2017年12月13日谷歌正式宣布在北京成立谷歌AI中國中心，同時(shí)谷歌積極組建AI中國團隊，釋放出重返中國的信號。谷歌AI中國中心成立后，無(wú)人駕駛汽車(chē)將成為其研究的重點(diǎn)領(lǐng)域。

    谷歌無(wú)人駕駛汽車(chē)項目在2009年正式啟動(dòng)，目標是2020年發(fā)布一款商用化的無(wú)人駕駛汽車(chē)，2016年谷歌母公司Alphabet將自動(dòng)駕駛汽車(chē)項目單獨拆分，成立了一個(gè)名為Waymo的公司。目前為止，該項目測試車(chē)隊已經(jīng)累計上路行駛了400萬(wàn)英里，在無(wú)人駕駛汽車(chē)的實(shí)際行駛英里數方面保持領(lǐng)先[1]。本文以谷歌在中國申請的無(wú)人駕駛汽車(chē)相關(guān)專(zhuān)利為基礎，探析谷歌公司在中國針對無(wú)人駕駛汽車(chē)的布局策略。

申請量趨勢分析

    下圖顯示了谷歌2009年至今相關(guān)專(zhuān)利申請量的變化趨勢，可以看出谷歌在無(wú)人駕駛汽車(chē)項目啟動(dòng)時(shí)就在中國進(jìn)行了相關(guān)專(zhuān)利的布局，足以說(shuō)明谷歌對中國市場(chǎng)相當重視。2013年時(shí)，谷歌專(zhuān)利申請量大幅度增長(cháng)，其原因可能是技術(shù)研發(fā)積累后正常的專(zhuān)利產(chǎn)出，也可能是因為2013年傳統車(chē)企進(jìn)入無(wú)人駕駛汽車(chē)領(lǐng)域[2]，谷歌加強了自身在華的專(zhuān)利布局。2014和2015年，谷歌無(wú)人駕駛汽車(chē)依然維持在較高數量的專(zhuān)利申請量，表明谷歌無(wú)人駕駛汽車(chē)的技術(shù)創(chuàng )新仍在進(jìn)行中，后續預測谷歌在中國針對無(wú)人駕駛汽車(chē)的專(zhuān)利布局還會(huì )持續增長(cháng)（注：2016和2017年的專(zhuān)利申請數據尚未完全公開(kāi)）。

圖1 谷歌中國專(zhuān)利申請趨勢圖

技術(shù)布局分析

（一）技術(shù)分布分析

    谷歌無(wú)人駕駛汽車(chē)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)：負責車(chē)載多傳感器數據采集和數據分析處理；2）規劃決策技術(shù)：根據傳感數據的處理結果進(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(chē)輛行駛；4）網(wǎng)絡(luò )通信技術(shù)：負責無(wú)人駕駛汽車(chē)與其他車(chē)輛或網(wǎng)絡(luò )之間的通信[3]。下圖是谷歌無(wú)人駕駛汽車(chē)專(zhuān)利技術(shù)分布圖，可以看出谷歌無(wú)人駕駛汽車(chē)在中國的專(zhuān)利布局重點(diǎn)是環(huán)境感知技術(shù)。

圖2 谷歌中國專(zhuān)利技術(shù)分布圖

（二）技術(shù)申請趨勢分析

    下圖是谷歌無(wú)人駕駛汽車(chē)各個(gè)技術(shù)分支隨時(shí)間的申請數量分布圖，隨著(zhù)谷歌無(wú)人駕駛汽車(chē)技術(shù)研發(fā)的推進(jìn)，相關(guān)專(zhuān)利在中國進(jìn)行布局的數量也在逐步增加，可以看出從2013年起每個(gè)技術(shù)分支下谷歌在中國的專(zhuān)利申請量并不均衡，其原因可能是隨著(zhù)谷歌無(wú)人駕駛汽車(chē)項目的研發(fā)，谷歌每年會(huì )突破不同方向的技術(shù)難題。

圖3 谷歌中國專(zhuān)利技術(shù)時(shí)間演變圖

（三）重點(diǎn)難點(diǎn)技術(shù)分析

    基于調研谷歌無(wú)人駕駛汽車(chē)項目近年來(lái)取得的階段性成果和項目研究過(guò)程中遇到的重大技術(shù)問(wèn)題[4]，[5]，結合無(wú)人駕駛汽車(chē)技術(shù)分解體系以及谷歌在中國公開(kāi)的專(zhuān)利信息，歸納得出谷歌無(wú)人駕駛汽車(chē)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)題是規劃決策技術(shù)的核心點(diǎn)，控制算法和車(chē)輛外圍控制機構的改造是操作控制技術(shù)的主要問(wèn)題，車(chē)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)的基礎上，進(jìn)一步分析了谷歌無(wú)人駕駛汽車(chē)的技術(shù)研發(fā)路線(xiàn)。

圖5 谷歌無(wú)人駕駛汽車(chē)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，針對道路信息檢測的核心問(wèn)題，谷歌最開(kāi)始在中國公開(kāi)了車(chē)用全景照相機用于道路信息檢測的技術(shù)方案，2014年又提出了旋轉激光雷達用于道路信息檢測的技術(shù)方案，接下來(lái)2016年要求保護的行人識別技術(shù)方案中利用了全景照相機與雷達的技術(shù)融合。

    在規劃決策技術(shù)方面，谷歌起初公開(kāi)了利用地圖進(jìn)行路徑導航的技術(shù)方案，2012年又提出了利用攝像機和地圖的結合進(jìn)行路徑導航的技術(shù)方案，接下來(lái)2015年進(jìn)一步要求保護利用地圖和多傳感器的結合自動(dòng)確定起點(diǎn)終點(diǎn)的導航指引技術(shù)方案。

    在操作控制技術(shù)方面，針對控制算法和控制機構改造的問(wèn)題，谷歌最開(kāi)始在中國公開(kāi)了能夠自動(dòng)控制汽車(chē)并道的技術(shù)方案，2015年在此基礎之上提出了全自動(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，針對自動(dòng)駕駛車(chē)網(wǎng)通信的需求，谷歌最開(kāi)始在中國公開(kāi)了車(chē)輛信息云同步的技術(shù)方案，2017年在“車(chē)聯(lián)網(wǎng)”應用的方向又提出了無(wú)人駕駛車(chē)輛利用網(wǎng)絡(luò )歷史數據進(jìn)行信息推薦的技術(shù)方案。

谷歌四代無(wú)人駕駛汽車(chē)的中國專(zhuān)利布局分析

    谷歌的無(wú)人駕駛汽車(chē)迄今已經(jīng)使用過(guò)四代原型車(chē)，隨著(zhù)谷歌無(wú)人駕駛汽車(chē)每個(gè)階段研發(fā)思路的變化，谷歌在中國專(zhuān)利布局的側重點(diǎn)也會(huì )有差異，下面主要根據谷歌四代原型車(chē)的研發(fā)特點(diǎn)來(lái)分析谷歌無(wú)人駕駛汽車(chē)在中國的專(zhuān)利布局策略。

（一）谷歌四代原型車(chē)研發(fā)特點(diǎn)

圖6 谷歌四代無(wú)人駕駛原型車(chē)

    2009年，谷歌正式啟動(dòng)了自動(dòng)駕駛汽車(chē)項目，采用的無(wú)人駕駛原型車(chē)是豐田普銳斯改裝車(chē)。第一代谷歌無(wú)人駕駛汽車(chē)研發(fā)特點(diǎn)是“突出地圖優(yōu)勢”，其自身帶有的地圖優(yōu)勢非常明顯[6]。

    2011年，谷歌把測試車(chē)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”，谷歌聲稱(chēng)自身的自動(dòng)駕駛技術(shù)最具競爭力的一部分是自研的定制激光雷達，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(chē)型PodCar螢火蟲(chóng)，并將其作為第三代無(wú)人駕駛原型車(chē)，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(chē)”。這一階段谷歌決定放棄開(kāi)發(fā)需要人類(lèi)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的自動(dòng)駕駛技術(shù)[8]。

    2016年，谷歌選用第四代Pacifica無(wú)人車(chē)進(jìn)行路測，這一代無(wú)人駕駛汽車(chē)的研發(fā)特點(diǎn)是“與傳統車(chē)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(chē)的路線(xiàn)，轉而與菲亞特克萊斯勒合作開(kāi)發(fā)混合動(dòng)力車(chē)，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(chē)專(zhuān)利布局

1.第一代側重布局導航地圖相關(guān)專(zhuān)利

    谷歌自身帶有的高精度地圖能夠輔助無(wú)人駕駛汽車(chē)進(jìn)行定位和導航，谷歌利用自身高精度地圖來(lái)進(jìn)行自動(dòng)駕駛導航的技術(shù)方案也已經(jīng)在中國公開(kāi)并授權（CN201180057954.0），其解決的具體問(wèn)題是當自動(dòng)駕駛汽車(chē)碰到立交橋的特殊路段時(shí)，由于道路的形狀和高度、車(chē)道線(xiàn)、路口、速度限制、交通信號等實(shí)時(shí)交通信息特別復雜，就會(huì )給自動(dòng)駕駛車(chē)輛的行駛帶來(lái)挑戰，谷歌公開(kāi)的技術(shù)方案是通過(guò)訪(fǎng)問(wèn)一個(gè)或多個(gè)區域的谷歌地圖信息，利用搭載的傳感器識別這些實(shí)時(shí)交通信息，規劃行駛到目的地的線(xiàn)路，沿著(zhù)該路線(xiàn)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(chē)輛。 

2.第二代重點(diǎn)布局旋轉激光雷達相關(guān)專(zhuān)利

    谷歌在此階段表示其自身的自動(dòng)駕駛技術(shù)最具競爭力的一部分是自研的定制激光雷達，這種旋轉激光雷達技術(shù)方案已經(jīng)在中國公開(kāi)（CN201480054147.7），其中激光雷達LIDAR需要在360度的方向上都能夠感測到周?chē)挛?，因此帶?lái)的問(wèn)題是在旋轉的動(dòng)作過(guò)程中怎么向激光雷達LIDAR設備提供電力、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(xiàn)圈之間形成的變壓器向旋轉中的LIDAR提供電力，利用非接觸式電耦合與LIDAR導電環(huán)之間形成的電容器向旋轉中的LIDAR發(fā)送或者接收通信。

3.第三代轉向布局全自動(dòng)駕駛相關(guān)專(zhuān)利

    谷歌在此階段全力研發(fā)的全自動(dòng)駕駛汽車(chē)技術(shù)方案也已經(jīng)在中國公開(kāi)（CN201580023657.2），按照谷歌無(wú)人駕駛車(chē)的最終設想，當乘客進(jìn)入車(chē)內系好安全帶后，通過(guò)語(yǔ)音說(shuō)出目的地，按下啟動(dòng)按鈕，汽車(chē)就會(huì )自動(dòng)搭載乘客到目的，當遇到特殊狀況需要緊急停車(chē)時(shí)，乘客按下停止按鈕即可自動(dòng)停車(chē)，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(chē)輛進(jìn)行靠邊停車(chē)。

4.第四代重點(diǎn)布局車(chē)聯(lián)網(wǎng)相關(guān)專(zhuān)利

    谷歌在此階段放棄了自己造車(chē)的路線(xiàn)，選擇與傳統車(chē)企合作進(jìn)行開(kāi)發(fā)。由于專(zhuān)利信息尚未公開(kāi)，該階段車(chē)輛具體的特點(diǎn)尚沒(méi)有完全披露，但是從谷歌在中國已公開(kāi)的部分專(zhuān)利文獻推測，這個(gè)階段谷歌無(wú)人駕駛汽車(chē)在中國進(jìn)行專(zhuān)利布局的一個(gè)重要方向是“車(chē)聯(lián)網(wǎng)”相關(guān)技術(shù)，其車(chē)聯(lián)網(wǎng)方向相關(guān)的技術(shù)方案也開(kāi)始在中國公開(kāi)（CN201710281924.7），專(zhuān)利中描述了自動(dòng)駕駛車(chē)輛利用網(wǎng)絡(luò )歷史數據進(jìn)行內部參數設置推薦的方法，自動(dòng)駕駛汽車(chē)利用機器學(xué)習可以針對特定乘客來(lái)調節車(chē)輛內部的車(chē)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(fǎng)問(wèn)到乘客以前在其它多個(gè)自動(dòng)駕駛汽車(chē)經(jīng)常設置的數據，并識別駕駛員現在的車(chē)輛型號之后，合理地給乘客推薦設置數據，乘客確認之后，自動(dòng)改變車(chē)內環(huán)境。

總結

   總結而言，谷歌具有較強的專(zhuān)利保護意識，其專(zhuān)利布局具有以下特點(diǎn)：1）與研發(fā)項目同步開(kāi)展專(zhuān)利布局；2）圍繞關(guān)鍵技術(shù)突破點(diǎn)持續開(kāi)展專(zhuān)利布局；3）隨著(zhù)原型車(chē)的不斷演進(jìn)提供針對產(chǎn)品的保護性布局。

    谷歌無(wú)人駕駛汽車(chē)未來(lái)將進(jìn)一步自動(dòng)化和智能化，不過(guò)想要讓汽車(chē)像人一樣去識別、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(zhù)谷歌無(wú)人駕駛汽車(chē)商用化的主要原因之一?，F在距離2020年商用化的谷歌無(wú)人駕駛汽車(chē)還有2年，屆時(shí)能否安全地乘坐谷歌無(wú)人駕駛汽車(chē)，讓我們拭目以待。

參考文獻：

[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