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編者按：航拍是目前無人機最重要的用途，而云臺的穩(wěn)定性直接決定了航拍照片的清晰程度，因此，對無人機云臺增穩(wěn)技術的研究是目前無人機技術研發(fā)的重點方向。本文從專利角度出發(fā)，對無人機云臺增穩(wěn)技術的國內專利申請進行了梳理，以期為本領域技術人員提供一些參考。
航拍是目前無人機最重要的用途，而云臺的穩(wěn)定性直接決定了航拍照片的清晰程度，因此，對無人機云臺增穩(wěn)技術的研究是目前無人機技術研發(fā)的重點方向。本文從專利角度出發(fā)，對無人機云臺增穩(wěn)技術的國內專利申請進行了梳理，以期為本領域技術人員提供一些參考。
國內專利申請趨勢
截至2019年4月30日，筆者就已經(jīng)公開的專利數(shù)據(jù)進行檢索，篩選出204篇最為相關的中國專利申請文獻進行研究。經(jīng)統(tǒng)計分析，該領域專利申請項數(shù)總體呈不斷增長趨勢。我國第一件無人機云臺增穩(wěn)技術專利申請出現(xiàn)在2006年，在2006年~2013年間，專利申請量總體較少并且增長緩慢，每年只有不到10件申請；2014年以后，專利申請量出現(xiàn)了快速增長的趨勢，且增幅越來越大，特別是2016年出現(xiàn)了井噴式的增長，當年的申請量達到58件。出現(xiàn)這一發(fā)展趨勢的原因主要是中國民用無人機市場的興起。
2010年之前，中國的民用無人機市場規(guī)模小，增長緩慢，主要用于防災救災、地圖測繪等專業(yè)級市場，2014年，全國低空空域管理改革工作會議在北京召開，會議提出我國低空空域改革進入深水區(qū)攻堅期，國家空管委將部署全面推開低空空域管理改革，我國低空空域逐步開放。于是自2014年開始，消費級無人機的出現(xiàn)帶動了整個無人機市場的快速發(fā)展，而無人機增穩(wěn)云臺正是體現(xiàn)消費級無人機工作性能的核心部件，許多企業(yè)和研究機構開始加大對該領域的技術投入，取得了豐富的技術成果。
主要專利申請人分布
為了研究分析無人機云臺增穩(wěn)技術領域中國專利申請的主要參與者和競爭者，筆者統(tǒng)計了該領域的專利申請人類型和主要申請人。其中公司類型申請人的申請量最多，占全部申請人的74%，反映出該領域市場應用前景廣闊，公司相關技術研發(fā)能夠及時轉化為產(chǎn)品投入市場并獲得價值，各家無人機公司致力于技術研發(fā)，并十分重視專利保護。
申請量居前6名的申請人分別為大疆（36件），普宙（8件），貴州斯凱威科技（6件），中科院（6件），江蘇艾銳泰克無人飛行器科技（4件），上海大學（4件）?？傮w來看，前6位專利申請人的專利數(shù)量僅占總申請量的31.4%，且除大疆外，各申請人的申請量差別并不大，這說明該領域中國專利申請的技術集中度比較分散，除了大疆一枝獨秀外，并無其他申請人能與之抗衡。
其中值得注意的是，在大疆的36件專利申請中有20件為PCT專利申請，包攬了該領域全部PCT專利申請，這充分體現(xiàn)了大疆在無人機云臺增穩(wěn)技術領域的領軍地位，投入了很大的研發(fā)力量，專利戰(zhàn)略布局十分完善，為產(chǎn)品的推出、市場的推進都做了充足的準備。
主要技術分支分析
從技術角度分析，無人機云臺增穩(wěn)技術領域中國專利申請主要分為被動式機械增穩(wěn)、主動式機械增穩(wěn)和電子增穩(wěn)，還有部分申請包括上述兩種及以上的增穩(wěn)技術。被動式機械增穩(wěn)是采用減震器和阻尼器隔離載體的振動，吸收大部分高頻抖動；主動式機械增穩(wěn)與無人機姿態(tài)穩(wěn)定原理相同，當無人機傾斜時，配合陀螺儀給相應的云臺電機加強反方向的動力，從而使云臺恢復平衡；而電子增穩(wěn)技術實質是通過圖像處理算法來消除圖像的各種運動，特別是低頻低幅的運動。
其中，被動式機械增穩(wěn)技術的專利申請量最大，占比55%，主動式機械增穩(wěn)技術和電子增穩(wěn)技術分別占比19%、4%，組合增穩(wěn)占比22%，這也說明被動機械增穩(wěn)方式依然是無人機云臺增穩(wěn)技術領域中的主流方式，而電子增穩(wěn)技術相對復雜，對硬件、經(jīng)濟成本等要求較高，在民用市場中所占份額較小。
被動式機械增穩(wěn)技術專利申請主要涉及減震球、減震彈簧、伸縮/滑動機構等。許多小型企業(yè)為了能夠在日趨激烈的無人機市場競爭中占據(jù)一席之地，選擇結構性設計為主，造成了該分支專利申請量較大，但多為細節(jié)改進型專利。主動式機械增穩(wěn)技術專利申請一般涉及控制系統(tǒng)的改進，專利技術發(fā)展脈絡與控制技術發(fā)展脈絡相吻合，主要涉及傳感器、控制算法、云臺框架結構、電機的改進。而電子增穩(wěn)技術多為復雜的控制算法，專利申請量不多，主要涉及基于傳感器檢測和利用穩(wěn)定算法的電子增穩(wěn)技術。高精密算法必然帶來硬件、軟件成本的增加，并且由于機械增穩(wěn)技術可以吸收到大部分擾動，從性價比的角度來講，這也限制了電子增穩(wěn)技術的應用場合。
從技術分支分布來看，被動式機械增穩(wěn)技術專利申請量最大，但其申請量已有下滑趨勢，技術已趨于成熟；主動式增穩(wěn)技術專利申請繼續(xù)呈上升趨勢，還在技術發(fā)展期；結合了兩種或兩種以上的增穩(wěn)方式的組合增穩(wěn)技術也是未來的發(fā)展方向之一。
通過對國內無人機云臺增穩(wěn)技術領域專利的分析，不難看出，我國在該領域的研發(fā)有基礎但不集中。在市場競爭中，大疆作為全球無人機行業(yè)的領導者，通過專利布局與持續(xù)的技術創(chuàng)新拓展市場，對我國無人機領域的企業(yè)有著非常重要的借鑒意義。正因如此，對于眾多無人機/云臺行業(yè)的后起之秀而言，更要看清市場現(xiàn)狀，選好技術方向，把握核心技術，為自身的產(chǎn)品和技術架構完整的專利保護網(wǎng)。
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