自动驾驶决策控制专利技术发展态势

张琰 毛峰

摘  要：决策控制技术是自动驾驶的关键环节，本文总结了决策控制技术研究的重要意义及发展现状，重点对决策控制技术的专利申请趋势、国内外主要申请人展开分析，并对决策控制各技术分支的技术演进过程进行了梳理，最后指出未来在决策控制技术的研究方向，以期对国内相关研究人员提供参考。

关键词：自动驾驶;决策控制;专利技术

一、引言

自动驾驶技术整体分为感知层、决策层、应用执行层。决策控制技术相当于自动驾驶车辆的决策中心。在自动驾驶技术中，通过多传感器融合感知获取车辆内外的环境信息后，利用决策控制系统代替人对数据进行分析判断做出决策，从而实现自动驾驶或辅助驾驶。决策控制规划整体上分为两个大的方面，一个是驾驶行为决策，另一个是对运动规划决策[1]。

二、专利申请现状

图1、2所示为决策控制技术全球和中国的专利申请趋势。可以看出，全球及中国决策控制技术的专利申请量总体呈上升趋势，且整体趋势较为一致，发展过程可以分为以下几个阶段：2009年之前，这一阶段的研制处于起步阶段，全球及中国专利申请量增长比较缓慢;2009年至2012年，处于技术积累期，专利申请量有所增加，增速与前一时期相比有所提高;2012年至今，决策控制技术处于高速发展期，增速与前一时期相比有明显提高。

针对决策控制的应用目标，将决策控制技术划分为驾驶人员瞌睡预警、自动泊车路径规划、紧急制动刹车系统3个技术分支。从图1、2可以看出，在驾驶人员瞌睡预警方面，2007年以前，各大汽车企业以及大专院校的研究主要集中在车内传感器提供控制信号，国外企业关于防止驾驶员瞌睡技术起步较早。2007年后，防止驾驶员瞌睡的技术飞速发展，其专利申请数量迅速增长，在2016年达到最高峰值为380多件。这一时期，关于防止驾驶员瞌睡的技术的申请人也出现了很多除世界知名企业，跟多的企业和高校科研院所投入到技术中。其中，BOSCH、福特、现代、同济大学、江苏大学主要还是通过传感器提高精密算法、考虑下到人体感应信号，摩托罗拉的提出了利用穿戴设备检测瞌睡状态;国内的高校中，同济大学、江苏大学将防止驾驶员瞌睡技术与平台网络结合;国内的吉利、奇瑞等公司主要利用辅助驾驶等技术实现防止驾驶员瞌睡。

在自动泊车路径规划方面，2008年以前，各大汽车企业以及大专院校的研究主要集中在车内传感器提供汽车停泊的方法;2008年后，自动泊车的技术飞速发展，其专利申请数量迅速增长，在2016年达到最高峰值为169件。这一时期，关于自动泊车的技术的申请人主要以世界知名企业，跟多的企业和高校科研院所投入到技术中。其中，福特、现代、本田、丰田等汽车公司主要技术发展技术为停车定位障碍物警报、计算机图像识别、传感器辅助停车，国内企业和高校在自动泊车方面主要利用互联网、无人驾驶技术相结合。

在紧急刹车制动系统方面，2005年以前，随着私家车辆日渐增多，道路安全问题尤为突出，紧急制动领域的发展与应用成为解决交通安全问题的关键。2005年后，关于紧急制动新技术飞速发展，其专利申请数量迅速增长。这一时期，紧急制动领域新思路与新技术不断呈现，通过对驾驶员身体状态的分析进行紧急制动成为研究的热点，其中，吉利、奇瑞、大众、丰田、本田等公司分别提出了通过感测车辆的行驶状态或者驾驶员的身体状态，从而在紧急情况下向驾驶员发出警告，进行紧急制动的方案。另外，吉林大学通过对车辆前方的图像以及车辆的行驶参数的综合分析，从而进行相应的制动。

三、技术分支及演进

由图3可以看出，在驾驶人员瞌睡预警方面，早期的研发主要在通过检测司机的生理特征，可靠地当司机瞌睡唤醒驾驶员方法方面，并且在相当一段时间内，主要的研发重点在于防止驾驶员醉驾或酒驾方面;2013年提出了利用可穿戴式设备监测驾驶员状态的装置;2015年提出了监测驾驶员的异常驾驶状态并发出警报的方法，保障行车安全。

在自动泊车路径规划方面，早期的研发主要在基于机器视觉的倒车辅助方面，随着路面交通发展，路况越来越复杂，以及伴随着通信技术的发展，在2012年提出了用于定位预定义的泊车位置的方法和设备;之后，随着高精度地图的快速发展已经路径算法的逐步优化，近两年提出了计算停车轨迹来自动地控制车辆的驾驶的技术。

在紧急刹车制动系统方面，2007年起，防抱死制动控制装置的研发;2008年实现车辆内部参数自动校准功能的ABS控制装置;2012年-2013年期间，致力于汽车避免碰撞紧急制动器。

四、重要申请人分析

针对决策控制领域重要申请人，奇瑞的研发重点在于紧急制动刹车系统的应用;博世为汽车与智能交通全互联和自动化铺平了道路，尤其在泊车辅助方面。减少寻找停车位的交通量并提高可用停车位的利用率之后，不仅驾驶员，环境和城市都将受益匪浅;苏州清研的研发重点在于利用传感器以及摄像机等装置实现对于驾驶员的疲劳及注意力分散等危险状态的检测，兼具本地預警与后台远程监控功能于一体，全程为驾乘者、营运单位及监管部门提供安全保障服务，有效规避危险情况的发生。

除全球车企一级供应商等汽车巨头之外，还用许多高校、企业在决策控制的具体分支掌握着核心技术。如国家电网、中兴、比亚迪、浙江大学、华南理工大学等。

五、总结

对于决策控制技术，从申请趋势来看，无论是全球还是中国，对于紧急刹车制动系统的研究热度逐渐褪去，而对于自动泊车路径规划的研究热度秩序高涨，尤其在国内，虽然起步较晚，但追赶态势明显。这也与自动驾驶技术整体水平提升的需求是一致的。而对于驾驶员瞌睡预警的应用，中国相较全球来说研究热度偏高。

参考文献：

[1] 张茂于.产业专利分析报告（第58册）-自动驾驶[R].知识产权出版社，2017，（06）.