基于專利數(shù)據(jù)分析人工智能自動駕駛技術(shù)創(chuàng)新路徑

摘要：當前自動駕駛技術(shù)的應(yīng)用表明，人工智能在這一領(lǐng)域的發(fā)展為我國汽車領(lǐng)域帶來了全新的方向。故此，針對當前自動駕駛技術(shù)的發(fā)展情況，客觀闡述現(xiàn)階段自動駕駛技術(shù)需要改進和優(yōu)化的問題，基于專利數(shù)據(jù)分析人工智能技術(shù)在自動駕駛領(lǐng)域的應(yīng)用以及技術(shù)創(chuàng)新路徑，并為我國自動駕駛技術(shù)在未來汽車領(lǐng)域發(fā)展提供全新的方向和技術(shù)支持。

關(guān)鍵詞：專利數(shù)據(jù)分析；人工智能；自動駕駛技術(shù)；創(chuàng)新

人工智能是在信息化背景下應(yīng)運而生的產(chǎn)物，其主要是利用計算機進行模擬延伸，同時形成環(huán)境感知能力，并在此基礎(chǔ)上建立相應(yīng)的應(yīng)用系統(tǒng)。人工智能技術(shù)廣泛應(yīng)用于人們的日常生活中，對于全球經(jīng)濟發(fā)展和社會進步起到了非常重要的積極影響。尤其在自動駕駛技術(shù)方面的應(yīng)用更能說明，在“互聯(lián)網(wǎng)+”背景下，它有可能成為我國汽車制造與發(fā)展中的一次全新嘗試。專利技術(shù)的形成和創(chuàng)新對于自動駕駛技術(shù)的應(yīng)用將會起到關(guān)鍵作用，它能夠清晰地指引自動駕駛技術(shù)的未來發(fā)展方向，并為我國自動駕駛技術(shù)的研發(fā)和進步提供重要的支持和保障。

一、當前自動駕駛技術(shù)的發(fā)展情況

（一）自動駕駛等級

自動駕駛技術(shù)的出現(xiàn)最早依靠人工智能、雷達和GPS的協(xié)同實現(xiàn)。因此，自動駕駛技術(shù)是一個綜合系統(tǒng)，集合了環(huán)境感知、規(guī)劃決策等不同的功能。其中包括計算機技術(shù)的應(yīng)用、現(xiàn)代化傳感器、信息搜集與融合、人工智能和自動控制等多種技術(shù)內(nèi)容，體現(xiàn)了現(xiàn)代化高科技信息技術(shù)的綜合性。總的來說，自動駕駛技術(shù)的發(fā)展可以分為以下幾個階段：

第一階段是輔助駕駛階段，目的是向駕駛員提供一定的協(xié)助。主要是提供有關(guān)安全和舒適駕駛的信息，以便在駕駛員遇到危險時能夠及時發(fā)出簡潔且準確的警示。

第二階段是部分自動駕駛階段，一些自動駕駛車輛可以通過攝像頭和傳感器獲取周圍的交通信息。在這個階段，車輛會自動支持和幫助駕駛員的方向盤操作和加減速行為。

第三階段是條件自動駕駛階段，適用于良好道路條件。在這種情況下，駕駛員獨立完成駕駛?cè)蝿?wù)，但自動駕駛系統(tǒng)也可以選擇完成駕駛操作。

第四階段是高度自動駕駛階段，基本實現(xiàn)了自動駕駛的目標。在這個階段，根據(jù)系統(tǒng)的要求和引導(dǎo)，駕駛員完全不需要干預(yù)車輛的行動。如果自動駕駛系統(tǒng)失控，車輛可以盡快調(diào)整到自動駕駛狀態(tài)，駕駛員不需要采取任何行動。

第五階段是完全自動駕駛階段，也是自動駕駛的理想狀態(tài)。只需提供目的地，無論道路條件或天氣如何，車輛都可以完全自主地完成駕駛?cè)蝿?wù)，不需要任何人員對車輛進行控制。

（二）自動駕駛技術(shù)概況

目前來看，我國在自動駕駛技術(shù)方面的發(fā)展情況而言，第二階段已經(jīng)基本普及，并且大多數(shù)車輛都具備車道保持自動、自動剎車輔助系統(tǒng)等基礎(chǔ)功能。這些功能確實為駕駛提供了更多便利、舒適性和安全性。然而，第三階段的發(fā)展受到了法規(guī)層面的制約和限制，因為駕駛環(huán)境的要求非常高，必須是封閉的單向車道，并且車速必須控制在相對較低的水平。至于第四階段的發(fā)展水平在實際應(yīng)用中并不強，只有奔馳部分車輛中有所體現(xiàn)，且實際價值有限。

二、現(xiàn)階段自動駕駛技術(shù)需要改進的問題

（一）技術(shù)層面

制約我國自動駕駛技術(shù)發(fā)展的主要因素還是技術(shù)層面，因為在自動駕駛過程中，感知是最重要的方面。只有通過傳感器感知外部車輛在行駛過程中的路況，才能制定科學(xué)的路徑規(guī)劃并為駕駛行為提供決策。目前常見的傳感器各有優(yōu)缺點，沒有找到適用于所有環(huán)境的傳感器器件。例如，激光雷達對雨霧的穿透力有限，對黑色汽車的反射率也不足。超聲波雷達在感知距離和頻率方面也不理想。這些技術(shù)上的制約嚴重影響自動駕駛技術(shù)的優(yōu)化和發(fā)展。

（二）認知層面

自動駕駛技術(shù)是一項全新的技術(shù)產(chǎn)品，在市場適應(yīng)過程中，政府、市場和消費者對該技術(shù)的認知度都在不斷變化。消費者對自動駕駛汽車是否能夠完全接受，以及具體的接受程度，將成為該技術(shù)未來發(fā)展的必要前提。根據(jù)美國相關(guān)機構(gòu)的調(diào)查，大約四分之三的駕駛者對自動駕駛汽車持保持冷靜、觀望和謹慎的態(tài)度，甚至有些人對其持懷疑態(tài)度。在中國，自動駕駛汽車的發(fā)展歷程還不長，起步相對較晚，大多數(shù)消費者對自動駕駛的理解還比較片面。同時，安全問題一直是人們最關(guān)注的問題。負面消息的出現(xiàn)可能會導(dǎo)致一些消費者對自動駕駛汽車望而卻步。

（三）倫理與法律層面

自動駕駛技術(shù)在我國的發(fā)展，受到了倫理以及法律方面的雙重影響，一些相關(guān)方面的困境仍未解決。比如當路況出現(xiàn)意外的時候，在駕駛車輛的過程中，車輛需要首先進行保護判斷，但是此時，應(yīng)該出于常規(guī)設(shè)定對車主進行最大程度保護？還是說針對可能來往的車輛實際安全性進行保護？如果此時對象是一輛滿載兒童的校車，又應(yīng)該何去何從？再比如當出現(xiàn)車禍事故的時候，對于受害者而言，究竟是應(yīng)該由車主對其進行負責，還是汽車的生產(chǎn)廠商對其進行負責？權(quán)責如何劃分？這些都沒有得到相關(guān)的規(guī)定。這些問題從法律層面以及倫理層面都沒有得到很好的保障，即便現(xiàn)階段自動駕駛汽車已經(jīng)逐步在技術(shù)層面實現(xiàn)突破，但是其所具有的問題依然存在，產(chǎn)業(yè)化和規(guī)?；纳a(chǎn)依然會遇到瓶頸與阻礙。

三、基于專利數(shù)據(jù)分析人工智能技術(shù)在自動駕駛領(lǐng)域的應(yīng)用

縱觀當前在自動駕駛領(lǐng)域應(yīng)用的人工智能技術(shù)，其常見的專利技術(shù)主要表現(xiàn)在四個方面：控制執(zhí)行方面、環(huán)境感知方面、智能決策方面以及通信互聯(lián)方面。這四個方面可視為整體分支的專利類型。根據(jù)相關(guān)的數(shù)據(jù)統(tǒng)計，國內(nèi)自動駕駛各技術(shù)分支的專利占有率以及增長率呈現(xiàn)如下所示的趨勢（見表1）。

針對上述四個重要的技術(shù)分支進行細分，人工智能的具體應(yīng)用層面有四個。同時，根據(jù)人工智能自動駕駛技術(shù)的相關(guān)專利輸出，可以看出我國除了針對歐洲專利局的專利布局具有一定的優(yōu)勢之外，其余比值都相對較差，具體內(nèi)容如下表2所示：

（一）人工智能在自動駕駛定位中的應(yīng)用

基于專利數(shù)據(jù)可知人工智能在自動駕駛定位技術(shù)中發(fā)揮著重要作用。定位技術(shù)是確保自動駕駛車輛能夠安全穩(wěn)定行駛的前提條件。目前，磁導(dǎo)航和無線導(dǎo)航是比較常見的定位技術(shù)。其中磁導(dǎo)航是一種成熟且可靠的技術(shù)，在全球范圍內(nèi)被廣泛應(yīng)用。它能夠適應(yīng)各種路況，并且已經(jīng)形成了相關(guān)的專利申請。而磁導(dǎo)航通過增設(shè)相關(guān)設(shè)施，能在現(xiàn)有道路上提供定位信息，使得自動駕駛車輛能夠準確確定位置。但是，磁導(dǎo)航的缺點是需要對道路進行改造，增加標志和設(shè)施，這會導(dǎo)致較高的成本。

（二）人工智能在自動駕駛圖像識別與感知中的應(yīng)用

在自動駕駛的圖像識別與感知中，人工智能應(yīng)用可以體現(xiàn)在不同的類型的傳感器上。通常情況下，自動駕駛所使用的傳感器主要包括雷達傳感器、視覺傳感器、定位及位姿傳感器、車身傳感器四種。盡管這些傳感器各自具有不同的優(yōu)缺點，但它們在圖像識別與感知中都具有一定的應(yīng)用前景。目前視覺傳感器在自動駕駛領(lǐng)域中具有廣泛應(yīng)用，并且已有一些知名的視覺傳感器供應(yīng)商，如以色列的Mobileye，加拿大的PointGrey，德國的Pike等。

（三）人工智能在自動駕駛深度學(xué)習(xí)中的應(yīng)用

深度學(xué)習(xí)算法可以將電磁波信息轉(zhuǎn)換為有價值的數(shù)據(jù)內(nèi)容，并為自動駕駛車輛實現(xiàn)更好的安全性。例如，在使用激光雷達（LiDAR）時，深度學(xué)習(xí)可以幫助車輛從激光雷達數(shù)據(jù)中提取障礙物的特征，幫助車輛更好地識別并避免障礙物。作為計算機視覺技術(shù)的代表，深度學(xué)習(xí)能夠滿足自動駕駛車輛對高精度視覺感知的需求，提高車輛在復(fù)雜交通環(huán)境中的決策能力。

（四）人工智能在自動駕駛信息共享中的應(yīng)用

在“互聯(lián)網(wǎng)+”背景下，通過無線網(wǎng)絡(luò)連接，汽車之間可以實現(xiàn)資源信息共享的目的。汽車可以通過無線網(wǎng)絡(luò)將自身的位置、路況信息等實時分享給其他汽車，從而實現(xiàn)信息的實時共享與交流。這種共享能夠使得所有車輛的自動駕駛系統(tǒng)在收到相關(guān)信息后能夠及時進行調(diào)整和適應(yīng)。在這種情況下，數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)和人工智能技術(shù)的應(yīng)用可以提取和分析相關(guān)信息，增強信息處理的科學(xué)性和有效性。

四、基于專利數(shù)據(jù)分析人工智能自動駕駛技術(shù)創(chuàng)新路徑

（一）宏觀層面

1.注重專利海外布局拓展以提高國際專利比重

保護專利技術(shù)對于維護我國知識產(chǎn)權(quán)具有重要意義。在自動駕駛技術(shù)領(lǐng)域，基于專利數(shù)據(jù)分析人工智能創(chuàng)新應(yīng)用是一項關(guān)鍵舉措。為此，國內(nèi)相關(guān)企業(yè)需要開展和拓寬海外布局，提高自身在國際專利領(lǐng)域的比重。首先，國內(nèi)相關(guān)企業(yè)需要具備全球性的思維意識。這意味著他們不僅要在國內(nèi)市場上布局專利，還要注重制定全球?qū)＠麘?zhàn)略。企業(yè)應(yīng)該不斷提高在自動駕駛領(lǐng)域的專利申請數(shù)量和質(zhì)量，盡可能地保護自己的創(chuàng)新成果。其次，國內(nèi)企業(yè)應(yīng)該努力在全球范圍內(nèi)布局高科技核心水平的專利技術(shù)。企業(yè)可以根據(jù)自身實際情況，通過與國外自動駕駛技術(shù)研發(fā)企業(yè)的合作，加強國際化發(fā)展思路。這樣的合作可以促進技術(shù)交流和知識共享，提升自身的創(chuàng)新能力和競爭力。

2.加強產(chǎn)學(xué)研結(jié)合程度以提升科研轉(zhuǎn)化率

我國高校和科研院所在自動駕駛領(lǐng)域申請相對比例的專利具有重要意義。這一方面反映了高校和科研院所對相關(guān)專利申請的重視程度，另一方面也反映了它們在該領(lǐng)域具有實際的影響力和創(chuàng)新能力。為了實現(xiàn)更好的成果與技術(shù)轉(zhuǎn)化，企業(yè)可以積極與各高校和科研院所展開相關(guān)的技術(shù)交流活動。這樣的合作將充分挖掘產(chǎn)學(xué)研教學(xué)模式下的資源，幫助企業(yè)有效減少研發(fā)成本，并提高專利的附加值。

3.注重國內(nèi)自動駕駛領(lǐng)域技術(shù)人才培養(yǎng)

為了在自動駕駛領(lǐng)域取得更大的發(fā)展，我國需要加大相關(guān)高層次技術(shù)人才的培養(yǎng)與引進。由于自動駕駛是人工智能的重要應(yīng)用領(lǐng)域，各高校應(yīng)該設(shè)立專業(yè)的人工智能院系，并形成對該專業(yè)人才的定向培養(yǎng)模式。同時，將人工智能與車輛工程專業(yè)進行學(xué)科融合，通過創(chuàng)新的學(xué)科體系和考核體系，有效培養(yǎng)出更多優(yōu)秀人才。

在人才培養(yǎng)方面，高?？梢宰⒅靥岣吲囵B(yǎng)質(zhì)量，培養(yǎng)具備全面知識和創(chuàng)新能力的人才。通過跨學(xué)科合作和知識交流，可以培養(yǎng)出適應(yīng)自動駕駛領(lǐng)域需求的復(fù)合型人才。

4.加強核心領(lǐng)域技術(shù)創(chuàng)新與發(fā)展

我國在自動駕駛領(lǐng)域的技術(shù)發(fā)展相對較新，與發(fā)達國家相比還存在一定的差距。為了彌補這一差距，需要注重專利布局和核心技術(shù)研發(fā)，同時加強與發(fā)達國家的技術(shù)引進，以借鑒其經(jīng)驗并結(jié)合我國自身情況進行革新與完善。

5.制定科學(xué)長期產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃以營造自動駕駛產(chǎn)業(yè)發(fā)展良好環(huán)境

政府部門需要在自動駕駛領(lǐng)域展現(xiàn)強大的執(zhí)行力和宏觀調(diào)控能力。通過政策支持與保障、市場機制建設(shè)與管理體系優(yōu)化，為自動駕駛領(lǐng)域的發(fā)展提供良好環(huán)境。同時，積極參與國際合作，推動自動駕駛產(chǎn)業(yè)的全球化發(fā)展。這將有助于形成自動駕駛產(chǎn)業(yè)的長期發(fā)展格局，并為我國自動駕駛領(lǐng)域的發(fā)展提供良好的推動力和保障。

6.加強相關(guān)法律制度建設(shè)以保障技術(shù)創(chuàng)新行為

從立法層面借鑒美國和德國在自動駕駛領(lǐng)域的經(jīng)驗是有益的。在完善法律制度方面，可以從產(chǎn)品責任和交通事故責任兩個方面進行改進。尤其需要注重平衡權(quán)益保護和技術(shù)創(chuàng)新之間的關(guān)系。在制定相關(guān)法律制度時，應(yīng)考慮保護自動駕駛生產(chǎn)方利益的同時，也要確保對受侵害方提供全面的保障。

（二）微觀層面

1.注重核心技術(shù)多方合作

在我國自動駕駛技術(shù)創(chuàng)新過程中，互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)是主要的創(chuàng)新主體。為了推動自動駕駛技術(shù)的發(fā)展，一方面要不斷加強國內(nèi)自動駕駛領(lǐng)域技術(shù)軟件、算法等方面的專利布局，另一方面還需加強與國內(nèi)汽車廠商、傳感器廠商等進行專利合作，切實發(fā)揮出我國在相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)優(yōu)勢與創(chuàng)新意識。與此同時，與高校加強合作，也可以加快算法理論研究到實踐工程中的具體轉(zhuǎn)換，是核心技術(shù)創(chuàng)新的重要前提。

2.加強技術(shù)熱點研發(fā)形成針對性專利布局

近年來，在全球自動駕駛領(lǐng)域的研發(fā)中，障礙物識別、視覺感知、車輛控制和無線技術(shù)等方面一直是研究的熱點。國內(nèi)的互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)也應(yīng)該加強技術(shù)研發(fā)，并有針對性地進行專利布局工作，以緊跟全球技術(shù)發(fā)展的步伐。

3.加強優(yōu)勢企業(yè)關(guān)注評估常見風險

作為技術(shù)研發(fā)企業(yè)，在專利布局之前必須密切跟蹤技術(shù)變化趨勢和專利布局變化的情況。這是因為創(chuàng)新主體在開展專利布局之前必須對相關(guān)風險進行評估。特別是在進入國際市場時，必須針對產(chǎn)品的專利進行調(diào)查，以避免陷入專利陷阱或存在專利侵權(quán)的風險。因此，進行專利風險預(yù)警工作并最大程度地規(guī)避潛在的侵權(quán)可能非常重要。

五、結(jié)束語

綜上所述，注重知識產(chǎn)權(quán)保護和完善相關(guān)制度是非常重要的。這有利于我國實施國家知識產(chǎn)權(quán)戰(zhàn)略，促進全新的文化、技術(shù)產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展。專利作為我國知識產(chǎn)權(quán)研究領(lǐng)域的重要組成部分，不僅關(guān)注創(chuàng)新產(chǎn)出，也反映了知識流動和創(chuàng)新活動的具體方向。長期以來，專利被研究者視為技術(shù)創(chuàng)新的一種表現(xiàn)形式。未來，培養(yǎng)高價值且專業(yè)性極強的專利將有助于提高國家的自主創(chuàng)新能力和核心競爭力。

參? 考? 文? 獻

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王小龍（1989-），男，漢族，江蘇南通，碩士，助理研究員，國家知識產(chǎn)權(quán)局專利局專利審查協(xié)作江蘇中心通信部-發(fā)明專利實質(zhì)審查員。