集微咨询发布《自动驾驶的“最后一公里” 技术:从专利角度分析自动泊车》报告

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集微网消息,智能驾驶之所以会给汽车行业带来如此大的变革,不仅是因为其改变了人类多年来驾驶车辆的行为习惯,更重要的是其将在交通安全、用车效率、运输成本、人力需求和空气污染等方面推动整个社会的发展和进步。

以自动泊车为例,随着汽车的车身尺寸进一步增大以及汽车的保有量持续增加,城市里的停车位变得更为狭小,泊车环境也日趋复杂,自动泊车系统的出现则有助于降低停车带来的风险,并大大缓解了驾驶员泊车时的难度,提高驾驶的舒适性。各国消费者都认为自动泊车是一个刚需,因为停车位比较小,很多人停车时不太规范,对自动泊车技术需求特别明显。

自动泊车:解决自动驾驶最后一公里的核心技术

自动泊车技术是解决自动驾驶最后一公里的核心技术,自动泊车系统一般包含四大子系统:环境感知系统、中央控制系统、执行系统和人机交互系统,四个子系统互相配合完成泊车功能。

自动泊车技术发展十分迅速,根据自动化程度可以将自动泊车划分为:半自动泊车(S-APA)、全自动泊车(APA)、辅助代客泊车(AVP)、自主代客泊车(AVP)几种等级。

2016年之前,均为基于超声波雷达的半自动泊车,系统仅控制方向盘;2018年,基于超声波和环视的全自动融合泊车(F-APA)及遥控泊车(RPA)走向市场,系统可以控制车辆的横向运动和纵向运动,驾驶员可以在车外通过钥匙或手机操控车辆;2022年,市场上出现了辅助代客泊车类产品,虽然车辆能够自动驾驶100 m的距离,但仍需驾驶员监控车辆周围环境,并没有彻底解放用户,可视为向自主代客泊车发展的过渡产品,市场真正期待的是L4级别的自主代客泊车系统。

自动泊车的关键技术可依据其系统架构分为五大类:环境感知、路径规划、路径跟踪、人机交互和通信技术。

随着自动驾驶的深入发展,自动泊车需求不断提升,其市场规模也在不断壮大。从行业内主要企业来看,自动泊车涵盖的企业主要集中于国内外头部车企、汽车零部件供应商等,其中国外巨头包括现代、丰田、博世、法雷奥等,国内头部企业有小鹏、百度、德赛西威、纵目科技等。

在我国,自动泊车技术发展已有十几年,随着该技术的进步和成本的降低,自动泊车逐步实现了多种场景下的技术落地,有效解决了用户出行场景中的部分泊车难问题。AVP系统具有用户刚需、使用频次高、安全风险较小等特点,从产业政策环境和技术环境方面来分析,AVP落地的条件已日趋成熟。辅助代客泊车系统是向L4级AVP发展的过渡性产品,该类产品虽不属于真正的L4级AVP系统,但为L4级AVP的落地打下一定的基础。

自动泊车行业处于技术爆发期,近些年中国专利创新飞速增长。截至2023年7月31日,全球共有40120件与自动泊车(APA)相关的公开专利纳入本报告的研究范围,其中有效专利15175件。在这一时期,自动泊车(APA)技术专利申请量整体呈现上涨趋势,根据历年的专利公开数量、增长速度,可以将自动泊车(APA)技术的发展历程划分为两个阶段——技术积累期(2015年之前)与技术爆发期(2015年至今)。

中国自动泊车创新起步较晚,近10年一直大幅领先并实现反超。截至2023年7月31日,我国(包含中国大陆、中国台湾和中国香港)共有19616件与自动泊车(APA)相关的公开专利,在全球所有国家中排名第一,是排名第二的美国专利公开量(5042件)的近4倍。日本、韩国分别位列第三、四名,专利公开量非常接近(3700件左右)。

环境感知和路径跟踪是自动泊车的技术研发重点。从自动泊车领域五大关键技术的专利公开量来看,全球APA技术的研发重点主要集中于环境感知(24982件)和路径跟踪(12755件)技术领域,主要涉及传感器和控制算法相关技术。通信技术是自动泊车的基础技术,专利公开量也较多,有12065件。相较之下,路径规划和人机交互领域专利公开量较少,可能是路径规划涉及到算力、规划算法,相关域控制器技术较难研发,实现难度较高,目前仍有待进一步的技术攻关。

我国企业整体创新实力与国际巨头相比差距较大。全球自动泊车行业创新参与者众多,国外企业占比较多。在全球自动泊车(APA)专利公开量排名前20的企业中,国外企业有17家,主要包括美国、德国、日本和韩国的头部车企或供应商;中国车企排名相对靠后,仅三家车企上榜,分别是长安、小鹏和吉利。其中,现代、丰田和博世排名前三,专利数量都接近1400件,福特排名第四,专利数量为1045件,而大众、电装、日产和法雷奥排名第5至9,专利数量在500-1000件之间。其他企业的专利公开量都在500件以下。

从全球自动泊车关键技术的专利公开量Top10企业来看,博世在环境感知、路径规划、通信技术等领域的专利实力雄厚,与其在传感器、控制器等领域的持续研发有很大关系。现代在五大关键技术上都有专利布局,并且均排名靠前,足见其在自动泊车领域的实力。值得一提的是,在人机交互领域,中国有3家企业榜上有名,分别是小鹏、吉利和长安,其中小鹏更是以61件专利排名第二。

在自动泊车领域,国内企业境外布局有待加强。虽然我国专利公开总量排名全球第一,也有大量头部企业的专利总量与国际巨头相比不遑多让,但我国申请人在境外的专利布局相较之下显得非常少,仅有734件,而有效专利仅有199件。进行境外布局的国内企业以百度、华为、小鹏等为首,分别贡献了72件和69件境外专利,其他企业的境外专利都在50件以下。可见,我国虽然已经实现了自动泊车技术的独立自主,但对于国际市场的影响力和控制力还较为有限。

国内自动泊车领域重点企业

小鹏汽车

小鹏汽车主要使用记忆泊车技术,相比于其他使用自动泊车技术的车企,小鹏的优势在于汽车可以在无GPS、无信号的情况下实现泊车,而该场景在国内的地下停车库尤为常见,因此解决了国内用户地下车库停车的一大难点。

百度

百度深耕人工智能技术多年,很早就开始布局自动驾驶领域。2017年,百度基于在自动驾驶领域的研发积累,推出了全球首个自动驾驶开放平台Apollo(阿波罗)。2020年底,百度Apollo推出了乐高式汽车智能化解决方案,其中就包含AVP产品。百度在自动泊车领域有65%的专利申请布局在中国,说明相应产品的主要市场是国内。同样,百度境外专利布局意识较强,对于核心专利一般都会布局美国、欧洲、韩国和日本等技术实力强劲的国家。

纵目科技

纵目科技成立于2013年,从做环视ADAS算法起家,产品聚焦泊车场景,覆盖包括域控制器、摄像头、超声波、毫米波雷达等核心传感器、核心感知、定位、地图等算法产品和云服务类产品,是目前国内为数不多的能够自动泊车量产前装的自动驾驶解决方案公司。从专利公开趋势上来看,相较于小鹏和百度,纵目科技更早入局自动泊车领域,2015年就开始在该领域进行专利布局,但其专利公开总量仅为小鹏和百度的三分之一左右。

国外自动泊车领域重点企业

现代汽车

在自动泊车领域,现代汽车集团是最早入局的车企之一。2004年,现代汽车率先将自动泊车技术应用于生产车型中,并成为全球第一个推出商用自动泊车系统的汽车制造商。该系统利用超声波传感器在车辆前后部位进行距离检测,然后通过车辆控制系统来自动控制转向、加速和制动,实现车辆的自动停车。随着技术的不断发展,现代汽车集团通过引入更先进的传感器技术和改进的算法,使其自动泊车系统更加精确和智能化。同时,还通过实时监控和反馈机制,对系统进行改进和优化,以提高用户体验和安全性。

从专利地域布局情况来看,现代汽车在自动泊车领域的专利主要是在韩国本土申请,即主打韩国市场。此外,现代汽车的海外布局意识较强,中国和美国是其较为关注的市场,专利布局数量均在200件左右,此外还在德国、日本、欧专局和巴西有少量的专利布局。

博世

博世创立于1886年,是全球最大的汽车零部件供应商。博世在高级辅助驾驶和自动驾驶上拥有业界最为领先和完整的产品线,是全球极少数既能开发传感器、控制器、执行器等硬件,又能开发不同场景的自动驾驶的玩家。在自动泊车领域,博世也拥有完整的产品线,包括泊车预警、半自动泊车、全自动泊车辅助APA、遥控泊车辅助RPA、 全自动代客泊车AVP和家庭区域泊车辅助HPA,覆盖L0至L4的自动驾驶功能等级,是自动泊车领域发展的风向标。

法雷奥

法雷奥成立于1923年,是法国一家汽车零部件供应商,也是全球最早入局研发泊车传感器的供应商。早在1991年,法雷奥就推出了倒车超声波雷达,并开始做泊车辅助系统。2000年,自主研发出ParkVue泊车系统,将后视摄像头与超声波雷达进行融合。随着在泊车产品线上的持续投入,目前已拥有从超声波传感器、摄像头模组、毫米波雷达以及激光雷达的完整的传感器产品线。

而作为未来被业界寄予厚望的自动泊车技术,目前来看专利诉讼与专利许可发生比例相当。但随着未来相关技术的进一步产业化落地,相信变化必不可避免。在知识产权议题上,选择对抗或合作,是业界必须面对的选择题。

作为反映企业核心技术实力的重要指标,专利技术正在成为中国实力的“新标签”。集微咨询团队通过构建自动泊车技术专利检索式的方式对涉及相关技术的专利进行统计,针对中国大陆企业在自动泊车技术相关的专利实力积淀,从技术维度、法律维度、国际竞争力维度等不同视角进行梳理,发布专利榜单,多维度解读企业专利现状,为公众和投资机构了解中国大陆企业在自动泊车技术上的知识产权竞争力提供直观的参考。

目前,《自动驾驶的“最后一公里” 技术:从专利角度分析自动泊车》已在爱集微官网与APP正式上线,欢迎登录爱集微官网、爱集微APP,首页点击“集微报告”栏目,即可进行订购。

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责编: 韩秀荣
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