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摘 要：本文主要从专利文献的视角对车辆自动泊车技术的发展进行了全面的统计分析，总结了与车辆自动泊车技术相关的国内和国外专利申请和发展趋势、主要申请人的分布及技术脉络。
关键词：自动泊车 控制技术 发展路线 审查实践
1 车辆自动泊车技术概述
车辆自动泊车系统是由泊车系统发展而来的，而泊车系统最初的形式就是泊车辅助系统，通常的泊车辅助系统是通过安装倒车雷达或后视影像系统，在泊车时给司机起到提示作用，以避免碰撞。这种系统安装简单，使用也较为普及，但是仍然没有能够有效解决人们泊车容易出错的问题。而自动泊车系统的基本功能是能够控制车辆自动完成泊车，在此过程中可以不需要司机的干预。这样一种系统可以有效解决了新手司机泊车的烦恼，提高了车辆的智能化水平。
2 车辆自动泊车技术的专利申请整体状况
2.1中国专利申请状况
本节主要针对自动泊车技术，对中国的专利申请状况的趋势以及国内重要申请人进行分析，从中得到自动泊车技术的发展趋势，以及重要申请人的历年专利申请状况。
2.1.1中国专利申请趋势
图2.1为国内申请人具体拆分图，从图上可以看出国内申请人为国内企业、国内高校及研究所和国内个人的各自的申请量。
其中国内企业的申请量占了56%，从而可知，车辆的自动泊车技术领域和汽车其他领域一样，以企业申请为主。在国内高校及研究所中，申请量较多的主要为江苏大学、南京航空航天大学、中国科学院自动化研究所，这些大学或是研究所都与汽车企业有联合项目的研究，其中江苏大学与北汽集团签订了汽车电子研究的战略合作协议，南京航空航天大学与车企开展了有关智能汽车的横向科研合作项目，中国科学院自动化研究所致力于模式识别与智能系统的研究，与一汽集团已形成战略合作伙伴。与车企的合作以及自身智能控制技术的研究，使得这些高校或研究所在自动泊车技术领域具有较为深入的探索。
2.1.2国内专利申请重要申请人分析
图2.2为国内专利申请量排名前十的国内申请人，从图2.2上可以看出，在国内专利申请量排名前十的国内申请人中，除了比亚迪、奇瑞、吉利、北汽福田等比较知名的国内汽车企业以外，还有北京经纬恒润科技有限公司、广东好帮手电子科技股份有限公司的申请居多，这两家公司致力于汽车电子系统科技的研究，对汽车的智能辅助驾驶研究较为深入，因而成为了国内该领域的重要申请人。同时中国科学院自动化研究所、南京航空航天大学和中国科学院深圳先进技术研究院的申请也比较多，这些研究所或是院校都有针对汽车智能技术的专业研究方向，因此对自动泊车技术的研究也是较为透彻的，他们都是主要针对泊车技术中的控制系统进行研究，技术上有比较突出的成就。
2.2国外专利申请状况
本节主要针对自动泊车技术，对各阶段专利申请国家分布和主要申请人进行分析，其中以每个同族中最早优先权日作为该申请的申请日，一系列同族申请视为一件申请。
2.2.1全球专利申请国别分析
图2.3为车辆自动泊车技术的国别总量分析（其中包括美国、日本、法国、德国、英国、韩国、意大利等国家），从图中可以看出，德国、美国、日本和韩国的申请量为91%，这种分布反映出上述国家和地区是自动泊车技术专利申请的主要目标国家或地区，同时上述国家和地区是研究此技术比较早的国家和地区，比较重视理论研究和技术的开发。其中德国大众在1992年就在其IRVW （Integrated Research Volkswagen） Futura概念車上采用了自动泊车技术，此后德国车企对自动泊车技术的控制算法进行狂热的研究，其探索的模糊控制法、路径规划法都得到了广泛的应用。而2003年，日本丰田也开始在日式普锐斯混合动力车上提供可选自动泊车功能，其发展为日本的自动泊车技术提供良好的动力，其中日本的泊车系统中的传感器技术是较为成熟的，其基于图像识别系统或基于激光雷达系统的自动泊车技术是较为领先的。
2.2.3国外重要申请人分析
从国外专利申请重要申请人方面针对车辆自动泊车系统进行了进一步分析，以申请人的申请总量，按申请总量的排名，对国外研究自动泊车技术的申请人进行统计。
图2.4为国外专利申请量排名前十的重要申请人，由此可以看出，排在国外前十的申请人主要集中在德国、韩国、日本、美国，这些都为汽车工业较为发达的国家，而这排名前十的国家与在中国专利申请量排名前十的来华申请的申请人基本吻合，可以看出大多数国外的汽车企业对中国市场比较重视。
3 车辆自动泊车技术发展路线
3.1专利技术路线图
通过对车辆自动泊车相关的专利文献的阅读和对分类号的统计和解读，本文对于车辆自动泊车技术给出了以下3个重要的一级技术分支，详见表3.1，并且很多专利申请同时占有两项或两项以上技术。这是由于车辆自动泊车技术本身的技术复杂性和关联性所决定的，例如涉及控制算法的技术方案往往会涉及到执行系统的控制（例如专利申请EP1361458A1是涉及到控制算法和执行系统的相关申请）。
图3.1利用时间轴的形式将各技术分支的代表性专利进行示意，让我们以宏观的时间角度来审视该领域的技术发展状况，从图中可以看出基于传感器技术对自动泊车技术进行研究的技术发展较早，自动泊车的中央控制技术和执行系统的研究虽然起步晚，但是技术发展平稳，并且是当前技术研发的热点，特别是控制系统中的远程操作系统更是今后自动泊车技术发展的方向。
3.2传感器系统
本小节主要介绍在传感器系统这一技术分支下的技术发展状况以及代表性专利，主要涉及图像传感器，波传感器和各传感器的融合技术。
而作为波传感器的代表为超声波传感器、雷达传感器，其都是通过传感器信号与控制器的联合，从而识别或储存车位信息，建立泊车地图。 丰田、法雷奥这两大汽车公司，前后推出了基于图像传感器、雷达的自动泊车技术。日本和欧洲的传感技术是世界闻名的，而将其运用于车辆的自动泊车控制的技术中，在当时取得了跨越性进步，其对自动控制技术造成了深远影响，因为它使得泊车位紧张，泊车难这些问题得到了一定的解决。
代表性专利：
1、丰田汽车公司早在20世纪末开始研究自动控制技术，其重点关注的是传感器技术与自动泊车的联合，其中代表的为2003年提出的一篇专利申请（公开号：JP特开2005-67566A）。
技术要点：利用图像补获，辅助倒车，此后在其普锐斯车型上有较好的应用。
2、法雷奥公司也对自动泊车技术有较早的研究，其中代表的为2006年提出的一篇专利申请（公开号：DE102006043953A1）。
技术要点：通过雷达系统的倒车方法 ，此后其具有较大生产，主要为大众、宝马、福特公司提供雷达倒车技术。
3.3中央控制技术
中央控制技术是自动泊车技术中的核心部分，它包括任务的规划，轨道计算的规划以及与其他各系统的联合控制。它是将各种传感器采集的结果，进行泊车轨迹的计算与控制。
3.3.1控制系统
从泊车辅助技术的研究开始，许多公司致力于半自动控制、全自动控制的泊车系统的研究，特别是博世公司这世界巨头先后推出了精确测量停车位大小的半自动辅助泊车技术（代表性专利DE102005034699A1，2005年）和基于轨迹计算结果的全自动泊车操作系统（代表性专利DE102010043742A1 2010年），这可以说这是一次车辆自动泊车技术的重要变革，其产生的历史意义是深远的，因为它代表了车辆泊车由半自动化到自动化的发展。
正是基于逐渐成熟的全自动泊车技术的研究，近几年来，各大汽车公司先后推出了远程操作车辆的自动泊车技术，它使得自动泊车控制有了全新的展望。
代表性专利：
1、丰田公司的远程操作系统的研究，其中代表的为2011年提出的一篇专利申请（公开号：JP特开2013-252854A）；
技术要点：提供一种车辆远程操作装置，能对车辆周围的障碍物状况进行掌握，能够根据变化确保上下车空间，提高了便利性，且自动驾驶单元通过判断进出的难易度，使车辆自动移入移出。
2、福特公司的远程操作系统的研究，其中代表的为2013年提出的一篇专利申请（公开号：DE102013213754A1）；
技术要点：自动挪车的操作由在机动车外的人员通过远程控制启动，然后自动进行，在此过程中自动检查是否存在人员可视监控挪车操作的证据，其中缺少这类证据时则自动终止挪车操作。
3.3.2控制算法
自动泊车的控制技术主要有两大类研究方法：（1）路径规划，其通过考虑环境因素，汽车运动学模型等进行可行路径的预先规划；（2）经验控制算法，根据熟练司机经验，模拟司机驾车行为，实施产生控制。
法雷奥、博世等公司推出了基于控制算法的泊车辅助，由于控制路径算法的研究，使得泊车技术的核心内容更为完善。
代表性专利：
1、博世公司重点关注的是汽车泊车技术控制系统的研究，其中代表的为2004年提出的一篇專利申请（公开号：DE102004027640A1）。
技术要点：基于经验的控制算法，计算一条理论停入路线，并在显示器上显示实际停入路线，使得实际停入路线可匹配理论停入路线。
2、法雷奥公司基于贝塞尔曲线倒车路径的算法，在2006年提出的一篇专利申请（公开号：DE102006062390A1）。
技术要点：由于贝塞尔曲线路径的算法能够得到更为精确的路径轨迹，因此基于此算法的泊车控制，更为准确。
3.4执行系统
控制器输出控制信号后，要有相应的执行系统进行操作，主要是基于方向盘操作角度和汽车运行速度进行操作，有相应的执行机构实现。
由于不同的汽车采用的执行机构有所不同，因此执行方法也有所区别，有的系统是全自动泊车系统，都是通过自动控制方向盘、变速箱和制动系统来实现的，也有半自动泊车系统，它可以通过语言提示泊车信息，从而由驾驶员自己执行。
代表性专利：
法雷奥公司相关自动泊车执行控制研究的代表专利为2002年提出的一份申请（公开号：EP1361458A1）如图3.8所示。
技术要点：
通过计算出的转向角、速度等来自动控制方向盘、变速箱和制动系统等执行机构，来自动控制车辆的停车。
4. 结语
本文从专利文献的角度出发，以车辆的自动泊车技术为研究对象，主要对相关的国内和国外专利申请和发展趋势、主要申请人的分布及主要申请人所针对泊车技术中的热点问题进行分析，总结自动泊车技术存在的问题及发展趋势，并解析自动泊车系统的技术发展脉络和特点。
参考文献
[1] 诸葛晓宇，刘恒.倒车辅助系统研究分析[J].轻型汽车技术，2012（4）：26-29.
[2] 付菊芳.国外汽车自动停车[J].中国科技信息，2009（2）：259-263.
[3] 宋金泽.自主泊车系统关键技术研究[D].国防科学技术大学，2009.
作者简介：陈纯，女，1988-，国家知识产权局专利局专利审查协作湖北中心审查员，主要从事汽车传动、混合动力车辆等领域的发明专利实质审查工作。
关键词：自动泊车 控制技术 发展路线 审查实践
1 车辆自动泊车技术概述
车辆自动泊车系统是由泊车系统发展而来的，而泊车系统最初的形式就是泊车辅助系统，通常的泊车辅助系统是通过安装倒车雷达或后视影像系统，在泊车时给司机起到提示作用，以避免碰撞。这种系统安装简单，使用也较为普及，但是仍然没有能够有效解决人们泊车容易出错的问题。而自动泊车系统的基本功能是能够控制车辆自动完成泊车，在此过程中可以不需要司机的干预。这样一种系统可以有效解决了新手司机泊车的烦恼，提高了车辆的智能化水平。
2 车辆自动泊车技术的专利申请整体状况
2.1中国专利申请状况
本节主要针对自动泊车技术，对中国的专利申请状况的趋势以及国内重要申请人进行分析，从中得到自动泊车技术的发展趋势，以及重要申请人的历年专利申请状况。
2.1.1中国专利申请趋势
图2.1为国内申请人具体拆分图，从图上可以看出国内申请人为国内企业、国内高校及研究所和国内个人的各自的申请量。
其中国内企业的申请量占了56%，从而可知，车辆的自动泊车技术领域和汽车其他领域一样，以企业申请为主。在国内高校及研究所中，申请量较多的主要为江苏大学、南京航空航天大学、中国科学院自动化研究所，这些大学或是研究所都与汽车企业有联合项目的研究，其中江苏大学与北汽集团签订了汽车电子研究的战略合作协议，南京航空航天大学与车企开展了有关智能汽车的横向科研合作项目，中国科学院自动化研究所致力于模式识别与智能系统的研究，与一汽集团已形成战略合作伙伴。与车企的合作以及自身智能控制技术的研究，使得这些高校或研究所在自动泊车技术领域具有较为深入的探索。
2.1.2国内专利申请重要申请人分析
图2.2为国内专利申请量排名前十的国内申请人，从图2.2上可以看出，在国内专利申请量排名前十的国内申请人中，除了比亚迪、奇瑞、吉利、北汽福田等比较知名的国内汽车企业以外，还有北京经纬恒润科技有限公司、广东好帮手电子科技股份有限公司的申请居多，这两家公司致力于汽车电子系统科技的研究，对汽车的智能辅助驾驶研究较为深入，因而成为了国内该领域的重要申请人。同时中国科学院自动化研究所、南京航空航天大学和中国科学院深圳先进技术研究院的申请也比较多，这些研究所或是院校都有针对汽车智能技术的专业研究方向，因此对自动泊车技术的研究也是较为透彻的，他们都是主要针对泊车技术中的控制系统进行研究，技术上有比较突出的成就。
2.2国外专利申请状况
本节主要针对自动泊车技术，对各阶段专利申请国家分布和主要申请人进行分析，其中以每个同族中最早优先权日作为该申请的申请日，一系列同族申请视为一件申请。
2.2.1全球专利申请国别分析
图2.3为车辆自动泊车技术的国别总量分析（其中包括美国、日本、法国、德国、英国、韩国、意大利等国家），从图中可以看出，德国、美国、日本和韩国的申请量为91%，这种分布反映出上述国家和地区是自动泊车技术专利申请的主要目标国家或地区，同时上述国家和地区是研究此技术比较早的国家和地区，比较重视理论研究和技术的开发。其中德国大众在1992年就在其IRVW （Integrated Research Volkswagen） Futura概念車上采用了自动泊车技术，此后德国车企对自动泊车技术的控制算法进行狂热的研究，其探索的模糊控制法、路径规划法都得到了广泛的应用。而2003年，日本丰田也开始在日式普锐斯混合动力车上提供可选自动泊车功能，其发展为日本的自动泊车技术提供良好的动力，其中日本的泊车系统中的传感器技术是较为成熟的，其基于图像识别系统或基于激光雷达系统的自动泊车技术是较为领先的。
2.2.3国外重要申请人分析
从国外专利申请重要申请人方面针对车辆自动泊车系统进行了进一步分析，以申请人的申请总量，按申请总量的排名，对国外研究自动泊车技术的申请人进行统计。
图2.4为国外专利申请量排名前十的重要申请人，由此可以看出，排在国外前十的申请人主要集中在德国、韩国、日本、美国，这些都为汽车工业较为发达的国家，而这排名前十的国家与在中国专利申请量排名前十的来华申请的申请人基本吻合，可以看出大多数国外的汽车企业对中国市场比较重视。
3 车辆自动泊车技术发展路线
3.1专利技术路线图
通过对车辆自动泊车相关的专利文献的阅读和对分类号的统计和解读，本文对于车辆自动泊车技术给出了以下3个重要的一级技术分支，详见表3.1，并且很多专利申请同时占有两项或两项以上技术。这是由于车辆自动泊车技术本身的技术复杂性和关联性所决定的，例如涉及控制算法的技术方案往往会涉及到执行系统的控制（例如专利申请EP1361458A1是涉及到控制算法和执行系统的相关申请）。
图3.1利用时间轴的形式将各技术分支的代表性专利进行示意，让我们以宏观的时间角度来审视该领域的技术发展状况，从图中可以看出基于传感器技术对自动泊车技术进行研究的技术发展较早，自动泊车的中央控制技术和执行系统的研究虽然起步晚，但是技术发展平稳，并且是当前技术研发的热点，特别是控制系统中的远程操作系统更是今后自动泊车技术发展的方向。
3.2传感器系统
本小节主要介绍在传感器系统这一技术分支下的技术发展状况以及代表性专利，主要涉及图像传感器，波传感器和各传感器的融合技术。
而作为波传感器的代表为超声波传感器、雷达传感器，其都是通过传感器信号与控制器的联合，从而识别或储存车位信息，建立泊车地图。 丰田、法雷奥这两大汽车公司，前后推出了基于图像传感器、雷达的自动泊车技术。日本和欧洲的传感技术是世界闻名的，而将其运用于车辆的自动泊车控制的技术中，在当时取得了跨越性进步，其对自动控制技术造成了深远影响，因为它使得泊车位紧张，泊车难这些问题得到了一定的解决。
代表性专利：
1、丰田汽车公司早在20世纪末开始研究自动控制技术，其重点关注的是传感器技术与自动泊车的联合，其中代表的为2003年提出的一篇专利申请（公开号：JP特开2005-67566A）。
技术要点：利用图像补获，辅助倒车，此后在其普锐斯车型上有较好的应用。
2、法雷奥公司也对自动泊车技术有较早的研究，其中代表的为2006年提出的一篇专利申请（公开号：DE102006043953A1）。
技术要点：通过雷达系统的倒车方法 ，此后其具有较大生产，主要为大众、宝马、福特公司提供雷达倒车技术。
3.3中央控制技术
中央控制技术是自动泊车技术中的核心部分，它包括任务的规划，轨道计算的规划以及与其他各系统的联合控制。它是将各种传感器采集的结果，进行泊车轨迹的计算与控制。
3.3.1控制系统
从泊车辅助技术的研究开始，许多公司致力于半自动控制、全自动控制的泊车系统的研究，特别是博世公司这世界巨头先后推出了精确测量停车位大小的半自动辅助泊车技术（代表性专利DE102005034699A1，2005年）和基于轨迹计算结果的全自动泊车操作系统（代表性专利DE102010043742A1 2010年），这可以说这是一次车辆自动泊车技术的重要变革，其产生的历史意义是深远的，因为它代表了车辆泊车由半自动化到自动化的发展。
正是基于逐渐成熟的全自动泊车技术的研究，近几年来，各大汽车公司先后推出了远程操作车辆的自动泊车技术，它使得自动泊车控制有了全新的展望。
代表性专利：
1、丰田公司的远程操作系统的研究，其中代表的为2011年提出的一篇专利申请（公开号：JP特开2013-252854A）；
技术要点：提供一种车辆远程操作装置，能对车辆周围的障碍物状况进行掌握，能够根据变化确保上下车空间，提高了便利性，且自动驾驶单元通过判断进出的难易度，使车辆自动移入移出。
2、福特公司的远程操作系统的研究，其中代表的为2013年提出的一篇专利申请（公开号：DE102013213754A1）；
技术要点：自动挪车的操作由在机动车外的人员通过远程控制启动，然后自动进行，在此过程中自动检查是否存在人员可视监控挪车操作的证据，其中缺少这类证据时则自动终止挪车操作。
3.3.2控制算法
自动泊车的控制技术主要有两大类研究方法：（1）路径规划，其通过考虑环境因素，汽车运动学模型等进行可行路径的预先规划；（2）经验控制算法，根据熟练司机经验，模拟司机驾车行为，实施产生控制。
法雷奥、博世等公司推出了基于控制算法的泊车辅助，由于控制路径算法的研究，使得泊车技术的核心内容更为完善。
代表性专利：
1、博世公司重点关注的是汽车泊车技术控制系统的研究，其中代表的为2004年提出的一篇專利申请（公开号：DE102004027640A1）。
技术要点：基于经验的控制算法，计算一条理论停入路线，并在显示器上显示实际停入路线，使得实际停入路线可匹配理论停入路线。
2、法雷奥公司基于贝塞尔曲线倒车路径的算法，在2006年提出的一篇专利申请（公开号：DE102006062390A1）。
技术要点：由于贝塞尔曲线路径的算法能够得到更为精确的路径轨迹，因此基于此算法的泊车控制，更为准确。
3.4执行系统
控制器输出控制信号后，要有相应的执行系统进行操作，主要是基于方向盘操作角度和汽车运行速度进行操作，有相应的执行机构实现。
由于不同的汽车采用的执行机构有所不同，因此执行方法也有所区别，有的系统是全自动泊车系统，都是通过自动控制方向盘、变速箱和制动系统来实现的，也有半自动泊车系统，它可以通过语言提示泊车信息，从而由驾驶员自己执行。
代表性专利：
法雷奥公司相关自动泊车执行控制研究的代表专利为2002年提出的一份申请（公开号：EP1361458A1）如图3.8所示。
技术要点：
通过计算出的转向角、速度等来自动控制方向盘、变速箱和制动系统等执行机构，来自动控制车辆的停车。
4. 结语
本文从专利文献的角度出发，以车辆的自动泊车技术为研究对象，主要对相关的国内和国外专利申请和发展趋势、主要申请人的分布及主要申请人所针对泊车技术中的热点问题进行分析，总结自动泊车技术存在的问题及发展趋势，并解析自动泊车系统的技术发展脉络和特点。
参考文献
[1] 诸葛晓宇，刘恒.倒车辅助系统研究分析[J].轻型汽车技术，2012（4）：26-29.
[2] 付菊芳.国外汽车自动停车[J].中国科技信息，2009（2）：259-263.
[3] 宋金泽.自主泊车系统关键技术研究[D].国防科学技术大学，2009.
作者简介：陈纯，女，1988-，国家知识产权局专利局专利审查协作湖北中心审查员，主要从事汽车传动、混合动力车辆等领域的发明专利实质审查工作。