发明创造名称：自主车辆及其故障确定方法
外观设计名称：
决定号：194395
决定日：2019-11-07
委内编号：1F278580
优先权日：2014-02-14
申请（专利）号：201510046579.X
申请日：2015-01-29
复审请求人：丰田自动车株式会社
无效请求人：
授权公告日：
审定公告日：
专利权人：
主审员：孙大林
合议组组长：刘洋
参审员：孙洁君
国际分类号：G05D1/02
外观设计分类号：
法律依据：专利法第22条第3款
决定要点
：如果能够作为现有技术的对比文件未公开权利要求中的某些技术特征，也未给出应用该技术特征的技术启示，并且也没有证据证明该技术特征是本领域的公知常识，则该权利要求相对于该对比文件具备创造性。
全文：
本复审请求涉及申请号为201510046579.X、名称为“自主车辆及其故障确定方法”的发明专利申请（下称本申请），其申请日为2015年01月29日，优先权日为2014年02月14日，公开日为2015年08月19日，申请人为丰田自动车株式会社。
经实质审查，国家知识产权局原实质审查部门于2018年12月24日发出驳回决定，驳回了本申请，其理由是：本申请权利要求1-7不符合专利法第22条第3款的规定。驳回决定所依据的文本为申请日提交的说明书摘要、说明书第1-55段、摘要附图、说明书附图1-7；2018年09月30日提交的权利要求第1-7项。驳回决定中引用了如下对比文件：
对比文件1：US2006/0111814A1，公开日为2006年05月25日；
对比文件2：CN101516245A，公开日为2009年08月26日；
对比文件3：CN103344271A，公开日为2013年10月09日。
驳回决定所针对的权利要求书如下：
“1. 一种自主车辆，包括：
多个距离测量装置，用于测量距道路表面的距离，所述多个距离测量装置设置在车辆主体中；倾斜计算装置，用于基于所述多个距离测量装置测量的距离而计算所述车辆主体的倾斜，其中，所述倾斜计算装置从所述多个距离测量装置中选择三个距离测量装置，计算分别与所述三个距离测量装置中的每个对应的距离点的坐标，基于所算出的三个距离点的坐标计算包括所述三个距离点的平面，以及将算出的平面的法线的倾斜计算作为车辆主体的倾斜角度；姿势计算装置，包括检测所述车辆主体的角速度和加速度中的至少一个的传感器，所述姿势计算装置被配置成基于所述传感器检测到的传感器值而计算所述车辆主体的倾斜；以及故障确定装置，用于通过将所述倾斜计算装置算出的所述车辆主体的倾斜与所述姿势计算装置算出的所述车辆主体的倾斜进行比较来确定每个距离测量装置和所述姿势计算装置中的故障的发生。
2. 根据权利要求1所述的自主车辆，其中，所述故障确定装置计算所述倾斜计算装置算出的所述车辆主体的倾斜与所述姿势计算装置算出的所述车辆主体的倾斜之间的差值，并且当算出的差值等于或大于阈值时，确定所述多个距离测量装置和所述姿势计算装置中的至少一个发生故障。
3. 根据权利要求1或2所述的自主车辆，还包括：控制装置，用于执行控制，以在所述故障确定装置确定了所述多个距离测量装置和所述姿势计算装置中的至少一个发生故障时使得所述自主车辆减速和停止。
4. 根据权利要求1或2所述的自主车辆，其中，所述多个距离测量装置中的每个设置在相对于所述道路表面倾斜的方向上。
5. 根据权利要求3所述的自主车辆，其中，所述多个距离测量装置中的每个设置在相对于所述道路表面倾斜的方向上。
6. 根据权利要求1所述的自主车辆，其中，所述距离测量装置是距离传感器。
7. 一种用于自主车辆的故障确定方法，所述自主车辆包括：多个距 离测量装置，用于测量距道路表面的距离，所述多个距离测量装置设置在车辆主体中；以及姿势计算装置，包括检测所述车辆主体的角速度和加速度中的至少一个的传感器，所述姿势计算装置被配置成基于所述传感器检测到的传感器值而计算所述车辆主体的倾斜，所述故障确定方法包括：基于所述多个距离测量装置测量的距离而计算所述车辆主体的倾斜的步骤，其中，从所述多个距离测量装置中选择三个距离测量装置，计算分别与所述三个距离测量装置中的每个对应的距离点的坐标，基于所算出的三个距离点的坐标计算包括所述三个距离点的平面，以及将算出的平面的法线的倾斜计算作为车辆主体的倾斜角度；以及通过将算出的所述车辆主体的倾斜与所述姿势计算装置算出的所述车辆主体的倾斜进行比较来确定每个距离测量装置和所述姿势计算装置中的故障的发生的步骤。”
驳回决定主要认为：1、权利要求1与对比文件1的区别在于：（1）本发明采用至少一个距离测量装置来作为角度传感器，用于测量距道路表面的距离，所述距离测量装置设置在车辆主体中；倾斜计算装置，用于基于所述距离测量装置测量的距离而计算所述车辆主体的倾斜，其中，所述倾斜计算装置从所述多个距离测量装置中选择三个距离测量装置，计算分别与所述三个距离测量装置中的每个对应的距离点的坐标，基于所算出的三个距离点的坐标计算包括所述三个距离点的平面，以及将算出的平面的法线的倾斜计算作为车辆主体的倾斜角度；且姿势计算装置中，还包括检测车辆主体的加速度中的至少一个传感器；（2）故障确定装置，用于通过将所述倾斜计算装置算出的所述车辆主体的倾斜与所述姿势计算装置算出的所述车辆主体的倾斜进行比较来确定每个距离测量装置和所述姿势计算装置中的故障的发生。上述区别技术特征部分被对比文件2公开，部分被对比文件3公开，部分属于本领域常用技术手段，因此，权利要求1不具备专利法第22条第3款规定的创造性。2、从属权利要求2-6的附加技术特征部分被对比文件3公开，部分本领域常用技术手段，因此，权利要求2-6不具备专利法第22条第3款规定的创造性。3、权利要求7与对比文件1的区别在于：（1）本发明的采用至少一个距离测量装置来作为角度传感器，用于测量距道路表面的距离，所述距离测量装置设置在车辆主体中；倾斜计算装置，用于基于所述距离测量装置测量的距离而计算所述车辆主体的倾斜，其中，所述倾斜计算装置从所述多个距离测量装置中选择三个距离测量装置，计算分别与所述三个距离测量装置中的每个对应的距离点的坐标，基于所算出的三个距离点的坐标计算包括所述三个距离点的平面，以及将算出的平面的法线的倾斜计算作为车辆主体的倾斜角度，且姿势计算装置中，还包括检测车辆主体的加速度中的至少一个传感器；（2）本发明中的自主车辆还包括故障确定，故障确定方法包括：基于所述距离测量装置测量的距离而计算所述车辆主体的倾斜的步骤；以及通过将算出的所述车辆主体的倾斜与所述姿势计算装置算出的所述车辆主体的倾斜进行比较来确定每个距离测量装置和所述姿势计算装置中的故障的发生的步骤。上述区别技术特征部分被对比文件2公开，部分被对比文件3公开，部分属于本领域常用技术手段，因此，权利要求7不具备专利法第22条第3款规定的创造性。并在驳回中引入四篇专利文献：JP特开2010-989A、CN102536196A、JP特开平5-333152A、US2011/0309967A1举证利用多个距离传感器构成倾斜或倾角检测装置为本领域公知常识。
申请人丰田自动车株式会社（下称复审请求人）对上述驳回决定不服,于2019年04月08日向专利复审委员会提出了复审请求，未对权利要求进行修改，仅陈述了权利要求具有创造性的理由。
复审请求人主要认为：本申请自主车辆上包括两种装置，通过这两种装置计算同一倾斜角，在计算出的倾斜角之间存在差异时，确定距离测量装置和姿势计算装置中之一出现故障，而对比文件1、对比文件2、对比文件3公开的均没有公开上述技术方案，因此，权利要求1-7相对于对比文件1、对比文件2、对比文件3具备创造性。
经形式审查合格，专利复审委员会于2019年04月16日依法受理了该复审请求，并将本案转送至原实质审查部门进行前置审查。
原实质审查部门在前置审查意见书中认为，（1）在对比文件1中存在两种手段来测量得到车辆主体的倾斜程度，为了保证系统的安全和可靠性，保证检测倾斜程度的正确性，本领域技术人员在对比文件3公开的“本发明的传感器采集模块的故障诊断装置，包括第一传感器采集模块、第二传感器采集模块和差值比较模块，其中，第一传感器采集模块用于通过第一传感器采集并输出第一参数信号，第二传感器采集模块用于通过第二传感器采集并输出第二参数信号，差值比较模块用于计算第一参数信号以及第二参数信号之差的绝对值，并将差的绝对值预设阈值进行比较，当差的绝对值大于预设阈值时，判定第一传感器采集模块和第二传感器采集模块中的至少一个出现故障”的技术特征上，有动机的去改进对比文件1的技术特征，从而为了判断对车辆主体倾斜进行计算的倾斜计算装置和姿势计算装置两者是否存在故障，本领域技术人员容易想到且做到设置一个故障确定装置，通过将所述倾斜计算装置算出的所述车辆主体的倾斜与所述姿势计算装置算出的所述车辆主体的倾斜进行比较来确定每个距离测量装置和所述姿势计算装置中的故障的发生。（2）虽然本申请采用不同的传感器，但是最后得到的输出值类型相同，将两种形式得到的输出结果进行相差，与阈值比较从而确定这两种形式得到的结果是否其中一种形式发生故障已经是不对称冗余或者异构冗余判断故障的公知常识，如书籍（“船舶导航仪器设计手册”，万德钧，第1373-1376页，国防工业出版社，1991年12月）公开了“根据故障情况下误差信息的分布特点，以及按使用要求提出的失检和误检的概率，合理地选择适当的阈值做为故障判据C，从而可以利用两套系统信息的差值，按两套中至少一套出现故障的充分判据来试下故障检测与报警，而其中两套系统可以是两套工作方式不同的管道系统或者两套工作方式相同的惯导系统”，例如CN1781658A中的“速度检测装置，用于检测从动元件的速度，加速度检测装置，用于检测从动元件的加速度，估算装置，基于所述加速度装置检测的加速度值，估算该从动元件其上安装有该加速度检测装置的那个部分的速度，以及判断装置，当所述估算装置估算的速度与所述速度检测装置检测的速度之间的差值的绝对值不小于预定阈值的时候，判断加工装置异常”、CN103569817A中的“获取电梯称重系统采集的第一称重数据和变频器计算的第二称重数据，所述第二称重数据与第一称重数据之差大于第三预设值时，发出电梯称重故障信号”。权利要求1-7不具备创造性，因而坚持驳回。
随后，专利复审委员会成立合议组对本案进行审理。
经过合议，本案合议组在仔细阅读了全部案卷后，认为本案事实已经清楚，依法作出审查决定。
二、决定的理由
审查文本的认定
在复审程序中，复审请求人没有提交修改文本。因此，本复审决定以驳回决定所依据的文本为基础作出，即：申请日2015年01月29日提交的说明书摘要、说明书第1-55段、摘要附图、说明书附图1-7；2018年09月30日提交的权利要求第1-7项。
2、关于创造性
专利法第22条第3款规定：创造性，是指与现有技术相比，该发明具有突出的实质性特点和显著的进步，该实用新型具有实质性特点和进步。
如果能够作为现有技术的对比文件均未公开权利要求中的某技术特征，也未给出应用该技术特征的技术启示，且也没有证据证明该技术特征是本领域的公知常识，则该权利要求相对于这些对比文件具备创造性。
（1）关于权利要求1的创造性
权利要求1请求保护一种自主车辆，对比文件1公开了一种移动机器人，具体公开了以下技术特征（参见说明书第【0038】段、【0064】段，附图4）：该移动机器人100包括移动机器人本体1，驱动轮2和3，姿势检测传感器8检测移动机器人本体的姿势，角度检测传感器9检测移动机器人本体1与移动机器人移动表面的相对夹角。
将权利要求1与对比文件1相比对可知：对比文件1中的移动机器人有两个驱动轮可以自主运动因此相当于本申请中的自主车辆；对比文件1中的姿势检测传感器8检测移动机器人本体的姿势以及角度检测传感器9检测移动机器人本体1与移动机器人移动表面的相对夹角共同相当于本申请中的姿势计算装置，姿势计算装置被配置为基于传感器监测到的传感器值而计算车辆主体的倾斜。另外，在本领域中姿势检测传感器是用来检测加速度的，角度监测传感器是用来检测角速度的，因此，对比文件1中的姿势检测传感器8和角度检测传感器9相当于本申请中的检测所述车辆主体的角速度和加速度中的至少一个的传感器。
权利要求1相对于对比文件1的区别技术特征在于：1）多个距离测量装置，用于测量距道路表面的距离，所述多个距离测量装置设置在车辆主体中；倾斜计算装置，用于基于所述多个距离测量装置测量的距离而计算所述车辆主体的倾斜，其中，所述倾斜计算装置从所述多个距离测量装置中选择三个距离测量装置，计算分别与所述三个距离测量装置中的每个对应的距离点的坐标，基于所算出的三个距离点的坐标计算包括所述三个距离点的平面，以及将算出的平面的法线的倾斜计算作为车辆主体的倾斜角度；2）故障确定装置，用于通过将所述倾斜计算装置算出的所述车辆主体的倾斜与所述姿势计算装置算出的所述车辆主体的倾斜进行比较来确定每个距离测量装置和所述姿势计算装置中的故障的发生。基于上述区别技术特征可以确定本申请实际解决的技术问题是为车辆提供另一种倾斜测量装置并通过两个倾斜测量装置测量的倾斜角的比较判断故障的发生。
对比文件1要解决的技术问题是采用姿势测量装置和角度测量装置机器人与其运动表面的角度以控制移动机器人在表面移动时的振动（参见说明书第【0018】段），而本申请权利要求1采用姿势计算装置和倾斜计算装置得到两个车辆倾斜角度并比较上述两个角度以判断姿势计算装置和倾斜计算装置的故障，显然，两者解决的技术问题是不同的。而且对比文件1并没有公开两种可测量车辆倾斜的装置，本申请权利要求1中具有两种不同的测量车辆倾斜的装置，因此，两者的发明构思不同。在对比文件1公开内容的基础上，本领域技术人员并不会想到解决通过两个车辆倾斜角的比较来判断车辆故障的技术问题，因此对比文件1对上述区别特征2）没有给出技术启示；并且从对比文件1公开的内容来看（参见附图4），对比文件1中的角度检测传感器9仅设置在一个位置，其同本申请的根据多个距离测量装置组成的具体的倾斜计算装置的原理不同，无法从对比文件1中给出上述区别特征1）的技术启示。
对于区别技术特征1），对比文件2公开了一种具有自动移动和姿态控制能力的真空吸尘器及其控制方法，并具体公开了以下技术特征（参见说明书第2页第9-10段，第7页第4段）：在本发明一方面，该真空吸尘器包括传感器包括陀螺仪、加速度计（即姿势计算装置）、倾斜传感器和电位计的任一种；在本发明又一方面，传感器面对地表面，并通过测量传感器与底表面之间的距离来感测主体的倾斜方向，在此构造中，诸如超声波传感器或红外传感器的简单的距离测量传感器（即距离测量装置）与底表面之间距离的增大和减小，并确定真空吸尘器的倾斜方向。可见，对比文件2仅公开了用于吸尘器主体上的一个测距传感器，而且其测距传感器测量的数据直接用于判断主体的倾斜，并未公开倾斜计算装置的相关内容；而且，对比文件2中的通过距离判断倾斜角度是通过单个传感器与地面的距离来判断倾斜程度，而本申请权利要求1则是采用三个及以上的距离传感器形成平面后，在通过平面法线的倾斜角来得到车辆的倾斜角，显然原理上是不同的，可见，对比文件2没有公开上述区别技术特征1），同时由于对比文件2要解决的技术问题是能够感测吸尘器主体的倾斜方向并驱动轮子从而使主体能够保持其姿态而不倒下（参见说明书第1页第2段），并未提出要解决本申请实际解决的技术问题，因此对上述区别技术特征1）也未给出技术启示，因此，本领域技术人员在面对如何为车辆提供另一种倾斜测量装置这一技术问题时，不会从对比文件2中得到启示设置三个以上的距离传感器来测量车辆的倾斜角。
对比文件3公开了一种传感器故障诊断装置和方法以及传感器的信号采集系统，并具体公开了以下技术特征（参见说明书第【0044】段-【0064】段，附图1）：第一传感器采集模块3用于通过第一传感器1采集并输出第一参数信号，第二传感器采集模块4用于通过第二传感器2采集并输出第二参数信号，差值比较模块5用于计算第一参数信号以及第二参数信号之差的绝对值，并将差的绝对值与预设阈值进行比较，当差的绝对值大于预设阈值时，判定第一传感器采集模块3和第二传感器采集模块4中的至少一个出现故障。可见，对比文件3没有公开上述区别技术特征1），对上述区别技术特征1）也未给出任何技术启示。
另外，关于公知常识证据，合议组认为：JP特开2010-989A公开了通过两个距离测量装置来确定汽车座舱的倾斜，其采用的是通过距离的比较保持汽车座舱的水平；CN102536196A公开了采用两个距离测量装置来确定待测物体相对于基准参考板的偏向角，是用于测量井下钻机的姿态方位和工作状态；JP特开平5-333152A公开了采用三个距离测量装置通过测量到平面的三个距离来判断测量平面的倾斜度；US2011/0309967A1公开了采用两个距离测量装置通过测量到平面的两个距离才判断测量平面的倾斜度。上述证据均没有公开三个及以上距离测量装置形成三个距离点的平面算出平面法线的倾斜计算车辆主体的倾斜角，因此，上述证据并不能证明区别技术特征1）为本领域公知常识证据。
对于区别技术特征2），对比文件3公开了一种传感器故障诊断装置和方法以及传感器的信号采集系统，并具体公开了以下技术特征（参见说明书第【0044】段-【0064】段，附图1）：第一传感器采集模块3用于通过第一传感器1采集并输出第一参数信号，第二传感器采集模块4用于通过第二传感器2采集并输出第二参数信号，差值比较模块5用于计算第一参数信号以及第二参数信号之差的绝对值，并将差的绝对值与预设阈值进行比较，当差的绝对值大于预设阈值时，判定第一传感器采集模块3和第二传感器采集模块4中的至少一个出现故障。可见，对比文件3公开了通过两个比较两个传感器的测量值以确定某个传感器故障其与本申请权利要求1中的故障确定装置的主要功能相似，因此，对比文件3公开了故障确定装置的技术构思；在此基础上，本领域技术人员很容易想到在得到倾斜计算装置和姿势计算装置计算出的两个值作比较从而判断故障的发生，这不需要付出创造性的劳动。
综上，对比文件1、2、3都没有公开上述区别特征1）；而且目前尚无证据能证明设置多个距离测量装置，通过距离测量装置测量三个距离点的坐标从而形成车辆主体的平面，进而利用法线的倾斜计算出车辆主体的倾斜角度，是本领域的公知常识。本申请的技术方案中，采用三个距离测量装置确定三个距离点从而形成的平面是随着车辆主体的倾斜而不断变化的，可以动态的通过法线倾斜实时计算车辆的倾斜角，解决了通过平面之间的夹角实时测量倾斜角度问题。而对比文件1、2和3均没有提出要解决本申请实际要解决的技术问题，本领域技术人员也没有任何动机和理由将现有的距离测量装置通过距离点形成动态平面进而通过法线的倾斜来测量车辆的倾斜角，并且上述区别1）使得本申请具备了精确测量自主车辆倾斜角度进而实时检测故障发生的有益效果。
综上，本领域技术人员在对比文件1的基础上，结合对比文件2、对比文件3以及本领域公知常识都无法得到权利要求1的技术方案，因此权利要求1相对于对比文件1、2和3具有突出的实质性特点和显著的进步，具备专利法第22条第3款规定的创造性。
（2）关于权利要求7的创造性
权利要求7请求保护一种用户自主车辆的故障确定方法，对比文件1公开了一种移动机器人的工作过程，具体公开了以下技术特征（参见说明书第【0038】段、【0064】段，附图4）：该移动机器人100包括移动机器人本体1，驱动轮2和3，姿势检测传感器8检测移动机器人本体的姿势，角度检测传感器9检测移动机器人本体1与移动机器人移动表面的相对夹角。
将权利要求7与对比文件1相比对可知：对比文件1中的移动机器人有两个驱动轮可以自主运动因此相当于本申请中的自主车辆；对比文件1中的姿势检测传感器8检测移动机器人本体的姿势以及角度检测传感器9检测移动机器人本体1与移动机器人移动表面的相对夹角共同相当于本申请中的姿势计算装置，姿势计算装置被配置为基于传感器监测到的传感器值而计算车辆主体的倾斜。另外，在本领域中姿势检测传感器是用来检测加速度的，角度监测传感器是用来检测角速度的，因此，对比文件1中的姿势检测传感器8和角度检测传感器9相当于本申请中的检测所述车辆主体的角速度和加速度中的至少一个的传感器。
权利要求7相对于对比文件1的区别技术特征在于：（1）自主车辆包括：多个距离测量装置，用于测量距道路表面的距离，所述多个距离测量装置设置在车辆主体中；故障确定方法包括：基于所述多个距离测量装置测量的距离而计算所述车辆主体的倾斜的步骤，其中，所述倾斜计算装置从所述多个距离测量装置中选择三个距离测量装置，计算分别与所述三个距离测量装置中的每个对应的距离点的坐标，基于所算出的三个距离点的坐标计算包括所述三个距离点的平面，以及将算出的平面的法线的倾斜计算作为车辆主体的倾斜角度；（2）用于通过将算出的所述车辆主体的倾斜与所述姿势计算装置算出的所述车辆主体的倾斜进行比较来确定每个距离测量装置和所述姿势计算装置中的故障的发生。基于上述区别技术特征可以确定本申请实际解决的技术问题是为车辆提供另一种倾斜测量装置并通过两个倾斜测量装置测量的倾斜角的比较判断故障的发生。可见，权利要求7相对于对比文件1的区别技术特征与权利要求1相对于对比文件1的区别技术特征实质上相同，基于权利要求1的评述可知，本领域技术人员在对比文件1的基础上，结合对比文件2、对比文件3以及本领域公知常识都无法得到权利要求7的技术方案，因此权利要求7相对于对比文件1、2和3具有突出的实质性特点和显著的进步，具备专利法第22条第3款规定的创造性。
（3）关于从属权利要求的创造性
在独立权利要求1具备创造性的基础上，直接或间接从属于权利要求1的从属权利要求2-6也都具备专利法第22条第3款规定的创造性。
综上所述，权利要求1-7均具备创造性，符合专利法第22条第3款的规定。
三、决定
撤销国家知识产权局于2018年12月24日对本申请作出的驳回决定。由国家知识产权局原审查部门在本复审请求审查决定所依据文本的基础上对本申请继续进行审查。
如对本复审请求审查决定不服,根据专利法第41条第2款的规定,请求人自收到本决定之日起三个月内向北京市知识产权法院起诉。
郑重声明：本文版权归原作者所有，转载文章仅为传播更多信息之目的，如作者信息标记有误，请第一时间联系我们修改或删除，多谢。
