全球無人機專利分析與啟示

全球無人機專利情況

近年來，隨著輕質材料、自動控制、電池儲能、通訊技術、傳感技術等快速發展，無人機的續航時間、操控性能、飛行能力得到了大幅提升，在軍用和民用領域的應用日益拓展。在軍用領域，無人機成為新型通用武器平臺，承擔著偵測監察、對地打擊、電子干擾等多種任務;在民用領域，無人機除了滿足攝影、航拍等個人消費需求外，也快速向物流、農業、植保、電業巡檢、災難救援、測繪等領域積極拓展。日益苛刻的服役環境和任務需求，新行業、新領域的應用場景，推動了無人機行業的不斷創新。

發展趨勢。從全球無人機專利申請來看，自第一架無人機出現到現在，全球無人機專利申請整體上呈上升趨勢，并可以分為三個階段。第一階段（—1980）：本階段無人機專利申請處于萌芽階段。1917年英國人成功研制出世界上第一架無人機，同時期英國開始出現了無人機相關專利，之后一直沒有無人機相關專利申請，直到1945年后，每年開始有零星的專利出現。這段時間，無人機開始在軍事場景中出現，如越南戰爭，中東戰爭等。第二階段（1980—1999）：本階段全球無人機專利開始穩步增長。一是無人機在戰爭中起到了越來越重要的作用，如海灣戰爭和科索沃戰爭，各國有意識的加大對無人機的研發投入促進了無人機的發展。二是隨著控制技術的發展，無人機應用范圍日益廣泛，如20世紀80年代，日本同意無人機參與農業航空植保作業，并研制出世界上第一臺工業用無人機。這一階段無人機專利申請量有了明顯的增長，平均每年申請量為140件左右。第三階段（2000—至今）：這一階段無人機專利申請量快速增長，無人機進入了發展的黃金時期。一是之前各國無人機研制主要基于軍事需求，成果不以專利形式公布，隨著部分軍用技術轉向民用及人們知識產權保護意識增強，無人機專利申請快速發展。二是無人機市場需求急劇增長，向影視拍攝、電網監測、地形勘探、物流運輸、農業植保、災難救援等各個行業快速拓展，帶動了無人機產業快速發展。截止到2016年6月份，全球無人機專利申請量已達到12959件。

區域分布。在無人機發展的早期，專利申請區域主要是歐、美、日等發達國家。尤其是自2000年之后，美國加大對無人機領域的投入，同時受益于其完備的無人機體系，在一段時間內其無人機技術領跑世界。日本民用無人機發展起步早，專利申請高峰位于上世紀八九十年代。我國無人機領域專利申請起步晚，直到2010年左右才開始快速增長。近年來，隨著技術的快速發展和民用無人機應用領域的拓展，尤其是消費領域無人機的快速發展，帶動了我國無人機專利申請的爆發式增長。截止到2016年10月份，我國無人機專利量超過1.2萬件，已超過美國位居全球第一，占全球總申請量的41%。

技術方向。在無人機系統中，飛控導航、動力系統、云臺和機體平臺等部分基本囊括了無人機的主要技術分支。在技術方向上，目前全球無人機專利申請呈現以下三個特點。一是飛控導航技術為當前研究熱點，截止到2016年10月全球相關專利申請量達到1.1萬件。飛控導航技術直接決定著無人機的飛行能力和操控性能，波音、霍尼韋爾、大疆、北航等在該領域研究處于領先地位。細分領域中，避障控制操作、防撞結構設計、飛行環境感知等避障技術受到全球無人機公司和研究機構的重視，而避障算法的相關專利申請較少。二是電池能源技術專利申請呈上升趨勢，全球相關專利申請量約有1900件。無人機續航問題是制約無人機行業發展的一大短板，近年來隨著電池材料、儲能技術、無線充電等的發展，無人機動力系統的相關專利申請呈上升趨勢。從專利來看燃料電池、太陽能電池及混合動力或將成為無人機的動力驅動發展方向。三是無人機廣泛應用到不同行業。目前無人機應用領域涉及到航拍影視、農業植保、物流運輸、交通監控、防火防災、電力巡檢、管道巡檢等多個領域，國內專利主要集中在航拍影視方向，占比53%，農業植保方向排名第二，占比17%。無人機快遞方向，市場應用雖未成熟，但相關的專利布局已經展開，亞馬遜、沃爾瑪、順豐、大疆、京東、聯合包裹服務公司等都參與其中，其中亞馬遜公司布局早，投入大，專利申請量排在第一。

國外無人機專利申請特點

政策引導，資金投入，促進無人機發展國外注重通過政策引導，資金投入以促進相關技術的發展。早在1983年日本農林水產省就提出無人直升機可以參與到農業航空植保作業中，并支持日本雅馬哈發動機公司研究開發植保無人機，推動無人機在農業植保方向的應用發展，現在日本已成為植保無人機領域最先進的國家之一。美國在2000到2007年發布了四個版本的無人機路線圖，2012年發布了《2012聯邦航空管理局（FAA）現代化與改革法》，2018年發布《無人機系統綜合路線圖2017—2042》，推動無人機技術發展。同時，無人機研制投入的增加也是美國在2000年后，相關技術快速發展的直接原因之一，美國2010年一年在無人機領域的投入就有44億美元，而上世紀90年代一共才有34億美元。

國外無人機技術創新以企業為主國外無人機技術的主要創新。主體是企業，如美國的波音公司、霍尼韋爾公司、洛克希德·馬丁公司、IBM公司等，英國的BEA系統公司，法國的派諾特公司等。以美國為例，美國無人機專利授權的前10家機構中，除去美國海軍，剩余9家均為企業，其中7家來自本土企業。排名前三的企業為波音、霍尼韋爾、洛克希德·馬丁，均為軍用設備制造商，其次是軟件開發公司，有IBM公司、亞馬遜和谷歌公司。以企業為主體的技術創新模式易于實現軍用技術向民用轉化，同時貼近市場，能夠提早在可能的市場方向上進行專利布局。

國外企業積極進行海外專利標準布局美國、法國、英國、日本等國家注重在海外進行專利和標準的布局。截止到2016年6月，美國無人機發明專利公開數為2151件，而美國作為發明專利來源國的發明專利有2799件，這表明美國作為技術的原創國正積極布局海外，意圖通過技術優勢占領海外市場。法國、德國、英國等專利除了在歐洲申請外，還比較重視在美國的布局，如法國派諾特公司在美國的授權發明專利就擁有17件。以色列在無人機領域技術雄厚，但其專利申請大多布局國外，為其無人機出口保駕護航。日本在2017年已著手開始各項技術測試，意欲主導國際無人機行業標準，以利于本國無人機出口。

我國無人機專利申請特點

形成了校企齊頭并進的創新格局我國無人機領域技術研發形成了高校及科研機構和高科技企業齊頭并進的創新格局。截止到2016年6月，我國無人機專利申請人排名前十名中，包括一共有5家企業，3家高校及一家研究機構。高校方面，以北京航空航天大學為代表，北航從2007年開始申請無人機領域相關專利，持續進行無人機控制、導航等基礎研究，最初一段時間一直是我國無人機技術研究的排頭兵，推動我國無人機技術的發展。企業方面，隨著近年來民用無人機市場的爆發性發展，我國無人機企業在技術研發和專利申請中占的比重逐年加大，到2016年，消費級無人機領域的龍頭企業大疆以257件的專利申請量超過北航排在第一。我國無人機領域校企齊頭并進的產業創新格局形成了產學研協同創新的先天優勢。

海外布局仍顯不足。我國無人機專利在海外布局較少，與我國在民用無人機領域的領先地位不符。近年來，隨著我國民用無人機的蓬勃發展，部分企業開始進行國外的專利布局。

應對方式

加大行業資金支持，進一步加強對無人機的資金投入。通過各類科研項目、產業扶持基金、政策性引導資金等方式，撬動社會資本進行無人機的技術研發和技術創新。一是合理規劃科技計劃項目，適當引導國內有實力的高校、科研機構、企業圍繞關鍵核心技術進行創新研究，充分發揮發揮社會資本在設計、開發、集成、創新等方面的優勢，形成一定規模的技術集群;二是通過產業扶持基金鼓勵企業加快工業無人機方向的技術研發，集成國內外先進技術成果，進一步推動無人機在電網巡查、農業植保等方向的應用。三是加強我國高校和科研機構的成果轉化，充分發揮我國高校及科研機構在無人機領域的技術優勢、人才優勢，研發無人機民用產品和軍用裝備。

推進產學研結合發展，以高校為基礎，以企業為核心，充分發揮我國校企齊頭并進的創新格局優勢，推進我國無人機技術發展。一是引導高校、科研機構、企業加大對產學研結合的技術創新投入，加強企業和高校的技術合作，形成以市場為導向、以技術為支撐無人機發展模式。二是鼓勵協會、聯盟、高校等機構組織發起水平的無人機技術論壇、會議，就無人機技術發展、市場需求、國內外先進成果等進行溝通交流，引導高校和企業展開多方向、多領域的技術合作。三是引導高校、科研機構、企業加強無人機關鍵技術布局，如多數據源航程軌跡算法、避障算法、電池能源等，同時加強在農業植保、電網巡查、物流運輸等。

加強全球專利布局，鼓勵我國企業積極進行海外專利布局，構筑知識產權防護墻。一是在主要的無人機出口地、競爭對手所在地進行專利布局，作為專利申請的重點區域，做到產品出口、專利先行。二是積極推動核心技術標準化，鼓勵企業積極參加國內外的標準制定，推動核心技術專利方案進入標準，占據無人機知識產權優勢地位。三是加強知識產權分析評議，避免侵權糾紛。建議企業加強對出口無人機的知識產權風險評估，了解出口地的相關專利情況和侵權判定標準，避免不必要的損失。