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专利信息

【专利信息推送】| 多翼无人机的专利分析1:全球专利现状
时间:2018/3/9 14:11:01            【字体:

导读:近几年来,随着微电子技术、传感器技术和控制技术等技术的发展,旋翼无人机的研制及应用已经成为了无人机研究的热点方向。多旋翼无人机依靠其自身的特点优势,在民用及商业用途方面得到了广大厂商的青睐,本文以多旋翼无人机为对象,来分析目前全球多旋翼无人机领域的相关专利现状。

01 多旋翼无人机的发展历史

  1907年,Breguet 兄弟Louis 和Jacque 在法国科学家Charles Richet 的指导下,设计制造了世界上第一架有人驾驶的多旋翼飞机——“旋翼机一号”。

图1 旋翼机一号

  但是由于当时技术的限制,无法实现飞机的控制,多旋翼的发展就一直处于停滞状态。而二十世纪九十年代以后随着MEMS技术、无刷电机技术、微处理技术的发展,小型多旋翼无人机又重新进入人们的视野。

  2002年,澳大利亚国立大学的Pounds P等人研发了一架名为X-4 Flyer Mark的四旋翼无人机,并建立了其动力学模型和控制系统;2006年,针对该飞行器设计了一种线性SISO控制器来控制飞行器姿态;2010年,X-4 Flyer Mark2四旋翼飞行器的出现,其质量为4Kg,载重量达1Kg,并且实现了室内外的平稳飞行。

图2 四旋翼无人机

  2005年,宾夕法尼亚大学研究团队,将算法应用至两个摄像机上,通过摄像机提供的视觉反馈对四旋翼飞行器进行了控制。瑞士联邦科技学院的Bouabdallah研究团队将两种非线性的控制方法——反步控制和滑膜变结构控制应用在OS4平台,使飞行器具有较强的抗干扰能力,下图为其团队的四旋翼飞行器OS4实验平台。

图3 四旋翼飞行器OS4实验平台

  2005年至2011年间,美国斯坦福大学Tomlin团队,设计的多自主体控制的飞行器测试平台STARMAC,该团队设计了十分精确的飞行控制算法。右图分别为四旋翼飞行器平台STARMAC2及Mesicopter微型多旋翼无人机。 

 

图4 四旋翼飞行器平台STARMAC2及Mesicopter微型多旋翼无人机

  依据多旋翼无人机的优点及其广阔的应用前景使它成为无人机研究领域的一个热点,各大科研机构都掀起了一股多旋翼研究的热潮,而不少企业也是成功研发出来民用四旋翼无人机,将四旋翼无人机逐渐推向了市场,从而实现了多旋翼无人机从实验室走向国民经济的各个领域。

  下图分别是大疆科技、PARROT以及易瓦特公司的几款多旋翼无人机:

大疆“悟”多旋翼无人机

大疆MG-1农业植保机

PARROT  BEBOP 2FPV

PARROT AR. DRONE2.0

易瓦特EWZ-S8

易瓦特EWZ-D6

图5 多型号无人机(上述图片来源于网络)

02 多旋翼无人机的特点及其应用领域

  多旋翼无人机相较于其它无人机具有得天独厚的优势,与固定翼飞机相比,它具有可以垂直起降,可以定点盘旋的优点;与单旋翼直升机相比,它采用无刷电机作为动力,并且没有尾桨装置,因此具有机械结构简单、安全性高、使用成本低等优点。多旋翼无人机的诸多优点使它在以下领域获得了广泛的应用:

表1多旋翼无人机的应用领域

03 多旋翼无人机专利态势

3.1 全球专利趋势分析

图6 全球专利申请趋势

  从上图显示的数据可知,近几年多旋翼无人机的申请量增长急速加快。从2002年到2009年,多旋翼无人机领域的专利申请量总体上呈现平稳趋势,从2009年至2013年呈缓慢增长趋势。从2014年至2016年,增长曲线变得非常陡峭,增长加快,这反映出多旋翼无人机的需求在急速增长。2016年,全球的多旋翼无人机申请量突破4000件。

3.2 全球专利申请地域分析

图7 全球专利申请地域情况

  上图展示了全球专利申请中,多旋翼无人机相关专利的专利申请版图,在该版图中,颜色由蓝至红的变化代表了这个国家或地区的专利申请数量逐渐递增。中国是多旋翼无人机专利申请数量最多的国家,这也与目前市场上多旋翼无人机的占有情况相符。美国位于第二,接下来依次是韩国、日本、欧洲、德国、法国以及俄罗斯,其它国家的相关专利申请数量较少。

3.3全球专利竞争者分析

图8 全球专利竞争者排名情况

  上述的全球申请人排名中,显示了多旋翼无人机相关专利申请数量排名前15位的申请人,排在首位的是深圳市大疆创新科技有限公司,其多旋翼无人机的专利申请数量远超于第二位的PARROT,足以可见大疆创新公司在多旋翼无人机领域的专利布局情况,位于第三、第四位的分别是亚马逊及易瓦特科技股份公司。位于前15的有多个我国高校,这足以看出我国高校在多旋翼无人机领域的发展情况。纵观上述申请人排名即可知,我国在全球多旋翼无人机领域中的地位。

发布时间:2018/3/9 14:11:01[ 打印本页 ]