全球无人机专利分析与启示

全球无人机专利情况

近年来，随着轻质材料、自动控制、电池储能、通讯技术、传感技术等快速发展，无人机的续航时间、操控性能、飞行能力得到了大幅提升，在军用和民用领域的应用日益拓展。在军用领域，无人机成为新型通用武器平台，承担着侦测监察、对地打击、电子干扰等多种任务;在民用领域，无人机除了满足摄影、航拍等个人消费需求外，也快速向物流、农业、植保、电业巡检、灾难救援、测绘等领域积极拓展。日益苛刻的服役环境和任务需求，新行业、新领域的应用场景，推动了无人机行业的不断创新。

发展趋势。从全球无人机专利申请来看，自第一架无人机出现到现在，全球无人机专利申请整体上呈上升趋势，并可以分为三个阶段。第一阶段（—1980）：本阶段无人机专利申请处于萌芽阶段。1917年英国人成功研制出世界上第一架无人机，同时期英国开始出现了无人机相关专利，之后一直没有无人机相关专利申请，直到1945年后，每年开始有零星的专利出现。这段时间，无人机开始在军事场景中出现，如越南战争，中东战争等。第二阶段（1980—1999）：本阶段全球无人机专利开始稳步增长。一是无人机在战争中起到了越来越重要的作用，如海湾战争和科索沃战争，各国有意识的加大对无人机的研发投入促进了无人机的发展。二是随着控制技术的发展，无人机应用范围日益广泛，如20世纪80年代，日本同意无人机参与农业航空植保作业，并研制出世界上第一台工业用无人机。这一阶段无人机专利申请量有了明显的增长，平均每年申请量为140件左右。第三阶段（2000—至今）：这一阶段无人机专利申请量快速增长，无人机进入了发展的黄金时期。一是之前各国无人机研制主要基于军事需求，成果不以专利形式公布，随着部分军用技术转向民用及人们知识产权保护意识增强，无人机专利申请快速发展。二是无人机市场需求急剧增长，向影视拍摄、电网监测、地形勘探、物流运输、农业植保、灾难救援等各个行业快速拓展，带动了无人机产业快速发展。截止到2016年6月份，全球无人机专利申请量已达到12959件。

区域分布。在无人机发展的早期，专利申请区域主要是欧、美、日等发达国家。尤其是自2000年之后，美国加大对无人机领域的投入，同时受益于其完备的无人机体系，在一段时间内其无人机技术领跑世界。日本民用无人机发展起步早，专利申请高峰位于上世纪八九十年代。我国无人机领域专利申请起步晚，直到2010年左右才开始快速增长。近年来，随着技术的快速发展和民用無人机应用领域的拓展，尤其是消费领域无人机的快速发展，带动了我国无人机专利申请的爆发式增长。截止到2016年10月份，我国无人机专利量超过1.2万件，已超过美国位居全球第一，占全球总申请量的41%。

技术方向。在无人机系统中，飞控导航、动力系统、云台和机体平台等部分基本囊括了无人机的主要技术分支。在技术方向上，目前全球无人机专利申请呈现以下三个特点。一是飞控导航技术为当前研究热点，截止到2016年10月全球相关专利申请量达到1.1万件。飞控导航技术直接决定着无人机的飞行能力和操控性能，波音、霍尼韦尔、大疆、北航等在该领域研究处于领先地位。细分领域中，避障控制操作、防撞结构设计、飞行环境感知等避障技术受到全球无人机公司和研究机构的重视，而避障算法的相关专利申请较少。二是电池能源技术专利申请呈上升趋势，全球相关专利申请量约有1900件。无人机续航问题是制约无人机行业发展的一大短板，近年来随着电池材料、储能技术、无线充电等的发展，无人机动力系统的相关专利申请呈上升趋势。从专利来看燃料电池、太阳能电池及混合动力或将成为无人机的动力驱动发展方向。三是无人机广泛应用到不同行业。目前无人机应用领域涉及到航拍影视、农业植保、物流运输、交通监控、防火防灾、电力巡检、管道巡检等多个领域，国内专利主要集中在航拍影视方向，占比53%，农业植保方向排名第二，占比17%。无人机快递方向，市场应用虽未成熟，但相关的专利布局已经展开，亚马逊、沃尔玛、顺丰、大疆、京东、联合包裹服务公司等都参与其中，其中亚马逊公司布局早，投入大，专利申请量排在第一。

国外无人机专利申请特点

政策引导，资金投入，促进无人机发展国外注重通过政策引导，资金投入以促进相关技术的发展。早在1983年日本农林水产省就提出无人直升机可以参与到农业航空植保作业中，并支持日本雅马哈发动机公司研究开发植保无人机，推动无人机在农业植保方向的应用发展，现在日本已成为植保无人机领域最先进的国家之一。美国在2000到2007年发布了四个版本的无人机路线图，2012年发布了《2012联邦航空管理局（FAA）现代化与改革法》，2018年发布《无人机系统综合路线图2017—2042》，推动无人机技术发展。同时，无人机研制投入的增加也是美国在2000年后，相关技术快速发展的直接原因之一，美国2010年一年在无人机领域的投入就有44亿美元，而上世纪90年代一共才有34亿美元。

国外无人机技术创新以企业为主国外无人机技术的主要创新。主体是企业，如美国的波音公司、霍尼韦尔公司、洛克希德·马丁公司、IBM公司等，英国的BEA系统公司，法国的派诺特公司等。以美国为例，美国无人机专利授权的前10家机构中，除去美国海军，剩余9家均为企业，其中7家来自本土企业。排名前三的企业为波音、霍尼韦尔、洛克希德·马丁，均为军用设备制造商，其次是软件开发公司，有IBM公司、亚马逊和谷歌公司。以企业为主体的技术创新模式易于实现军用技术向民用转化，同时贴近市场，能够提早在可能的市场方向上进行专利布局。

国外企业积极进行海外专利标准布局美国、法国、英国、日本等国家注重在海外进行专利和标准的布局。截止到2016年6月，美国无人机发明专利公开数为2151件，而美国作为发明专利来源国的发明专利有2799件，这表明美国作为技术的原创国正积极布局海外，意图通过技术优势占领海外市场。法国、德国、英国等专利除了在欧洲申请外，还比较重视在美国的布局，如法国派诺特公司在美国的授权发明专利就拥有17件。以色列在无人机领域技术雄厚，但其专利申请大多布局国外，为其无人机出口保驾护航。日本在2017年已着手开始各项技术测试，意欲主导国际无人机行业标准，以利于本国无人机出口。

我国无人机专利申请特点

形成了校企齐头并进的创新格局我国无人机领域技术研发形成了高校及科研机构和高科技企业齐头并进的创新格局。截止到2016年6月，我国无人机专利申请人排名前十名中，包括一共有5家企业，3家高校及一家研究机构。高校方面，以北京航空航天大学为代表，北航从2007年开始申请无人机领域相关专利，持续进行无人机控制、导航等基础研究，最初一段时间一直是我国无人机技术研究的排头兵，推动我国无人机技术的发展。企业方面，随着近年来民用无人机市场的爆发性发展，我国无人机企业在技术研发和专利申请中占的比重逐年加大，到2016年，消费级无人机领域的龙头企业大疆以257件的专利申请量超过北航排在第一。我国无人机领域校企齐头并进的产业创新格局形成了产学研协同创新的先天优势。

海外布局仍显不足。我国无人机专利在海外布局较少，与我国在民用无人机领域的领先地位不符。近年来，随着我国民用无人机的蓬勃发展，部分企业开始进行国外的专利布局。

应对方式

加大行业资金支持，进一步加强对无人机的资金投入。通过各类科研项目、产业扶持基金、政策性引导资金等方式，撬动社会资本进行无人机的技术研发和技术创新。一是合理规划科技计划项目，适当引导国内有实力的高校、科研机构、企业围绕关键核心技术进行创新研究，充分发挥发挥社会资本在设计、开发、集成、创新等方面的优势，形成一定规模的技术集群;二是通过产业扶持基金鼓励企业加快工业无人机方向的技术研发，集成国内外先进技术成果，进一步推动无人机在电网巡查、农业植保等方向的应用。三是加强我国高校和科研机构的成果转化，充分发挥我国高校及科研机构在无人机领域的技术优势、人才优势，研发无人机民用产品和军用装备。

推进产学研结合发展，以高校为基础，以企业为核心，充分发挥我国校企齐头并进的创新格局优势，推进我国无人机技术发展。一是引导高校、科研机构、企业加大对产学研结合的技术创新投入，加强企业和高校的技术合作，形成以市场为导向、以技术为支撑无人机发展模式。二是鼓励协会、联盟、高校等机构组织发起水平的无人机技术论坛、会议，就无人机技术发展、市场需求、国内外先进成果等进行沟通交流，引导高校和企业展开多方向、多領域的技术合作。三是引导高校、科研机构、企业加强无人机关键技术布局，如多数据源航程轨迹算法、避障算法、电池能源等，同时加强在农业植保、电网巡查、物流运输等。

加强全球专利布局，鼓励我国企业积极进行海外专利布局，构筑知识产权防护墙。一是在主要的无人机出口地、竞争对手所在地进行专利布局，作为专利申请的重点区域，做到产品出口、专利先行。二是积极推动核心技术标准化，鼓励企业积极参加国内外的标准制定，推动核心技术专利方案进入标准，占据无人机知识产权优势地位。三是加强知识产权分析评议，避免侵权纠纷。建议企业加强对出口无人机的知识产权风险评估，了解出口地的相关专利情况和侵权判定标准，避免不必要的损失。