透過產業趨勢與專利地圖 解析adas技術發展 · 28 光連雙月刊2017年7月‧no.130...
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光連雙月刊2017年7月‧No.13026
全球對自駕車(A u t o n o m o u s D r i v i n g
S y s t e m , A D S)時代來臨的預期,加
速驅動先進駕駛輔助系統(Advanced Dr iver
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。
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
的的資訊,歸納出ADAS系統的較完整範疇(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
透過產業趨勢與專利地圖解析ADAS技術發展
文/陳建次(車輛中心 智財推廣部)
圖1 國際ADAS系統範疇 資料來源:ARTC分析整理
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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A E B(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)、 R C T A(後方橫
向車輛偵測)、L K A(車道
維持系統)、N V S(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
圖3 ADAS各系統全球產值成長預估
圖2 全球ADAS系統滲透率預測 資料來源:Visiongain
資料來源:Visiongain
($bn)
空間,當進入到國際自動機工程師學會(SAE)
所定義的L e v e l 3時,亦即車輛具備A C C、
AEB、TJA、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。
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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
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
圖4 ADAS與ADS之感知器種類與數量需求
圖5 ADAS系統環境感知範圍
資料來源:Frost & Sullivan,ARTC分析整理
資料來源:www.ti.com
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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A D A S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。未來Mobileye將與BMW、Intel合
作,目標在2021年實現自駕車,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
圖6 ADAS感知器市場成長與產值預估 資料來源:BIS Research
( $ Million )
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A D A S系統層級之4 7件專利
中(表4),PA及S V C等即有3 2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。
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
Aler t)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
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表1 Mobileye於前方車輛辨識與車道偏移偵測之核心專利
表2 Mobileye於行人偵測與交通號誌辨識之核心專利
表3 Mobileye於立體視覺與結合導航運用之核心專利
資料來源:美國專利局,ARTC彙整
資料來源:美國專利局,ARTC彙整
資料來源:美國專利局,ARTC彙整
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,已提出一些專利佈局(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、市區雍塞、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。
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表4 Valeo於ADAS之系統層級與感知器之專利數量資料來源:ARTC分析整理 資料來源:美國專利局,ARTC彙整
圖7 ADAS感知器市場成長與產值預估
圖8-1 Valeo於停車輔助系統之各階段技術需求專利佈局 資料來源:美國專利局,ARTC彙整
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圖8-2 Valeo於停車輔助系統之各階段技術需求專利佈局
圖9 Valeo於車庫停車便利性之專利佈局
資料來源:美國專利局,ARTC彙整
資料來源:美國專利局,ARTC彙整