專(zhuān)利角度看春晚上的炫酷科技——無(wú)人機

導讀：無(wú)人機和機器人一起舞蹈恐怕是猴年春晚上最炫酷的一個(gè)節目了。本文從專(zhuān)利的角度看一看無(wú)人機這個(gè)高科技領(lǐng)域的競爭態(tài)勢?！　　　?/p>

　　無(wú)人駕駛飛機簡(jiǎn)稱(chēng)“無(wú)人機”（Unmanned Aerial Vehicle，UAV，Drone），是利用無(wú)線(xiàn)電遙控設備和自備的程序控制裝置操縱的不載人飛機。最早的無(wú)人機出現在20世紀早期，當時(shí)主要用作靶機，而后在軍事應用方面例如隱形、預警、戰斗等得到了更為廣泛的應用。隨著(zhù)無(wú)人機向民用領(lǐng)域的逐步擴展，其大量的應用被逐漸發(fā)掘出來(lái)，例如消防、能源、地球觀(guān)測、農林、交通、商業(yè)廣播、環(huán)保、氣象、影視航拍等領(lǐng)域。Amazon、Google、DHL、順豐甚至計劃采用無(wú)人機進(jìn)行貨物派送。

　　無(wú)人機按照飛行平臺主要可分為固定翼無(wú)人機、多旋翼無(wú)人機和無(wú)人直升機等三類(lèi)。無(wú)人機按應用性質(zhì)分為軍用級無(wú)人機、民用級無(wú)人機和消費級無(wú)人機。軍用級無(wú)人機、民用級無(wú)人機和消費級無(wú)人機無(wú)論是技術(shù)、造價(jià)、性能等各方面均差異巨大，例如目前世界上性能最先進(jìn)的無(wú)人機--全球鷹GlobalHawk，空重3850Kg，航程26000km，續航時(shí)間42小時(shí)，造價(jià)4500～5000萬(wàn)美元，而最小的無(wú)人機SKEYEPico，重只有拇指大小，續航時(shí)間7～8分鐘，售價(jià)不足35美元。而消費級無(wú)人機通常多采用多旋翼平臺。

　　2006-2010年，國內外的消費級無(wú)人機公司如雨后春筍般出現。2010年，法國的Parrot公司發(fā)布了世界上第一款真正受到大眾關(guān)注的四旋翼無(wú)人機AR. Drone，大獲成功。在A(yíng)R. Drone的引領(lǐng)下，全球范圍內掀起了一股將多旋翼商業(yè)化的熱潮，多旋翼飛行器進(jìn)入快速發(fā)展期。目前，中國的DJI（大疆創(chuàng )新）、美國的3D Robotics、法國的Parrot成為這一市場(chǎng)的龍頭企業(yè)。

　　根據美國蒂爾集團（Teal Group）2014年發(fā)布的全球無(wú)人機市場(chǎng)預測，全球軍用和民用無(wú)人機銷(xiāo)售額將由2015年的64億美元增至2024年的115億美元，十年（2015-2024年）市場(chǎng)總額將超過(guò)910億美元。根據產(chǎn)業(yè)信息網(wǎng)發(fā)布的《2015-2022年中國無(wú)人機行業(yè)研究及未來(lái)前景預測報告》，我國僅電力巡線(xiàn)、石油管道巡檢、森林防火、公共安全四個(gè)民用領(lǐng)域的需求規模為150-300億元?？梢钥闯?，不管是國內、還是國外，無(wú)人機行業(yè)都蘊藏著(zhù)巨大的經(jīng)濟利益。國務(wù)院于2015年5月8日公布了《中國制造2025》，其中提到要大力推動(dòng)重點(diǎn)領(lǐng)域突破發(fā)展，其中需要加快大型飛機研制，適時(shí)啟動(dòng)寬體客機研制，鼓勵國際合作研制重型直升機；推進(jìn)干支線(xiàn)飛機、直升機、無(wú)人機和通用飛機產(chǎn)業(yè)化，這為未來(lái)無(wú)人機產(chǎn)業(yè)的發(fā)展注入了推動(dòng)力，無(wú)人機產(chǎn)業(yè)必將擁有更為廣闊的發(fā)展前景。

　　下文將從專(zhuān)利角度對我國無(wú)人機領(lǐng)域的申請進(jìn)行梳理，以探求無(wú)人機領(lǐng)域專(zhuān)利申請整體情況，為無(wú)人機從業(yè)者提供一定的信息支撐。

　　二、無(wú)人機領(lǐng)域專(zhuān)利申請分析

　　由于專(zhuān)利具有排他性，因此對無(wú)人機領(lǐng)域的專(zhuān)利申請進(jìn)行宏觀(guān)定量分析，可以反映出該行業(yè)的整體發(fā)展狀況、發(fā)展模式，對于判斷產(chǎn)業(yè)的發(fā)展方向、發(fā)展階段以及市場(chǎng)規模等都具有重要的意義。本文分析數據來(lái)源于國家知識產(chǎn)權局CNABS摘要數據庫。采用關(guān)鍵詞輔以相關(guān)國際專(zhuān)利分類(lèi)號IPC進(jìn)行檢索。由于2015年的部分專(zhuān)利申請處于未被公開(kāi)的狀態(tài)，導致2015年的專(zhuān)利申請公開(kāi)量小于實(shí)際申請量，在此列出僅是為了保證數據的完整性，而不作為具體分析的依據。

　　1.申請概況

　　無(wú)人機領(lǐng)域涉及的專(zhuān)利申請數量總計5458件，其中發(fā)明專(zhuān)利申請3152件，實(shí)用新型專(zhuān)利申請2064件，外觀(guān)設計專(zhuān)利申請242件，發(fā)明專(zhuān)利申請占比為57.75%，實(shí)用新型專(zhuān)利申請占比為37.82%，外觀(guān)設計專(zhuān)利申請占比為4.43%。目前已經(jīng)被授予專(zhuān)利權的發(fā)明專(zhuān)利申請為604件，授權比例為19.16%，見(jiàn)圖1。

　　圖1發(fā)明、實(shí)用新型和外觀(guān)設計占比

　　圖2給出了無(wú)人機領(lǐng)域專(zhuān)利申請量年度變化趨勢。無(wú)人機領(lǐng)域的專(zhuān)利申請在2001年左右開(kāi)始起步。直至2009年，該領(lǐng)域的專(zhuān)利申請量才有一定幅度上升，之后幾年緩慢增長(cháng)。實(shí)際上，我國無(wú)人機領(lǐng)域專(zhuān)利申請很早就開(kāi)始，最早的專(zhuān)利申請于1986年就已經(jīng)提交，是由中國人民解放軍第二炮兵第三研究所提交的用于無(wú)人機定高飛行控制的電子數字顯示高度的裝置。2002年以前，每年的專(zhuān)利申請量都維持在10件以下，同時(shí)申請人數量也在10個(gè)以下。個(gè)別年份，如2000年甚至沒(méi)有專(zhuān)利申請提交。到了2009年，專(zhuān)利申請量首次突破100件，申請人數量也超過(guò)90家，表明該領(lǐng)域的技術(shù)研發(fā)和專(zhuān)利申請進(jìn)入較為活躍的時(shí)期。2010-2014年的申請量年增長(cháng)率均在30%以上，其中2014年的增長(cháng)率為40.77%，申請量躍升至1636件。以上數據也印證了近年來(lái)我國無(wú)人機行業(yè)的快速增長(cháng)和無(wú)人機技術(shù)快速突破的現實(shí)。

　　圖2無(wú)人機專(zhuān)利申請年度趨勢

　　2.無(wú)人機領(lǐng)域IPC技術(shù)構成

　　無(wú)人機領(lǐng)域專(zhuān)利按照分類(lèi)號進(jìn)行統計，排名前十位的IPC如表1所示?？梢钥吹?，G05D1/10（陸地、水上、空中或太空中的運載工具的三維的位置或航道的同制）的申請量最高，達到了398件，顯示無(wú)人機空中飛行的控制仍然是業(yè)界重點(diǎn)要解決的技術(shù)問(wèn)題。B64C27/08（有兩個(gè)或多個(gè)旋翼的旋翼機）、B64F1/06（用彈射器的發(fā)射裝置）和B64D47/08（與飛機配合的照相機布置）位列第2-4位，分別達到了280件、244件和235件，反映出兩翼或多翼的旋翼機是無(wú)人機產(chǎn)品主要采用的方式，同時(shí)無(wú)人機的發(fā)射、回收成為關(guān)注熱點(diǎn)，另外可以看出無(wú)人機主要用途包括空中拍攝，農業(yè)領(lǐng)域等。

　　3.國內主要申請人

　　表2-3給出了無(wú)人機領(lǐng)域前十位申請人的整體情況，可以看出，在無(wú)人機領(lǐng)域前十位專(zhuān)利申請人中居首位的是北京航空航天大學(xué)，其活躍年期最長(cháng)，在無(wú)人機領(lǐng)域的研發(fā)投入已經(jīng)超過(guò)了12年，另外申請人為北京航空航天大學(xué)，公開(kāi)號為CN101270993A，發(fā)明名稱(chēng)為一種遠程高精度自主組合導航定位方法、公開(kāi)號為CN101122974A，發(fā)明名稱(chēng)為基于Voronoi圖和蟻群優(yōu)化算法的無(wú)人機航路規劃方法均被引用15次，成為我國無(wú)人機領(lǐng)域的基礎專(zhuān)利。南京航空航天大學(xué)和清華大學(xué)活躍年期也在7-9年，說(shuō)明高校是我國無(wú)人機領(lǐng)域的主要技術(shù)開(kāi)拓者。國家電網(wǎng)的申請量?jì)H次于北京航空航天大學(xué)，其從2010年才開(kāi)始介入無(wú)人機領(lǐng)域，但是發(fā)展較快，后來(lái)居上。另外發(fā)現國家電網(wǎng)的技術(shù)優(yōu)勢主要在高壓輸電線(xiàn)巡檢、清除異物等方面。

　　與其他領(lǐng)域如石墨烯領(lǐng)域等動(dòng)輒全部是高?；虼蟛糠謱儆趪馍暾埲舜嬖诿黠@不同，該領(lǐng)域的申請人多為國內科研院?；蛎衿?，其中四家申請人為民企，四家申請人為高校，這其中沒(méi)有國外申請人，這也從另一方面表明民用消費級無(wú)人機尤其是多旋翼無(wú)人機準入門(mén)檻相對較低。

　　總體來(lái)看，無(wú)人機領(lǐng)域前10位申請人的專(zhuān)利申請量占總申請量的19.70%，可見(jiàn)該領(lǐng)域的專(zhuān)利申請集中度比較高，并且大部分申請人在2009年以后才進(jìn)入無(wú)人機領(lǐng)域進(jìn)行專(zhuān)利申請，技術(shù)積累時(shí)間有限，說(shuō)明我國無(wú)人機行業(yè)目前仍處于快速發(fā)展階段。

　　表2國內主要申請人申請量年度分布

　　4.技術(shù)來(lái)源情況

　　在對申請人國家/地區進(jìn)行統計后發(fā)現，96.37%的專(zhuān)利申請屬于國內申請，只有198件約占3.63%的申請來(lái)自國外，如美國、法國、日本、韓國、以色列和德國等發(fā)達國家/地區，參見(jiàn)圖3。而這其中美國的申請79件，占國外申請量的41%，歐洲緊隨其后為14%?？傮w來(lái)看，國外無(wú)人機生產(chǎn)企業(yè)尚未對我國展開(kāi)大規模專(zhuān)利布局。

　　同時(shí)，通過(guò)分析也并沒(méi)有發(fā)現國外大型飛機、直升機制造商如波音公司、霍尼韋爾公司、貝爾直升機德事隆公司、歐洲直升機公司、洛克希德·馬丁公司、雷神公司、以色列航空工業(yè)公司、通用原子公司、泰雷茲集團、空中客車(chē)公司以及諾思羅普·格魯門(mén)公司等在中國進(jìn)行大量專(zhuān)利布局，這或許由于他們擔心核心技術(shù)、技術(shù)秘密被公開(kāi)或所在政府禁止其向國外申請專(zhuān)利有關(guān)。

　　圖3國外申請量占比

　　5.申請量地域分布

　　圖4 申請量地域分布

　　從圖4可以看出，北京、江蘇、廣東、陜西專(zhuān)利申請量較大，其中北京、江蘇和陜西因聚集了大量高校和科研院所，故具有較強的研發(fā)能力。而廣東制造業(yè)發(fā)達，生產(chǎn)實(shí)踐中對無(wú)人機技術(shù)也多有創(chuàng )新或改進(jìn)，因此其申請量較多，另外一個(gè)原因是大疆創(chuàng )新科技有限公司、深圳一電航空技術(shù)有限公司、深圳九星智能航空科技有限公司等數家無(wú)人機生產(chǎn)企業(yè)均位于深圳市。上述省市無(wú)人機專(zhuān)利申請量總和為4108件，占無(wú)人機專(zhuān)利申請量的75.27%。

　　6.典型申請人聚焦

　　深圳市大疆創(chuàng )新科技有限公司成立于2006年，致力于專(zhuān)業(yè)航拍無(wú)人機的研發(fā)和生產(chǎn)，客戶(hù)遍布全球40多個(gè)國家，生產(chǎn)的消費級無(wú)人機占據了全球消費級無(wú)人機約70%的市場(chǎng)份額，主要市場(chǎng)集中在歐美國家，2014年銷(xiāo)量高達30億元人民幣?！栋职秩ツ膬骸?、《舌尖上的中國》以及美劇《國土安全》等很多航拍鏡頭都采用大疆創(chuàng )新的無(wú)人機完成。此外，憑借“一種基于GPS/INS智能導航系統的無(wú)人機飛行控制器”，榮獲2013年度深圳市科技進(jìn)步獎技術(shù)開(kāi)發(fā)類(lèi)一等獎。另外，美國《時(shí)代》雜志發(fā)布了2014年度十大科技產(chǎn)品，大疆創(chuàng )新的大疆精靈Phantom2 Vision+位列第三。

　　通過(guò)對其專(zhuān)利情況進(jìn)行分析，大疆創(chuàng )新共有專(zhuān)利及專(zhuān)利申請445件，其中實(shí)用新型224件，外觀(guān)設計89件，發(fā)明申請132件，同時(shí)大疆創(chuàng )新也有多件PCT申請，并進(jìn)入美國、加拿大、歐洲、日本、韓國和我國臺灣等國家/地區。大疆創(chuàng )新進(jìn)行專(zhuān)利布局，形成了發(fā)明、實(shí)用新型和外觀(guān)設計的組合保護模式。其中涉及無(wú)人機主要技術(shù)的專(zhuān)利或專(zhuān)利申請共94件，自2008年申請第一件專(zhuān)利，此后幾乎每年都有專(zhuān)利申請，呈快速上升趨勢，在2014年激增至267件，是2013年申請量的4.6倍，申請趨勢見(jiàn)圖5。不過(guò)，目前大疆創(chuàng )新只有1件發(fā)明申請處于授權保護狀態(tài)，其余大部分發(fā)明申請由于申請時(shí)間較晚，目前處于實(shí)質(zhì)審查階段，而實(shí)用新型和外觀(guān)設計基本上均處于授權保護狀態(tài)。對于大疆創(chuàng )新的IPC構成參見(jiàn)表4?？梢钥闯?，其技術(shù)關(guān)注點(diǎn)多集中于無(wú)人機的拍攝或穩定等方面。

　　圖5大疆創(chuàng )新申請量年度變化趨勢

　　總之，大疆創(chuàng )新無(wú)疑是成功的，但從專(zhuān)利角度來(lái)看，尚屬于起步階段。如何保護好自身技術(shù)，捍衛自己的合法權益，避免仿造假冒則是走在前列的大疆創(chuàng )新應該提前考慮的。如何做好專(zhuān)利挖掘，形成專(zhuān)利布局，特別是海外市場(chǎng)的專(zhuān)利預警等，對于大疆創(chuàng )新而言任重而道遠。

　　三、總結

　　隨著(zhù)近年來(lái)的發(fā)展，無(wú)人機已經(jīng)逐漸走向民用市場(chǎng)，國內大量企業(yè)、個(gè)人介入該領(lǐng)域中，目前我國無(wú)人機主要集中于民用消費領(lǐng)域。雖然無(wú)人機專(zhuān)利申請量急劇增長(cháng)，申請人的數量也在快速增加，同時(shí)應用和技術(shù)領(lǐng)域得到迅速擴展，但是整體而言依然以研究為主，缺乏核心專(zhuān)利，在關(guān)鍵技術(shù)上與國外仍存在一定差距。不過(guò)，國外尚未開(kāi)始在我國進(jìn)行大規模的專(zhuān)利申請、布局，我國的相關(guān)企業(yè)應該抓住機遇進(jìn)一步加強專(zhuān)利申請、布局和應用，同時(shí)積極尋求在國外進(jìn)行專(zhuān)利申請、布局以擴大自己的市場(chǎng)。（作者：衛立現　 馬劍峰　 艾變開(kāi) 作者單位：國家知識產(chǎn)權局專(zhuān)利局專(zhuān)利審查協(xié)作北京中心材料部）