從專利角度看我國無人機(jī)技術(shù)發(fā)展

李玉學(xué)，許 坤

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從專利角度看我國無人機(jī)技術(shù)發(fā)展

李玉學(xué)1，許 坤2

文章通過檢索專利文獻(xiàn)，研究了我國無人機(jī)發(fā)展現(xiàn)狀及其相關(guān)專利申請趨勢，并利用專利檢索系統(tǒng)研究了各大申請人對于專利維護(hù)的現(xiàn)狀，發(fā)現(xiàn)大部分高校對于專利維護(hù)存在不足；使用技術(shù)發(fā)展階段測量參數(shù)這一參數(shù)指標(biāo)，分析了無人機(jī)技術(shù)目前所處發(fā)展階段；歸納了無人機(jī)相關(guān)專利的技術(shù)分布和申請人分布，總結(jié)了各大申請人對于相關(guān)專利的申請現(xiàn)狀；最后通過申請人技術(shù)發(fā)展對比，研究了無人機(jī)科技的發(fā)展?fàn)顩r。文章對無人機(jī)相關(guān)專利發(fā)展做了系統(tǒng)的總結(jié)與分析，從專利角度研究了無人機(jī)技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀，為幫助我國相關(guān)企業(yè)和科研院所有效的規(guī)避專利風(fēng)險，并為其有效依托現(xiàn)有的專利技術(shù)開展創(chuàng)新，規(guī)劃相關(guān)技術(shù)的發(fā)展路線，建立和完善專利戰(zhàn)略提供參考。

無人機(jī)；專利；技術(shù)發(fā)展階段測量參數(shù)

一、引 言

無人機(jī)全名是無人駕駛飛機(jī)，是利用無線電遙控設(shè)備或者自備的程序控制裝置操縱的不載人飛機(jī)。早在20世紀(jì)40年代二戰(zhàn)中，無人機(jī)就已經(jīng)出現(xiàn)，主要作為靶機(jī)用于訓(xùn)練防空炮手，而后的無人機(jī)更多地用于執(zhí)行軍事任務(wù)[1]?？紤]到未來戰(zhàn)爭對軍用無人機(jī)技術(shù)快速發(fā)展的需要以及巨大的民用市場潛力，2012年2月14日美國總統(tǒng)奧巴馬簽署了 《2012 聯(lián)邦航空管理局(FAA)現(xiàn)代化與改革法》，該法要求美國聯(lián)邦航空管理局將公共和私人無人機(jī)的使用整合到國家航空管理系統(tǒng)中， 核心是向民用無人機(jī)開放空域，促進(jìn)無人機(jī)技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用[2]。

隨著無人機(jī)的發(fā)展，制造成本和進(jìn)入門檻降低，無人機(jī)在民用領(lǐng)域顯示出了巨大應(yīng)用潛力，無人機(jī)已出現(xiàn)在航拍、農(nóng)業(yè)、測繪、勘查石油管線、災(zāi)難救助等多個領(lǐng)域，其背后所蘊(yùn)藏的商業(yè)價值正在被不斷挖掘，它很有可能將像智能手機(jī)那樣，給產(chǎn)業(yè)模式和商業(yè)利益帶來革命性影響[3]。而目前市場上的消費(fèi)機(jī)無人機(jī)覆蓋了幾百元的兒童玩具到幾十萬的專業(yè)級無人飛行器。美國《航空與太空技術(shù)周刊》刊登的分析報告稱，自2014年算起，未來十年，世界無人機(jī)市場規(guī)模將達(dá)到673億美元?？梢?，未來無人機(jī)領(lǐng)域存在一個巨大的市場[4]。

我國無人機(jī)研發(fā)起步較晚，但隨著科技水平的大幅飛躍， 無人機(jī)技術(shù)取得了長足發(fā)展，已經(jīng)走上了頗具特色的全面發(fā)展道路。本文從專利角度分析了國內(nèi)無人機(jī)的發(fā)展，概述了目前國內(nèi)無人機(jī)的發(fā)展趨勢，對專利申請分布進(jìn)行了系統(tǒng)的研究。通過技術(shù)發(fā)展階段測量參數(shù)來分析無人機(jī)在我國目前的發(fā)展?fàn)顩r，從申請人技術(shù)發(fā)展對比角度分析了目前我國各研究單位在無人機(jī)領(lǐng)域的研究狀況。本文旨在幫助我國相關(guān)企業(yè)和科研院所有效地規(guī)避專利風(fēng)險，并為其有效依托現(xiàn)有的專利技術(shù)開展創(chuàng)新，規(guī)劃相關(guān)技術(shù)的發(fā)展路線，建立和完善專利戰(zhàn)略提供參考。

二、國內(nèi)無人機(jī)相關(guān)專利申請狀況

1.總體情況

無人機(jī)產(chǎn)品涉及機(jī)械、電子控制等多個技術(shù)領(lǐng)域，其系統(tǒng)主要由飛機(jī)平臺系統(tǒng)、信息采集系統(tǒng)和地面控制系統(tǒng)組成。快速發(fā)展的無人機(jī)技術(shù)和未來廣闊的市場讓無人機(jī)廠商及研發(fā)人員清楚地認(rèn)識到自身技術(shù)的重要性，越來越多的無人機(jī)相關(guān)技術(shù)被申請了專利。無人機(jī)專利申請量逐年增長，自2010年進(jìn)入高速發(fā)展期。截至2016年5月1日，國內(nèi)共申請有關(guān)無人機(jī)的專利6 683件，申請人數(shù)1 927個，平均專利數(shù)3.47個，其中發(fā)明3 357件，實(shí)用新型2 822件；而在2015年10月26日檢索的結(jié)果是4 682件，申請人數(shù)量為：1 336，平均專利數(shù)為3.50件，其中發(fā)明2 271件，實(shí)用新型1 730件，外觀設(shè)計(jì)252件。從檢索數(shù)據(jù)可以看出，短短大概六個月時間，有關(guān)無人機(jī)的專利總數(shù)增加了約42.7%，這說明目前國內(nèi)有關(guān)無人機(jī)的研究已經(jīng)成爆發(fā)式增長。

2.申請趨勢

以公開日為準(zhǔn)，近10年的專利申請數(shù)量曲線圖(圖1)可以看出，外觀設(shè)計(jì)的專利直到2013年才有較大的增加，而發(fā)明專利和實(shí)用新型專利申請數(shù)量大體相當(dāng)。從2010年開始，專利申請總量開始大幅度增長，在2010年之前，專利每年的申請量都非常有限。在2010年之前，無人機(jī)主要應(yīng)用于在軍事領(lǐng)域，而關(guān)于軍事方面的技術(shù)大多涉及軍事機(jī)密，即使有新的技術(shù)出現(xiàn)，也很少申請專利。隨著技術(shù)的發(fā)展，無人機(jī)越來越多地應(yīng)用于測繪、災(zāi)難預(yù)警、農(nóng)業(yè)、航拍等民用領(lǐng)域，從專利申請來看，近幾年的申請基本上都是關(guān)于民用無人機(jī)或者飛行器的。從專利申請上可以看出，民用無人機(jī)的發(fā)展已經(jīng)勢不可擋，未來民用無人機(jī)將有巨大的市場和產(chǎn)業(yè)價值。

圖1 近10年無人機(jī)相關(guān)專利申請數(shù)量

3.技術(shù)發(fā)展階段測量參數(shù)

我們使用技術(shù)發(fā)展階段測量參數(shù)來通過專利信息反映目前無人機(jī)相關(guān)技術(shù)的發(fā)展階段。以下是幾個參數(shù)表達(dá)式及含義[5]：

技術(shù)生長率(V) V=a/A，連續(xù)計(jì)算數(shù)年,若V值遞增,說明該領(lǐng)域技術(shù)正在萌芽或生長階段；

技術(shù)成熟系數(shù)(α)α=a/(a+b)，連續(xù)計(jì)算數(shù)年,若α值遞減,則反映技術(shù)日趨成熟；

技術(shù)衰老系數(shù)(β)β=(a+b)/(a+b+c)，連續(xù)計(jì)算數(shù)年,若β值變小,預(yù)示該技術(shù)日漸陳舊；

新技術(shù)特征系數(shù)(N) N=sqrt(V2+α2)，反映某項(xiàng)技術(shù)新興或衰老的綜合指標(biāo)。N值越大,新技術(shù)特征越強(qiáng),預(yù)示它越具有發(fā)展?jié)摿Α?/p>

其中:a:當(dāng)年某技術(shù)領(lǐng)域的發(fā)明專利申請(公布)數(shù)量；b:當(dāng)年某技術(shù)領(lǐng)域的實(shí)用新型專利申請(公布)數(shù)量；c:當(dāng)年某技術(shù)領(lǐng)域的外觀設(shè)計(jì)專利或商標(biāo)申請(公布)數(shù)量；A:追溯5年某技術(shù)領(lǐng)域的發(fā)明專利申請(公布)累積數(shù)量。

經(jīng)過檢索與計(jì)算，得出各項(xiàng)參數(shù)，如表1：

表1 2008年～2015年技術(shù)發(fā)展階段測量參數(shù)

圖2 2008年～2015年技術(shù)發(fā)展階段測量參數(shù)趨勢

從分析結(jié)果圖2可以看出來，技術(shù)生長率(V)在2014年之前一直沒有太大變化，而2015年的數(shù)值降低很多，說明隨著無人機(jī)的發(fā)展，技術(shù)生長率在降低，其相關(guān)技術(shù)已經(jīng)日趨成熟。

技術(shù)成熟系數(shù)(α)，技術(shù)衰老系數(shù)(β)，新技術(shù)特征系數(shù)(N)三個參數(shù)顯示，2008年至2010年變化不大，從2010年至今，總體趨勢在下降，說明無人機(jī)相關(guān)技術(shù)已經(jīng)走過萌芽階段，正在日趨成熟。

4.主要專利申請人

如表2，申請人中前十名中高校有四所，分別是：北京航空航天大學(xué)、南京航空航天大學(xué)、清華大學(xué)、西北工業(yè)大學(xué)；國有企業(yè)和科研院所有兩個，分別為國家電網(wǎng)公司和中國航天空氣動力技術(shù)研究院；民營企業(yè)有三家，分別是深圳市大疆創(chuàng)新科技有限公司和江蘇艾銳泰克無人飛行器科技有限公司、湖北易瓦特科技有限公司。其中值得注意的是，第十名為一名個人申請者。我們發(fā)現(xiàn)其79條檢索記錄中，申請日在2015年的有78條，申請日在2016年的有1條。由于信息有限我們無法得知此個人申請者為何短時間內(nèi)申請了大量相關(guān)專利。深圳市大疆創(chuàng)新科技有限公司是民用無人飛行器的領(lǐng)軍企業(yè)，大疆的產(chǎn)品已經(jīng)占據(jù)全球70%的市場份額，客戶遍布全球100多個國家。[6]其所申請的專利涉及無人機(jī)的各個方面，包括數(shù)據(jù)處理201480002457.4，多旋翼無人飛行器201380054207.0，控制裝置201310416760.6等等方面。

高校以北航(北京航空航天大學(xué)，下同)為例，其申請與其學(xué)校本身的研究方向有很大關(guān)系。深圳市大疆創(chuàng)新科技有限公司的申請涉及無人機(jī)的各個方面，著重于商業(yè)領(lǐng)域的保護(hù)，而北航的申請多側(cè)重于無人機(jī)的控制方法與控制系統(tǒng)，而且北航早期的申請，可以發(fā)現(xiàn)有授權(quán)但是未交年費(fèi)的專利，例如201010276673.1、201010034255.1、200910091068.4，等等。經(jīng)查閱，北航有137項(xiàng)專利到期未交年費(fèi)，占總專利數(shù)的48%，而深圳市大疆創(chuàng)新科技有限公司在專利維護(hù)方面做得要比高校好很多，到期未交年費(fèi)的專利數(shù)為0，這說明高校與商業(yè)公司相比，高校更注重于基本原理的研究和技術(shù)的創(chuàng)新，而對于專利的維護(hù)重視較少。目前高校所申請的專利很少直接涉及商業(yè)糾紛，所申請專利大部分為防守型專利，是一種為了保障自己的研究順利進(jìn)行而不受影響的措施。從這一點(diǎn)也可以看出，目前高校的科研成果轉(zhuǎn)化率不高。加強(qiáng)高校專利的管理與轉(zhuǎn)化，應(yīng)該是高校專利戰(zhàn)略的主抓重點(diǎn)，同時授權(quán)專利的維護(hù)與轉(zhuǎn)化也是高校專利管理中亟待解決的問題。

表2 無人機(jī)相關(guān)專利國內(nèi)前十名申請人

圖3 無人機(jī)相關(guān)專利國內(nèi)前十名申請人

如國家電網(wǎng)公司等國有公司，他們更注重于在本領(lǐng)域?qū)＠纳暾?，從而保護(hù)本領(lǐng)域的利益。國家電網(wǎng)公司的專利多涉及到帶電作業(yè)等，如201420210493.7；以及電力巡線方面，如201420847159.2。而經(jīng)過檢索，國家電網(wǎng)公司沒有授權(quán)未交年費(fèi)的現(xiàn)象。可以看出，國家電網(wǎng)公司對于專利的維護(hù)有著足夠的重視。

5.申請的技術(shù)分布

表3 無人機(jī)相關(guān)專利分類號按大類統(tǒng)計(jì)分布

表4 無人機(jī)相關(guān)專利分類號按小類統(tǒng)計(jì)分布

圖4 無人機(jī)相關(guān)專利分類號按大類統(tǒng)計(jì)分布餅狀圖

圖5 無人機(jī)相關(guān)專利分類號按小類統(tǒng)計(jì)分布餅狀圖

如表5、圖6，無人機(jī)相關(guān)專利申請按大類分主要集中于：B64C、B64D和G05D。這三類申請占到了總申請的44.11%。在B64C的申請中，前五名申請者為：江蘇艾銳泰克無人飛行器科技有限公司、重慶金泰航空工業(yè)有限公司、北京航空航天大學(xué)、成都好飛機(jī)器人科技有限公司、南京航空航天大學(xué)。目前的專利申請中比較注重?zé)o人機(jī)類型的申請，比如超高空低速定位飛行無人駕駛飛機(jī) 200720115786.7，而對于飛行器上的裝置B64D申請量也比較大。主要申請主要分布在G05和G01，對于無人機(jī)來說，其控制系統(tǒng)是一個非常關(guān)鍵的技術(shù)因素，而測量與測繪目前正是無人機(jī)的一個重大應(yīng)用，在這方面，也有較大的申請量。

6.申請人技術(shù)發(fā)展對比

從圖6表5中可以看出來高校對無人機(jī)的研究起步相對較早。早在2004年清華大學(xué)就已經(jīng)申請過專利，從表中可以看出，北航在2013年申請數(shù)最大，清華大學(xué)在2010年申請數(shù)最大，此后專利申請數(shù)量都不斷減小，而南航在2013年后專利申請數(shù)量也沒有明顯增加趨勢。而國家電網(wǎng)和深圳市大疆創(chuàng)新科技有限公司等企業(yè)從2011年才開始大規(guī)模的申請專利，并且直到現(xiàn)在有逐漸增加的趨勢。高校的科研體系，大部分以科學(xué)研究為主，主要注重原理性研究而非術(shù)上的革命性創(chuàng)新；相對于高校的科研體系來說，企業(yè)的研發(fā)主要側(cè)重于應(yīng)用，利用現(xiàn)有的原理與技術(shù)來解決產(chǎn)品或者項(xiàng)目中的實(shí)際問題，達(dá)到某種所要求的功效。而高校的科研對于科學(xué)技術(shù)的發(fā)展具有一定的前瞻性。從專利申請情況來看，無人機(jī)目前相關(guān)技術(shù)在科學(xué)上的創(chuàng)新已經(jīng)越來越少，但是隨著技術(shù)的發(fā)展，無人機(jī)在越來越多的領(lǐng)域應(yīng)用，上的創(chuàng)新越來越多。

表5 2005年～2015年主要申請人技術(shù)發(fā)展對比

圖6 2005年～2015年主要申請人技術(shù)發(fā)展對比柱狀圖

三、結(jié) 語

在無人機(jī)的技術(shù)發(fā)展中，各大高校在技術(shù)進(jìn)步和技術(shù)革新上做出了相當(dāng)大的貢獻(xiàn)。對于無人機(jī)的研究，高校要顯著早于各大企業(yè)。但從專利角度來看，目前高校對于無人機(jī)的研究越來越少，關(guān)于無人機(jī)的新的技術(shù)革新逐漸減少，而企業(yè)對于無人機(jī)的研究越來越多，關(guān)于無人機(jī)的應(yīng)用的研究越來越多。在國內(nèi)申請的專利中，國外公司和機(jī)構(gòu)較少，主要申請人為國內(nèi)發(fā)展較早企業(yè)、高校。通過技術(shù)發(fā)展參數(shù)來看，關(guān)于無人機(jī)重大的科技變革已越來越少，目前無人機(jī)技術(shù)已經(jīng)日趨成熟，已經(jīng)在民用的各個方面得到了廣泛的應(yīng)用。

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10.19327/j.cnki.zuaxb.1007-1199.2016.05.014

1.國家知識產(chǎn)權(quán)局專利協(xié)作河南分中心；

2.鄭州航空工業(yè)管理學(xué)院)

(責(zé)任編校：馬小軍，田 旭)