2017年12月13日谷歌正式宣布在北京成立谷歌AI中國(guó)中心,同時(shí)谷歌積極組建AI中國(guó)團(tuán)隊(duì),釋放出重返中國(guó)的信號(hào)。谷歌AI中國(guó)中心成立后,無(wú)人駕駛汽車將成為其研究的重點(diǎn)領(lǐng)域。
谷歌無(wú)人駕駛汽車項(xiàng)目在2009年正式啟動(dòng),目標(biāo)是2020年發(fā)布一款商用化的無(wú)人駕駛汽車,2016年谷歌母公司Alphabet將自動(dòng)駕駛汽車項(xiàng)目單獨(dú)拆分,成立了一個(gè)名為Waymo的公司。目前為止,該項(xiàng)目測(cè)試車隊(duì)已經(jīng)累計(jì)上路行駛了400萬(wàn)英里,在無(wú)人駕駛汽車的實(shí)際行駛英里數(shù)方面保持領(lǐng)先[1]。本文以谷歌在中國(guó)申請(qǐng)的無(wú)人駕駛汽車相關(guān)專利為基礎(chǔ),探析谷歌公司在中國(guó)針對(duì)無(wú)人駕駛汽車的布局策略。
申請(qǐng)量趨勢(shì)分析
下圖顯示了谷歌2009年至今相關(guān)專利申請(qǐng)量的變化趨勢(shì),可以看出谷歌在無(wú)人駕駛汽車項(xiàng)目啟動(dòng)時(shí)就在中國(guó)進(jìn)行了相關(guān)專利的布局,足以說(shuō)明谷歌對(duì)中國(guó)市場(chǎng)相當(dāng)重視。2013年時(shí),谷歌專利申請(qǐng)量大幅度增長(zhǎng),其原因可能是技術(shù)研發(fā)積累后正常的專利產(chǎn)出,也可能是因?yàn)?013年傳統(tǒng)車企進(jìn)入無(wú)人駕駛汽車領(lǐng)域[2],谷歌加強(qiáng)了自身在華的專利布局。2014和2015年,谷歌無(wú)人駕駛汽車依然維持在較高數(shù)量的專利申請(qǐng)量,表明谷歌無(wú)人駕駛汽車的技術(shù)創(chuàng)新仍在進(jìn)行中,后續(xù)預(yù)測(cè)谷歌在中國(guó)針對(duì)無(wú)人駕駛汽車的專利布局還會(huì)持續(xù)增長(zhǎng)(注:2016和2017年的專利申請(qǐng)數(shù)據(jù)尚未完全公開(kāi))。
圖1 谷歌中國(guó)專利申請(qǐng)趨勢(shì)圖
技術(shù)布局分析
(一)技術(shù)分布分析
谷歌無(wú)人駕駛汽車是多技術(shù)融合的典型代表,無(wú)人駕駛技術(shù)按照信息傳遞的順序可以分為:1)環(huán)境感知技術(shù):負(fù)責(zé)車載多傳感器數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)分析處理;2)規(guī)劃決策技術(shù):根據(jù)傳感數(shù)據(jù)的處理結(jié)果進(jìn)行路徑指引和行駛決策;3)操作控制技術(shù):跟隨提供的路徑自動(dòng)控制車輛行駛;4)網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù):負(fù)責(zé)無(wú)人駕駛汽車與其他車輛或網(wǎng)絡(luò)之間的通信[3]。下圖是谷歌無(wú)人駕駛汽車專利技術(shù)分布圖,可以看出谷歌無(wú)人駕駛汽車在中國(guó)的專利布局重點(diǎn)是環(huán)境感知技術(shù)。
圖2 谷歌中國(guó)專利技術(shù)分布圖
(二)技術(shù)申請(qǐng)趨勢(shì)分析
下圖是谷歌無(wú)人駕駛汽車各個(gè)技術(shù)分支隨時(shí)間的申請(qǐng)數(shù)量分布圖,隨著谷歌無(wú)人駕駛汽車技術(shù)研發(fā)的推進(jìn),相關(guān)專利在中國(guó)進(jìn)行布局的數(shù)量也在逐步增加,可以看出從2013年起每個(gè)技術(shù)分支下谷歌在中國(guó)的專利申請(qǐng)量并不均衡,其原因可能是隨著谷歌無(wú)人駕駛汽車項(xiàng)目的研發(fā),谷歌每年會(huì)突破不同方向的技術(shù)難題。
圖3 谷歌中國(guó)專利技術(shù)時(shí)間演變圖
(三)重點(diǎn)難點(diǎn)技術(shù)分析
基于調(diào)研谷歌無(wú)人駕駛汽車項(xiàng)目近年來(lái)取得的階段性成果和項(xiàng)目研究過(guò)程中遇到的重大技術(shù)問(wèn)題[4],[5],結(jié)合無(wú)人駕駛汽車技術(shù)分解體系以及谷歌在中國(guó)公開(kāi)的專利信息,歸納得出谷歌無(wú)人駕駛汽車技術(shù)方向上的難點(diǎn)如下:
圖4 谷歌無(wú)人駕駛難點(diǎn)技術(shù)分布圖
其中,道路信息的檢測(cè)是環(huán)境感知技術(shù)的核心問(wèn)題,解決“去哪兒”的問(wèn)題是規(guī)劃決策技術(shù)的核心點(diǎn),控制算法和車輛外圍控制機(jī)構(gòu)的改造是操作控制技術(shù)的主要問(wèn)題,車網(wǎng)通信是網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的研究重點(diǎn)。
在確定技術(shù)研發(fā)難點(diǎn)的基礎(chǔ)上,進(jìn)一步分析了谷歌無(wú)人駕駛汽車的技術(shù)研發(fā)路線。
圖5 谷歌無(wú)人駕駛汽車技術(shù)研發(fā)泳道圖
從上述泳道圖可以看出,在環(huán)境感知技術(shù)方面,針對(duì)道路信息檢測(cè)的核心問(wèn)題,谷歌最開(kāi)始在中國(guó)公開(kāi)了車用全景照相機(jī)用于道路信息檢測(cè)的技術(shù)方案,2014年又提出了旋轉(zhuǎn)激光雷達(dá)用于道路信息檢測(cè)的技術(shù)方案,接下來(lái)2016年要求保護(hù)的行人識(shí)別技術(shù)方案中利用了全景照相機(jī)與雷達(dá)的技術(shù)融合。
在規(guī)劃決策技術(shù)方面,谷歌起初公開(kāi)了利用地圖進(jìn)行路徑導(dǎo)航的技術(shù)方案,2012年又提出了利用攝像機(jī)和地圖的結(jié)合進(jìn)行路徑導(dǎo)航的技術(shù)方案,接下來(lái)2015年進(jìn)一步要求保護(hù)利用地圖和多傳感器的結(jié)合自動(dòng)確定起點(diǎn)終點(diǎn)的導(dǎo)航指引技術(shù)方案。
在操作控制技術(shù)方面,針對(duì)控制算法和控制機(jī)構(gòu)改造的問(wèn)題,谷歌最開(kāi)始在中國(guó)公開(kāi)了能夠自動(dòng)控制汽車并道的技術(shù)方案,2015年在此基礎(chǔ)之上提出了全自動(dòng)駕駛、全自動(dòng)控制的無(wú)技術(shù)方案。
在網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)方面,針對(duì)自動(dòng)駕駛車網(wǎng)通信的需求,谷歌最開(kāi)始在中國(guó)公開(kāi)了車輛信息云同步的技術(shù)方案,2017年在“車聯(lián)網(wǎng)”應(yīng)用的方向又提出了無(wú)人駕駛車輛利用網(wǎng)絡(luò)歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行信息推薦的技術(shù)方案。
谷歌四代無(wú)人駕駛汽車的中國(guó)專利布局分析
谷歌的無(wú)人駕駛汽車迄今已經(jīng)使用過(guò)四代原型車,隨著谷歌無(wú)人駕駛汽車每個(gè)階段研發(fā)思路的變化,谷歌在中國(guó)專利布局的側(cè)重點(diǎn)也會(huì)有差異,下面主要根據(jù)谷歌四代原型車的研發(fā)特點(diǎn)來(lái)分析谷歌無(wú)人駕駛汽車在中國(guó)的專利布局策略。
(一)谷歌四代原型車研發(fā)特點(diǎn)
圖6 谷歌四代無(wú)人駕駛原型車
2009年,谷歌正式啟動(dòng)了自動(dòng)駕駛汽車項(xiàng)目,采用的無(wú)人駕駛原型車是豐田普銳斯改裝車。第一代谷歌無(wú)人駕駛汽車研發(fā)特點(diǎn)是“突出地圖優(yōu)勢(shì)”,其自身帶有的地圖優(yōu)勢(shì)非常明顯[6]。
2011年,谷歌把測(cè)試車型由豐田換成了雷克薩斯,其研發(fā)特點(diǎn)是“重點(diǎn)布局激光雷達(dá)”,谷歌聲稱自身的自動(dòng)駕駛技術(shù)最具競(jìng)爭(zhēng)力的一部分是自研的定制激光雷達(dá),這也是后來(lái)谷歌狀告Uber的核心問(wèn)題[7]。
2014年,谷歌研發(fā)出了自己的無(wú)人駕駛車型PodCar螢火蟲(chóng),并將其作為第三代無(wú)人駕駛原型車,此舉表明谷歌的研發(fā)策略變?yōu)椤皰仐壿o助駕駛,全力研發(fā)全自動(dòng)駕駛汽車”。這一階段谷歌決定放棄開(kāi)發(fā)需要人類接管的輔助駕駛功能,并將全部研發(fā)力量投入不需要人工干預(yù)的自動(dòng)駕駛技術(shù)[8]。
2016年,谷歌選用第四代Pacifica無(wú)人車進(jìn)行路測(cè),這一代無(wú)人駕駛汽車的研發(fā)特點(diǎn)是“與傳統(tǒng)車企合作研發(fā)無(wú)人駕駛技術(shù)”。此時(shí)谷歌放棄了自己造車的路線,轉(zhuǎn)而與菲亞特克萊斯勒合作開(kāi)發(fā)混合動(dòng)力車,進(jìn)行無(wú)人駕駛相關(guān)技術(shù)研發(fā)[9]。
(二)谷歌四代原型車專利布局
1.第一代側(cè)重布局導(dǎo)航地圖相關(guān)專利
谷歌自身帶有的高精度地圖能夠輔助無(wú)人駕駛汽車進(jìn)行定位和導(dǎo)航,谷歌利用自身高精度地圖來(lái)進(jìn)行自動(dòng)駕駛導(dǎo)航的技術(shù)方案也已經(jīng)在中國(guó)公開(kāi)并授權(quán)(CN201180057954.0),其解決的具體問(wèn)題是當(dāng)自動(dòng)駕駛汽車碰到立交橋的特殊路段時(shí),由于道路的形狀和高度、車道線、路口、速度限制、交通信號(hào)等實(shí)時(shí)交通信息特別復(fù)雜,就會(huì)給自動(dòng)駕駛車輛的行駛帶來(lái)挑戰(zhàn),谷歌公開(kāi)的技術(shù)方案是通過(guò)訪問(wèn)一個(gè)或多個(gè)區(qū)域的谷歌地圖信息,利用搭載的傳感器識(shí)別這些實(shí)時(shí)交通信息,規(guī)劃行駛到目的地的線路,沿著該路線朝向目的地自動(dòng)駕駛,除此之外還可以通過(guò)閃光、聲音等方式警告其它通行的車輛。
2.第二代重點(diǎn)布局旋轉(zhuǎn)激光雷達(dá)相關(guān)專利
谷歌在此階段表示其自身的自動(dòng)駕駛技術(shù)最具競(jìng)爭(zhēng)力的一部分是自研的定制激光雷達(dá),這種旋轉(zhuǎn)激光雷達(dá)技術(shù)方案已經(jīng)在中國(guó)公開(kāi)(CN201480054147.7),其中激光雷達(dá)LIDAR需要在360度的方向上都能夠感測(cè)到周圍事物,因此帶來(lái)的問(wèn)題是在旋轉(zhuǎn)的動(dòng)作過(guò)程中怎么向激光雷達(dá)LIDAR設(shè)備提供電力、發(fā)送或者接收通信,谷歌公開(kāi)的技術(shù)方案是用一些非接觸式的電耦合,利用非接觸式電耦合與LIDAR線圈之間形成的變壓器向旋轉(zhuǎn)中的LIDAR提供電力,利用非接觸式電耦合與LIDAR導(dǎo)電環(huán)之間形成的電容器向旋轉(zhuǎn)中的LIDAR發(fā)送或者接收通信。
3.第三代轉(zhuǎn)向布局全自動(dòng)駕駛相關(guān)專利
谷歌在此階段全力研發(fā)的全自動(dòng)駕駛汽車技術(shù)方案也已經(jīng)在中國(guó)公開(kāi)(CN201580023657.2),按照谷歌無(wú)人駕駛車的最終設(shè)想,當(dāng)乘客進(jìn)入車內(nèi)系好安全帶后,通過(guò)語(yǔ)音說(shuō)出目的地,按下啟動(dòng)按鈕,汽車就會(huì)自動(dòng)搭載乘客到目的,當(dāng)遇到特殊狀況需要緊急停車時(shí),乘客按下停止按鈕即可自動(dòng)停車,緊急停止按鈕配有蓋板,防止意外地觸碰到緊急停止按按鈕,除此之外,乘客還可以語(yǔ)音控制車輛進(jìn)行靠邊停車。
4.第四代重點(diǎn)布局車聯(lián)網(wǎng)相關(guān)專利
谷歌在此階段放棄了自己造車的路線,選擇與傳統(tǒng)車企合作進(jìn)行開(kāi)發(fā)。由于專利信息尚未公開(kāi),該階段車輛具體的特點(diǎn)尚沒(méi)有完全披露,但是從谷歌在中國(guó)已公開(kāi)的部分專利文獻(xiàn)推測(cè),這個(gè)階段谷歌無(wú)人駕駛汽車在中國(guó)進(jìn)行專利布局的一個(gè)重要方向是“車聯(lián)網(wǎng)”相關(guān)技術(shù),其車聯(lián)網(wǎng)方向相關(guān)的技術(shù)方案也開(kāi)始在中國(guó)公開(kāi)(CN201710281924.7),專利中描述了自動(dòng)駕駛車輛利用網(wǎng)絡(luò)歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行內(nèi)部參數(shù)設(shè)置推薦的方法,自動(dòng)駕駛汽車?yán)脵C(jī)器學(xué)習(xí)可以針對(duì)特定乘客來(lái)調(diào)節(jié)車輛內(nèi)部的車座椅或者環(huán)境溫度,公開(kāi)的技術(shù)方案是通過(guò)網(wǎng)絡(luò)訪問(wèn)到乘客以前在其它多個(gè)自動(dòng)駕駛汽車經(jīng)常設(shè)置的數(shù)據(jù),并識(shí)別駕駛員現(xiàn)在的車輛型號(hào)之后,合理地給乘客推薦設(shè)置數(shù)據(jù),乘客確認(rèn)之后,自動(dòng)改變車內(nèi)環(huán)境。
總結(jié)
總結(jié)而言,谷歌具有較強(qiáng)的專利保護(hù)意識(shí),其專利布局具有以下特點(diǎn):1)與研發(fā)項(xiàng)目同步開(kāi)展專利布局;2)圍繞關(guān)鍵技術(shù)突破點(diǎn)持續(xù)開(kāi)展專利布局;3)隨著原型車的不斷演進(jìn)提供針對(duì)產(chǎn)品的保護(hù)性布局。
谷歌無(wú)人駕駛汽車未來(lái)將進(jìn)一步自動(dòng)化和智能化,不過(guò)想要讓汽車像人一樣去識(shí)別、理解各種駕駛狀況并保證乘客的安全,難點(diǎn)還是在人工智能的水平,這也是制約著谷歌無(wú)人駕駛汽車商用化的主要原因之一。現(xiàn)在距離2020年商用化的谷歌無(wú)人駕駛汽車還有2年,屆時(shí)能否安全地乘坐谷歌無(wú)人駕駛汽車,讓我們拭目以待。
參考文獻(xiàn):
[1].http://www.techweb.com.cn/world/2017-11-28/2611488.shtml
[2].http://www.eefocus.com/automobile-electronics/398442/p4
[3].https://wenku.baidu.com/view/a1a21c8a6c175f0e7cd137cf.html
[4].https://cn.nytimes.com/technology/20150902/c02googlecar/
[5].http://www.eeworld.com.cn/qrs/article_2016030426774.html
[6].https://www.leiphone.com/news/201610/IJ8U9iR2E4U6vGDA.html
[7].http://tech.qq.com/a/20170521/022504.htm
[8].https://www.ithome.com/html/auto/269035.htm
[9].http://www.sohu.com/a/203732869_120865
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