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专利铺就无人驾驶汽车的“安全之道”

2018-09-19 10:52:24 来源:中国知识产权报 作者:孙巍巍 编辑:朱婷劼

  无人驾驶汽车已经不再是科幻电影中遥不可及的概念,而是备受各大公司追捧,逐步走向大众视野的科技产物。在国内,首批无人驾驶汽车已经在上海进行路测。在国外,谷歌的Waymo无人驾驶汽车的路测里程已经达到800万英里。随着无人驾驶汽车逐步走入现实,如何提高车辆的主动安全性、降低事故发生率成为无人驾驶汽车领域的焦点问题,在全球范围内获得了广泛的关注和研究。

  聚焦安全技术研发

  在无人驾驶汽车相关的众多技术分支中,环境感知、行为决策、运动控制是保障安全驾驶的三大核心技术,三者看似独立,却在执行过程中相辅相成、密不可分。无人驾驶汽车首先在环境感知阶段对道路、车辆、行人、交通标志、障碍物等环境的实时变化进行检测和识别,然后在行为决策阶段根据环境感知的结果进行深度学习从而做出检测和行为决策,最后在运动控制阶段依据行为决策阶段得出的行驶路径规划方案,进行智能驾驶操作。

  纵观全球涉及无人驾驶技术的专利申请,笔者发现,2013年以前,该领域的专利申请量虽然保持持续增长态势,但总体趋势较为平稳,从2014年开始,专利申请量增势明显攀升,并且各技术分支之间的融合性、交叉性逐渐增强。

  2010年至2013年间,涉及安全驾驶的相关专利申请量平均占比仅为5.4%,从2014年以后,相关专利申请量开始显著增加,到2016年占比达到将近15%。相关专利申请主要集中在少数规模较大的传统汽车厂商中,例如福特、丰田、戴姆勒等,而我国的奇瑞、吉利等企业虽然申请量在国内已遥遥领先,但在全球范围内与福特、丰田等大型汽车厂商相比仍存在较大差距。

  安全驾驶相关专利申请量占比的逐年增加,说明随着无人驾驶汽车智能化级别的提高,与之相适应的安全驾驶技术也在迅速更新。一些实力强劲的全球大型汽车厂商对于该项技术关注度较高,对专利申请量的增长起主导作用。此外,很多本土汽车厂商也在积极布局无人驾驶汽车,全面提高这些企业对安全驾驶的重视程度和研发投入力度,才能使得无人驾驶汽车的“安全之道”得到广泛保障。

  探寻企业创新状况

  由于安全驾驶的三大技术在实际应用中结合紧密,为便于企业间的差异分析和比较,笔者主要从三大技术所涉及的具体应用场景入手加以分析,其应用场景具体包括碰撞检测及预防、自动驻车、周围路况检测、路径规划与导航等。

  根据全球范围内的专利申请情况,无人驾驶汽车安全驾驶领域的主要申请人主要有以下三类:传统车企、互联网企业以及初创公司,其中传统车企申请量占比71%,主要代表为福特、戴姆勒、丰田、吉利、奇瑞等;互联网企业申请量占比16%,主要代表为Google、百度等;初创公司申请量占比8%,主要代表为Zoox、智车优行、驭势科技、小鹏汽车等。三类申请人各具特色,传统车企倾向于从辅助驾驶至完全无人驾驶的循序渐进式推进,互联网公司和初创公司更注重完全无人驾驶。

  在传统车企中,国外主要申请人在安全驾驶方面的专利申请覆盖了三大核心技术的各个方面。在具体应用场景中,福特、戴姆勒、丰田无一例外地对碰撞检测及预防给予了极大的关注,其次为自动驻车、周围路况检测。在国内主要申请人的相关专利申请中,奇瑞重点关注周围路况检测、运动控制以及车道控制和保持等;吉利重点关注巡航控制、运动控制、碰撞检测及预防等。

  在互联网企业主要申请人的相关专利申请中,Google重点关注车道控制和保持、碰撞检测及预防以及周围路况检测等;百度重点关注车道控制和保持、周围路况检测、碰撞检测及预防等。

  国内外初创公司的相关专利申请从2015年开始起步,并于2016和2017年迅速增长。在安全驾驶三大技术的具体应用场景中,国外初创公司Zoox重点关注车道的控制和保持、环境信号通信、碰撞检测及预防等。国内初创公司智车优行提交的专利申请达107件,涉及安全驾驶的专利申请不到20件。驭势科技和小鹏汽车提交的专利申请中涉及安全驾驶的分别有18件和13件,涉及的具体应用场景均较为分散。此外,国内初创公司其余专利申请的技术分布同样较为分散,涉及汽车通信、人机交互体验、电池技术、汽车结构等多个方面,并未在某一领域较为突出。

  总体而言,三类申请人在安全驾驶领域的技术研发情况各有长短,积极加强合作将有利于各方优势互补,合作共赢。此外,国内一些高校如吉林大学、清华大学、北京理工大学、同济大学等都在无人驾驶环境感知以及深度学习等方面都有较为深入的研究,并且均有较多的专利积累,加强产学研合作也是企业提升技术实力的路径之一。

  除了技术本身,制约无人驾驶汽车安全上路的还存在一些客观因素。首先,无人驾驶汽车上路前需要进行大量的训练与测试,无人驾驶的安全性与路测场景情况密切相关。目前,无人驾驶汽车路测场景也从封闭的模拟测试环境逐步转为真实场景的测试,如何实现封闭的模拟测试环境与真实道路环境的优缺点互补,是后续路测场景建设的重点。其次,法律法规对无人驾驶汽车各利益方的监管对于安全驾驶的作用同样不可小觑,建立和完善相应的法律法规,对制造商以及驾驶人的行为和责任加以监管能对无人驾驶汽车的安全驾驶形成有效保障。

  目前,无人驾驶汽车还不能实现绝对的安全驾驶,但笔者认为只要各方都给予足够的重视,企业间加大研发投入力度、加强合作互补,同时辅以政府相关部门在路测场景建设和法律监管方面的支持,未来会呈现出更加可信的安全驾驶局面。(孙巍巍)

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