智能交通技术专利态势分析

苏丹 闫坤 李文宇

(1.中国信息通信研究院西部分院，重庆 401336；2.中国信息通信研究院知识产权中心，北京 100191)

0 引言

智能交通技术体系庞大，涉及汽车、电子、通信、大数据和云计算等多领域技术的融合[1]。通常，智能交通技术体系包括单车智能相关技术和基础支撑技术两部分(见图1)。在单车智能方面，自动驾驶是车辆智能化的技术发展方向；从技术层面看，环境感知、规划决策和控制执行是自动驾驶技术中3个关键技术分支[2]。大数据、云计算和高速移动通信网构成了智能交通基础支撑技术[3-4]。纵观智能交通整个产业情况，国内外传统车企、科技类企业、研究院所以及高等院校认为自动驾驶和V2X技术是智能交通的重要技术方向[5]，均投入了大量的精力和资金进行相关研发，以期占据技术高地。

图1 智能交通技术体系

1 智能交通全球专利态势分析

自2010—2020年9月，全球智能交通产业在自动驾驶和V2X技术领域共计申请专利65 964 件，合并同族为41 373 项。在中国的专利申请共计20 310 件，合并同族为20 042 项。

1.1 全球专利申请态势

智能交通产业自动驾驶和V2X技术领域的专利申请在2010年到2015年申请量增速缓慢，2015年之后快速增长，在2018年达到了峰值，相比2015年增长了273%，增速明显(见图2)。受专利公开影响，2019年和2020年的专利申请数量较少，但是可以预见的是，随着各国智能交通产业政策的利好推进，5G、人工智能、云计算大数据等新一代信息通信技术的助力，以及更多应用场景的需求下，智能交通产业自动驾驶和V2X技术领域专利在随后几年仍会保持快速增长的态势。

图2 全球专利申请态势

中国、美国、德国、日本、韩国等国家的智能交通产业自动驾驶和V2X技术领域专利申请趋势与全球的趋势基本一致。中国的专利申请从2015年起快速增长，不同于全球和其他4个国家，专利申请量峰值出现在2019年，达到4155 项同族，中国的专利申请量在近几年快速增长的态势下，依旧迸发着强劲的动能。中国在该领域的专利申请为全球的专利申请总量做出了巨大贡献。美国、德国、日本、韩国等国家的专利申请同样是在2015年前后出现增长势头，但是增长速度相对中国较平缓。

1.2 主要目标市场国

从专利主要布局国家来看(见图3)，在中国的专利布局为20 310 件，排名第一位，占比超过专利总量的30%。一方面因为中国的智能交通产业相关企业、高校等研发机构对该技术领域投入的研发和创新相对较多；另一方面因为中国是全球智能交通产业巨头们争相进行专利布局的目标国。在美国、德国、日本和韩国的专利申请量也较多，分别占总申请量的19.2%、10.7%、10.7%和6.3%。还有11%的PCT申请，这说明越来越多的企业选择进行国际专利申请，并根据企业的战略布局选择性进入全球各个国家。此外，有少量专利在法国、英国、印度和俄罗斯等国家和地区公开。

图3 主要目标市场国分布

1.3 全球专利申请人排名

从全球申请人排名来看，丰田、博世、保时捷、百度、法雷奥、现代汽车和电装等企业作为智能交通产业的主导者在申请量上具有优势。其中，丰田以1868 项专利族的申请量位列第一位，近年来丰田在该领域的专利量一直处于领先的优势地位；博世公司以1380 项专利族的申请量位列第二位，博世公司是一家从事汽车与智能交通技术、工业技术、消费品和能源及建筑技术的产业的“精密机械及电气工程的工厂”；保时捷以1063 项专利族的申请量位列第三位；中国互联网企业百度专利族申请量达到1036 项，位列第四位。

申请量排名TOP15的企业中，包括了德国、日本、韩国、美国、中国和法国的企业。德国企业和日本企业分别占据5个和4个席位，其中德国企业以博世和保时捷为代表，日本企业以丰田和电装为代表，还包括了众多申请量较大、研发实力较强的产业龙头企业，呈现出两个具有顶尖代表的强大集团优势。韩国企业和美国企业各占据了2个席位，中国和法国企业分别占据了1个席位。中国申请人以百度为代表，与德国和日本相比，申请量仍存在差距。

2 丰田智能交通专利分析

丰田(TOYOTA)是全球第一大汽车制造商，成立于1937年，总部位于日本爱知县丰田市。当前，丰田在全球拥有多个设计和研发机构，包括丰田技术中心总部、东京技术中心、丰田中央研发实验室，以及在美国的北美研发中心、欧洲研发中心和丰田中国研发中心等。早在2012年之前丰田就开始了自动驾驶技术的研发，之后丰田积极与其他公司寻求合作开展自动驾驶技术研发，并发布了e-Palette概念平台，该平台将实现L4级自动驾驶。

2.1 全球专利申请趋势

从2010—2020年9月，丰田在自动驾驶领域内申请了专利3436 件，合并同族1868 项，全球申请量排名第一位；2010—2014年，申请量在100～150 项之间平稳波动；2015—2018年，申请量开始显著增加，从2015年的184 项增加到2018年的372 项，3年内申请量翻了一番；2019年和2020年已公开的申请量分别是67项和17项。从图4可以看出，丰田公司在自动驾驶技术方面已经进入了快速发展期。

图4 丰田公司自动驾驶专利申请趋势

2.2 主要目标市场国

丰田在日本申请的专利为1368 件，占全部申请量的40%；丰田在美国申请的专利为858 件，占比25%；在中国申请的专利为490 件，占比14%，排名第三。随后是在德国的申请占比8%，欧专局申请占比5%，在包括韩国、俄罗斯、印度和英国等国家在内的其他国家/地区占比为8%。从图5的数据可以看出，美国是丰田最为重视的海外市场。

图5 丰田自动驾驶技术专利目标国布局

2.3 技术分支申请趋势

丰田公司的专利申请主要涉及V2X、多传感器融合、车辆定位/导航、高精度地图、机器视觉、车辆控制平台、横向控制、纵向控制、全局路径规划、运动规划和行为决策等技术方向(见图6)。

图6 丰田公司主要技术分支申请趋势

从申请量的变化趋势来看，核心的发展方向包括V2X、多传感器融合、车辆定位/导航、机器视觉、车辆控制平台、横向控制、纵向控制以及行为决策等几个技术分支。其中，V2X、多传感器融合、车辆定位/导航3个方向都经历了申请量从多到少，再由少到多的变化过程；而机器视觉、车辆控制平台、横向控制与纵向控制3个方向有非常明显的申请增量过程，说明丰田十分重视在这4个技术方向上的投入；行为决策方向的专利申请也已经开始逐渐增多。

从数据上看，目前的丰田公司主要的研发重点是车辆的控制执行层和机器视觉方向；V2X、多传感器融合、车辆定位和行为决策则属于第二重点研发方向。整体上，丰田公司的专利布局技术位于产业链的上游和中游。

3 结束语

基于对智能交通领域的专利检索和分析结果，对我国智能交通发展提出如下几点建议。一是各相关省市应对核心技术企业加强知识产权的培育和引导，鼓励企业提升专利技术的核心竞争力水平；二是相关企业应继续深挖基础技术，对前瞻性技术开展创新研究工作，统筹布局国内、海外市场，形成完善的知识产权保护体系；三是积极推动相关创新主体互惠合作，加强合作资源共享，推动智能交通产业快速发展落地。