从专利角度看我国无人机技术发展

李玉学，许 坤



从专利角度看我国无人机技术发展

李玉学1，许 坤2

文章通过检索专利文献，研究了我国无人机发展现状及其相关专利申请趋势，并利用专利检索系统研究了各大申请人对于专利维护的现状，发现大部分高校对于专利维护存在不足；使用技术发展阶段测量参数这一参数指标，分析了无人机技术目前所处发展阶段；归纳了无人机相关专利的技术分布和申请人分布，总结了各大申请人对于相关专利的申请现状；最后通过申请人技术发展对比，研究了无人机科技的发展状况。文章对无人机相关专利发展做了系统的总结与分析，从专利角度研究了无人机技术的发展现状，为帮助我国相关企业和科研院所有效的规避专利风险，并为其有效依托现有的专利技术开展创新，规划相关技术的发展路线，建立和完善专利战略提供参考。

无人机；专利；技术发展阶段测量参数

一、引 言

无人机全名是无人驾驶飞机，是利用无线电遥控设备或者自备的程序控制装置操纵的不载人飞机。早在20世纪40年代二战中，无人机就已经出现，主要作为靶机用于训练防空炮手，而后的无人机更多地用于执行军事任务[1]。考虑到未来战争对军用无人机技术快速发展的需要以及巨大的民用市场潜力，2012年2月14日美国总统奥巴马签署了 《2012 联邦航空管理局(FAA)现代化与改革法》，该法要求美国联邦航空管理局将公共和私人无人机的使用整合到国家航空管理系统中， 核心是向民用无人机开放空域，促进无人机技术的发展与应用[2]。

随着无人机的发展，制造成本和进入门槛降低，无人机在民用领域显示出了巨大应用潜力，无人机已出现在航拍、农业、测绘、勘查石油管线、灾难救助等多个领域，其背后所蕴藏的商业价值正在被不断挖掘，它很有可能将像智能手机那样，给产业模式和商业利益带来革命性影响[3]。而目前市场上的消费机无人机覆盖了几百元的儿童玩具到几十万的专业级无人飞行器。美国《航空与太空技术周刊》刊登的分析报告称，自2014年算起，未来十年，世界无人机市场规模将达到673亿美元。可见，未来无人机领域存在一个巨大的市场[4]。

我国无人机研发起步较晚，但随着科技水平的大幅飞跃， 无人机技术取得了长足发展，已经走上了颇具特色的全面发展道路。本文从专利角度分析了国内无人机的发展，概述了目前国内无人机的发展趋势，对专利申请分布进行了系统的研究。通过技术发展阶段测量参数来分析无人机在我国目前的发展状况，从申请人技术发展对比角度分析了目前我国各研究单位在无人机领域的研究状况。本文旨在帮助我国相关企业和科研院所有效地规避专利风险，并为其有效依托现有的专利技术开展创新，规划相关技术的发展路线，建立和完善专利战略提供参考。

二、国内无人机相关专利申请状况

1.总体情况

无人机产品涉及机械、电子控制等多个技术领域，其系统主要由飞机平台系统、信息采集系统和地面控制系统组成。快速发展的无人机技术和未来广阔的市场让无人机厂商及研发人员清楚地认识到自身技术的重要性，越来越多的无人机相关技术被申请了专利。无人机专利申请量逐年增长，自2010年进入高速发展期。截至2016年5月1日，国内共申请有关无人机的专利6 683件，申请人数1 927个，平均专利数3.47个，其中发明3 357件，实用新型2 822件；而在2015年10月26日检索的结果是4 682件，申请人数量为：1 336，平均专利数为3.50件，其中发明2 271件，实用新型1 730件，外观设计252件。从检索数据可以看出，短短大概六个月时间，有关无人机的专利总数增加了约42.7%，这说明目前国内有关无人机的研究已经成爆发式增长。

2.申请趋势

以公开日为准，近10年的专利申请数量曲线图(图1)可以看出，外观设计的专利直到2013年才有较大的增加，而发明专利和实用新型专利申请数量大体相当。从2010年开始，专利申请总量开始大幅度增长，在2010年之前，专利每年的申请量都非常有限。在2010年之前，无人机主要应用于在军事领域，而关于军事方面的技术大多涉及军事机密，即使有新的技术出现，也很少申请专利。随着技术的发展，无人机越来越多地应用于测绘、灾难预警、农业、航拍等民用领域，从专利申请来看，近几年的申请基本上都是关于民用无人机或者飞行器的。从专利申请上可以看出，民用无人机的发展已经势不可挡，未来民用无人机将有巨大的市场和产业价值。

图1 近10年无人机相关专利申请数量

3.技术发展阶段测量参数

我们使用技术发展阶段测量参数来通过专利信息反映目前无人机相关技术的发展阶段。以下是几个参数表达式及含义[5]：

技术生长率(V) V=a/A，连续计算数年,若V值递增,说明该领域技术正在萌芽或生长阶段；

技术成熟系数(α)α=a/(a+b)，连续计算数年,若α值递减,则反映技术日趋成熟；

技术衰老系数(β)β=(a+b)/(a+b+c)，连续计算数年,若β值变小,预示该技术日渐陈旧；

新技术特征系数(N) N=sqrt(V2+α2)，反映某项技术新兴或衰老的综合指标。N值越大,新技术特征越强,预示它越具有发展潜力。

其中:a:当年某技术领域的发明专利申请(公布)数量；b:当年某技术领域的实用新型专利申请(公布)数量；c:当年某技术领域的外观设计专利或商标申请(公布)数量；A:追溯5年某技术领域的发明专利申请(公布)累积数量。

经过检索与计算，得出各项参数，如表1：

表1 2008年～2015年技术发展阶段测量参数

图2 2008年～2015年技术发展阶段测量参数趋势

从分析结果图2可以看出来，技术生长率(V)在2014年之前一直没有太大变化，而2015年的数值降低很多，说明随着无人机的发展，技术生长率在降低，其相关技术已经日趋成熟。

技术成熟系数(α)，技术衰老系数(β)，新技术特征系数(N)三个参数显示，2008年至2010年变化不大，从2010年至今，总体趋势在下降，说明无人机相关技术已经走过萌芽阶段，正在日趋成熟。

4.主要专利申请人

如表2，申请人中前十名中高校有四所，分别是：北京航空航天大学、南京航空航天大学、清华大学、西北工业大学；国有企业和科研院所有两个，分别为国家电网公司和中国航天空气动力技术研究院；民营企业有三家，分别是深圳市大疆创新科技有限公司和江苏艾锐泰克无人飞行器科技有限公司、湖北易瓦特科技有限公司。其中值得注意的是，第十名为一名个人申请者。我们发现其79条检索记录中，申请日在2015年的有78条，申请日在2016年的有1条。由于信息有限我们无法得知此个人申请者为何短时间内申请了大量相关专利。深圳市大疆创新科技有限公司是民用无人飞行器的领军企业，大疆的产品已经占据全球70%的市场份额，客户遍布全球100多个国家。[6]其所申请的专利涉及无人机的各个方面，包括数据处理201480002457.4，多旋翼无人飞行器201380054207.0，控制装置201310416760.6等等方面。

高校以北航(北京航空航天大学，下同)为例，其申请与其学校本身的研究方向有很大关系。深圳市大疆创新科技有限公司的申请涉及无人机的各个方面，着重于商业领域的保护，而北航的申请多侧重于无人机的控制方法与控制系统，而且北航早期的申请，可以发现有授权但是未交年费的专利，例如201010276673.1、201010034255.1、200910091068.4，等等。经查阅，北航有137项专利到期未交年费，占总专利数的48%，而深圳市大疆创新科技有限公司在专利维护方面做得要比高校好很多，到期未交年费的专利数为0，这说明高校与商业公司相比，高校更注重于基本原理的研究和技术的创新，而对于专利的维护重视较少。目前高校所申请的专利很少直接涉及商业纠纷，所申请专利大部分为防守型专利，是一种为了保障自己的研究顺利进行而不受影响的措施。从这一点也可以看出，目前高校的科研成果转化率不高。加强高校专利的管理与转化，应该是高校专利战略的主抓重点，同时授权专利的维护与转化也是高校专利管理中亟待解决的问题。

表2 无人机相关专利国内前十名申请人

图3 无人机相关专利国内前十名申请人

如国家电网公司等国有公司，他们更注重于在本领域专利的申请，从而保护本领域的利益。国家电网公司的专利多涉及到带电作业等，如201420210493.7；以及电力巡线方面，如201420847159.2。而经过检索，国家电网公司没有授权未交年费的现象。可以看出，国家电网公司对于专利的维护有着足够的重视。

5.申请的技术分布

表3 无人机相关专利分类号按大类统计分布

表4 无人机相关专利分类号按小类统计分布

图4 无人机相关专利分类号按大类统计分布饼状图

图5 无人机相关专利分类号按小类统计分布饼状图

如表5、图6，无人机相关专利申请按大类分主要集中于：B64C、B64D和G05D。这三类申请占到了总申请的44.11%。在B64C的申请中，前五名申请者为：江苏艾锐泰克无人飞行器科技有限公司、重庆金泰航空工业有限公司、北京航空航天大学、成都好飞机器人科技有限公司、南京航空航天大学。目前的专利申请中比较注重无人机类型的申请，比如超高空低速定位飞行无人驾驶飞机 200720115786.7，而对于飞行器上的装置B64D申请量也比较大。主要申请主要分布在G05和G01，对于无人机来说，其控制系统是一个非常关键的技术因素，而测量与测绘目前正是无人机的一个重大应用，在这方面，也有较大的申请量。

6.申请人技术发展对比

从图6表5中可以看出来高校对无人机的研究起步相对较早。早在2004年清华大学就已经申请过专利，从表中可以看出，北航在2013年申请数最大，清华大学在2010年申请数最大，此后专利申请数量都不断减小，而南航在2013年后专利申请数量也没有明显增加趋势。而国家电网和深圳市大疆创新科技有限公司等企业从2011年才开始大规模的申请专利，并且直到现在有逐渐增加的趋势。高校的科研体系，大部分以科学研究为主，主要注重原理性研究而非术上的革命性创新；相对于高校的科研体系来说，企业的研发主要侧重于应用，利用现有的原理与技术来解决产品或者项目中的实际问题，达到某种所要求的功效。而高校的科研对于科学技术的发展具有一定的前瞻性。从专利申请情况来看，无人机目前相关技术在科学上的创新已经越来越少，但是随着技术的发展，无人机在越来越多的领域应用，上的创新越来越多。

表5 2005年～2015年主要申请人技术发展对比

图6 2005年～2015年主要申请人技术发展对比柱状图

三、结 语

在无人机的技术发展中，各大高校在技术进步和技术革新上做出了相当大的贡献。对于无人机的研究，高校要显著早于各大企业。但从专利角度来看，目前高校对于无人机的研究越来越少，关于无人机的新的技术革新逐渐减少，而企业对于无人机的研究越来越多，关于无人机的应用的研究越来越多。在国内申请的专利中，国外公司和机构较少，主要申请人为国内发展较早企业、高校。通过技术发展参数来看，关于无人机重大的科技变革已越来越少，目前无人机技术已经日趋成熟，已经在民用的各个方面得到了广泛的应用。

[1]甄云卉，路 平. 无人机相关技术与发展趋势[J]. 兵工自动化，2009，28,(1):14-16.

[2]张健东，刘 强，曹德斌. 无人机技术中国专利分布情况及其专利情报运用[J]. 国防科技，2013，34,(5):75-80.

[3]谢奉军，张丹平，黄 蕾，李 莉.旋翼无人机专利申请现状与技术发展趋势分析[M]. 第六届中国航空学会青年科技论坛，2014.

[4]贺 涛，蔡婷贻.无人机爆发：未来十年市场规模将达673亿美元[N].财经，2015-03-02.

[5]宋巧枝，方 曙. 基于文献统计分析法的专利计量分析研究[J]. 现代情报，2008，(2):125-126+129.

[6]邓 圩，吕绍刚.深圳大疆创新科技有限公司创始人汪滔——做打动世界的产品[N].人民日报，2015-5-24-(04).

10.19327/j.cnki.zuaxb.1007-1199.2016.05.014

1.国家知识产权局专利协作河南分中心；

2.郑州航空工业管理学院)

(责任编校：马小军，田 旭)