专利视域的智能网联汽车分析与研究——以江苏省智能网联汽车测试与评价为例.pdf

第 21 期2023 年 7 月江苏科技信息Jiangsu Science and Technology InformationNo.21July,2023基金项目:江苏省知识产权局软科学研究计划项目;项目名称:智能网联汽车产业链专利分析及发展战略研究;项目编号:JSIP-2022-R-C01。“江苏省大学生创新创业训练计划”项目;项目名称:自动辅助驾驶系统功能测试与评价方法研究;项目编号:202313654022Y。作者简介:谢继鹏(1984),男,江苏溧阳人,副教授,博士;研究方向:智能车辆工程技术与教学研究及专利分析。专利视域的智能网联汽车分析与研究 以江苏省智能网联汽车测试与评价为例谢继鹏1,方 煜1,华国栋2(1.南京理工大学紫金学院,江苏 南京 210023;2.江苏智行未来汽车研究院,江苏 南京 211111)摘要:文章基于专利视角,以江苏省智能网联汽车测试与评价产业链为研究对象,对该领域的技术发展现状进行了分析和研究。首先,在数据来源和分析方法方面,通过收集专利数据、运用专利分析工具等手段进行分析;其次,在专利分析部分,分别从专利申请趋势、区域分布、申请主体、关键领域和技术流向等角度进行深入研究;最后,得出江苏省智能网联汽车测试与评价领域仍将保持良好的发展趋势,南京地区在该领域专利数量领先于其他地市,学术和研究机构是该领域专利申请人的主要来源,江苏省民企和高新技术企业具有很强的创新能力等结论,并提出了相应的政策建议。这些研究结论可以为相关企业和研究机构提供参考,有助于优化江苏省在智能网联汽车领域的专利布局,提升江苏省智能网联汽车产业的竞争力。关键词:智能网联汽车;专利分析;测试与评价;申请主体;关键技术中图分类号:U467;G306 文献标志码:A0 引言智能网联汽车(Intelligent Connected Vehicle,ICV)是指搭载先进的车载传感器、控制器、执行器等装置,并融合现代通信与网络技术,实现车与 X(车、路、人、云端等)智能信息交换、共享,具备复杂环境感知、智能决策、协同控制等功能,可实现安全、高效、舒适、节能行驶,最终可替代人工驾驶操作的新一代汽车1。智能网联汽车已成为中国及欧美日等国家和地区的战略性产业之一,是中国制造 2025的重点支持产业2。为保证自动驾驶车辆在道路上的稳定性、安全性和可靠性,测试与评价体系的建设显得至关重要。20182022 年,中国相继发布了智能网联汽车道路测试与示范应用管理规范等政策文件,对智能网联汽车道路测试的管理要求和程序进行了规范。在测试和评价环节开展技术分析与研究,可以进一步优化测试和评价资源的有效配置,加快实现智能网联汽车领域关键核心技术的突破,推动我国智能网联汽车产业的高质量发展。1 研究背景 对智能网联汽车开展全方位的测试评价是智能网联汽车安全上路与产业落地的重要保障。智能网联汽车测试技术包括自动驾驶功能测试、虚拟仿真测试、网联测试、大规模并发测试和互联互通测试等。其中,自动驾驶功能测试是依托自动驾驶测试管理平台实现对自动驾驶车辆行为的实时监测,完成车辆测试数据分析和结果输出;虚拟仿真测试通过计算机模拟各种测试场景;网联测试是根据车用通信标准中的接口协议在实际道路场景中开展车路协同功能的测试;大规模并发测试是通过部署大量车载和路侧终端,依托高性能计算平台和网络通信技术,模拟现实场景下的交通流,对车辆网联系统进行评估和验证。除了智能网联汽车测试,还需要对智能网联汽车51第 21 期2023 年 7 月江苏科技信息 知识产权No.21July,2023的人机交互和可靠性进行评价,具体内容包括用户体验评价、可靠性评价、安全性评价等。其中,用户体验评价是指用户使用智能网联汽车,对便利性、舒适性感受等多方面的评价;可靠性评价是指对智能网联汽车系统在各种工作条件下可靠性的评价;安全性评价是指对智能网联汽车的操作安全性、道路安全性等多方面进行评价。国内学者对智能网联汽车在封闭式测试场、公开道路测试、智能车子系统测试场景等进行研究,并建立相应的评价体系和评价方法3-5,不断完善和提高测试评价技术,以确保智能网联汽车的安全性和可靠性。专利分析是一种有效的研究方法,可以通过对相关专利文献的系统分析,揭示技术领域的关键技术点、技术方向以及创新动态。如王健美等6和董文波7从全球 ICV 专利的角度,对技术研发趋势、竞争区域、主体和价值等方面进行了计量分析;戚湧等8基于专利数据识别智能网联汽车产业关键核心技术主题,通过 LDA 模型识别出 8 个关键技术。从智能网联汽车关键核心技术专利分析角度来看,张莹等9对车联网信息安全技术、王军雷等10对智能网联汽车决策技术等的发展趋势、重要申请人、各技术分支分布情况进行了分析。基于专利分析的智能网联汽车测试与评价技术研究,可以全面了解该领域的技术创新和专利布局情况,识别技术热点和趋势,从而为技术研发、标准制定和政策支持提供重要参考。2 数据来源与分析方法2.1 数据来源 本文采用智慧芽专利分析系统,检索智能网联汽车测试与评价技术下级分支技术,主要包括测试装备、仿真、评价方法、试验方法等技术的专利。检索采用关键词和主要字段相结合的方式,采用 MAINF:()AND TAC:()的检索式,其中,关键词涵盖自动驾驶、智能网联、测试装备、试验方法、并发测试、V2X 测试、评价方法等。为确保准确性,剔除了无关关键词(如轨道车、无人机领域)。由于本文重点研究江苏省区域,因 此 在 检 索 式 中 加 入 了 搜 索 字 段 AN _PROVINCE:(江苏)对检索区域进行限制;而检索时间限定在 2012 年 1 月 1 日2022 年 12 月 31 日,共检索出 4 593 条江苏省智能网联汽车测试与评价领域的专利。2.2 分析方法 在梳理智能网联汽车测试与评价的概念和基本现状的基础上,采用数理统计分析、数据关联分析、聚类分析、词云分析等方法,提取和统计专利申请量、专利申请人、区域分布、重要领域分析和技术流向分析5 个方面分析对象目前所处的发展趋势,为江苏省制定相关的产业政策提供参考。3 智能网联汽车测试与评价技术专利分析3.1 专利申请趋势 江苏省在智能网联汽车测试与评价关键技术领域的专利申请趋势与全国发展趋势相似,如图 1 所示。20002011 年,该领域专利申请量几乎为零,仍处于探索阶段;20122015 年,进入缓慢发展阶段,每年有少量专利进行申请,并逐年增加;20162022年,江苏省的专利申请数量显著加速增长,从 115 项增加到 1 140 项,增长速度明显加快,尤其是 20172019 年申请数量大幅增长。根据专利申请数量的增长趋势,可以预见江苏省在智能网联汽车测试与评价关键技术领域的研究和开发活动将持续增加。图 1 江苏省及全国专利申请趋势3.2 申请区域分析 北京、广东和江苏是全国智能网联汽车测试与评价关键技术领域的主要专利申请地区,专利申请数量分别为9 206 项、7 696 项和4 593 项,3 个地区的专利申请数量占比超过 52%(见图 2)。尤其是江苏省,在该领域专利申请量超过了传统汽车研发大省上海市,表明江苏省在智能网联汽车领域的研发实力正在不断提升。尽管江苏省在该领域专利申请数量远高于全国平均水平,但仍落后于北京、广东,只占全国总量的 11%左右。南京和苏州是江苏省在智能网联汽车测试与评价关键技术领域的主要创新中心,两地的专利申请数量占总数的 70.7%(见图 3)。此外,无锡、镇江和常州等地也在该领域有较多的专利申请,表明江苏省多61第 21 期2023 年 7 月江苏科技信息 知识产权No.21July,2023个地市在这一领域非常活跃,与国家和江苏省智能网联汽车产业政策在各地市布局基本一致。值得注意的是,无锡市是国家级车联网先导区之一,通过近几年的建设,无锡已成为全国首个全域测试、示范城市,但无锡在该领域的专利申请数量相对较低,仅占江苏省总数的 7.05%。图 2 全国各省市申请数量与排名情况图 3 江苏省各地市专利申请数量与排名情况3.3 专利申请主体分析 根据智慧芽检索出的数据,江苏省在智能网联汽车测试与评价关键技术领域中,企业和院校/研究机构是专利申请数量最多的类型,分别有 2 417 和2 099 项。由表 1 筛选出 Top50 的企业和高校/研究机构等专利竞争主体分析可看出,“双一流”高校有1 449 项专利,远超其他专利申请人,占比 44.2%;企业次之,其中民企或高新技术企业表现突出。表 1 江苏省内企业、高校和研究机构专利申请数量对比类别企业属性高校国企 民企高新技术“双一流”非“双一流”研究机构Top10 专利数量/项901891891 1702090Top30 专利数量/项 1824334361 420253144Top50 专利数量/项 1825995691 449314165比例/%5.618.3 17.444.29.65.0智能网联汽车领域的发展势头迅猛,各大院校和研究所也积极参与其中,且在该领域中的表现备受关注。东南大学、南京航空航天大学、江苏大学、南京理工大学、南京邮电大学是江苏省汽车测试与评价领域具有重要影响力的院校/研究机构类申请人,占该类型申请人的 76.8%,大部分是“双一流”院校或该领域优势学科院校(见图 4)。同时值得注意的是南京航空航天大学的失效专利比例稍偏高,达到 18.5%,该校可能在专利保护方面存在一定的问题或挑战,例如专利的可靠性和有效性不够高、专利维护欠缺等问题,可能需要进一步加强该领域的专利保护、布局、维护和转让等工作。结合地市申请数量,南京地区在该领域的专利数量领先于其他地市,主要归因于南京拥有相对较多的高层次高校/科研机构和高新技术型企业;相比之下,苏州以高新技术型企业为主导力量,而镇江则以高校71第 21 期2023 年 7 月江苏科技信息 知识产权No.21July,2023为主导力量。江苏省智能网联汽车测试与评价领域的企业申请人持有的专利数量不像高校/科研机构那样集中在几家单位中,而是广泛分散在诸多企业中;其中,领域专利数量超过 50 件以上的企业是的卢技术、苏州智加、中汽创智、苏州浪潮、苏州挚途 5 家企业(见图5),他们申请的专利数量占企业类型的 16.7%,也说明这些企业在智能网联汽车测试与评价关键技术领域中具有重要影响力。从专利状态来看,苏州智加是申请专利最多的企业,共有 80 项有效专利权,占 85.1%,其专利法律状态相对较稳定。的卢技术共有 95 件专利,其中在审专利占 50.5%;同时中汽创智共有 94 件专利,在审专利占 81.9%,在审专利的数量反映企业的创新能力和研发实力,如专利获得授权,将有助于进一步提高企业未来的核心竞争力和巩固其市场地位。初速度(苏州)授权专利占总专利 76.9%,在审专利数量仅有 1件,说明专利目前稳定性较高,但在该领域专利布局不足,后期可能会影响到该公司的专利战略和竞争优势。图 4 江苏省主要高校专利申请人及专利状态图 5 江苏省主要企业专利申请人及专利状态 江苏省汽车测试与评价领域的企业竞争力较强,但由表 2 可见,与国内该领域的头部企业以及外企在国内专利布局相比还有较大的差距,江苏省企业在科研投入和专利布局上还要进一步加强。表 2 国内外及江苏省重要企业专利申请人对比分析排名国内国外江苏省名称数量/人名称数量/人名称数量/人1华为2 289本田839的卢技术952腾讯2 014辉达410苏州智加943百度网讯579英特尔313中汽创智944重庆长安443丰田305苏州挚途555百度在线375高通287苏州浪潮733.4 重要领域分析 从图 6 的技术主题分类关键词云图可见,江苏省智能网联汽车测试与评价主要围绕自动驾驶测试方面展开,其中涉及的关键技术有 5 大类:(1)数据处理与分析类,包括数据集、成像数据、数据传输、数据采集、目标检测、特征提取等;(2)控制算法与系统类,包括网络模型、深度学习、卷积神经网络、强化学习算法、自适应控制、车辆控制、转向控制、转向系统、控制单元等;(3)传感器与设备类,包括雷达(激光雷达、波雷达、毫米波)、视觉、电子设备、基站等;(4)安全性类,包括行车安全、障碍避免、路径追踪、驾驶员监控等;(5)模拟仿真类,包括模拟测试、测试场景、仿真测试、模式模拟等。81第 21 期2023 年 7 月江苏科技信息 知识产权No.21July,2023图 6 技术主题分类关键词云图根据图 7 所示的 IPC 分类号和专利申请数量可以总结出,江苏省智能网联汽车测试与评价的关键技术主要集中在以下几方面。3.4.1 基于生物学模型的计算机系统(G06N3)该类技术主要用于研究人工智能与生物系统的结合,如神经网络等技术,以实现更加智能化的自动驾驶和交通管理。3.4.2图像或视频识别或分析(G06K9,G06V10,G06T7)包括图像增强、复原、场景元素识别、特征提取、目标分类、图像匹配和识别等。这些技术可用于智能网联汽车的环境感知、目标识别和行为预测。3.4.3自动驾驶控制(G05D1,B60W30,B60W50,B60W40,B60W60)该类技术主要涉及自动驾驶仪、驾驶控制系统、位置、航道、高度或姿态的控制等。通过使用传感器数据、地图信息和控制算法等技术,实现车辆的自动驾驶和驾驶参数判断与计算。3.4.4车联网 V2X 及测试场景(G08G1,G01M17,G06V20)该类技术主要用于在各种与道路和车辆交通控制相关复杂场景下对车辆网系统进行测试与验证,这些技术可以提高道路交通的安全性和效率以及车联网的智能化。3.4.5 传感器数据处理(G06F17,G01S17,G01C21)该技术主要涉及传感器数据的采集、处理和分析,包括雷达、摄像头、激光雷达、惯性测量单元等多种类型的传感器。通过使用这些传感器的数据,可以实现车辆的精确定位、环境感知和障碍物检测等功能。3.4.6 车辆通信(H04W4,G01S19)该类技术主要涉及车辆间通信和与基础设施的通信,以实现车辆之间的协同、实时信息交换和数据共享等功能。这些技术可用于交通流优化和交通安全等方面。图 7 主要 IPC 分类号及专利数量统计3.5 技术流向 江苏省的汽车测试与评价专利技术合作主要涉及东南大学、江苏大学、南京航空航天大学、南京理工大学等高校,以及中汽创智和苏州智加等企业。江苏的高校内部合作与技术交流较多,此外,相关技术也被吉林大学、清华大学以及百度在线网络技术(北京)有限公司等频繁引用,体现这些机构/企业在汽车测试与评价领域展示了较强的研发实力和技术创新能力(见图 8)。图 8 江苏省测试与评价专利技术流向4 结语 江苏省智能网联汽车测试与评价领域目前处于上升期,随着自动驾驶技术由车辆智能化向网联化进一步发展,江苏省在该领域仍将保持良好的发展趋势。从地域分布上来看,南京地区在该领域的专利数量领先于其他地市,主要归因于南京拥有相对较多的高层次高校/科研机构和高新技术型企业;相比之下,苏州以企业为主导力量,而镇江则以高校为主导力量;虽然无锡是智能网联汽车的先导区,但其相关企业的专利布局与维护还有待进一步加强。在该领域内的传统学术和研究机构仍然是这些领域专利申请人的主要来源,还持续保持着在该领域91第 21 期2023 年 7 月江苏科技信息 知识产权No.21July,2023的竞争优势,同时,江苏智能网联产业的高新技术型企业也表现出了较强的技术创新能力;但不管是江苏省的高校还是企业,与国内头部高校和企业相比,在专利申请量上仍存在较大差距。从专利政策层面考虑,可以设置产业联盟、专利联盟等组织,协助企业进行专利布局、维护和优先申请审查等环节工作以巩固其专利稳定性和持续性,设置关键技术地方标准委员会编制江苏省地方标准和团体标准,进一步推动建设智能网联汽车产业强省。参考文献1中国汽车工程学会.节能与新能源汽车技术路线图 2.0M.2 版.北京:机械工业出版社,2021.2李克强,戴一凡,李升波,等.智能网联汽车(ICV)技术的发展现状及趋势J.汽车安全与节能学报,2017(1):1-14.3曾立锵,连鑫,王旭,等.智能网联汽车公开道路测试评价方法J.机器人产业,2022(6):87-98.4宗晨宏,马健霄,陆涛.封闭式智能网联汽车测试场可靠性评价方法J.重庆理工大学学报(自然科学),2023(4):105-114.5林国庆,逯超,韩龙飞,等.汽车自动紧急制动系统行人测试与评价方法J.汽车安全与节能学报,2020(3):296-304.6王健美,魏晨,胥彦玲,等.专利视角下全球智能网联汽车技术竞争态势分析J.汽车技术,2021(8):20-29.7董文波.专利视域下全球智能网联汽车技术发展动态与竞争态势研究J.中国发明与专利,2023(3):28-37.8戚湧,陈墨.专利视角下智能网联汽车关键核心技术主题识别研究J.中国发明与专利,2022(11):5-11.9张莹,李华,郭利娜.车联网信息安全专利技术综述J.网络安全技术与应用,2022(2):123-124.10王军雷,吕惠,王亮亮,等.基于专利分析的智能网联汽车决策技术发展现状分析J.汽车技术,2019(12):12-17.(编辑 何琳)Analysis and research of intelligent connected vehicle in patent horizon taking the test and evaluation of ICV in Jiangsu province as an exampleXie Jipeng1 Fang Yu1 Hua Guodong2 1.Nanjing University of Science and Technology Zijin College Nanjing 210023 China 2.Jiangsu Zhixing Future Automobile Research Institute Co.Ltd.Nanjing 211111 China Abstract This article analyzes and studies the technological development of intelligent connected vehicle testing and evaluation in Jiangsu province from a patent perspective.Firstly by collecting patent data and using patent analysis tools the article conducts an analysis on data sources and analysis methods.Secondly in the patent analysis part the article explores the trends in patent applications application areas competitors important fields and technology trends.Finally the article concludes that the field of intelligent connected vehicle testing and evaluation in Jiangsu province will continue to maintain a good development trend Nanjing has the highest number of patents in this field compared to other cities traditional academic and research institutions are the main applicants for patents in this field and the private enterprises or high-tech enterprises in Jiangsu province have strong innovation capabilities.Some corresponding policy suggestions are also proposed.These research results not only provide reference for relevant enterprises and research institutions but also help optimize the patent layout of Jiangsu province in the field of intelligent connected vehicles and enhance its competitiveness.Key words intelligent connected vehicle patent analysis testing and evaluation application subject key technology02