本文来自 2018 年 8 月 16 日出版的《 中国发明与专利》,作者是超凡知识产权服务股份有限公司检索分析师赖俊科。

1. 引言

《 中国制造 2025 》以及《 国务院关于积极推进「互联网 +」行动的指导意见 》中明确将汽车列为十大重点领域之一,具体指向节能与新能源汽车以及智能网联汽车。智能网联汽车可以提供低碳化、信息化和智能化的出行方式和综合解决方案,是国际公认的未来发展方向和关注焦点。

从广义上看,智能网联汽车是以车辆为主体和主要节点,融合现代通信与网络技术,使车辆与外部节点实现信息共享和控制协同,以达到安全、有序、高效、节能行驶的新一代车辆系统。国外部分企业和研究机构从不同侧重点,提出了智能汽车、智能交通系统等相关概念。

借鉴国外的研究基础,中国汽车工程学会于 2015 年 10 月发布了中国汽车工业协会对于智能网联汽车的定义。智能网联汽车(Intelligent Connected Vehicle,ICV)是指搭载先进的车载传感器、控制器、执行器等装置,并融合现代通信与网络技术,实现车与 X(人、车、路、后台)智能信息交换共享,具备信息共享、复杂环境感知、智能化决策、自动化协同等控制功能,与智能公路和辅助设施组成的智能出行系统,可实现「高效、安全、舒适、节能」行驶的新一代汽车。

智能网联汽车融合了传感、决策、控制、通信定位及数据平台等功能体系,实现这些功能主要依赖于以下几方面技术。

1.1 环境感知技术

环境感知技术是无人驾驶的感知入口,将先进的通讯技术、信息传感技术、计算机控制技术结合起来系统利用,使用机器视觉识别系统、雷达系统、超声波传感器和红外线传感器等识别路况信息和驾驶员生理状况等。环境感知技术主要应用于先进驾驶辅助系统,如自适应巡航系统、自动刹车辅助系统等,保障智能网联汽车安全、准确到达目的地。

1.2 无线通信技术

无线通信技术是智能网联汽车实现的基础,主要包括数台智能网联汽车之间信息共享与协同控制所必须的通信保障技术、移动自组织网络技术,以及高精度定位技术,高精地图及局部场景构建技术等。无线通信技术主要应用于导航系统、实时交通系统等。

1.3 智能决策技术

在环境探测技术积累的基础上,智能决策并做出控制执行是核心,利用后台丰富的大数据以及车辆监测的道路反馈信息形成整合力,进一步提升安全与舒适性。包括信息融合技术、危险态势分析技术、路径轨迹规划技术、行为决策技术、危险预警技术等。智能决策技术是智能网联汽车领域的重要技术分支,其应用领域较宽,如自适应巡航系统、车道偏离系统、碰撞系统、路径规划系统、车道保持系统等。

1.4 车辆控制技术

包括基于驱动、制动系统的纵向运动控制,基于转向系统的横向运动控制,基于悬架系统的垂向运动控制,基于驱动/制动/转向/悬架的底盘一体化控制,以及利用通信及车载传感器的车队列协同和车路协同控制等。主要运用于自动泊车系统、下坡控制系统等。

1.5 数据平台技术

数据平台技术是智能网联汽车的基础支撑技术,包括云计算、大数据的关联分析和深度挖掘、数据高效存储和检索、数据交换共享等。数据平台技术主要应用于车的和联网系统、实时交通系统等。

2. 数据来源与方法

专利信息是自主创新成果的重要载体,它能够反映某一技术领域创新发展的现状和历程,已成为开展竞争情报的重要信息源。通过专利分析可以预测技术发展趋势、分析研究潜在市场,可为区域、企业制定技术战略布局提供重要参考依据,为科研立项、课题选择、产品攻关以及建立知识产权预警制度提供重要参考。

本研究旨在通过对智能网联汽车的重要技术分支——智能决策技术的相关专利文献进行分析,发现智能决策技术的发展态势,以期为我国政府与企业的战略决策提供参考与借鉴。

本研究采用 Orbit 专利检索系统,其是由法国 Questel 公司提供的全球知识产权信息平台,收录世界范围内专利信息数据,数据范围包括 100 国家及授权机构,1800 年代起各种专利数据,23 国家及机构全文数据,41 个国家及组织外观设计专利数据,可进行检索、浏览、分析、下载、共享,以及分析和管理知识产权组合等。

检索时间为 2018 年 4 月,经人工阅读去噪后,最终获得与智能网联汽车智能决策技术相关的全球专利 6357 项专利族,中国专利 4427 件。因为专利申请到专利公开有 18 个月的滞后期,使得大量专利还处于未公开状态,所以 2017-2018 年的数据仅作对比参考。

3. 结果分析

3.1 发展态势分析

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图 1 智能网联汽车智能决策技术专利申请态势

智能网联汽车智能决策技术专利申请态势参见图 1。经过无人驾驶技术的发展萌芽期,从 1995 年到 2009 年,世界各国在自动驾驶层面投了较大的研发力度,这段时期属于技术的平稳增长期。2010 年之后,智能网联汽车智能决策技术专利申请量快速增长,这也是汽车产业在这段时间内迅猛发展的一个侧面写照,反映了人们对于车辆驾驶舒适性的追求。

中国专利申请态势与全球专利申请态势基本保持一致。2000 年之前,中国相关专利申请量较少,处于发展的萌芽阶段。2001-2010 年,专利申请量进入一个平稳增长的时期,国内汽车厂商、高校、互联网企业紧跟美日欧等发达区域的步伐,逐步开始围绕智能决策技术进行专利布局。2010 年以后,智能决策技术专利申请量进入迅速增长阶段。

3.2 主要技术分支分析

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图 2 智能网联汽车智能决策技术专利布局情况

智能网联汽车智能决策技术专利布局情况参见图 2。总体上,危险预警技术是智能决策技术申请量最大的一个分支,其次是路径轨迹规划技术、危险态势分析技术。智能决策技术各技术分支的发展态势与行业总体发展态势基本一致。

此外,智能决策技术各技术分支的中国专利申请态势与全球专利申请态势基本一致。相比而言,中国研究起步晚于美国、日本、欧洲等区域近 15 年。

3.3 地域分析

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图 3 智能网联汽车智能决策技术专利来源地区分布

智能网联汽车智能决策技术专利来源国分布情况参见图 3。中国国内申请人的申请量在数量上有绝对优势,但是从技术深度来看,整体技术水平较之美日欧等区域仍然具有一定差距,需要在数量增长的同时不断提高技术的先进性。

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图 4 智能网联汽车智能决策技术专利公开国分布

此外,汽车工业发达的美国、日本、德国、韩国申请人比较重视专利布局,申请量分别名列第 2-5 位。智能网联汽车智能决策技术专利公开国分布情况参见图 4。不仅中国国内申请人在中国布局了较多专利,国外申请人也掀起了在中国进行专利布局的热潮,将中国视为重要的目标区域。

同样,汽车工业发达的美国、日本、德国、韩国也是智能决策技术专利申请的主要目标区域。

3.4 主要申请人分析

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图 5 智能网联汽车智能决策技术主要申请人排名

智能网联汽车智能决策技术主要申请人排名情况见图 5。申请量排名前 3 的申请人来自丰田、福特、通用,且该排名与全球汽车行业的排名基本一致。申请量排名前 20 的申请人中,有 8 个知名汽车企业,有三星、博世、电装、IBM 等世界百强零部件企业,有谷歌、百度、HERE 等互联网企业,还有来自国内的 5 所高校。

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图 6 智能网联汽车智能决策技术主要申请人专利布局

智能网联汽车智能决策技术主要申请人专利布局情况见图 6。丰田、福特、通用等国外汽车企业普遍更关注路径轨迹规划技术,相比而言,国内汽车企业更关注危险态势分析和危险预警技术;互联网企业中的谷歌、HERE 同样更关注路径轨迹规划技术,而百度则更关注危险预警技术;此外,国内高校在各个技术分支的专利布局比较均衡,相比其他申请人,高校更关注信息融合技术的理论研究。

4. 结论

通过上述从专利信息角度对智能网联汽车行业的分析,可以看出国内智能网联汽车行业仍存在一些问题,针对这些问题,本文对国内企业提出相关建议。

4.1 中国研究起步较晚,且产业化实施少

世界各国尤其是美国、日本、欧洲等汽车工业发达区域对于智能网联汽车智能决策技术领域研究较早,最早的萌芽技术出现在上世纪 80 年代。世界各国在自动驾驶层面投了较大的研发力度。全球知名的汽车厂商如丰田、福特、通用、日产、本田等已开始专利布局,并在多个领域形成了核心技术优势。投身于汽车产业的全球互联网公司也积极发力,以谷歌为代表的互联网企业也给汽车厂商带来了巨大的技术支撑。

相较于全球范围内相关技术的研究,中国起步较晚。同时,目前大多相关解决方案仍来自国外服务供应商,国内对于本领域的研究较多地局限于高校的理论研究,自主研发的专利成果产业化实施较少,距离产业化阶段还有相当大的差距。

4.2 国内产业结构尚未形成完整体系

汽车行业本身非常重视智能网联汽车,其他行业也期待利用这个机会进入汽车行业,国内互联网企业希望效法谷歌进军汽车行业,但是简单的行业融合并没有为智能网联汽车带来想象中的飞跃,车企和互联网企业之间互相碰撞,离产业化阶段还有相当大的差距。

对于智能网联汽车来说,无论多强的企业也无法独挑大梁,需要各个行业、各个系统都加入进来,组成分工并组成产业体系,推动汽车产业与交通、电子信息产业的融合。打破汽车行业、信息通信行业、交通行业之间存在的行业壁垒,在车载智能设备开发、专用通信系统开发、车路协同应用系统开发等方面形成合力,通过国家支持、企业支撑、合作分享等方式,协力促进汽车智能化与网联化关键技术突破,共同建立完整的产业结构,构建未来城市智能驾驶生态圈。

参考文献

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