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20 產情趨勢 創新研發 驗證技術 精選論文 科研成果 壹、ADAS 國際趨勢摘錄 國際車輛產調趨勢預測,2025 年全自動 駕駛 (Fully Automated) 汽車將有機會實現, 從人主導的駕駛漸漸轉換到機器人駕駛,在此 過程 ADAS 將不斷的演進,因此國際上討論 ADAS 範圍亦會有不同的涵蓋,收集幾家國際 產調公司的資訊,歸納出 ADAS 系統的較完 車輛中心 企劃推廣處 陳建次 全球對自駕車 (Autonomous Driving System, ADS) 時代來臨的預期,加速驅動先進駕駛 輔助系統 (Advanced Driver Assistance Systems, ADAS) 普及,為掌握國際車輛發展趨勢, 提前技術研發佈局,本文收集與歸納國際 ADAS 產業範疇,並將車輛中心 (ARTC) 近年針對 ValeoMobileye 等大廠所進行之 ADAS 專利佈局調研,分析大廠未來技術方向,透過產調與專 利面向提供深一層的趨勢洞悉。 透過產業趨勢與專利地圖 解析 ADAS 技術發展 ▲圖 1 :國際 ADAS 系統範疇 資料來源:ARTC 分析整理

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Page 1: 透過產業趨勢與專利地圖 解析ADAS技術發展 · 20 產情趨勢 創新研發 驗證技術 精選論文 科研成果 壹、ADAS 國際趨勢摘錄 國際車輛產調趨勢預測,2025

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產情趨勢

創新研發

驗證技術

精選論文

科研成果

壹、ADAS 國際趨勢摘錄

國際車輛產調趨勢預測,2025 年全自動

駕駛 (Fully Automated) 汽車將有機會實現,

從人主導的駕駛漸漸轉換到機器人駕駛,在此

過程 ADAS 將不斷的演進,因此國際上討論

ADAS 範圍亦會有不同的涵蓋,收集幾家國際

產調公司的資訊,歸納出 ADAS 系統的較完

車輛中心 企劃推廣處 陳建次

全球對自駕車 (Autonomous Driving System, ADS) 時代來臨的預期,加速驅動先進駕駛

輔助系統 (Advanced Driver Assistance Systems, ADAS) 普及,為掌握國際車輛發展趨勢,

提前技術研發佈局,本文收集與歸納國際 ADAS 產業範疇,並將車輛中心 (ARTC) 近年針對

Valeo、Mobileye 等大廠所進行之 ADAS 專利佈局調研,分析大廠未來技術方向,透過產調與專

利面向提供深一層的趨勢洞悉。

透過產業趨勢與專利地圖解析 ADAS 技術發展

▲圖 1 :國際 ADAS 系統範疇 資料來源:ARTC 分析整理

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科研成果

整範疇 ( 圖 1),主要分為縱向安全輔助、側方

安全輔助、停車便利性輔助、視野輔助、駕駛

狀態監控等五大區塊。

國際法規與新車評價 NCAP(New Car

Assessment Programme) 亦是促進 ADAS 快

速成長的因素之一,EuroNCAP、JNCAP、

NHTSA 等新車評價,目前欲獲得 5 顆星則至

少須裝 1 到 2 項以上之 ADAS 系統,已公告

含括之系統有 AEB(自動緊急煞車系統)、

ACC(適應性巡航)、FCW(前方防撞警

示)、LDW(車道偏移警示)、BSD(盲

點偵測)、RCTA(後方橫向車輛偵測)、

LKS(車道維持系統)、NVS(夜視系統)

等。因此國際產調預測,ADAS 系統搭載率在

2017~2018 年將明顯跳躍上升,至 2020 年

搭載率將達 40%,2025 年則可到達 60% ( 圖

2)。從 ADAS 全球整體產值趨勢,顯示 2025

年以前的年平均成長率均在 10% 以上 ( 圖 3);

產值排名前五名的系統為 SVC(全周影像)、

ACC、PA(停車輔助)、FCW、AEB,主要

為前方防撞與停車輔助的產品區塊。

貳、ADAS 感測器產業趨勢

雷 達 (Radar)、 光 達 (LiDAR)、 影 像

(Vision)、超聲波 (Ultrasound) 等感知技術的

突破,加速 ADAS 系統之運用發展;從目前

車輛感知器的配置數量,一直發展至全自動駕

駛,未來 10 年內感知器的種類與需求有相當

大的成長空間,當進入到國際自動機工程師學

會 (SAE) 所定義的 Level 3 時,亦即車輛具

備 ACC、AEB、LKS... 等 ADAS 功能,可在

特定情況下之自動駕駛(如高速公路環境),

則車輛環境感知器需求將達到 5 種類型 29 顆

(圖4),方足以肩負車輛360度的環境偵測 (圖

5)。這幾類型之感知器中,又以 Camera 成

長與產值最大 ( 圖 6),主因為前方安全系統、

停車輔助等需求成長,中短距 Radar(SSR-

MRR) 需求成長幅度亦高,主要用於前方安全

系統、盲點偵測系統、倒車後方橫向車輛偵測

等。

參、解析國際影像大廠與停車輔助系統大

廠之專利佈局脈絡

車用影像系統為國內諸多車電廠家發展方

▲圖 2:全球 ADAS 系統滲透率預測 資料來源:Visiongain

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科研成果

▲圖 4:ADAS 與 ADS 之感知器種類與數量需求 資料來源:Frost & Sullivan,ARTC 分析整理

▲圖 3:ADAS 各系統全球產值成長預估 資料來源:Visiongain

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科研成果

▲圖 6:ADAS 感知器市場成長與產值預估 資料來源:BIS Research

▲圖 5:ADAS 系統環境感知範圍 資料來源:www.ti.com

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科研成果

向,Mobileye 公司為車用影像之領導廠家,

透過解析其專利佈局,可掌握影像辨識之精進

方向;自動停車輔助系統由於是在低速行駛中

控制車輛,為初步跨入車輛控制優先適合的產

品,Valeo 公司為全球此技術之領先者,透過

解析盤點其專利佈局,以了解其佈局廣度與下

一階段方向。

一、Mobileye 公司於 ADAS 的專利佈局脈絡

Mobileye 公司長期致力於車用機器視

覺技術的研究,1999 年成立於以色列,目

前為全球車廠與系統廠之重要合作夥伴,其

EyeQ 系列晶片提供給包含 BMW、Volvo、

GM、Delphi、Continental、Autolive... 等

廠商,也曾為特斯拉 (Tesla) 的駕駛輔助系統

Autopilot 提供核心技術;雖 2015 年營業額

約在美金 2.4 億元,但在 ADAS 成長趨動下,

每年以 40~50% 高速成長。

該公司目前在全球提出 57 案(146 件)

專利申請,主要佈局區域為美國 (US)、歐洲

(EP);FCW 與 LDW 為 Mobileye 將機器視

覺打入 ADAS 的前期主要產品,相關核心專

利從 2000 年起即開始佈局 ( 表 1);行人偵

測與號誌燈號辨識,為 Mobileye 第二階段推

動之產品,包含結合紅外線偵測的感知融合,

以及運用分類器進行行人辨識等專利佈局 ( 表

2);為增進環境辨識能力,針對雙鏡頭或單

表 1:Mobileye 於前方車輛辨識與車道偏移偵測之核心專利

專利編號 技術要點

US 7,113,867B1

(2000.11)

碰撞時間預估:透過 2 張前方影像障礙

物,於單位時間的距離縮減比例,估測

碰撞時間,用於 FCW。

US 7,151,996B2

(2001.4)

車道路輪廓線預估:道路輪廓的曲線資

訊,預測路徑,監控行駛狀態,用於

LDW。

US 7,566,851B2

(2007.3)

夜間辨識:夜間之前車、對向車、路標

等影像處裡,透過光形分類器判斷,用

於 LDW、FCW、自動遠近燈等。

US 8,164,628B2

(2006.10)

前車車距偵測:運用車寬不受路面顛波

影響特性,藉以濾波器平滑數據,計算

前車距離,用於 FCW

US 8,082,101B2

(2007.11)

碰撞警示:透過圖像變化與時間間隔,

計算前車相對速度與相對加速度,計算

碰撞時間 TTC,用於 FCW。

資料來源:美國專利局,ARTC 彙整

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科研成果

表 2:Mobileye 於行人偵測與交通號誌辨識之核心專利

專利編號 技術要點

US 7,786,898B2

(2007.5)

紅外線與影像之融合:可視覺影像與遠紅外限

影像之融合技術,計算碰撞風險,用於 FCW。

US 20,070,230,792A1

(2005.4)

行人偵測:運用 2 階段分類器,並透過目標物

切割方法,加強對行人的偵測,用於 PDS。

US20,160,107,595A1

(2016.4)

行人碰撞警示:透過光流追蹤與特徵比對,鑑

識可能碰撞行人之發生。

US 8,064,643B2

(2007.12)

交通號誌辨識:不同影像特徵分割,進行交

通號誌辨識,以及輔助號誌文字識別,用於

PDS。

US9,272,709B2

(2015.10)

紅綠燈辨識系統:結合車道線與本車路線位置,

判斷紅綠燈號誌位置,並鑑別燈號。

資料來源:美國專利局,ARTC 彙整

表 3:Mobileye 於立體視覺與結合導航運用之核心專利

專利編號 技術要點

US 8,908,041B2

(2014.1)

雙視覺測距:雙鏡頭立體視覺估測前方車距,

本技術解決 2 顆 CMOS 之快門時間不同之誤

差。

US20,140,160,244A1

(2014.2)

單眼立體視覺:運用單一攝影機取得之影像物

體深度,進行物體 3D 維度辨識。

US20,140,372,020A1

(2014.2)

影像整合導航系統:透過影像擷取之環境事物,

並與定位系統做連結,提供人性化導航指示。

US200,802,266,396A1

(2008,4)

後方障礙物偵測:運用光影、顏色差異等方式,

偵測後方障礙物、牆、立柱、欄杆 .. 等,用於

倒車輔助。

US 8,254,635B22

(2009.10)

影像輔助系統校正技術:利用檢測靶版、車身

中心線,進行擋風玻璃下之鏡頭參數校正。

資料來源:美國專利局,ARTC 彙整

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科研成果

一鏡頭的立體視覺技術亦開始進行相關專利

佈局 ( 表 3),並運用於後方障礙物偵測。由

於 Mobileye 運用影像對周遭環境鑑別能力增

加,已朝向影像辨識結果與圖資結合,提供人

性化的導航指引發展。從最近公開的專利中,

Mobileye 已將 FCW、LDW、PDS(行人偵

測)、AHL(自動頭燈控制)、RSR(交通號

誌辨識)等五項技術整合至單一模組之發展。

Mobileye 於 2017 年 3 月被 Intel 收購,其影

像的專利佈局值得持續關注。

二、Valeo 公司於 ADAS 的專利佈局脈絡

Valeo 公司 1923 年成立於法國巴黎,以

銷售剎車內襯和雨刷起家,於 1960 年開始多

元化經營,逐漸擴展領域至煞車系統、空調系

統、照明系統和汽車電子系統,目前全球有

123 家海外公司,年營業額約美金 15.9 億元,

ADAS 佔公司營業額 18%。

針對 Valeo 於 ADAS 相關技術之專利進

行蒐集,其中美國專利共計499案(931件),

Valeo 為全球在停車輔助相關產品的最大供應

商,在其有關 ADAS 系統層級之 47 件專利

中 ( 表 4),PA 及 SVC 等即有 32 件專利;

為實現停車輔助所需之關鍵感測器 Camera、

Radar、Ultrasonic sensor 專利亦佈局有 59

表 4:Valeo 於 ADAS 之系統層級與感知器之專利數量

ADAS 系統項目 數量 感測器類型 數量

ACC( 自動巡航系統 )

AEB( 自動緊急煞車系統 )

FCW (前方碰撞警示系統 )

4 Camera 30

BSD( 盲點偵測系統 ) 4 Fog detection 2

DMS( 駕駛監控系統 ) 0 Infrared 1

LKS( 車道維持系統 )

LDW( 車道偏移警示系統 )5 LiDAR 1

PA( 停車輔助系統 ) 20 Radar 13

PDS( 行人偵測系統 ) 2 Rain sensor 5

SVC( 全周影像偵測 ) 12 Ultrasonic sensor 16

Total:47 Total:68

資料來源:ARTC 分析整理

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科研成果

解析 Valeo 於實現自動停車技術之佈局

( 圖 8),在偵測與顯示方面,盲點偵測 Radar

除提供一般行駛時的 BSD 功能之外,延伸

運用於停車時後方橫向車輛 (Rear Cross

Traffic Alert) 的障礙物偵測;在停車空間掃

描,透過側方感測器的水平與垂直掃描,以及

偵測頻率與車速的調變,可實現將側方車輛與

件。其中以 US 9174650B2 系統配置專利所

展開之專利家族,勾勒出 Valeo 在停車輔助的

設計配置 ( 圖 7),解析相關家族專利後,歸納

未來 PA 發展趨勢,全周影像系統擴充至 6 顆

Camera,後方的 Camera 具有偵測障礙物大

小與高度之能力;介入轉向與煞車的控制,將

使 PA 系統自動化程度提高。

▲圖7:PA ( 停車輔助系統 ) 架構 資料來源:美國專利局,ARTC 彙整

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科研成果

▲圖8:Valeo 於停車輔助系統之各階段技術需求專利佈局

PA( 停車輔助系統 ) 偵測與顯示

PA 停車空間掃描

PA 停車路徑規劃

PA 停車輔助控制

資料來源:美國專利局,ARTC 彙整

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科研成果

停車空間更細部輪廓呈現,同時透過虛實整合

的方式,顯示系統所偵測到之停車位置;在停

車路徑規劃,以最小轉向角度路徑設計,以符

合駕駛舒適性;於倒車路徑控制過程,其專利

能顧及平行停車時,與前後車的水平度,於垂

直停車時兼顧與左右車輛間距的控制。Valeo

仍持續佈局更智慧化的停車便利系統,針對停

車庫的停車便利性設計,可實現遙控自動停車

(Remote Parking),亦即駕駛在離開駕駛座

後啟動 Key 即可完成停車入庫,且亦己提出

一些專利佈局 ( 圖 9),後續發展值得持續掌

握。

肆、總結

ADAS 產品在 Radar、Camera、LiDAR、

Ultrasonic... 等感知器技術精進下,短期內將

提高在高速公路、市區壅塞、路邊停車之自動

化輔助程度;由於各感測器特性不同,多感測

器融合已為必要手段;在成本考量下,功能整

合模組化與晶片化為發展必須。國際產調已預

期未來 10 年 ADAS 將有更爆發性成長,並快

速普及至中低階車款,雖國際大廠已有相關產

品,國內廠家仍有相當大之機會。

從 Mobileye 之專利佈局,預期辨識行

人及交通號誌,為影像技術下階段產品;從

Valeo 之專利佈局,有關全自動停車或車庫停

車運用,為停車輔助下階段熱門產品。透過解

析國際大廠專利佈局,除可掌握核心技術發展

趨勢,同時可作為技術開發時專利迴避參考,

後續 ARTC 將持續進行,包含如 Bosch、

Continental 等主動安全系統大廠之專利佈局

解析,以利協助國內相關產業發展。

▲圖9:Valeo 於車庫停車便利性之專利佈局

PA 針對車庫之停車輔助

資料來源:美國專利局,ARTC 彙整