摘要:當(dāng)前自動(dòng)駕駛技術(shù)的應(yīng)用表明,人工智能在這一領(lǐng)域的發(fā)展為我國(guó)汽車領(lǐng)域帶來(lái)了全新的方向。故此,針對(duì)當(dāng)前自動(dòng)駕駛技術(shù)的發(fā)展情況,客觀闡述現(xiàn)階段自動(dòng)駕駛技術(shù)需要改進(jìn)和優(yōu)化的問(wèn)題,基于專利數(shù)據(jù)分析人工智能技術(shù)在自動(dòng)駕駛領(lǐng)域的應(yīng)用以及技術(shù)創(chuàng)新路徑,并為我國(guó)自動(dòng)駕駛技術(shù)在未來(lái)汽車領(lǐng)域發(fā)展提供全新的方向和技術(shù)支持。
關(guān)鍵詞:專利數(shù)據(jù)分析;人工智能;自動(dòng)駕駛技術(shù);創(chuàng)新
人工智能是在信息化背景下應(yīng)運(yùn)而生的產(chǎn)物,其主要是利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行模擬延伸,同時(shí)形成環(huán)境感知能力,并在此基礎(chǔ)上建立相應(yīng)的應(yīng)用系統(tǒng)。人工智能技術(shù)廣泛應(yīng)用于人們的日常生活中,對(duì)于全球經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會(huì)進(jìn)步起到了非常重要的積極影響。尤其在自動(dòng)駕駛技術(shù)方面的應(yīng)用更能說(shuō)明,在“互聯(lián)網(wǎng)+”背景下,它有可能成為我國(guó)汽車制造與發(fā)展中的一次全新嘗試。專利技術(shù)的形成和創(chuàng)新對(duì)于自動(dòng)駕駛技術(shù)的應(yīng)用將會(huì)起到關(guān)鍵作用,它能夠清晰地指引自動(dòng)駕駛技術(shù)的未來(lái)發(fā)展方向,并為我國(guó)自動(dòng)駕駛技術(shù)的研發(fā)和進(jìn)步提供重要的支持和保障。
一、當(dāng)前自動(dòng)駕駛技術(shù)的發(fā)展情況
(一)自動(dòng)駕駛等級(jí)
自動(dòng)駕駛技術(shù)的出現(xiàn)最早依靠人工智能、雷達(dá)和GPS的協(xié)同實(shí)現(xiàn)。因此,自動(dòng)駕駛技術(shù)是一個(gè)綜合系統(tǒng),集合了環(huán)境感知、規(guī)劃決策等不同的功能。其中包括計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用、現(xiàn)代化傳感器、信息搜集與融合、人工智能和自動(dòng)控制等多種技術(shù)內(nèi)容,體現(xiàn)了現(xiàn)代化高科技信息技術(shù)的綜合性??偟膩?lái)說(shuō),自動(dòng)駕駛技術(shù)的發(fā)展可以分為以下幾個(gè)階段:
第一階段是輔助駕駛階段,目的是向駕駛員提供一定的協(xié)助。主要是提供有關(guān)安全和舒適駕駛的信息,以便在駕駛員遇到危險(xiǎn)時(shí)能夠及時(shí)發(fā)出簡(jiǎn)潔且準(zhǔn)確的警示。
第二階段是部分自動(dòng)駕駛階段,一些自動(dòng)駕駛車輛可以通過(guò)攝像頭和傳感器獲取周圍的交通信息。在這個(gè)階段,車輛會(huì)自動(dòng)支持和幫助駕駛員的方向盤操作和加減速行為。
第三階段是條件自動(dòng)駕駛階段,適用于良好道路條件。在這種情況下,駕駛員獨(dú)立完成駕駛?cè)蝿?wù),但自動(dòng)駕駛系統(tǒng)也可以選擇完成駕駛操作。
第四階段是高度自動(dòng)駕駛階段,基本實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)駕駛的目標(biāo)。在這個(gè)階段,根據(jù)系統(tǒng)的要求和引導(dǎo),駕駛員完全不需要干預(yù)車輛的行動(dòng)。如果自動(dòng)駕駛系統(tǒng)失控,車輛可以盡快調(diào)整到自動(dòng)駕駛狀態(tài),駕駛員不需要采取任何行動(dòng)。
第五階段是完全自動(dòng)駕駛階段,也是自動(dòng)駕駛的理想狀態(tài)。只需提供目的地,無(wú)論道路條件或天氣如何,車輛都可以完全自主地完成駕駛?cè)蝿?wù),不需要任何人員對(duì)車輛進(jìn)行控制。
(二)自動(dòng)駕駛技術(shù)概況
目前來(lái)看,我國(guó)在自動(dòng)駕駛技術(shù)方面的發(fā)展情況而言,第二階段已經(jīng)基本普及,并且大多數(shù)車輛都具備車道保持自動(dòng)、自動(dòng)剎車輔助系統(tǒng)等基礎(chǔ)功能。這些功能確實(shí)為駕駛提供了更多便利、舒適性和安全性。然而,第三階段的發(fā)展受到了法規(guī)層面的制約和限制,因?yàn)轳{駛環(huán)境的要求非常高,必須是封閉的單向車道,并且車速必須控制在相對(duì)較低的水平。至于第四階段的發(fā)展水平在實(shí)際應(yīng)用中并不強(qiáng),只有奔馳部分車輛中有所體現(xiàn),且實(shí)際價(jià)值有限。
二、現(xiàn)階段自動(dòng)駕駛技術(shù)需要改進(jìn)的問(wèn)題
(一)技術(shù)層面
制約我國(guó)自動(dòng)駕駛技術(shù)發(fā)展的主要因素還是技術(shù)層面,因?yàn)樵谧詣?dòng)駕駛過(guò)程中,感知是最重要的方面。只有通過(guò)傳感器感知外部車輛在行駛過(guò)程中的路況,才能制定科學(xué)的路徑規(guī)劃并為駕駛行為提供決策。目前常見(jiàn)的傳感器各有優(yōu)缺點(diǎn),沒(méi)有找到適用于所有環(huán)境的傳感器器件。例如,激光雷達(dá)對(duì)雨霧的穿透力有限,對(duì)黑色汽車的反射率也不足。超聲波雷達(dá)在感知距離和頻率方面也不理想。這些技術(shù)上的制約嚴(yán)重影響自動(dòng)駕駛技術(shù)的優(yōu)化和發(fā)展。
(二)認(rèn)知層面
自動(dòng)駕駛技術(shù)是一項(xiàng)全新的技術(shù)產(chǎn)品,在市場(chǎng)適應(yīng)過(guò)程中,政府、市場(chǎng)和消費(fèi)者對(duì)該技術(shù)的認(rèn)知度都在不斷變化。消費(fèi)者對(duì)自動(dòng)駕駛汽車是否能夠完全接受,以及具體的接受程度,將成為該技術(shù)未來(lái)發(fā)展的必要前提。根據(jù)美國(guó)相關(guān)機(jī)構(gòu)的調(diào)查,大約四分之三的駕駛者對(duì)自動(dòng)駕駛汽車持保持冷靜、觀望和謹(jǐn)慎的態(tài)度,甚至有些人對(duì)其持懷疑態(tài)度。在中國(guó),自動(dòng)駕駛汽車的發(fā)展歷程還不長(zhǎng),起步相對(duì)較晚,大多數(shù)消費(fèi)者對(duì)自動(dòng)駕駛的理解還比較片面。同時(shí),安全問(wèn)題一直是人們最關(guān)注的問(wèn)題。負(fù)面消息的出現(xiàn)可能會(huì)導(dǎo)致一些消費(fèi)者對(duì)自動(dòng)駕駛汽車望而卻步。
(三)倫理與法律層面
自動(dòng)駕駛技術(shù)在我國(guó)的發(fā)展,受到了倫理以及法律方面的雙重影響,一些相關(guān)方面的困境仍未解決。比如當(dāng)路況出現(xiàn)意外的時(shí)候,在駕駛車輛的過(guò)程中,車輛需要首先進(jìn)行保護(hù)判斷,但是此時(shí),應(yīng)該出于常規(guī)設(shè)定對(duì)車主進(jìn)行最大程度保護(hù)?還是說(shuō)針對(duì)可能來(lái)往的車輛實(shí)際安全性進(jìn)行保護(hù)?如果此時(shí)對(duì)象是一輛滿載兒童的校車,又應(yīng)該何去何從?再比如當(dāng)出現(xiàn)車禍?zhǔn)鹿实臅r(shí)候,對(duì)于受害者而言,究竟是應(yīng)該由車主對(duì)其進(jìn)行負(fù)責(zé),還是汽車的生產(chǎn)廠商對(duì)其進(jìn)行負(fù)責(zé)?權(quán)責(zé)如何劃分?這些都沒(méi)有得到相關(guān)的規(guī)定。這些問(wèn)題從法律層面以及倫理層面都沒(méi)有得到很好的保障,即便現(xiàn)階段自動(dòng)駕駛汽車已經(jīng)逐步在技術(shù)層面實(shí)現(xiàn)突破,但是其所具有的問(wèn)題依然存在,產(chǎn)業(yè)化和規(guī)?;纳a(chǎn)依然會(huì)遇到瓶頸與阻礙。
三、基于專利數(shù)據(jù)分析人工智能技術(shù)在自動(dòng)駕駛領(lǐng)域的應(yīng)用
縱觀當(dāng)前在自動(dòng)駕駛領(lǐng)域應(yīng)用的人工智能技術(shù),其常見(jiàn)的專利技術(shù)主要表現(xiàn)在四個(gè)方面:控制執(zhí)行方面、環(huán)境感知方面、智能決策方面以及通信互聯(lián)方面。這四個(gè)方面可視為整體分支的專利類型。根據(jù)相關(guān)的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì),國(guó)內(nèi)自動(dòng)駕駛各技術(shù)分支的專利占有率以及增長(zhǎng)率呈現(xiàn)如下所示的趨勢(shì)(見(jiàn)表1)。
針對(duì)上述四個(gè)重要的技術(shù)分支進(jìn)行細(xì)分,人工智能的具體應(yīng)用層面有四個(gè)。同時(shí),根據(jù)人工智能自動(dòng)駕駛技術(shù)的相關(guān)專利輸出,可以看出我國(guó)除了針對(duì)歐洲專利局的專利布局具有一定的優(yōu)勢(shì)之外,其余比值都相對(duì)較差,具體內(nèi)容如下表2所示:
(一)人工智能在自動(dòng)駕駛定位中的應(yīng)用
基于專利數(shù)據(jù)可知人工智能在自動(dòng)駕駛定位技術(shù)中發(fā)揮著重要作用。定位技術(shù)是確保自動(dòng)駕駛車輛能夠安全穩(wěn)定行駛的前提條件。目前,磁導(dǎo)航和無(wú)線導(dǎo)航是比較常見(jiàn)的定位技術(shù)。其中磁導(dǎo)航是一種成熟且可靠的技術(shù),在全球范圍內(nèi)被廣泛應(yīng)用。它能夠適應(yīng)各種路況,并且已經(jīng)形成了相關(guān)的專利申請(qǐng)。而磁導(dǎo)航通過(guò)增設(shè)相關(guān)設(shè)施,能在現(xiàn)有道路上提供定位信息,使得自動(dòng)駕駛車輛能夠準(zhǔn)確確定位置。但是,磁導(dǎo)航的缺點(diǎn)是需要對(duì)道路進(jìn)行改造,增加標(biāo)志和設(shè)施,這會(huì)導(dǎo)致較高的成本。
(二)人工智能在自動(dòng)駕駛圖像識(shí)別與感知中的應(yīng)用
在自動(dòng)駕駛的圖像識(shí)別與感知中,人工智能應(yīng)用可以體現(xiàn)在不同的類型的傳感器上。通常情況下,自動(dòng)駕駛所使用的傳感器主要包括雷達(dá)傳感器、視覺(jué)傳感器、定位及位姿傳感器、車身傳感器四種。盡管這些傳感器各自具有不同的優(yōu)缺點(diǎn),但它們?cè)趫D像識(shí)別與感知中都具有一定的應(yīng)用前景。目前視覺(jué)傳感器在自動(dòng)駕駛領(lǐng)域中具有廣泛應(yīng)用,并且已有一些知名的視覺(jué)傳感器供應(yīng)商,如以色列的Mobileye,加拿大的PointGrey,德國(guó)的Pike等。
(三)人工智能在自動(dòng)駕駛深度學(xué)習(xí)中的應(yīng)用
深度學(xué)習(xí)算法可以將電磁波信息轉(zhuǎn)換為有價(jià)值的數(shù)據(jù)內(nèi)容,并為自動(dòng)駕駛車輛實(shí)現(xiàn)更好的安全性。例如,在使用激光雷達(dá)(LiDAR)時(shí),深度學(xué)習(xí)可以幫助車輛從激光雷達(dá)數(shù)據(jù)中提取障礙物的特征,幫助車輛更好地識(shí)別并避免障礙物。作為計(jì)算機(jī)視覺(jué)技術(shù)的代表,深度學(xué)習(xí)能夠滿足自動(dòng)駕駛車輛對(duì)高精度視覺(jué)感知的需求,提高車輛在復(fù)雜交通環(huán)境中的決策能力。
(四)人工智能在自動(dòng)駕駛信息共享中的應(yīng)用
在“互聯(lián)網(wǎng)+”背景下,通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)連接,汽車之間可以實(shí)現(xiàn)資源信息共享的目的。汽車可以通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)將自身的位置、路況信息等實(shí)時(shí)分享給其他汽車,從而實(shí)現(xiàn)信息的實(shí)時(shí)共享與交流。這種共享能夠使得所有車輛的自動(dòng)駕駛系統(tǒng)在收到相關(guān)信息后能夠及時(shí)進(jìn)行調(diào)整和適應(yīng)。在這種情況下,數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)和人工智能技術(shù)的應(yīng)用可以提取和分析相關(guān)信息,增強(qiáng)信息處理的科學(xué)性和有效性。
四、基于專利數(shù)據(jù)分析人工智能自動(dòng)駕駛技術(shù)創(chuàng)新路徑
(一)宏觀層面
1.注重專利海外布局拓展以提高國(guó)際專利比重
保護(hù)專利技術(shù)對(duì)于維護(hù)我國(guó)知識(shí)產(chǎn)權(quán)具有重要意義。在自動(dòng)駕駛技術(shù)領(lǐng)域,基于專利數(shù)據(jù)分析人工智能創(chuàng)新應(yīng)用是一項(xiàng)關(guān)鍵舉措。為此,國(guó)內(nèi)相關(guān)企業(yè)需要開(kāi)展和拓寬海外布局,提高自身在國(guó)際專利領(lǐng)域的比重。首先,國(guó)內(nèi)相關(guān)企業(yè)需要具備全球性的思維意識(shí)。這意味著他們不僅要在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上布局專利,還要注重制定全球?qū)@麘?zhàn)略。企業(yè)應(yīng)該不斷提高在自動(dòng)駕駛領(lǐng)域的專利申請(qǐng)數(shù)量和質(zhì)量,盡可能地保護(hù)自己的創(chuàng)新成果。其次,國(guó)內(nèi)企業(yè)應(yīng)該努力在全球范圍內(nèi)布局高科技核心水平的專利技術(shù)。企業(yè)可以根據(jù)自身實(shí)際情況,通過(guò)與國(guó)外自動(dòng)駕駛技術(shù)研發(fā)企業(yè)的合作,加強(qiáng)國(guó)際化發(fā)展思路。這樣的合作可以促進(jìn)技術(shù)交流和知識(shí)共享,提升自身的創(chuàng)新能力和競(jìng)爭(zhēng)力。
2.加強(qiáng)產(chǎn)學(xué)研結(jié)合程度以提升科研轉(zhuǎn)化率
我國(guó)高校和科研院所在自動(dòng)駕駛領(lǐng)域申請(qǐng)相對(duì)比例的專利具有重要意義。這一方面反映了高校和科研院所對(duì)相關(guān)專利申請(qǐng)的重視程度,另一方面也反映了它們?cè)谠擃I(lǐng)域具有實(shí)際的影響力和創(chuàng)新能力。為了實(shí)現(xiàn)更好的成果與技術(shù)轉(zhuǎn)化,企業(yè)可以積極與各高校和科研院所展開(kāi)相關(guān)的技術(shù)交流活動(dòng)。這樣的合作將充分挖掘產(chǎn)學(xué)研教學(xué)模式下的資源,幫助企業(yè)有效減少研發(fā)成本,并提高專利的附加值。
3.注重國(guó)內(nèi)自動(dòng)駕駛領(lǐng)域技術(shù)人才培養(yǎng)
為了在自動(dòng)駕駛領(lǐng)域取得更大的發(fā)展,我國(guó)需要加大相關(guān)高層次技術(shù)人才的培養(yǎng)與引進(jìn)。由于自動(dòng)駕駛是人工智能的重要應(yīng)用領(lǐng)域,各高校應(yīng)該設(shè)立專業(yè)的人工智能院系,并形成對(duì)該專業(yè)人才的定向培養(yǎng)模式。同時(shí),將人工智能與車輛工程專業(yè)進(jìn)行學(xué)科融合,通過(guò)創(chuàng)新的學(xué)科體系和考核體系,有效培養(yǎng)出更多優(yōu)秀人才。
在人才培養(yǎng)方面,高??梢宰⒅靥岣吲囵B(yǎng)質(zhì)量,培養(yǎng)具備全面知識(shí)和創(chuàng)新能力的人才。通過(guò)跨學(xué)科合作和知識(shí)交流,可以培養(yǎng)出適應(yīng)自動(dòng)駕駛領(lǐng)域需求的復(fù)合型人才。
4.加強(qiáng)核心領(lǐng)域技術(shù)創(chuàng)新與發(fā)展
我國(guó)在自動(dòng)駕駛領(lǐng)域的技術(shù)發(fā)展相對(duì)較新,與發(fā)達(dá)國(guó)家相比還存在一定的差距。為了彌補(bǔ)這一差距,需要注重專利布局和核心技術(shù)研發(fā),同時(shí)加強(qiáng)與發(fā)達(dá)國(guó)家的技術(shù)引進(jìn),以借鑒其經(jīng)驗(yàn)并結(jié)合我國(guó)自身情況進(jìn)行革新與完善。
5.制定科學(xué)長(zhǎng)期產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃以營(yíng)造自動(dòng)駕駛產(chǎn)業(yè)發(fā)展良好環(huán)境
政府部門需要在自動(dòng)駕駛領(lǐng)域展現(xiàn)強(qiáng)大的執(zhí)行力和宏觀調(diào)控能力。通過(guò)政策支持與保障、市場(chǎng)機(jī)制建設(shè)與管理體系優(yōu)化,為自動(dòng)駕駛領(lǐng)域的發(fā)展提供良好環(huán)境。同時(shí),積極參與國(guó)際合作,推動(dòng)自動(dòng)駕駛產(chǎn)業(yè)的全球化發(fā)展。這將有助于形成自動(dòng)駕駛產(chǎn)業(yè)的長(zhǎng)期發(fā)展格局,并為我國(guó)自動(dòng)駕駛領(lǐng)域的發(fā)展提供良好的推動(dòng)力和保障。
6.加強(qiáng)相關(guān)法律制度建設(shè)以保障技術(shù)創(chuàng)新行為
從立法層面借鑒美國(guó)和德國(guó)在自動(dòng)駕駛領(lǐng)域的經(jīng)驗(yàn)是有益的。在完善法律制度方面,可以從產(chǎn)品責(zé)任和交通事故責(zé)任兩個(gè)方面進(jìn)行改進(jìn)。尤其需要注重平衡權(quán)益保護(hù)和技術(shù)創(chuàng)新之間的關(guān)系。在制定相關(guān)法律制度時(shí),應(yīng)考慮保護(hù)自動(dòng)駕駛生產(chǎn)方利益的同時(shí),也要確保對(duì)受侵害方提供全面的保障。
(二)微觀層面
1.注重核心技術(shù)多方合作
在我國(guó)自動(dòng)駕駛技術(shù)創(chuàng)新過(guò)程中,互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)是主要的創(chuàng)新主體。為了推動(dòng)自動(dòng)駕駛技術(shù)的發(fā)展,一方面要不斷加強(qiáng)國(guó)內(nèi)自動(dòng)駕駛領(lǐng)域技術(shù)軟件、算法等方面的專利布局,另一方面還需加強(qiáng)與國(guó)內(nèi)汽車廠商、傳感器廠商等進(jìn)行專利合作,切實(shí)發(fā)揮出我國(guó)在相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)優(yōu)勢(shì)與創(chuàng)新意識(shí)。與此同時(shí),與高校加強(qiáng)合作,也可以加快算法理論研究到實(shí)踐工程中的具體轉(zhuǎn)換,是核心技術(shù)創(chuàng)新的重要前提。
2.加強(qiáng)技術(shù)熱點(diǎn)研發(fā)形成針對(duì)性專利布局
近年來(lái),在全球自動(dòng)駕駛領(lǐng)域的研發(fā)中,障礙物識(shí)別、視覺(jué)感知、車輛控制和無(wú)線技術(shù)等方面一直是研究的熱點(diǎn)。國(guó)內(nèi)的互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)也應(yīng)該加強(qiáng)技術(shù)研發(fā),并有針對(duì)性地進(jìn)行專利布局工作,以緊跟全球技術(shù)發(fā)展的步伐。
3.加強(qiáng)優(yōu)勢(shì)企業(yè)關(guān)注評(píng)估常見(jiàn)風(fēng)險(xiǎn)
作為技術(shù)研發(fā)企業(yè),在專利布局之前必須密切跟蹤技術(shù)變化趨勢(shì)和專利布局變化的情況。這是因?yàn)閯?chuàng)新主體在開(kāi)展專利布局之前必須對(duì)相關(guān)風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評(píng)估。特別是在進(jìn)入國(guó)際市場(chǎng)時(shí),必須針對(duì)產(chǎn)品的專利進(jìn)行調(diào)查,以避免陷入專利陷阱或存在專利侵權(quán)的風(fēng)險(xiǎn)。因此,進(jìn)行專利風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警工作并最大程度地規(guī)避潛在的侵權(quán)可能非常重要。
五、結(jié)束語(yǔ)
綜上所述,注重知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)和完善相關(guān)制度是非常重要的。這有利于我國(guó)實(shí)施國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)戰(zhàn)略,促進(jìn)全新的文化、技術(shù)產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展。專利作為我國(guó)知識(shí)產(chǎn)權(quán)研究領(lǐng)域的重要組成部分,不僅關(guān)注創(chuàng)新產(chǎn)出,也反映了知識(shí)流動(dòng)和創(chuàng)新活動(dòng)的具體方向。長(zhǎng)期以來(lái),專利被研究者視為技術(shù)創(chuàng)新的一種表現(xiàn)形式。未來(lái),培養(yǎng)高價(jià)值且專業(yè)性極強(qiáng)的專利將有助于提高國(guó)家的自主創(chuàng)新能力和核心競(jìng)爭(zhēng)力。
參? 考? 文? 獻(xiàn)
[1]丁春光.基于專利分析的人工智能自動(dòng)駕駛技術(shù)創(chuàng)新研究[D].華中科技大學(xué),2022.
[2]張玉新,何文欽,陳虹等.自動(dòng)駕駛汽車安全技術(shù)專利分析綜述[J].中國(guó)科學(xué):信息科學(xué),2020,50(11):1732-1755.
[3]苑朋彬,佟賀豐,趙蘊(yùn)華.全球自動(dòng)駕駛汽車技術(shù)專利市場(chǎng)研究[J].全球科技經(jīng)濟(jì)瞭望,2018,33(09):68-76.
[4]李勁嫻.自動(dòng)駕駛技術(shù)之相關(guān)專利分析[J].信息與電腦:理論版,2018(18):64-65+70.
王小龍(1989-),男,漢族,江蘇南通,碩士,助理研究員,國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局專利局專利審查協(xié)作江蘇中心通信部-發(fā)明專利實(shí)質(zhì)審查員。