自動駕駛決策控制專利技術發展態勢

張琰 毛峰

摘 ?要：決策控制技術是自動駕駛的關鍵環節，本文總結了決策控制技術研究的重要意義及發展現狀，重點對決策控制技術的專利申請趨勢、國內外主要申請人展開分析，并對決策控制各技術分支的技術演進過程進行了梳理，最后指出未來在決策控制技術的研究方向，以期對國內相關研究人員提供參考。

關鍵詞：自動駕駛;決策控制;專利技術

一、引言

自動駕駛技術整體分為感知層、決策層、應用執行層。決策控制技術相當于自動駕駛車輛的決策中心。在自動駕駛技術中，通過多傳感器融合感知獲取車輛內外的環境信息后，利用決策控制系統代替人對數據進行分析判斷做出決策，從而實現自動駕駛或輔助駕駛。決策控制規劃整體上分為兩個大的方面，一個是駕駛行為決策，另一個是對運動規劃決策[1]。

二、專利申請現狀

圖1、2所示為決策控制技術全球和中國的專利申請趨勢?？梢钥闯?，全球及中國決策控制技術的專利申請量總體呈上升趨勢，且整體趨勢較為一致，發展過程可以分為以下幾個階段：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量增長比較緩慢;2009年至2012年，處于技術積累期，專利申請量有所增加，增速與前一時期相比有所提高;2012年至今，決策控制技術處于高速發展期，增速與前一時期相比有明顯提高。

針對決策控制的應用目標，將決策控制技術劃分為駕駛人員瞌睡預警、自動泊車路徑規劃、緊急制動剎車系統3個技術分支。從圖1、2可以看出，在駕駛人員瞌睡預警方面，2007年以前，各大汽車企業以及大專院校的研究主要集中在車內傳感器提供控制信號，國外企業關于防止駕駛員瞌睡技術起步較早。2007年后，防止駕駛員瞌睡的技術飛速發展，其專利申請數量迅速增長，在2016年達到最高峰值為380多件。這一時期，關于防止駕駛員瞌睡的技術的申請人也出現了很多除世界知名企業，跟多的企業和高?？蒲性核度氲郊夹g中。其中，BOSCH、福特、現代、同濟大學、江蘇大學主要還是通過傳感器提高精密算法、考慮下到人體感應信號，摩托羅拉的提出了利用穿戴設備檢測瞌睡狀態;國內的高校中，同濟大學、江蘇大學將防止駕駛員瞌睡技術與平臺網絡結合;國內的吉利、奇瑞等公司主要利用輔助駕駛等技術實現防止駕駛員瞌睡。

在自動泊車路徑規劃方面，2008年以前，各大汽車企業以及大專院校的研究主要集中在車內傳感器提供汽車停泊的方法;2008年后，自動泊車的技術飛速發展，其專利申請數量迅速增長，在2016年達到最高峰值為169件。這一時期，關于自動泊車的技術的申請人主要以世界知名企業，跟多的企業和高?？蒲性核度氲郊夹g中。其中，福特、現代、本田、豐田等汽車公司主要技術發展技術為停車定位障礙物警報、計算機圖像識別、傳感器輔助停車，國內企業和高校在自動泊車方面主要利用互聯網、無人駕駛技術相結合。

在緊急剎車制動系統方面，2005年以前，隨著私家車輛日漸增多，道路安全問題尤為突出，緊急制動領域的發展與應用成為解決交通安全問題的關鍵。2005年后，關于緊急制動新技術飛速發展，其專利申請數量迅速增長。這一時期，緊急制動領域新思路與新技術不斷呈現，通過對駕駛員身體狀態的分析進行緊急制動成為研究的熱點，其中，吉利、奇瑞、大眾、豐田、本田等公司分別提出了通過感測車輛的行駛狀態或者駕駛員的身體狀態，從而在緊急情況下向駕駛員發出警告，進行緊急制動的方案。另外，吉林大學通過對車輛前方的圖像以及車輛的行駛參數的綜合分析，從而進行相應的制動。

三、技術分支及演進

由圖3可以看出，在駕駛人員瞌睡預警方面，早期的研發主要在通過檢測司機的生理特征，可靠地當司機瞌睡喚醒駕駛員方法方面，并且在相當一段時間內，主要的研發重點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備監測駕駛員狀態的裝置;2015年提出了監測駕駛員的異常駕駛狀態并發出警報的方法，保障行車安全。

在自動泊車路徑規劃方面，早期的研發主要在基于機器視覺的倒車輔助方面，隨著路面交通發展，路況越來越復雜，以及伴隨著通信技術的發展，在2012年提出了用于定位預定義的泊車位置的方法和設備;之后，隨著高精度地圖的快速發展已經路徑算法的逐步優化，近兩年提出了計算停車軌跡來自動地控制車輛的駕駛的技術。

在緊急剎車制動系統方面，2007年起，防抱死制動控制裝置的研發;2008年實現車輛內部參數自動校準功能的ABS控制裝置;2012年-2013年期間，致力于汽車避免碰撞緊急制動器。

四、重要申請人分析

針對決策控制領域重要申請人，奇瑞的研發重點在于緊急制動剎車系統的應用;博世為汽車與智能交通全互聯和自動化鋪平了道路，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，環境和城市都將受益匪淺;蘇州清研的研發重點在于利用傳感器以及攝像機等裝置實現對于駕駛員的疲勞及注意力分散等危險狀態的檢測，兼具本地預警與后臺遠程監控功能于一體，全程為駕乘者、營運單位及監管部門提供安全保障服務，有效規避危險情況的發生。

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

五、總結

對于決策控制技術，從申請趨勢來看，無論是全球還是中國，對于緊急剎車制動系統的研究熱度逐漸褪去，而對于自動泊車路徑規劃的研究熱度秩序高漲，尤其在國內，雖然起步較晚，但追趕態勢明顯。這也與自動駕駛技術整體水平提升的需求是一致的。而對于駕駛員瞌睡預警的應用，中國相較全球來說研究熱度偏高。

參考文獻：

[1] 張茂于.產業專利分析報告（第58冊）-自動駕駛[R].知識產權出版社，2017，（06）.