基于专利数据分析人工智能自动驾驶技术创新路径

摘要：当前自动驾驶技术的应用表明，人工智能在这一领域的发展为我国汽车领域带来了全新的方向。故此，针对当前自动驾驶技术的发展情况，客观阐述现阶段自动驾驶技术需要改进和优化的问题，基于专利数据分析人工智能技术在自动驾驶领域的应用以及技术创新路径，并为我国自动驾驶技术在未来汽车领域发展提供全新的方向和技术支持。

关键词：专利数据分析；人工智能；自动驾驶技术；创新

人工智能是在信息化背景下应运而生的产物，其主要是利用计算机进行模拟延伸，同时形成环境感知能力，并在此基础上建立相应的应用系统。人工智能技术广泛应用于人们的日常生活中，对于全球经济发展和社会进步起到了非常重要的积极影响。尤其在自动驾驶技术方面的应用更能说明，在“互联网+”背景下，它有可能成为我国汽车制造与发展中的一次全新尝试。专利技术的形成和创新对于自动驾驶技术的应用将会起到关键作用，它能够清晰地指引自动驾驶技术的未来发展方向，并为我国自动驾驶技术的研发和进步提供重要的支持和保障。

一、当前自动驾驶技术的发展情况

（一）自动驾驶等级

自动驾驶技术的出现最早依靠人工智能、雷达和GPS的协同实现。因此，自动驾驶技术是一个综合系统，集合了环境感知、规划决策等不同的功能。其中包括计算机技术的应用、现代化传感器、信息搜集与融合、人工智能和自动控制等多种技术内容，体现了现代化高科技信息技术的综合性。总的来说，自动驾驶技术的发展可以分为以下几个阶段：

第一阶段是辅助驾驶阶段，目的是向驾驶员提供一定的协助。主要是提供有关安全和舒适驾驶的信息，以便在驾驶员遇到危险时能够及时发出简洁且准确的警示。

第二阶段是部分自动驾驶阶段，一些自动驾驶车辆可以通过摄像头和传感器获取周围的交通信息。在这个阶段，车辆会自动支持和帮助驾驶员的方向盘操作和加减速行为。

第三阶段是条件自动驾驶阶段，适用于良好道路条件。在这种情况下，驾驶员独立完成驾驶任务，但自动驾驶系统也可以选择完成驾驶操作。

第四阶段是高度自动驾驶阶段，基本实现了自动驾驶的目标。在这个阶段，根据系统的要求和引导，驾驶员完全不需要干预车辆的行动。如果自动驾驶系统失控，车辆可以尽快调整到自动驾驶状态，驾驶员不需要采取任何行动。

第五階段是完全自动驾驶阶段，也是自动驾驶的理想状态。只需提供目的地，无论道路条件或天气如何，车辆都可以完全自主地完成驾驶任务，不需要任何人员对车辆进行控制。

（二）自动驾驶技术概况

目前来看，我国在自动驾驶技术方面的发展情况而言，第二阶段已经基本普及，并且大多数车辆都具备车道保持自动、自动刹车辅助系统等基础功能。这些功能确实为驾驶提供了更多便利、舒适性和安全性。然而，第三阶段的发展受到了法规层面的制约和限制，因为驾驶环境的要求非常高，必须是封闭的单向车道，并且车速必须控制在相对较低的水平。至于第四阶段的发展水平在实际应用中并不强，只有奔驰部分车辆中有所体现，且实际价值有限。

二、现阶段自动驾驶技术需要改进的问题

（一）技术层面

制约我国自动驾驶技术发展的主要因素还是技术层面，因为在自动驾驶过程中，感知是最重要的方面。只有通过传感器感知外部车辆在行驶过程中的路况，才能制定科学的路径规划并为驾驶行为提供决策。目前常见的传感器各有优缺点，没有找到适用于所有环境的传感器器件。例如，激光雷达对雨雾的穿透力有限，对黑色汽车的反射率也不足。超声波雷达在感知距离和频率方面也不理想。这些技术上的制约严重影响自动驾驶技术的优化和发展。

（二）认知层面

自动驾驶技术是一项全新的技术产品，在市场适应过程中，政府、市场和消费者对该技术的认知度都在不断变化。消费者对自动驾驶汽车是否能够完全接受，以及具体的接受程度，将成为该技术未来发展的必要前提。根据美国相关机构的调查，大约四分之三的驾驶者对自动驾驶汽车持保持冷静、观望和谨慎的态度，甚至有些人对其持怀疑态度。在中国，自动驾驶汽车的发展历程还不长，起步相对较晚，大多数消费者对自动驾驶的理解还比较片面。同时，安全问题一直是人们最关注的问题。负面消息的出现可能会导致一些消费者对自动驾驶汽车望而却步。

（三）伦理与法律层面

自动驾驶技术在我国的发展，受到了伦理以及法律方面的双重影响，一些相关方面的困境仍未解决。比如当路况出现意外的时候，在驾驶车辆的过程中，车辆需要首先进行保护判断，但是此时，应该出于常规设定对车主进行最大程度保护？还是说针对可能来往的车辆实际安全性进行保护？如果此时对象是一辆满载儿童的校车，又应该何去何从？再比如当出现车祸事故的时候，对于受害者而言，究竟是应该由车主对其进行负责，还是汽车的生产厂商对其进行负责？权责如何划分？这些都没有得到相关的规定。这些问题从法律层面以及伦理层面都没有得到很好的保障，即便现阶段自动驾驶汽车已经逐步在技术层面实现突破，但是其所具有的问题依然存在，产业化和规模化的生产依然会遇到瓶颈与阻碍。

三、基于专利数据分析人工智能技术在自动驾驶领域的应用

纵观当前在自动驾驶领域应用的人工智能技术，其常见的专利技术主要表现在四个方面：控制执行方面、环境感知方面、智能决策方面以及通信互联方面。这四个方面可视为整体分支的专利类型。根据相关的数据统计，国内自动驾驶各技术分支的专利占有率以及增长率呈现如下所示的趋势（见表1）。

针对上述四个重要的技术分支进行细分，人工智能的具体应用层面有四个。同时，根据人工智能自动驾驶技术的相关专利输出，可以看出我国除了针对欧洲专利局的专利布局具有一定的优势之外，其余比值都相对较差，具体内容如下表2所示：

（一）人工智能在自动驾驶定位中的应用

基于专利数据可知人工智能在自动驾驶定位技术中发挥着重要作用。定位技术是确保自动驾驶车辆能够安全稳定行驶的前提条件。目前，磁导航和无线导航是比较常见的定位技术。其中磁导航是一种成熟且可靠的技术，在全球范围内被广泛应用。它能够适应各种路况，并且已经形成了相关的专利申请。而磁导航通过增设相关设施，能在现有道路上提供定位信息，使得自动驾驶车辆能够准确确定位置。但是，磁导航的缺点是需要对道路进行改造，增加标志和设施，这会导致较高的成本。

（二）人工智能在自动驾驶图像识别与感知中的应用

在自动驾驶的图像识别与感知中，人工智能应用可以体现在不同的类型的传感器上。通常情况下，自动驾驶所使用的传感器主要包括雷达传感器、视觉传感器、定位及位姿传感器、车身传感器四种。尽管这些传感器各自具有不同的优缺点，但它们在图像识别与感知中都具有一定的应用前景。目前视觉传感器在自动驾驶领域中具有广泛应用，并且已有一些知名的视觉传感器供应商，如以色列的Mobileye，加拿大的PointGrey，德国的Pike等。

（三）人工智能在自动驾驶深度学习中的应用

深度学习算法可以将电磁波信息转换为有价值的数据内容，并为自动驾驶车辆实现更好的安全性。例如，在使用激光雷达（LiDAR）时，深度学习可以帮助车辆从激光雷达数据中提取障碍物的特征，帮助车辆更好地识别并避免障碍物。作为计算机视觉技术的代表，深度学习能够满足自动驾驶车辆对高精度视觉感知的需求，提高车辆在复杂交通环境中的决策能力。

（四）人工智能在自动驾驶信息共享中的应用

在“互联网+”背景下，通过无线网络连接，汽车之间可以实现资源信息共享的目的。汽车可以通过无线网络将自身的位置、路况信息等实时分享给其他汽车，从而实现信息的实时共享与交流。这种共享能够使得所有车辆的自动驾驶系统在收到相关信息后能够及时进行调整和适应。在这种情况下，数据挖掘技术和人工智能技术的应用可以提取和分析相关信息，增强信息处理的科学性和有效性。

四、基于专利数据分析人工智能自动驾驶技术创新路径

（一）宏观层面

1.注重专利海外布局拓展以提高国际专利比重

保护专利技术对于维护我国知识产权具有重要意义。在自动驾驶技术领域，基于专利数据分析人工智能创新应用是一项关键举措。为此，国内相关企业需要开展和拓宽海外布局，提高自身在国际专利领域的比重。首先，国内相关企业需要具备全球性的思维意识。这意味着他们不仅要在国内市场上布局专利，还要注重制定全球专利战略。企业应该不断提高在自动驾驶领域的专利申请数量和质量，尽可能地保护自己的创新成果。其次，国内企业应该努力在全球范围内布局高科技核心水平的专利技术。企业可以根据自身实际情况，通过与国外自动驾驶技术研发企业的合作，加强国际化发展思路。这样的合作可以促进技术交流和知识共享，提升自身的创新能力和竞争力。

2.加强产学研结合程度以提升科研转化率

我国高校和科研院所在自动驾驶领域申请相对比例的专利具有重要意义。这一方面反映了高校和科研院所对相关专利申请的重视程度，另一方面也反映了它們在该领域具有实际的影响力和创新能力。为了实现更好的成果与技术转化，企业可以积极与各高校和科研院所展开相关的技术交流活动。这样的合作将充分挖掘产学研教学模式下的资源，帮助企业有效减少研发成本，并提高专利的附加值。

3.注重国内自动驾驶领域技术人才培养

为了在自动驾驶领域取得更大的发展，我国需要加大相关高层次技术人才的培养与引进。由于自动驾驶是人工智能的重要应用领域，各高校应该设立专业的人工智能院系，并形成对该专业人才的定向培养模式。同时，将人工智能与车辆工程专业进行学科融合，通过创新的学科体系和考核体系，有效培养出更多优秀人才。

在人才培养方面，高校可以注重提高培养质量，培养具备全面知识和创新能力的人才。通过跨学科合作和知识交流，可以培养出适应自动驾驶领域需求的复合型人才。

4.加强核心领域技术创新与发展

我国在自动驾驶领域的技术发展相对较新，与发达国家相比还存在一定的差距。为了弥补这一差距，需要注重专利布局和核心技术研发，同时加强与发达国家的技术引进，以借鉴其经验并结合我国自身情况进行革新与完善。

5.制定科学长期产业发展规划以营造自动驾驶产业发展良好环境

政府部门需要在自动驾驶领域展现强大的执行力和宏观调控能力。通过政策支持与保障、市场机制建设与管理体系优化，为自动驾驶领域的发展提供良好环境。同时，积极参与国际合作，推动自动驾驶产业的全球化发展。这将有助于形成自动驾驶产业的长期发展格局，并为我国自动驾驶领域的发展提供良好的推动力和保障。

6.加强相关法律制度建设以保障技术创新行为

从立法层面借鉴美国和德国在自动驾驶领域的经验是有益的。在完善法律制度方面，可以从产品责任和交通事故责任两个方面进行改进。尤其需要注重平衡权益保护和技术创新之间的关系。在制定相关法律制度时，应考虑保护自动驾驶生产方利益的同时，也要确保对受侵害方提供全面的保障。

（二）微观层面

1.注重核心技术多方合作

在我国自动驾驶技术创新过程中，互联网企业是主要的创新主体。为了推动自动驾驶技术的发展，一方面要不断加强国内自动驾驶领域技术软件、算法等方面的专利布局，另一方面还需加强与国内汽车厂商、传感器厂商等进行专利合作，切实发挥出我国在相关领域的技术优势与创新意识。与此同时，与高校加强合作，也可以加快算法理论研究到实践工程中的具体转换，是核心技术创新的重要前提。

2.加强技术热点研发形成针对性专利布局

近年来，在全球自动驾驶领域的研发中，障碍物识别、视觉感知、车辆控制和无线技术等方面一直是研究的热点。国内的互联网企业也应该加强技术研发，并有针对性地进行专利布局工作，以紧跟全球技术发展的步伐。

3.加强优势企业关注评估常见风险

作为技术研发企业，在专利布局之前必须密切跟踪技术变化趋势和专利布局变化的情况。这是因为创新主体在开展专利布局之前必须对相关风险进行评估。特别是在进入国际市场时，必须针对产品的专利进行调查，以避免陷入专利陷阱或存在专利侵权的风险。因此，进行专利风险预警工作并最大程度地规避潜在的侵权可能非常重要。

五、结束语

综上所述，注重知识产权保护和完善相关制度是非常重要的。这有利于我国实施国家知识产权战略，促进全新的文化、技术产业的蓬勃发展。专利作为我国知识产权研究领域的重要组成部分，不仅关注创新产出，也反映了知识流动和创新活动的具体方向。长期以来，专利被研究者视为技术创新的一种表现形式。未来，培养高价值且专业性极强的专利将有助于提高国家的自主创新能力和核心竞争力。

参  考  文  献

[1]丁春光.基于专利分析的人工智能自动驾驶技术创新研究[D].华中科技大学，2022.

[2]张玉新，何文钦，陈虹等.自动驾驶汽车安全技术专利分析综述[J].中国科学：信息科学，2020，50（11）：1732-1755.

[3]苑朋彬，佟贺丰，赵蕴华.全球自动驾驶汽车技术专利市场研究[J].全球科技经济瞭望，2018，33（09）：68-76.

[4]李劲娴.自动驾驶技术之相关专利分析[J].信息与电脑：理论版，2018（18）：64-65+70.

王小龙（1989-），男，汉族，江苏南通，硕士，助理研究员，国家知识产权局专利局专利审查协作江苏中心通信部-发明专利实质审查员。