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从专利看博世在车道保持技术上的路线演变

作者:王行 来源:科学与财富 202020期 时间:2020-11-19

摘要:近年来,智能驾驶越来越受到消费者和厂商的重视,车道保持辅助系统是典型的驾驶员辅助驾驶系统之一,它针对驾驶员注意力分散而未控制车辆致使车辆偏离车道而设计,保证车...

  摘要:近年来,智能驾驶越来越受到消费者和厂商的重视,车道保持辅助系统是典型的驾驶员辅助驾驶系统之一,它针对驾驶员注意力分散而未控制车辆致使车辆偏离车道而设计,保证车辆在车道内安全行驶。本文以车道保持辅助系统技术相关专利申请为研究对象,主要针对博世的专利申请进行统计和筛选,并对重要专利进行分析。

  关键词:博世;车道保持;辅助驾驶;专利;主动控制

  2013年以来,博世就一直在德国、美国和日本的高速公路上测试其无人驾驶技术,在2016的美国 CES 上,博世展出了一款自动驾驶原型车,以展示其自动驾驶理念,而博世首个驾驶员辅助系统的中国本土量产项目搭载于2014年12月发布的吉利博瑞车型上,其采用博世多功能摄像头MPC 帮助驾驶员保持在车道内[1]。

  根据申请人入口、车道保持技术相关的分类号和关键词检索,以 CN- ABS 专利数据库以及 DWPI 专利数据库收录的专利为样本,得到由博世在全球范围内的车道保持技术相关的专利申请为363项,其中131项授权专利,40项专利已失效。从图1所示的全球专利申请区域分布情况来看,在全球范围内,德国和欧洲的专利申请量占据了绝大部分,占总申请量的60%;在中国的申请仅占7.08%,表明博世的主要市场在德国和欧洲。

  针对博世的专利申请进行分析发现,博世在2006年4月提交的申请WO2006/125709A1(优先权日为2005年5月27日)为一种用于汽车的车道保持辅助装置,该申请被引用23次,具有较高的技术影响力。如图2所示:通过执行机构向车辆34的转向器施加力F,通过转向灯的状态识别驾驶者的变道意图,没有驾驶者的变道意图被识别出,控制装置施加的力 F 依据车辆34的横向位置 Y 由曲线36示出;当识别出变道意图时对施加在转向器上的力 F 按照更方便变道的目的不对称地进行调整;如當识别出由本车道26向目标车道28的变道意图时,施加在转向器上的力 F 的值取决于车辆与目标路线30,32的偏移。

  但在该申请中没有考虑在弯曲的道路情况下,当机动车沿着车道的内侧曲线或更接近于外侧曲线前行时,会产生不同的转向力。为了克服这一缺陷,博世于2006年10月提交了申请 WO2007/042462A1(优先权日为2005年10月7日),该申请被引用20次,如图3所示:该专利涉及一种具有车道保持功能的驾驶员辅助系统,控制装置22根据机动车3在车道2上的位置以及弯道行驶的横向加速度来执行控制,干预取决于机动车位于弯道内侧还是弯道外侧,其中在 A、D 和 E 状况中,进行较弱的干预,使机动车3可靠的保持在车道2内;在B 状况进行中等强度的干预;C 状况进行较强的干预,F 状态无需对转向进行干预,因为机动车3由于行驶动力学的条件即使没有转向干预也保持在车道2内;该专利可根据车道标线2.1、2.2来检测弯道走势,也可以根据导航系统的地理数据来识别。

  同时,在弯道情况下,为了在车道保持系统介入的过程中提高驾驶员的舒适性,2009年博世提交的申请 DE102009047476A1涉及一种确定车辆在弯道路况下的轨迹控制方法,通过减小弯道曲率来降低横向加速度引起的不适感,在弯道开始前就开始转向进而更早地“向内偏转”到弯道中,保持连续的道路曲率走向,以便实现尽可能好的类似人的舒适的车辆横向引导。

  驾驶辅助系统为多手段结合的技术,其中车道保持技术常常和车辆变道技术结合,如博世2013年提交的专利 DE102013224303A1公开了一种用于在车辆的车道保持辅助中取决于情况的转向辅助的方法,控制设备读取碰撞信号并且提供校正信号,车道辅助 (LKS)的关断或者关断策略的扭矩阈值根据当前的周围环境条件和情况条件变化,以便提高行驶安全性。通过车道辅助的变化的反应(使操控变得更难)使驾驶员注意所面临的危险,从而必要时驾驶员可以及时中断所启动的车道变换操纵。

  纵观博世的相关申请,博世 LDW 车道偏离警告系统和 LKS 车道保持系统均为在通往自动驾驶的路上面世的,并且已经投入应用的主动安全系统,它令车辆可以保持在即定车道上行驶,从而避免误入相邻车道而发生事故,博世与车道保持技术相关的主要技术核心在于驾驶员辅助系统,而为了更好的为驾驶员提供辅助,首选需要明确车辆在车道中的位置及驾驶员的真正意图,其次要确保辅助系统的稳定可靠,同时在车道上需要提前预判各种碰撞信息及道路周边环境信息,博世在上述三方面均有涉及,未来博世将朝着更加智能化的驾驶员辅助系统的目标发展。

  参考文献:

  [1]. 陈慧,徐建波. 智能汽车技术发展趋势. 中国集成电路.2014:65~70.

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