基于專利分析的農(nóng)用無人機(jī)技術(shù)發(fā)展趨勢

閔南燕，鄧小明，胡小鹿，劉利軍，柏雨岑，齊江濤

(1.中國技術(shù)交易所，北京 100080； 2.中國農(nóng)村技術(shù)開發(fā)中心，北京 100045；3.吉林大學(xué)工程仿生教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，吉林 長春 130022)

0 引言

現(xiàn)代農(nóng)業(yè)對(duì)農(nóng)業(yè)航空的需求日益旺盛，尤其是用于農(nóng)業(yè)植保的微小型農(nóng)用無人機(jī)產(chǎn)業(yè)在我國快速發(fā)展。農(nóng)用無人機(jī)可提供便捷、智能和可靠的農(nóng)業(yè)植保解決方案，作業(yè)質(zhì)量好、成本低且適應(yīng)能力強(qiáng)，作業(yè)效率較人工作業(yè)可提升60～90倍，因而在工業(yè)級(jí)無人機(jī)市場中占有著極為重要的產(chǎn)業(yè)地位和商業(yè)價(jià)值[1]。

從用途來看，農(nóng)用無人機(jī)主要可分為3種。

一是植保無人機(jī)，用于植物保護(hù)。保護(hù)手段主要是通過地面遙控飛行器實(shí)現(xiàn)農(nóng)藥噴灑[1-3]。主要優(yōu)勢在于，噴灑作業(yè)效率高；遠(yuǎn)距離遙控操作避免農(nóng)藥中毒危險(xiǎn)；低空作業(yè)使得霧滴從噴灑器噴出時(shí)被旋翼的向下氣流加速形成氣霧流，增加藥液霧滴對(duì)農(nóng)作物的穿透力，減少農(nóng)藥飄失，因而防治效果比傳統(tǒng)噴施更好，還能夠降低農(nóng)藥滲透土壤導(dǎo)致的污染問題[4-5]。

二是農(nóng)田監(jiān)測無人機(jī)，用于獲取農(nóng)田信息，通常搭載有多種任務(wù)負(fù)荷。如成像光譜儀等非接觸式監(jiān)測設(shè)備，以獲取有關(guān)農(nóng)田和作物的遙感數(shù)字信息，進(jìn)而通過數(shù)據(jù)處理、分析，獲取農(nóng)作物長勢、農(nóng)田環(huán)境等信息[6]。農(nóng)田監(jiān)測無人機(jī)可以精準(zhǔn)實(shí)時(shí)監(jiān)測作物生長參數(shù)，如植被覆蓋度、葉面積指數(shù)、株高及這些參數(shù)與產(chǎn)量間的相關(guān)性；有助于農(nóng)作物生長決策，如診斷作物營養(yǎng)狀況和田間墑情信息，對(duì)于病蟲害的監(jiān)控也有較高的準(zhǔn)確性；還可以快速獲取農(nóng)田空間位置信息，獲取不同階段的作物和土壤信息，劃分土地利用類型、定位農(nóng)田邊界和基礎(chǔ)設(shè)施及量算種植面積等[7-8]。與傳統(tǒng)田間定位監(jiān)測相比，農(nóng)業(yè)無人機(jī)監(jiān)測具有信息采集快捷、空間覆蓋率高等特點(diǎn)[9-10]。

三是播種施肥無人機(jī)，用于播種、施肥和施藥作業(yè)。作業(yè)時(shí)利用無人機(jī)螺旋槳旋起的氣流將植株吹開，從噴灑裝置中噴射出來的肥液在氣流的作用下，被均勻地噴灑到農(nóng)作物葉片上，具有施肥精準(zhǔn)度和作業(yè)效率高、利于規(guī)?；a(chǎn)的特點(diǎn)[11-12]。

在全球高新技術(shù)飛速發(fā)展、專利申請(qǐng)量持續(xù)快速增長的形勢下，本文針對(duì)農(nóng)用無人機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，檢索2009—2019年全部農(nóng)用無人機(jī)專利申請(qǐng)，對(duì)農(nóng)用無人機(jī)技術(shù)全球?qū)＠暾?qǐng)情況、我國專利申請(qǐng)情況、主要申請(qǐng)人及技術(shù)構(gòu)成等內(nèi)容進(jìn)行宏觀統(tǒng)計(jì)和定量分析，得出該技術(shù)領(lǐng)域的整體態(tài)勢和發(fā)展?fàn)顩r。

1 數(shù)據(jù)來源與數(shù)據(jù)說明

采用的專利文獻(xiàn)數(shù)據(jù)主要來自incoPat科技創(chuàng)新情報(bào)平臺(tái)、國家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局中國專利文獻(xiàn)數(shù)據(jù)庫(CNPAT)及歐洲專利局專利文獻(xiàn)數(shù)據(jù)庫(EPODOC)。

針對(duì)中國專利數(shù)據(jù)庫和全球?qū)＠麛?shù)據(jù)庫檢索的截止時(shí)間為2019年9月。側(cè)重?zé)o人機(jī)技術(shù)在農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)中的應(yīng)用，確定的研究邊界是與農(nóng)業(yè)作業(yè)場景密切相關(guān)的農(nóng)用無人機(jī)技術(shù)，未涉及無人機(jī)技術(shù)領(lǐng)域中的通用技術(shù)。

2 專利態(tài)勢分析

2.1 專利申請(qǐng)態(tài)勢

截至檢索日，全球范圍農(nóng)用無人機(jī)專利申請(qǐng)共4 483件，全球/中國農(nóng)用無人機(jī)專利申請(qǐng)趨勢如圖1所示。由圖1可以看出，近10年農(nóng)用無人機(jī)總體申請(qǐng)量為上升趨勢，2012年前專利申請(qǐng)?jiān)鲩L緩慢，年申請(qǐng)量不足100件，以海外專利申請(qǐng)為主。2013年開始申請(qǐng)數(shù)量超過100件，并在2016年出現(xiàn)飛速增長態(tài)勢。自2013年開始，中國在該領(lǐng)域的專利申請(qǐng)量快速增長，2016年開始呈現(xiàn)爆炸式增長，中國后來居上引領(lǐng)全球申請(qǐng)量的高速增長。

圖1 全球中國農(nóng)用無人機(jī)專利申請(qǐng)趨勢Fig.1 GlobalChinese agricultural UAV patent application trend

2.2 專利申請(qǐng)地域分布

農(nóng)用無人機(jī)全球?qū)＠麌?組織分布如圖2所示。可以看出，中國的農(nóng)用無人機(jī)產(chǎn)業(yè)的銷售量近幾年都占有全球農(nóng)用無人機(jī)市場較大市場份額[13-14]。

圖2 農(nóng)用無人機(jī)專利國家組織分布Fig.2 Distribution of patent countriesorganizations for agricultural UAV

在專利申請(qǐng)量上，從全球?qū)＠植记闆r來看，農(nóng)用無人機(jī)技術(shù)領(lǐng)域中，以國別來看，中國專利申請(qǐng)量占全球?qū)＠暾?qǐng)總數(shù)量的56%，成為這一領(lǐng)域的主要申請(qǐng)國。其次，美國專利申請(qǐng)量占全球?qū)＠暾?qǐng)總數(shù)量的10%，日本專利申請(qǐng)量占全球?qū)＠暾?qǐng)總數(shù)量的7%。以區(qū)域申請(qǐng)情況來看，來自歐洲的專利申請(qǐng)占比5%(指在歐洲專利局EPO申請(qǐng)的EP類專利申請(qǐng)量，不包括向歐洲各國單獨(dú)申請(qǐng)的專利申請(qǐng)量)。從全球申請(qǐng)范圍來看，中國、美國、日本和歐洲等都是農(nóng)用無人機(jī)領(lǐng)域的重點(diǎn)布局國家或區(qū)域。中國自2013年以來申請(qǐng)量呈現(xiàn)持續(xù)高升趨勢，遠(yuǎn)超美、日等國。說明國內(nèi)申請(qǐng)人已在中國積極布局農(nóng)用無人機(jī)，對(duì)這一領(lǐng)域投入了較高的研發(fā)力度，具備了一定的競爭力和創(chuàng)新能力。

2.3 主要專利申請(qǐng)人

農(nóng)用無人機(jī)技術(shù)專利申請(qǐng)量位居前10的申請(qǐng)人均為中國申請(qǐng)人，以企業(yè)與高校遙遙領(lǐng)先，全球?qū)＠暾?qǐng)人排名如圖3所示。日本的老牌農(nóng)用無人機(jī)企業(yè)雅馬哈發(fā)動(dòng)機(jī)株式會(huì)社及美國航空環(huán)境公司(Aero Vironment, Inc.)等有30件左右的申請(qǐng)量。此外，國際傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)機(jī)械廠商如久保田、井關(guān)農(nóng)機(jī)和迪爾等在農(nóng)用無人機(jī)領(lǐng)域的專利量較少。從申請(qǐng)人成分構(gòu)成來看，從事農(nóng)用無人機(jī)研發(fā)和創(chuàng)新的主力軍是傳統(tǒng)的工業(yè)級(jí)或消費(fèi)級(jí)無人機(jī)的生產(chǎn)廠商，傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)機(jī)械廠商參與不多。在排名前10的申請(qǐng)人中，高校、科研院所占3席，分別是排名第2位的華南農(nóng)大、排名第5位的浙江大學(xué)和排名第10位的南京農(nóng)業(yè)機(jī)械化研究所。極飛科技(390件)、華南農(nóng)大(205件)和大疆創(chuàng)新(147件)是申請(qǐng)量最多的3位申請(qǐng)人。

圖3 全球?qū)＠暾?qǐng)人排名Fig.3 Ranking of global patent applicants

極飛科技(廣州極飛科技有限公司)成立于2007年，專注于民用農(nóng)用無人機(jī)和飛行控制系統(tǒng)的研發(fā)和制造，是國內(nèi)領(lǐng)先的農(nóng)用無人機(jī)研發(fā)企業(yè)[15]。極飛科技于2015年發(fā)布第1代P20型植保農(nóng)用無人機(jī)系統(tǒng)，2016年發(fā)布P20 2017款植保農(nóng)用無人機(jī)系統(tǒng)，2017年發(fā)布3款全新植保農(nóng)用無人機(jī)系統(tǒng)(P10 2018款、P20 2018款、P30 2018款)和極飛地理智能測繪農(nóng)用無人機(jī)C2000，2018年發(fā)布P系列2019款植保農(nóng)用無人機(jī)系統(tǒng)和極俠(XMission)多功能農(nóng)用無人機(jī)系統(tǒng)。市場占有率方面，據(jù)統(tǒng)計(jì)，截至2018年11月30日，極飛科技全球運(yùn)營的植保農(nóng)用無人機(jī)數(shù)量為21 731架。截至2019年9月21日，極飛科技植保農(nóng)用無人機(jī)全球累計(jì)作業(yè)面積已超過2 000 hm2，累計(jì)節(jié)省429萬t農(nóng)業(yè)噴灑用水，減少了1.86萬t農(nóng)藥與化肥的濫用。

華南農(nóng)大(華南農(nóng)業(yè)大學(xué))擁有“國家精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)航空施藥技術(shù)國際聯(lián)合研究中心”，該研究中心是科技部認(rèn)定的國家級(jí)研究中心，針對(duì)國內(nèi)典型糧食作物、經(jīng)濟(jì)作物航空植保施藥，聯(lián)合美國農(nóng)業(yè)部農(nóng)業(yè)研究服務(wù)署航空應(yīng)用技術(shù)中心(USDA-ARS-AATRU)、澳大利亞昆士蘭大學(xué)(University of Queensland)農(nóng)藥應(yīng)用和安全中心等國外先進(jìn)的農(nóng)業(yè)航空應(yīng)用技術(shù)研究機(jī)構(gòu)，圍繞精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)航空，共同開展農(nóng)業(yè)航空遙感、航空精準(zhǔn)變量噴霧等相關(guān)技術(shù)及裝備的創(chuàng)新研究關(guān)鍵技術(shù)和共性問題、推廣精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)航空技術(shù)。華南農(nóng)大依托研究中心，在精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)航空、航空施藥技術(shù)和航空遙感技術(shù)的開發(fā)與研究應(yīng)用、農(nóng)用無人機(jī)航空施藥霧滴沉積分布規(guī)律、農(nóng)用無人機(jī)低空遙感的農(nóng)情信息獲取與解析、農(nóng)用無人機(jī)智能控制系統(tǒng)、農(nóng)用無人機(jī)精準(zhǔn)施藥關(guān)鍵部件、控制技術(shù)與控制裝備及農(nóng)用無人機(jī)性能檢測平臺(tái)等關(guān)鍵技術(shù)方面產(chǎn)出了較多的專利成果。

大疆創(chuàng)新(深圳市大疆創(chuàng)新科技有限公司)成立于2006年，是全球領(lǐng)先的無人飛行器控制系統(tǒng)及農(nóng)用無人機(jī)解決方案的研發(fā)和生產(chǎn)商。2015年12月，大疆創(chuàng)新推出一款智能農(nóng)業(yè)噴灑防治農(nóng)用無人機(jī)——大疆MG-1型農(nóng)業(yè)植保機(jī)，標(biāo)志著大疆創(chuàng)新正式進(jìn)入農(nóng)用無人機(jī)領(lǐng)域[16]。

總體來看，在農(nóng)用無人機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，高校和科研院所是我國農(nóng)用無人機(jī)技術(shù)發(fā)展中不可忽視的重要力量。產(chǎn)學(xué)研的有效合作將會(huì)加快中國在農(nóng)用無人機(jī)領(lǐng)域的技術(shù)發(fā)展速度，有效提升和促進(jìn)我國農(nóng)用無人機(jī)在全球的市場份額。

2.4 專利技術(shù)構(gòu)成

農(nóng)用無人機(jī)技術(shù)可分為無人機(jī)在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)各類場景中的應(yīng)用技術(shù)及無人機(jī)為適應(yīng)農(nóng)業(yè)應(yīng)用場景進(jìn)行的性能方面的改進(jìn)技術(shù)。因此，將農(nóng)用無人機(jī)技術(shù)分為如圖4所示技術(shù)構(gòu)成。

從圖4的歷年申請(qǐng)趨勢可知，作業(yè)管理(2 212件)分支的專利文獻(xiàn)最多，占據(jù)了農(nóng)用無人機(jī)總體專利文獻(xiàn)數(shù)量的約50%。由于農(nóng)用無人機(jī)專利其所保護(hù)的技術(shù)方案很多并不是對(duì)農(nóng)用無人機(jī)系統(tǒng)自身的改進(jìn)，而是聚焦在農(nóng)業(yè)的應(yīng)用場景下對(duì)農(nóng)用無人機(jī)的作業(yè)行為進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新，如向農(nóng)田噴灑農(nóng)藥、藥粉和施撒種子等作業(yè)行為[2-4]。因此，像作業(yè)管理這種應(yīng)用類型的專利占比較大，這與農(nóng)用無人機(jī)主要應(yīng)用于植保作業(yè)、農(nóng)田監(jiān)測和播種施肥的用途也是相對(duì)應(yīng)的[17-19]。

圖4 農(nóng)用無人機(jī)各技術(shù)構(gòu)成申請(qǐng)趨勢Fig.4 Application trend of agricultural UAV technologies

其次，占比較大的是機(jī)體方向的專利1 658件，占農(nóng)用無人機(jī)總申請(qǐng)量的37%，這其中主要貢獻(xiàn)量來自于中國專利的中國申請(qǐng)人。我國專利制度開始于1985年，我國專利申請(qǐng)人對(duì)于專利的撰寫水平還處在初級(jí)階段，涉及到結(jié)構(gòu)類的專利方案撰寫，通常會(huì)從被保護(hù)產(chǎn)品的整體結(jié)構(gòu)入手進(jìn)行撰寫，這就使得在農(nóng)用無人機(jī)的專利申請(qǐng)中，對(duì)農(nóng)用無人機(jī)機(jī)體及機(jī)體各個(gè)部件間的連接結(jié)構(gòu)等方面的專利申請(qǐng)量較多。

飛行控制技術(shù)和動(dòng)力/驅(qū)動(dòng)技術(shù)方向的專利申請(qǐng)較少，分別占比10%和3%。兩個(gè)技術(shù)方面都屬于無人機(jī)技術(shù)的基礎(chǔ)支撐型技術(shù)，在專利申請(qǐng)中聚焦在農(nóng)業(yè)場景中進(jìn)行技術(shù)改進(jìn)的專利相對(duì)較少[20]。飛行控制技術(shù)的專利申請(qǐng)主要集中在軌跡控制和控制系統(tǒng)控制方法方向[6]。軌跡控制主要包括路徑/航線規(guī)劃技術(shù)和無人機(jī)避障技術(shù)[21-22]。這兩個(gè)方向的專利布局從2016年開始有了較明顯的漲勢，預(yù)計(jì)未來一段時(shí)間該領(lǐng)域仍會(huì)有較大發(fā)展空間(由于專利從申請(qǐng)到公開至少需要18個(gè)月的時(shí)間，2018年和2019年專利申請(qǐng)數(shù)據(jù)覆蓋不完全)。對(duì)于飛行控制的控制系統(tǒng)控制方法，存在不少專利是將人工智能技術(shù)應(yīng)用于無人機(jī)，用于準(zhǔn)確識(shí)別作業(yè)場景的數(shù)據(jù)信息，再基于專家系統(tǒng)利用規(guī)則為無人機(jī)的飛行提供線路規(guī)劃決策。人工智能、機(jī)器學(xué)習(xí)和深度學(xué)習(xí)等技術(shù)與無人機(jī)技術(shù)在農(nóng)業(yè)場景下融合，進(jìn)一步提高了農(nóng)用無人機(jī)飛行控制的自動(dòng)化和智能化水平。動(dòng)力/驅(qū)動(dòng)技術(shù)中，動(dòng)力系統(tǒng)性能的改變或提升受應(yīng)用場景變化的影響不大，所以專門針對(duì)無人機(jī)在農(nóng)業(yè)場景下的動(dòng)力/驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的改進(jìn)并不常見，根據(jù)無人機(jī)的動(dòng)力來源，動(dòng)力/驅(qū)動(dòng)技術(shù)主要包括燃油/燃?xì)怛?qū)動(dòng)、電動(dòng)驅(qū)動(dòng)、太陽能驅(qū)動(dòng)和油電混合驅(qū)動(dòng)等。其中以電動(dòng)和燃油驅(qū)動(dòng)為主，且國內(nèi)申請(qǐng)更趨向于電池驅(qū)動(dòng)為主的空機(jī)質(zhì)量輕量化設(shè)計(jì)。

2.5 技術(shù)發(fā)展代表性專利分析

結(jié)合各個(gè)技術(shù)分支中的代表性專利對(duì)農(nóng)用無人機(jī)在植保作業(yè)、農(nóng)田監(jiān)測作業(yè)及播種授粉作業(yè)等應(yīng)用場景中的創(chuàng)新型技術(shù)進(jìn)行分析。綜合對(duì)申請(qǐng)日期、被引證頻率、同族情況及技術(shù)內(nèi)容的綜合考慮，確定了如圖5所示的代表性專利示意圖，反映該技術(shù)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)和研究動(dòng)態(tài)。

從代表性專利的申請(qǐng)年份來看，2015—2017年取得的技術(shù)成果較多，且聚焦在作業(yè)管理技術(shù)領(lǐng)域和機(jī)體改進(jìn)技術(shù)領(lǐng)域。作業(yè)管理技術(shù)領(lǐng)域中，遙感監(jiān)測細(xì)分技術(shù)領(lǐng)域的重要專利居多，其次是有關(guān)噴灑施藥的植保作業(yè)方法專利。其中，在農(nóng)田監(jiān)測作業(yè)方向，2017年大疆創(chuàng)新提出的用于機(jī)器視覺的低輪廓多波段高光譜成像(CN110476118A)，提供了可用于機(jī)器視覺系統(tǒng)的高光譜成像系統(tǒng)，該成像系統(tǒng)因其在對(duì)不同光譜波段中的圖像進(jìn)行濾波時(shí)可以使用相機(jī)的所有傳感器像素而具有更高的空間分辨率，同時(shí)提供比傳統(tǒng)RGB相機(jī)系統(tǒng)更好的光譜分辨率[23]。大疆創(chuàng)新在2017年還提出了輸出影像生成方法、設(shè)備及無人機(jī)(CN109076173A)，該專利方案側(cè)重保護(hù)如何提升無人機(jī)拍攝影像的準(zhǔn)度和精度[24]。此外，最高溫度點(diǎn)跟蹤方法、裝置和無人機(jī)(CN109154815A)專利，其無人機(jī)上搭載的紅外相機(jī)可以感測其拍攝到的畫面中各物體的熱力學(xué)溫度，實(shí)現(xiàn)對(duì)最高溫度點(diǎn)的跟蹤拍攝，使得最高溫度點(diǎn)位于圖像的目標(biāo)位置[25]。

上述3篇專利的申請(qǐng)時(shí)間都是在2017年，其所保護(hù)的技術(shù)方案較好地對(duì)應(yīng)了大疆創(chuàng)新在2019年9月發(fā)布的精靈4多光譜版無人機(jī)(P4 Multispectral)，該款無人機(jī)是大疆創(chuàng)新首次將多光譜成像系統(tǒng)集成在無人機(jī)平臺(tái)上，以精確采集多光譜數(shù)據(jù)。多光譜影像相比可見光成像，能提供更多準(zhǔn)確的指向性信息，幫助農(nóng)戶和農(nóng)技人員洞察植物生長狀況及健康情況。

Harris Aerial是美國的一家商用無人機(jī)生產(chǎn)商，其在2018年推出了一款油電混合無人機(jī)Carrier H4 Hybrid，該款無人機(jī)的主要特點(diǎn)：一是同時(shí)配備電池、汽油發(fā)電機(jī)和油缸以實(shí)現(xiàn)油電混合長時(shí)續(xù)航；二是螺旋槳可折疊，折疊后體積可縮小50%，方便攜帶和收儲(chǔ)，節(jié)省運(yùn)輸成本[8，26]。其中，Harris Aerial在2016年申請(qǐng)的折疊式重型無人機(jī)架(US10266245)就是保護(hù)螺旋槳的可折疊結(jié)構(gòu)[27]。此外，圖5中列出的Harris Aerial在2017年申請(qǐng)的重型無人機(jī)的模塊化噴霧器系統(tǒng)(US10478841)，該專利提供了一種液體儲(chǔ)存箱，及其與安裝單元及泵組件之間的結(jié)構(gòu)和連接關(guān)系，還包括用于確定液體儲(chǔ)罐內(nèi)液位的液位傳感器[28]。US10478841還保護(hù)了有關(guān)無人機(jī)通訊的內(nèi)容，關(guān)聯(lián)到了通訊標(biāo)準(zhǔn)(ETSI_TS 23.502、ETSI_TS 23.288)，成為一篇標(biāo)準(zhǔn)必要專利。標(biāo)準(zhǔn)必要專利是包含在國際標(biāo)準(zhǔn)、國家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中，且在實(shí)施標(biāo)準(zhǔn)時(shí)必須使用的專利，也就是說當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)化組織在制定某些標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，部分或全部標(biāo)準(zhǔn)草案由于技術(shù)上或者商業(yè)上沒有其他可替代方案，無可避免要涉及到專利或?qū)＠暾?qǐng)，通常認(rèn)為標(biāo)準(zhǔn)必要專利具有較高的價(jià)值。農(nóng)用無人機(jī)領(lǐng)域的標(biāo)準(zhǔn)必要專利數(shù)量極為罕見。

圖5 農(nóng)用無人機(jī)各技術(shù)構(gòu)成代表性專利Fig.5 Representative patents of different technology components

從代表性專利的申請(qǐng)人來看，傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)機(jī)械廠商在農(nóng)用無人機(jī)領(lǐng)域的專利布局還是側(cè)重在對(duì)無人機(jī)的田間應(yīng)用研究。如洋馬在2015年申請(qǐng)的空中撒布裝置，在中國有專利布局，專利被引用方包括大疆創(chuàng)新、井關(guān)農(nóng)機(jī)等公司。該專利提供一種空中撒布裝置，能夠?qū)⑷霾剂颗c作物生長和產(chǎn)量偏差情況相對(duì)應(yīng)，實(shí)現(xiàn)高效撒布。迪爾在2015年也申請(qǐng)了應(yīng)用無人機(jī)技術(shù)進(jìn)行產(chǎn)量估算的專利，其農(nóng)用無人機(jī)的技術(shù)并未在中國布局，不過農(nóng)機(jī)巨頭凱斯紐荷蘭和愛科也都有引用該專利。

從專利布局角度看，植保作業(yè)和農(nóng)田監(jiān)測作業(yè)是當(dāng)前的研發(fā)熱點(diǎn)，參與研發(fā)的主體類型以無人機(jī)廠商和農(nóng)業(yè)機(jī)械廠商為主，且國內(nèi)廠商以極飛科技與大疆創(chuàng)新為主，兩家都擁有較多的國際專利布局，布局主要聚焦在歐美、日本和韓國?？蒲泄ぷ髦貜?fù)研發(fā)的風(fēng)險(xiǎn)較高，技術(shù)創(chuàng)新難度相對(duì)較大。飛行控制技術(shù)和動(dòng)力驅(qū)動(dòng)技術(shù)參與研發(fā)的主體類型相對(duì)不集中，有傳統(tǒng)的飛機(jī)制造廠商，也有通信廠商，還有一些對(duì)航空事業(yè)有探索性的公司，如谷歌公司在2013和2014年相繼申請(qǐng)了兩篇(US9957037、US9518873)有關(guān)集成太陽能電池的無人機(jī)技術(shù)的專利并且都在中國有技術(shù)布局[29-30]。研發(fā)人員可綜合考慮農(nóng)業(yè)場景下的地形、環(huán)境等因素，加強(qiáng)在動(dòng)力系統(tǒng)和飛行控制方向上的專利布局[31]。

3 結(jié)束語

總體來看，農(nóng)用無人機(jī)技術(shù)正處于技術(shù)發(fā)展期，前景看好。未來幾年，農(nóng)用無人機(jī)技術(shù)的相關(guān)專利申請(qǐng)量和申請(qǐng)人數(shù)量仍將保持較高增長趨勢。通過上述專利信息，揭示了農(nóng)用無人機(jī)技術(shù)的發(fā)展情況，為科技人員的技術(shù)開發(fā)提供信息基礎(chǔ)?；谝陨戏治?，對(duì)農(nóng)用無人機(jī)技術(shù)專利布局提出3點(diǎn)建議。

(1)加強(qiáng)農(nóng)用無人機(jī)領(lǐng)域的海外專利布局，提升產(chǎn)品在海外市場的競價(jià)能力。根據(jù)BlueWeave咨詢公司的數(shù)據(jù)，全球農(nóng)用無人機(jī)市場規(guī)模預(yù)計(jì)將從2019年的11億美元增長到2026年年底的47億美元，在2019—2026年的預(yù)測期間以31.3%的快速CAGR(Compound Annual Growth Rate，復(fù)合年均增長率)增長。技術(shù)創(chuàng)新、創(chuàng)新技術(shù)專利保護(hù)和創(chuàng)新技術(shù)產(chǎn)品市場競爭力3者是緊密關(guān)聯(lián)的。在農(nóng)用無人機(jī)市場蓬勃發(fā)展的大環(huán)境中，我國的農(nóng)用無人機(jī)企業(yè)應(yīng)該加強(qiáng)國內(nèi)發(fā)明專利的申請(qǐng)量，以追求長久的技術(shù)保護(hù)期；同時(shí)加強(qiáng)國際專利的申請(qǐng)和布局，為農(nóng)用無人機(jī)出海打下堅(jiān)實(shí)的知識(shí)產(chǎn)權(quán)基礎(chǔ)，提升農(nóng)用無人機(jī)產(chǎn)品在海外市場的競價(jià)能力。

(2)提升專利撰寫技巧，加強(qiáng)專利權(quán)利要求的布局意識(shí)。極飛科技與大疆創(chuàng)新是國內(nèi)植保無人機(jī)的兩家龍頭企業(yè)，就農(nóng)用無人機(jī)的專利量來說，極飛科技的申請(qǐng)量多于大疆創(chuàng)新，主要原因是極飛科技是以農(nóng)用無人機(jī)為主業(yè)，而大疆創(chuàng)新是2015年才開始農(nóng)用無人機(jī)布局，其大量專利集中在消費(fèi)類無人機(jī)領(lǐng)域。兩家在專利撰寫方面的技巧性操作值得學(xué)習(xí)(可參考CN110382356A、CN209626259U和CN209080184U等專利)[32-34]。在權(quán)利要求保護(hù)方面會(huì)以無人機(jī)的通用技術(shù)、通用部件進(jìn)行保護(hù)，但是，保護(hù)主題中通常會(huì)以一個(gè)獨(dú)立權(quán)利要求對(duì)無人機(jī)在農(nóng)業(yè)方面的應(yīng)用給予保護(hù)，同時(shí)在說明書的實(shí)施例中給予在農(nóng)業(yè)方面的應(yīng)用場景的描述，既保證了專利的保護(hù)范圍，又實(shí)現(xiàn)了技術(shù)在應(yīng)用場景中的具象化。這樣的撰寫和權(quán)利要求布局方式，對(duì)于專利無效階段的權(quán)利要求解釋及專利侵權(quán)訴訟中專利與侵權(quán)產(chǎn)品的比對(duì)對(duì)準(zhǔn)性都是極有幫助的。

(3)加強(qiáng)專利保護(hù)意識(shí)的同時(shí)，提升對(duì)專利市場化運(yùn)用的能力。專利權(quán)的獲得使得權(quán)利人對(duì)自己的專利技術(shù)擁有了獨(dú)占性和專有性，那么自然也就擁有了主動(dòng)出擊主張自己權(quán)利的能力，自2015年以來，在消費(fèi)類無人機(jī)領(lǐng)域已然掀起了一波波的專利戰(zhàn)。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，大疆創(chuàng)新先后就專利侵權(quán)相關(guān)問題起訴了深圳道通、佛山黑馬、廣州華科爾、YUNEEC昊翔和北京零度等多家無人機(jī)企業(yè)。極飛科技也有多項(xiàng)專利涉及到專利侵權(quán)訴訟。目前，在農(nóng)用無人機(jī)領(lǐng)域尚未大規(guī)模出現(xiàn)知識(shí)產(chǎn)權(quán)爭奪狀況，但是隨著農(nóng)用無人機(jī)市場的開拓，市場競爭態(tài)勢的增強(qiáng)，農(nóng)用無人機(jī)領(lǐng)域的專利戰(zhàn)也會(huì)隨之一觸即發(fā)。