王行

摘 要：以DWPI專利數(shù)據(jù)庫收錄的專利為樣本，從專利的視角對車道保持輔助系統(tǒng)技術(shù)進行的統(tǒng)計和分析，通過對技術(shù)主題的統(tǒng)計和分析，了解車道保持輔助系統(tǒng)技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀，理清該領域的發(fā)展脈絡和專利分布情況。

關(guān)鍵詞：車道保持;駕駛輔助;主動控制;預警算法;信息傳感

截止2016年11月，在德溫特DWPI數(shù)據(jù)庫中檢索到涉及車道保持輔助系統(tǒng)的全球?qū)＠暾埞灿?480項。本文在這一數(shù)據(jù)的基礎上從專利申請的技術(shù)主題來對LKA車道保持技術(shù)的全球?qū)＠麪顩r進行分析。

技術(shù)主題分析

智能汽車LKA車道保持技術(shù)的關(guān)鍵技術(shù)可以包括信息傳感技術(shù)、預警算法、主動控制這三個方面。

信息傳感技術(shù)

信息傳感技術(shù)的傳感精度會對車道線的識別準確度有直接的影響[1]，且對行駛車道的識別可以有多種方法，LKA車道保持技術(shù)可以采用視覺傳感技術(shù)來對車道進行識別，也可以采用雷達技術(shù)來對車道進行監(jiān)測，同樣，還可以使用GPS技術(shù)來對車道及其走向進行識別和判斷，進而提供駕駛輔助。

羅伯特博世有限公司的專利DE102004061998A1提出了一種用于機動車的立體攝像機，通過多個攝像頭同時工作的方式進行車道識別。

為了達到更高的車道識別精度，韓國現(xiàn)代株式會社的專US2014118182A1在車道保持輔助系統(tǒng)中提出同時采用攝影機和雷達識別車輛正在行駛的當前車道的位置的方法。使用雷達識別固定障礙物的位置，計算行駛方向道路的整個寬度，使用攝影機檢測當前車道寬度，從上述信息識別行駛方向道路的所有車道的數(shù)量和車輛正在行駛的車道。

預警算法

針對預警算法而言，傳統(tǒng)的使用單一算法的使用范圍非常有限，因此會導致LKA車道保持技術(shù)的誤報警率偏高，會對駕駛員的行車過程造成不必要的干擾，因此，有些駕駛員在車輛的行駛過程中會選擇關(guān)閉車道報警輔助裝置。目前，常規(guī)使用的預警算法有車輛當前位置（Cars Center Position，CCP）算法、未來偏移距離（Future Offest Distance，F(xiàn)OD）算法和跨道時間（Time to Lane Cross，TLC）算法以及對上述三種算法的相關(guān)改進。各國相關(guān)企業(yè)和研究機構(gòu)致力于研究更高精度的預警算法和如何改進現(xiàn)有算法，降低車道保持輔助系統(tǒng)的誤警率和漏警率。

TLC算法具有預警時間較長、能給駕駛員預留較長的反應時間、且應用廣泛的優(yōu)點，羅伯特博世的申請DE102011081892A中就是采用TLC算法進行預警判斷的。

CCP算法可用汽車在道路上的當前位置作為評價指標的優(yōu)點，但對車輛定位傳感器精度要求較高。杭州電子科技大學提出了一種采用CCP算法進行車道偏離決策的方法，降低了輔助系統(tǒng)的誤警率。

主動控制

LKA車道保持技術(shù)目前還不是法規(guī)強制要求的車輛配置，但車輛行駛工況復雜，主動控制車輛回歸原車道不僅算法較復雜，且對執(zhí)行機構(gòu)要求也較高。中高端車型裝配車道保持輔助系統(tǒng)的主動控制的執(zhí)行機構(gòu)可分為制動和轉(zhuǎn)向兩類系統(tǒng)，其中基于制動系統(tǒng)的LKA車道保持技術(shù)通過控制左、右車輪的制動力矩產(chǎn)生差動制動來實現(xiàn)對車輛運動狀態(tài)的控制;而基于轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的LKA車道保持系統(tǒng)包括基于電動轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的車道保持系統(tǒng)和基于線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的車道保持，其技術(shù)原理是利用電機控制轉(zhuǎn)向器來改變車輪的運動;在LKA車道保持系統(tǒng)進行主動控制時，一旦駕駛員介入操縱車輛，車道保持輔助系統(tǒng)會停止控制由駕駛員接管車輛，避免引起人機沖突，造成駕駛員的反感。

豐田自動車株式會社的專利US2012029773A中車輛的控制裝置通過主動轉(zhuǎn)向機構(gòu)對車輛進行車道保持輔助控制。轉(zhuǎn)向機構(gòu)既可以是線控轉(zhuǎn)向（SBW）等電動轉(zhuǎn)角可變機構(gòu)，也可以是電子控制助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)（EPS）。

通用汽車有限責任公司的專利US2012283907A中采用差動制動控制器以輸出差動制動命令給差動制動系統(tǒng)，其中輸出的制動命令指示差動制動系統(tǒng)為車輛車輪施加制動力，通過施加的制動力，使車輛沿著為車道居中操作確定的期望路徑行駛。

總結(jié)

本文以車道保持輔助系統(tǒng)技術(shù)相關(guān)專利申請為研究對象，對全球?qū)＠暾堖M行統(tǒng)計和篩選，從LKA車道保持技術(shù)的發(fā)展過程來看，日本的日產(chǎn)（NISSAN）、豐田汽車公司（Toyota Motor Corporation）、富士重工（Fuji Heavy Industries）、電裝（DENSO）株式會社，德國的博世（BOSCH）、奧迪（Audi）和美國的通用汽車公司（General Motors Company，GM）等少數(shù)技術(shù)積累深厚的公司，在技術(shù)上引領了該技術(shù)領域的發(fā)展和革新，相對來說，我國在LKA車道保持技術(shù)方面起步時間較晚，相關(guān)的技術(shù)研究也不夠深入，仍有很多的技術(shù)難題需要攻克。

參考文獻

[1]張德兆.基于彎道行駛的車輛自適應巡航控制[D]，清華大學博世學位論文，2011.