基于无线通讯的汽车主动安全系统专利技术综述

刘卓乾

摘要：利用incopat数据库得到基于无线通讯的汽车主动安全系统专利文献为基础，从申请日，申请人，区域等方面进行统计分析，并举典型专利对具体技术分支进行阐述，为进一步研究提供相关了参考资料。

关键词：汽车；主动安全系统；无线通讯

一、汽车主动安全技术概要

汽车主动安全系统主要通过预先的防范，避免事故发生，从而避免了人员及车辆的损伤，进一步杜绝了由于事故造成的交通堵塞引起的间接经济损失。汽车主动安全技术已经具有智能安全辅助控制功能，利用现代电子信息技术、传感技术来扩展驾驶人员的感知能力；根据一定算法辨识安全隐患；主动控制汽车并保护乘员。

二、相关专利申请情况

汽車主动安全技术专利主要包含在B60W这一大类中，几乎涵盖了汽车主动安全系统的全部专利。本文使用INCOPAT数据库，以上述大类中的相关分类号加上“通讯”的相关关键词进行限定，申请日截止到2017年12月25日（部分2017年申请尚未公开），得到样本数据1083篇。

统计2001年至2016年期间逐年的专利申请量可以看出，2010年以前专利的申请量呈现小幅波动的趋势，可见2010年前是该领域稳步发展的时期。但在2010年之后，随着人工智能各种算法的普及应用，主动安全系统进入一个爆发的成长阶段。无线通讯、感知技术的发展为主动安全系统起到了很大的助推作用。在2014年该领域发展到达一个顶峰，随后逐渐趋于稳定缓和阶段。

统计目的国家，可以看出超过四分之三的申请量集中在中美日德四国。进入21世纪后，美日德三国的核心企业仍然具备极大竞争力，代表着汽车工业行业最先进的技术，因此为开拓或维护在汽车领域的申请人一般的申请都会以美日德三国作为自己的申请目的地。随着我国的汽车消费市场蓬勃发展，以中国为战场的汽车领域的专利竞争也逐渐趋于白热化。

统计基于无线通讯的汽车安全系统领域排名前十位的申请人可以发现，跨国汽车巨头大陆、福特、本田占据了前三位，美日德三国公司各一家，也展现了其国不俗的核心技术竞争力。前十名中汽车行业的龙头企业福特、通用、丰田、本田和奥迪在列，还有电装、博世、麦格纳零部件生产厂商，反映了汽车全球化生产的现状。前十名中还未出现中国企业，这也反映了我国基于无线通讯的汽车主动安全系统领域尚处于探索和模仿阶段，有一定的自助创新意识但缺乏强大的机械工业生产基础实力。

三、无线通讯的主动安全系统技术分支

主动安全系统的障碍物识别方式主要通过三种方式进行：（1）环境感知技术，包括采用雷达（激光、毫米波、超声波）的周边障碍物检测技术，利用机器视觉的图像识别技术等；（2）V2X通信技术，包括车辆转用通信系统，实现车与车、车与人、车与道路之间的信息共享和协同控制的保障机制；（3）云平台与大数据技术，包括智能网联汽车云平台架构与数据交互标准，云操作系统，大数据分析深度挖掘技术等。依据上述三种方式对检索结果进行分类，并将其近5年的趋势比较得到：该领域研究的重中之重是环境感知技术，而V2X技术作为近年来兴起的技术其申请量逐年在增加；作为概念性的基于云平台与大数据技术的智能交通/网联汽车呈现一个逐年上升的趋势。尤其在2016年，各大互联网公司在该领域的介入使其迎来了很明显的数量增长。下文将分别以三个分支的典型技术进行分析。

环境感知系统的任务是利用摄像头、毫米波雷达、激光雷达、超声波等主要车载传感器以及V2X 通信系统感知周围环境，通过提取路况信息、检测障碍物，为主动安全系统提供决策依据。US20170334446A1提出了一种采用学习算法和逻辑运算对路径进行学习的方式，将使得车辆在不同路径中切换，指导车辆在安全路径中行驶。US9612123B1中公开了一种利用多传感器形成三维地图控制汽车自动驾驶的方法，从而提高了安全性能。在CN107161097A中提出了一种基于北斗导航系统的车辆行驶智能安全系统，能够精确地判断危险路线，第一时间向外传递车祸信息。

基于车联网的通讯系统是一种包括车车互联（V2V）和车设施互联（V2I 和I2V）无线通讯的智能协同系统，旨在增加驾驶人与环境的交互能力，并且改善交通状况和道路安全性。US20170120907A1提出了一种基于车对车的通讯系统，同时与前后置摄像头结合，满足汽车行进，制动以及路径的制定，有效地防止碰撞发生。对于现有技术中存在的平滑地切换自动驾驶和人工驾驶时机的问题。清华大学在CN105313891A提出了一种多车协同避撞方法，该方法基于V2V技术，将前后车期望的加速度彼此通讯，从而实现车辆相对位置的均匀分布吗，从而有效避免碰撞或者减轻碰撞损伤程度，并且提升驾驶舒适性。

云平台与大数据处理在主动安全系统中的采用还处于萌芽阶段，各大公司，尤其是互联网公司的介入将给该领域一个广阔的前景。本田在US20170113685A1中提出了一种基于该路段的统计交通状况参数与本车运行状况相比对的技术方案，大大减少了车辆在该路段遇到危险。大连理工大学在CN106448269A中公开一种基于路口车辆避碰的车路协同预警装置及其工作方法，通过在路口建立计算基站，并将指令传达给车载系统，将车载系统的成本降低。

四、总结与展望

汽车安全与节能技术是当前国际汽车高新技术发展的两大主题。研制先进安全汽车既是高效安全交通运输系统的基础，同时也是人民生命财产保证的必要选择。随着汽车保有量迅猛增加，交通运输系统日趋复杂，再加上地区不稳定因素及国际恐怖活动加剧，在国家安全、社会经济安全方面对汽车安全提出了更高的现实要求。先进安全汽车技术的研究也成为了汽车安全技术的核心任务。

参考文献：

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