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    自动驾驶/传感器/感测器等等,谷歌为自己的自动驾驶汽车申请了多少专利?

    2019-04-12 13:34:06 来源:北美智权报
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    本文仅针对其中自动驾驶汽车部分,说明自动驾驶的分级,再以Google为例,说明其发展的自动驾驶汽车和相关技术,分析及说明Google与自动驾驶汽车相关的发明专利及设计专利的布局,提供给专利业界做为参考。

     

    自动驾驶汽车

    自动驾驶汽车是一种不需人类操作就能自动感应周围环境、自动?#24049;?#30340;载具,能透过感测输入的资料,更新其地图资讯,让交通工具可以?#20013;?#36861;踪其位置。无人驾驶汽车的优势是能减少交通事故、降低排放、?#34892;?#30340;管理交通流量、纾解都会区停车位短缺的问题及交通压力、增加汽车共享的效能以及改变或颠覆现有的物流模式。

     

    2014年美国汽车工程学会(SAE)将自动驾驶汽车分为5个等级,分类标准主要是基于人类驾驶与自动驾驶之分工比重,2016年,美国国家公路交通安全管理局(NHTSA)进一步定义出自动驾驶6个等级分类系统。

     

    表一:汽车工程师协会的6个汽车自动化分类等级[3]

     

    目前,特斯拉(Tesla)已在自动车领域上处于领先地位,在硬体上已经达到第3级,不过,Tesla Autopilot的自动驾驶技术在实务上仍只有达到第2级至第3级。另外,奥迪(Audi)宣称 A8是第一?#30475;?#21040;第3级的自动驾驶汽车。Ford新型的Fusion Hybrid汽车是属于第4级自动驾驶汽车,使用将?#24230;?#37327;产的自动驾驶硬体、电脑及电器控制,还配备了Velodyne研发的(LiDAR)雷射雷达系统。Google希望将其自动驾驶汽车发展到不需人类操作的最高等级(第5级)的完全自动驾驶。自动驾驶已是全球汽车科技主要的研发方向,最终的目标是发展出全自动无人驾驶的车辆。[4]

     

    自动驾驶汽车相关的硬体配备

    自动驾驶汽车的原型与一般汽车的外观相差无几(如图1),最大的不同之处是车上配备的各种感测器。感测器是自动驾驶汽车的眼睛,用于收集汽车周围的资讯,自动驾驶汽车在感测方面的关键零组件包括车载摄影?#20302;貳?#27627;米波雷达与LiDAR(Light Detection And Ranging,光达),其中LiDAR被视为高度自动驾驶的关键,目前多用于Level 4自动化测试车辆,用以搜集道路资讯、绘制高精密度3D地图。

     

    图1:Audi与Google推出的自动驾驶汽车

     

    Google自动驾驶汽车的感测器套件

    Google自动驾驶车的感测器套件包括四个主要单元:光达系统、相机的视觉系统、雷达和辅助感测(如图2)。车顶装配的圆顶的光达不分昼夜都能进行侦测,每秒进行数百万次360°旋转的脉冲雷射发射,并接受反射信号分析,完成精确测距,得以获得周围的物体空间分布,建立3D地理资讯。左后轮的定位感测器,测量汽车的移动,监控车辆是否偏移GPS地图中位置;车体周边的雷达感测器协助判断车辆远距离物体位置与距离等,使自动驾驶车行进。

     

    图2:Google自动驾驶汽车的感测系统配备[5]

     

    Google自动驾驶汽车的专利申请策略分析

    Waymo是一项自动驾驶车计画,2016年12月由Google独立出来,成为Alphabet公司旗下的子公司。2010年,Google于加州进行自动驾驶的道路测试,2012年累积了48万英里的测试行驶。2014年5月,Google发表一款造型可爱、有迷你车厢的无人驾驶车原型设计(如图3),一般昵称为「萤火虫(Firefly)」,主要是作为实验、学习及道路测试的平台。2017年6月,Google宣布Firefly原型车正式退役。

     

    图3:Google的Firefly无人驾驶车

     

    Google自动驾驶汽车由三个主要的系统组成:1.车辆本身由OEM认证:2.内部硬体,包括传感器和电脑;3.自动驾驶软体,做出驾驶决策。以下的专利申请分析也从这三系统来讨论相关的发明专利及设计专利申请。

     

    自动驾驶汽车外观相关的设计专利

    2014年8月,Google提出「Autonomous vehicles」的发明专利申请,于2016年9月6日核准公告。这是一种用于自动驾驶地将乘客操纵到目的地的车辆,包括一个或多个计算设备和一组使用者输入按钮,用于传送停止车辆的请求并利用一个或多个计算设备启动到目的地的旅行。车辆没有方向盘,没有使用者输入转向、加速的按钮。说明书中Fig.4A-4D揭露该自驾车的外观的示意图(如图4)。

     

    图4:Google的美国发明专利揭露的外观示意图

     

    2014年5月23日,Google将这萤火虫小车的可爱外观申请设计专利,2015年7月14日核准公告的D 734,211就是自动驾驶汽车「整体外观」的设计专利(如图5),该案申请时第二实施例图式中前车灯、轮框、轮胎及车顶圆顶光达部分以虚线揭露,由于请求保护的范围不同而分割申请,于2016年5月1日核准公告(如图6)。

     

    图5:Google的自动驾驶汽车外观的设计专利

     

    图6:Google自动驾驶汽车外观的D755,673设计专利

     

    自动驾驶汽车外观零组件的设计专利

    Google也提出一系列的与自动驾驶汽车维修零件相关的设计专利申请,例如:车门外侧和车门内侧的设计专利(如图7),车后门及后反光条的设计专利(如图8),另外,也申请车体两侧的翼板、轮框、前车灯及后车灯造型的设计专利(如图9)。

     

    图7:Google的自动驾驶汽车的车门之设计专利

     

    图8:Google的自动驾驶汽车的车后门及反光条之等设计专利

     

    图9:Google的自动驾驶汽车的头灯及尾灯車後門之等设计专利

     

    自动驾驶汽车的感测器相关专利

    2014年4月,Google提出一个「自动驾驶汽车的辅助感知」的发明专利申请,2017年2月7日核准公告。该案是用于向自动驾驶车辆系?#31243;?#20379;补充识别能力的系统和方法。车辆的传感器单元可以被配置为接收指示车辆环境的数据,而控制系统可以被配置为操作车辆。车辆还包括处理单元,该处理单元被配置为分析指示环境的数据以确定至少一个对象具有低于阈值的检测置信度。

     

    说明书中Fig.2中的实施例揭露车辆的传感器单元202,雷射测距仪208,传感器单元202可包括一个或多个不同的传感器,其配置成搜集关于车辆200的环境信息。

     

    在另一实施例中,传感器单元202的可移动底座可以在特定角度和/或方位角范围内以扫描方式移动。另外,传感器单元202的传感器可以分布在不同的位置,并且不需要在单一位置并置(如图10)。

     

    图10:9563199发明专利中图2揭露车辆多个传感器配置的实施例

     

    2017年4月,Google提出关于自动驾驶汽车的车顶、车前与车后之感测器外壳(sensor housing)相关的设计专利申请,2018年12月4日核准公告(如图11)。

     

    图11:Google的自动驾驶汽车之感测器外壳的设计专利

     
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