，交通運(yùn)輸系統(tǒng)日趨復(fù)雜，再加上地區(qū)不穩(wěn)定因素及國際恐怖活動加劇，在國家安全、社會經(jīng)濟(jì)安全方面對汽車安全提出了更高的現(xiàn)實(shí)要求。先進(jìn)安全汽車技術(shù)的研究也成為了汽車安全技術(shù)的核心任務(wù)。

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