自动驾驶避障技术专利分析.pdf

-11-CHINA SCIENCE AND TECHNOLOGY INFORMATION Jan.2024中国科技信息 2024 年第 2 期专利分析自动驾驶技术是如今迅速发展的技术，自动避障技术是实现自动驾驶的重要环节。本文应incoPat数据库检索系统，获取了国内外自动驾驶自动避障技术的专利分布，通过对申请趋势、技术主体分布、重要申请人和专利维持时间进行分析，并对核心技术分支、申请趋势、重要申请人和专利维持时间等进行分析，为自动驾驶避障技术行业发展提供参考。当今世界，随着社会和经济的不断发展以及人们对高质量生活的追求，普通的汽车渐渐已经无法满足人们的需求，更为安全、智能、省心的自动驾驶汽车逐步进入了人们的视野并得到了许多人的青睐。其自主避障技术是实现自动驾驶的重要环节，自动驾驶避障技术综合了人工智能技术、传感器技术、路径规划技术等，控制中心利用感知数据进行环境分析、路径规划，针对出现的障碍物自动做出合适的驾驶决策。如今，国外谷歌公司已经于 2007 年首次开启自动驾驶车辆的研发工作，并于 2012 年得到了美国首例无人驾驶汽车的路测许可，在国内方面，百度公司 2014 年成立了车联网事业部，推出了 CarLife、MyCar、CoDriver 等车联网产品，并于 2015 年底百度学习研究院与宝马展开合作，公开演示了一辆全自动驾驶原型车。本文从专利角度分析自动驾驶避障技术的发展趋势、研究热点，为自动驾驶公司开展避障技术的专利导航、专利布局提供一定的借鉴。数据来源及研究方法本文以 IncoPat 数据库为主，选择自动驾驶、无人驾驶、无人车、无人驾驶、Autonomous Driving、Driverless、Automatic Drive 等关键词，结合自动驾驶避障技术涉及的关键词：避障、防撞、碰撞，并结合自动驾驶避障技术主要涉及的分类号 G08G、B60W、G05D，构建检索式如下：（FULL=（自动驾驶 or 无人驾驶 or 无人车 or 无人驾驶 or 无人车 or Autonomous driving or driverless or automatic drive）AND（避障 or 防撞 or 碰撞）AND（PD=20040101 to 202301031）and（IPC=（G08G or B60W or G05D），为保证检索结果的准确性、时效性，检索日期选择为 2004 年 1 月 1 日至 2023 年 10 月 31 日，并对检索出的专利进行扩展同族合并。全球专利申请分析从图 1 可以看出，2004 年以来，全球自动驾驶避障技行业曲线开放度创新度生态度检索量持续度可替代度影响力行业关联度自动驾驶避障技术专利分析吴振岭 宗小淇吴振岭 宗小淇（等同第一作者）国家知识产权局专利局专利审查协作天津中心吴振岭（1994），天津，硕士研究生，知识产权师，专利审查员，研究方向：从事交通控制领域专利审查。宗小淇（1994），女，天津，硕士研究生，专利审查员，研究方向：从事控制领域专利审查。中国科技信息 2024 年第 2 期CHINA SCIENCE AND TECHNOLOGY INFORMATION Jan.2024-12-专利分析术专利申请量持续保持着稳步上升状态，且在近年来呈现出更快的增长速率，尤其是在 2021 年申请量达到一个高峰，年申请量为 6 801 件。其中 2022 年和 2023 年申请量降低是由于部分专利申请截至 2023 年 10 月 31 日时尚未公开，可以预期，2022年和2023年的专利申请量应该为增长态势。持续增长的申请量也标志着自动驾驶避障行业的市场需求在持续增大，也意味着自动驾驶避障的市场竞争将更加激烈。图 2 是全球自动驾驶避障技术专利主要申请国，可以看出中国以 16 740 件专利申请量位居第一，显示出在中国自动驾驶避障技术领域的活跃性和领先地位。美国和日本分别以 13 753 件和 5 729 件专利申请量紧随其后，表明这两个国家在自动驾驶避障技术领域也有一定的研究和发展。德国以 4 857 件专利申请量排名第四，显示德国在自动驾驶避障技术方面也有相应的研究和创新。韩国、世界知识产权组织、欧洲专利局、法国、印度、加拿大的专利申请量相对较少，但仍然反映出这些国家对自动驾驶避障技术有着的一定关注和研究。自动驾驶避障技术主要的技术主题分支为超声波测距避障技术、图像识别避障技术、激光雷达探测避障、光流法避障技术。图 3 示出了四大类技术主题的专利申请量占比，其中图像识别避障技术的总量最大，占总申请量的46%，超声波测距避障技术、激光雷达探测避障、光流法避障技术的比重分别为 24%、28%、2%，可见自动驾驶避障技术中的图像识别避障技术、超声波测距避障技术以及激光雷达探测避障的技术研究及创新是国内以及国际申请人关注的主要方向。结合图 4 全球自动驾驶避障技术全球重点申请人的专利申请量情况，排名前十的全球重点申请人均为外国企业，无一家中国企业入榜，说明国外企业在自动驾驶避障技术上面依旧处于领先地位。其中丰田公司的专利申请量居于首位，为 1 927 件。在全球自动驾驶避障技术领域中，排名前公司依次为丰田公司、现代公司、本田公司、博世公司、福特公司、乐金集团、大众公司、电装公司、宝马公司、通用汽车，上述公司均为日本、韩国、美国以及欧洲企业，可见在自动驾驶避障技术领域中，日本、韩国、美国以及欧洲呈现出集中性优势。中国专利申请分析整体上看，我国自动驾驶工业避障技术基础较为薄弱，起步晚。随着中国经济的快速发展，尤其是加入世界贸易组织后，中国落后的自动驾驶产业水平与社会和市场日益增长的需求之间的矛盾愈加明显，国外申请人在中国的专利布局以及国内改革创新的热情和需求使得中国专利申请量出现快速增长。其中 2015 年专利申请量出现剧增，为 549 件，至2022 年达到了 3 448 件，显示了中国在该技术领域的创新能力得到进一步加强，此后，虽然申请数量有所波动，但整体保持在相对高位。从图 6 可以看出，北京、广东、江苏、上海、浙江的专利申请量在国内处于前几位，总申请量约为全国的 78%，其中北京和广东省申请量居于前两位，分别占比约为全国申请总量的 22%、21%，这是由于北京市和广东省在科技创图1 全球自动驾驶避障技术专利申请量变化趋势（单位：件）图2 全球自动驾驶避障技术专利申请量申请分布（单位：件）图 4 全球自动驾驶避障技术专利重要申请人申请分布（单位：件）图 3 自动驾驶避障技术专利技术主题分布-13-CHINA SCIENCE AND TECHNOLOGY INFORMATION Jan.2024中国科技信息 2024 年第 2 期专利分析图5 中国自动驾驶避障技术专利申请量变化趋势（单位：件）图 6 中国各省市专利申请量（单位：件）新和高新技术发展方面一直有着较好的发展势头，该省在自动驾驶避障技术领域活跃度较高。江苏省以 17%的占比位列第三，这得益于江苏省在科技创新和创业创新方面有着良好的环境和资源，对自动驾驶避障技术的发展起到了良好的推动作用。其他省市，如上海市、浙江省、湖北省、安徽省、重庆市、山东省、吉林省自动驾驶避障技术的专利申请量占比相对较低，说明其科技创新和创业创新水平相对较低。可以预测北京和广东省在未来自动驾驶避障技术领域的技术创新和产业应用方面将继续发挥带头作用。从图 7 可以看出，北京的授权率以专利申请量、授权量、授权率均位于首位，其专利授权量为 1 083 件，授权率为 78.10%，广东省的申请量最高，并且以 66.20%的授权率也处于前列地位，江苏省虽然申请量不低，但是其授权率相对低于北京和广东。总体来说，在自动驾驶自动避障技术领域，北京、广东、江苏从申请量以及申请质量上来看，都处于较高水平，说明京津冀、珠三角以及长三角仍属于创新发展的聚集区。通过考虑近几年来中国自动驾驶避障技术专利申请量，筛选出自动驾驶避障技术主要申请人，如图 8 所示，其中重庆长安汽车股份有限公司的总申请量排在首位，为 268 件；高校中，清华大学总申请量排在首位，为157件。其中企业中，华为技术有限公司、中国第一汽车股份有限公司、北京百度网讯科技有限公司的申请总量也位于前列。另外，高校中吉林大学、北京理工大学以及武汉理工大学的申请量也均超过100 件。图 9 反映了国内自动驾驶避障技术申请人的主要类型，图 7 国内主要省市专利授权量及授权率图 8 中国自动驾驶避障技术专利重要申请人申请分布（单位：件）从该图可以看出，其中企业专利申请量占比最多，达到了63%，而大专院校、个人、科研单位分别占28%、5%、4%，因此，考虑到自动驾驶避障技术的研发和产业化列入我国战略性新兴产业的发展重点的情况下，企业、高校、科研院所应当是发明创造的主体，在企业申请量占大部分情况下，企业、高校、科研院的专利的研发与创新水平有待进一步提高，因此，虽然从数量上看，国内在自动驾驶避障技术专利申请数量逐年增加，但在产学研合作的有效模式和长效机制还有待进一步探索。为了进一步分析专利申请的质量，本文分析了中国专利的维持时间，由图 10 可以发现大部分中国专利的维持年限图 9 国内自动驾驶避障技术申请人类型中国科技信息 2024 年第 2 期CHINA SCIENCE AND TECHNOLOGY INFORMATION Jan.2024-14-专利分析处于 10 年以下，其中维持在 2 3 年的专利量最多；维持10 年以上的专利数量占比较小，因此国内的专利维持价值以及专利保护意识仍需要加强。本文将全球自动驾驶避障技术专利申请量排名第一的丰田公司和中国自动驾驶避障技术专利申请量排名第一的重庆长安汽车股份有限公司进行对比，重点介绍这两家公司在专利维持时间和重点专利。图 11 可以看出，丰田公司专利维持时间 10 年以上的专利数量共有 69 件，远超过重庆长安汽车股份有限公司的 2 件，说明国内企业在专利布局、专利保护方面意识欠缺，国内的专利维持价值仍有很大提高的空间；其次丰田公司 10 年以下的专利数量共有 291 件，也超过重庆长安汽车股份有限公司的 106 件，说明国内企业需要增强创新意识以及专利保护意识。接下来以两公司维持期限超过 10 年的重点专利进行专利分析。丰田公司专利CN100494892C维持期限为1819年，同族数量 10 个，该专利是一种障碍物识别装置以及障碍物识别方法，通过雷达测知车辆周围存在物体，通过照相机等摄像部拍摄车辆周围的物体，当根据所拍摄图像的图像信息判断出障碍物存在的可能性高时设定低的判断阈值，当判断出障碍物存在的可能性低时设定高的判断阈值，利用上述阈值，根据雷达的输出，在车辆行驶过程中进行障碍物的检测，可以提高回避与障碍物的碰撞的可能性，可以减轻碰撞影响。重庆长安汽车股份有限公司专利 CN103569102B 维持期限为 10 11 年，同族数量 2 个，该专利是一种主动式倒车刹车辅助系统及控制方法，根据检测的路况、行人和障碍物信息并结合当前车辆运行状况信息，比如：车速、最大制动强度、方向盘转角、航向角等因素，能够对主动刹车时刻进行精确判定，在充分保证倒车安全的前提下，可尽量地利用停车位空间，并能够简便驾驶员的操作。总结本文通过对自动驾驶避障技术专利分析，得出以下结论：（1）自动驾驶避障技术相关专利呈现出快速增长的趋势，其中中国、美国和日本是专利申请量排名前三的国家。这表明自动驾驶避障技术在全球范围内受到了广泛关注，并具有较高的研究热度和产业应用前景。与全球自动驾驶避障技术相关专利增长相比，中国专利起步较晚，但是增长速度快，2015 年专利申请量出现剧增，显示了中国在该技术领域的创新能力的增强。（2）自动驾驶避障技术的研究热点主要集中在图像识别避障技术中，超声波测距避障技术、激光雷达探测避障技术占比也较大，因此自动驾驶避障技术中的图像识别避障技术、超声波测距避障技术、激光雷达探测避障技术的技术研究及创新是国内以及国际申请人重点关注的方向。（3）全球自动驾驶避障技术全球重点申请人的专利申请量情况中，排名前十的全球重点申请人均为外国企业，说明中国企业在自动驾驶避障技术的研究正处于起步阶段，竞争力较弱，与国外重点申请人例如丰田公司、现代公司、本田公司相比均存在不小的差距。（4）国内自动驾驶避障技术申请人的主要类型为企业，而大专院校、个人、科研单位占比较小，因此，除了企业需要加强创新和专利保护外，高校、科研院也需要注重专利保护和创新，并且可以通过与企业之间合作，产学联合的方式，增大专利的转化成果。（5）与国外已授权的专利维持年限相比，大部分中国专利的维持年限处于 10 年以下，说明专利创新还有待进一步提升，专利转化有待进一步挖掘，需要提高企业、高校和科研单位的知识产权管理和运用能力，发掘有价值专利，增强创新意识以及专利保护意识，有效进行专利布局。图 10 中国专利维持时间（单位：件）图11 国内外重点申请人中国专利维持时间对比（单位：件）