谷歌無(wú)人汽車「中國(guó)專利布局」分析

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作者：李岳 呂霖

供稿：北京康信華源知識(shí)產(chǎn)權(quán)咨詢有限公司

原標(biāo)題：谷歌無(wú)人汽車中國(guó)專利布局分析

2017年12月13日谷歌正式宣布在北京成立谷歌AI中國(guó)中心，同時(shí)谷歌積極組建AI中國(guó)團(tuán)隊(duì)，釋放出重返中國(guó)的信號(hào)。谷歌AI中國(guó)中心成立后，無(wú)人駕駛汽車將成為其研究的重點(diǎn)領(lǐng)域。

谷歌無(wú)人駕駛汽車項(xiàng)目在2009年正式啟動(dòng)，目標(biāo)是2020年發(fā)布一款商用化的無(wú)人駕駛汽車，2016年谷歌母公司Alphabet將自動(dòng)駕駛汽車項(xiàng)目單獨(dú)拆分，成立了一個(gè)名為Waymo的公司。目前為止，該項(xiàng)目測(cè)試車隊(duì)已經(jīng)累計(jì)上路行駛了400萬(wàn)英里，在無(wú)人駕駛汽車的實(shí)際行駛英里數(shù)方面保持領(lǐng)先[1]。本文以谷歌在中國(guó)申請(qǐng)的無(wú)人駕駛汽車相關(guān)專利為基礎(chǔ)，探析谷歌公司在中國(guó)針對(duì)無(wú)人駕駛汽車的布局策略。

申請(qǐng)量趨勢(shì)分析

下圖顯示了谷歌2009年至今相關(guān)專利申請(qǐng)量的變化趨勢(shì)，可以看出谷歌在無(wú)人駕駛汽車項(xiàng)目啟動(dòng)時(shí)就在中國(guó)進(jìn)行了相關(guān)專利的布局，足以說(shuō)明谷歌對(duì)中國(guó)市場(chǎng)相當(dāng)重視。2013年時(shí)，谷歌專利申請(qǐng)量大幅度增長(zhǎng)，其原因可能是技術(shù)研發(fā)積累后正常的專利產(chǎn)出，也可能是因?yàn)?013年傳統(tǒng)車企進(jìn)入無(wú)人駕駛汽車領(lǐng)域[2]，谷歌加強(qiáng)了自身在華的專利布局。2014和2015年，谷歌無(wú)人駕駛汽車依然維持在較高數(shù)量的專利申請(qǐng)量，表明谷歌無(wú)人駕駛汽車的技術(shù)創(chuàng)新仍在進(jìn)行中，后續(xù)預(yù)測(cè)谷歌在中國(guó)針對(duì)無(wú)人駕駛汽車的專利布局還會(huì)持續(xù)增長(zhǎng)（注：2016和2017年的專利申請(qǐng)數(shù)據(jù)尚未完全公開(kāi)）。

圖1 谷歌中國(guó)專利申請(qǐng)趨勢(shì)圖

技術(shù)布局分析

（一）技術(shù)分布分析

谷歌無(wú)人駕駛汽車是多技術(shù)融合的典型代表，無(wú)人駕駛技術(shù)按照信息傳遞的順序可以分為：1）環(huán)境感知技術(shù)：負(fù)責(zé)車載多傳感器數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)分析處理；2）規(guī)劃決策技術(shù)：根據(jù)傳感數(shù)據(jù)的處理結(jié)果進(jìn)行路徑指引和行駛決策；3）操作控制技術(shù)：跟隨提供的路徑自動(dòng)控制車輛行駛；4）網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)：負(fù)責(zé)無(wú)人駕駛汽車與其他車輛或網(wǎng)絡(luò)之間的通信[3]。下圖是谷歌無(wú)人駕駛汽車專利技術(shù)分布圖，可以看出谷歌無(wú)人駕駛汽車在中國(guó)的專利布局重點(diǎn)是環(huán)境感知技術(shù)。

圖2 谷歌中國(guó)專利技術(shù)分布圖

（二）技術(shù)申請(qǐng)趨勢(shì)分析

下圖是谷歌無(wú)人駕駛汽車各個(gè)技術(shù)分支隨時(shí)間的申請(qǐng)數(shù)量分布圖，隨著谷歌無(wú)人駕駛汽車技術(shù)研發(fā)的推進(jìn)，相關(guān)專利在中國(guó)進(jìn)行布局的數(shù)量也在逐步增加，可以看出從2013年起每個(gè)技術(shù)分支下谷歌在中國(guó)的專利申請(qǐng)量并不均衡，其原因可能是隨著谷歌無(wú)人駕駛汽車項(xiàng)目的研發(fā)，谷歌每年會(huì)突破不同方向的技術(shù)難題。

圖3 谷歌中國(guó)專利技術(shù)時(shí)間演變圖

（三）重點(diǎn)難點(diǎn)技術(shù)分析

基于調(diào)研谷歌無(wú)人駕駛汽車項(xiàng)目近年來(lái)取得的階段性成果和項(xiàng)目研究過(guò)程中遇到的重大技術(shù)問(wèn)題[4]，[5]，結(jié)合無(wú)人駕駛汽車技術(shù)分解體系以及谷歌在中國(guó)公開(kāi)的專利信息，歸納得出谷歌無(wú)人駕駛汽車技術(shù)方向上的難點(diǎn)如下：

圖4 谷歌無(wú)人駕駛難點(diǎn)技術(shù)分布圖

其中，道路信息的檢測(cè)是環(huán)境感知技術(shù)的核心問(wèn)題，解決“去哪兒”的問(wèn)題是規(guī)劃決策技術(shù)的核心點(diǎn)，控制算法和車輛外圍控制機(jī)構(gòu)的改造是操作控制技術(shù)的主要問(wèn)題，車網(wǎng)通信是網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的研究重點(diǎn)。

在確定技術(shù)研發(fā)難點(diǎn)的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步分析了谷歌無(wú)人駕駛汽車的技術(shù)研發(fā)路線。

圖5 谷歌無(wú)人駕駛汽車技術(shù)研發(fā)泳道圖

從上述泳道圖可以看出，在環(huán)境感知技術(shù)方面，針對(duì)道路信息檢測(cè)的核心問(wèn)題，谷歌最開(kāi)始在中國(guó)公開(kāi)了車用全景照相機(jī)用于道路信息檢測(cè)的技術(shù)方案，2014年又提出了旋轉(zhuǎn)激光雷達(dá)用于道路信息檢測(cè)的技術(shù)方案，接下來(lái)2016年要求保護(hù)的行人識(shí)別技術(shù)方案中利用了全景照相機(jī)與雷達(dá)的技術(shù)融合。

在規(guī)劃決策技術(shù)方面，谷歌起初公開(kāi)了利用地圖進(jìn)行路徑導(dǎo)航的技術(shù)方案，2012年又提出了利用攝像機(jī)和地圖的結(jié)合進(jìn)行路徑導(dǎo)航的技術(shù)方案，接下來(lái)2015年進(jìn)一步要求保護(hù)利用地圖和多傳感器的結(jié)合自動(dòng)確定起點(diǎn)終點(diǎn)的導(dǎo)航指引技術(shù)方案。

在操作控制技術(shù)方面，針對(duì)控制算法和控制機(jī)構(gòu)改造的問(wèn)題，谷歌最開(kāi)始在中國(guó)公開(kāi)了能夠自動(dòng)控制汽車并道的技術(shù)方案，2015年在此基礎(chǔ)之上提出了全自動(dòng)駕駛、全自動(dòng)控制的無(wú)技術(shù)方案。

在網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)方面，針對(duì)自動(dòng)駕駛車網(wǎng)通信的需求，谷歌最開(kāi)始在中國(guó)公開(kāi)了車輛信息云同步的技術(shù)方案，2017年在“車聯(lián)網(wǎng)”應(yīng)用的方向又提出了無(wú)人駕駛車輛利用網(wǎng)絡(luò)歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行信息推薦的技術(shù)方案。

谷歌四代無(wú)人駕駛汽車的中國(guó)專利布局分析

谷歌的無(wú)人駕駛汽車迄今已經(jīng)使用過(guò)四代原型車，隨著谷歌無(wú)人駕駛汽車每個(gè)階段研發(fā)思路的變化，谷歌在中國(guó)專利布局的側(cè)重點(diǎn)也會(huì)有差異，下面主要根據(jù)谷歌四代原型車的研發(fā)特點(diǎn)來(lái)分析谷歌無(wú)人駕駛汽車在中國(guó)的專利布局策略。

（一）谷歌四代原型車研發(fā)特點(diǎn)

圖6 谷歌四代無(wú)人駕駛原型車

2009年，谷歌正式啟動(dòng)了自動(dòng)駕駛汽車項(xiàng)目，采用的無(wú)人駕駛原型車是豐田普銳斯改裝車。第一代谷歌無(wú)人駕駛汽車研發(fā)特點(diǎn)是“突出地圖優(yōu)勢(shì)”，其自身帶有的地圖優(yōu)勢(shì)非常明顯[6]。

2011年，谷歌把測(cè)試車型由豐田換成了雷克薩斯，其研發(fā)特點(diǎn)是“重點(diǎn)布局激光雷達(dá)”，谷歌聲稱自身的自動(dòng)駕駛技術(shù)最具競(jìng)爭(zhēng)力的一部分是自研的定制激光雷達(dá)，這也是后來(lái)谷歌狀告Uber的核心問(wèn)題[7]。

2014年，谷歌研發(fā)出了自己的無(wú)人駕駛車型PodCar螢火蟲(chóng)，并將其作為第三代無(wú)人駕駛原型車，此舉表明谷歌的研發(fā)策略變?yōu)椤皰仐壿o助駕駛，全力研發(fā)全自動(dòng)駕駛汽車”。這一階段谷歌決定放棄開(kāi)發(fā)需要人類接管的輔助駕駛功能，并將全部研發(fā)力量投入不需要人工干預(yù)的自動(dòng)駕駛技術(shù)[8]。

2016年，谷歌選用第四代Pacifica無(wú)人車進(jìn)行路測(cè)，這一代無(wú)人駕駛汽車的研發(fā)特點(diǎn)是“與傳統(tǒng)車企合作研發(fā)無(wú)人駕駛技術(shù)”。此時(shí)谷歌放棄了自己造車的路線，轉(zhuǎn)而與菲亞特克萊斯勒合作開(kāi)發(fā)混合動(dòng)力車，進(jìn)行無(wú)人駕駛相關(guān)技術(shù)研發(fā)[9]。

（二）谷歌四代原型車專利布局

1.第一代側(cè)重布局導(dǎo)航地圖相關(guān)專利

谷歌自身帶有的高精度地圖能夠輔助無(wú)人駕駛汽車進(jìn)行定位和導(dǎo)航，谷歌利用自身高精度地圖來(lái)進(jìn)行自動(dòng)駕駛導(dǎo)航的技術(shù)方案也已經(jīng)在中國(guó)公開(kāi)并授權(quán)（CN201180057954.0），其解決的具體問(wèn)題是當(dāng)自動(dòng)駕駛汽車碰到立交橋的特殊路段時(shí)，由于道路的形狀和高度、車道線、路口、速度限制、交通信號(hào)等實(shí)時(shí)交通信息特別復(fù)雜，就會(huì)給自動(dòng)駕駛車輛的行駛帶來(lái)挑戰(zhàn)，谷歌公開(kāi)的技術(shù)方案是通過(guò)訪問(wèn)一個(gè)或多個(gè)區(qū)域的谷歌地圖信息，利用搭載的傳感器識(shí)別這些實(shí)時(shí)交通信息，規(guī)劃行駛到目的地的線路，沿著該路線朝向目的地自動(dòng)駕駛，除此之外還可以通過(guò)閃光、聲音等方式警告其它通行的車輛。

2.第二代重點(diǎn)布局旋轉(zhuǎn)激光雷達(dá)相關(guān)專利

谷歌在此階段表示其自身的自動(dòng)駕駛技術(shù)最具競(jìng)爭(zhēng)力的一部分是自研的定制激光雷達(dá)，這種旋轉(zhuǎn)激光雷達(dá)技術(shù)方案已經(jīng)在中國(guó)公開(kāi)（CN201480054147.7），其中激光雷達(dá)LIDAR需要在360度的方向上都能夠感測(cè)到周圍事物，因此帶來(lái)的問(wèn)題是在旋轉(zhuǎn)的動(dòng)作過(guò)程中怎么向激光雷達(dá)LIDAR設(shè)備提供電力、發(fā)送或者接收通信，谷歌公開(kāi)的技術(shù)方案是用一些非接觸式的電耦合，利用非接觸式電耦合與LIDAR線圈之間形成的變壓器向旋轉(zhuǎn)中的LIDAR提供電力，利用非接觸式電耦合與LIDAR導(dǎo)電環(huán)之間形成的電容器向旋轉(zhuǎn)中的LIDAR發(fā)送或者接收通信。

3.第三代轉(zhuǎn)向布局全自動(dòng)駕駛相關(guān)專利

谷歌在此階段全力研發(fā)的全自動(dòng)駕駛汽車技術(shù)方案也已經(jīng)在中國(guó)公開(kāi)（CN201580023657.2），按照谷歌無(wú)人駕駛車的最終設(shè)想，當(dāng)乘客進(jìn)入車內(nèi)系好安全帶后，通過(guò)語(yǔ)音說(shuō)出目的地，按下啟動(dòng)按鈕，汽車就會(huì)自動(dòng)搭載乘客到目的，當(dāng)遇到特殊狀況需要緊急停車時(shí)，乘客按下停止按鈕即可自動(dòng)停車，緊急停止按鈕配有蓋板，防止意外地觸碰到緊急停止按按鈕，除此之外，乘客還可以語(yǔ)音控制車輛進(jìn)行靠邊停車。

4.第四代重點(diǎn)布局車聯(lián)網(wǎng)相關(guān)專利

谷歌在此階段放棄了自己造車的路線，選擇與傳統(tǒng)車企合作進(jìn)行開(kāi)發(fā)。由于專利信息尚未公開(kāi)，該階段車輛具體的特點(diǎn)尚沒(méi)有完全披露，但是從谷歌在中國(guó)已公開(kāi)的部分專利文獻(xiàn)推測(cè)，這個(gè)階段谷歌無(wú)人駕駛汽車在中國(guó)進(jìn)行專利布局的一個(gè)重要方向是“車聯(lián)網(wǎng)”相關(guān)技術(shù)，其車聯(lián)網(wǎng)方向相關(guān)的技術(shù)方案也開(kāi)始在中國(guó)公開(kāi)（CN201710281924.7），專利中描述了自動(dòng)駕駛車輛利用網(wǎng)絡(luò)歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行內(nèi)部參數(shù)設(shè)置推薦的方法，自動(dòng)駕駛汽車?yán)脵C(jī)器學(xué)習(xí)可以針對(duì)特定乘客來(lái)調(diào)節(jié)車輛內(nèi)部的車座椅或者環(huán)境溫度，公開(kāi)的技術(shù)方案是通過(guò)網(wǎng)絡(luò)訪問(wèn)到乘客以前在其它多個(gè)自動(dòng)駕駛汽車經(jīng)常設(shè)置的數(shù)據(jù)，并識(shí)別駕駛員現(xiàn)在的車輛型號(hào)之后，合理地給乘客推薦設(shè)置數(shù)據(jù)，乘客確認(rèn)之后，自動(dòng)改變車內(nèi)環(huán)境。

總結(jié)

總結(jié)而言，谷歌具有較強(qiáng)的專利保護(hù)意識(shí)，其專利布局具有以下特點(diǎn)：1）與研發(fā)項(xiàng)目同步開(kāi)展專利布局；2）圍繞關(guān)鍵技術(shù)突破點(diǎn)持續(xù)開(kāi)展專利布局；3）隨著原型車的不斷演進(jìn)提供針對(duì)產(chǎn)品的保護(hù)性布局。

谷歌無(wú)人駕駛汽車未來(lái)將進(jìn)一步自動(dòng)化和智能化，不過(guò)想要讓汽車像人一樣去識(shí)別、理解各種駕駛狀況并保證乘客的安全，難點(diǎn)還是在人工智能的水平，這也是制約著谷歌無(wú)人駕駛汽車商用化的主要原因之一?，F(xiàn)在距離2020年商用化的谷歌無(wú)人駕駛汽車還有2年，屆時(shí)能否安全地乘坐谷歌無(wú)人駕駛汽車，讓我們拭目以待。

參考文獻(xiàn)：

[1].http://www.techweb.com.cn/world/2017-11-28/2611488.shtml

[2].http://www.eefocus.com/automobile-electronics/398442/p4

[3].https://wenku.baidu.com/view/a1a21c8a6c175f0e7cd137cf.html

[4].https://cn.nytimes.com/technology/20150902/c02googlecar/

[5].http://www.eeworld.com.cn/qrs/article_2016030426774.html

[6].https://www.leiphone.com/news/201610/IJ8U9iR2E4U6vGDA.html

[7].http://tech.qq.com/a/20170521/022504.htm

[8].https://www.ithome.com/html/auto/269035.htm

[9].http://www.sohu.com/a/203732869_120865

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作者：李岳 呂霖

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