近年來，隨著自主駕駛、機器人等熱門產(chǎn)業(yè)的興起，推動了核心傳感器的快速發(fā)展。其中，激光雷達由于其測量精度遠高于毫米波雷達和其他標準雷達，使用環(huán)境也較少受到限制，成為谷歌、百度和寶馬產(chǎn)品傳感器的首選。本文以中國專利文摘數(shù)據(jù)庫(cnabs)和外文數(shù)據(jù)庫(ven)公開的專利文獻(檢索日期：2017年5月16日)為基礎，對激光雷達的專利申請情況進行了統(tǒng)計分析，以期為國內(nèi)新型激光雷達的研發(fā)提供參考。

　　國內(nèi)專利申請滯后

　　通過專利檢索，筆者發(fā)現(xiàn)國外激光雷達專利申請始于1959年，申請人來自德國。該專利申請用于軍事領域的反坦克武器系統(tǒng)直到20世紀初，這項技術發(fā)展緩慢。2001年以來，國外激光雷達的專利申請數(shù)量迅速增長。每年的申請人數(shù)超過220人2013年至2015年，申請人數(shù)分別達到312人、395人和344人相比之下，2007年之前，中國激光雷達的專利申請數(shù)量并沒有超過100件。然而，自2007年以來，專利申請數(shù)量直線上升，2015年和2016年分別達到607件和776件的峰值?？梢钥闯?，近年來國內(nèi)對這項技術的應用數(shù)量超過了國外，這在一定程度上反映了國內(nèi)企業(yè)和科研機構(gòu)對激光雷達技術進行了大量的研究和開發(fā)。

　　在申請人分布上，日產(chǎn)是提交專利申請最多的申請人，其次是三菱電子、電氣設備有限公司、博世、歐姆龍等，均為世界著名的自動化控制和汽車電子設備制造商大多數(shù)提交的專利申請都支持基本專利可以說，基于這些企業(yè)相對完整的專利布局，激光雷達技術在一定程度上已經(jīng)相當成熟，為國內(nèi)企業(yè)創(chuàng)造了一定的技術壁壘。此外，雖然申請最多的都是日本汽車公司，但美國汽車公司和德國汽車公司(如Velodyne、Quanergy、GM、LBEO等)也有相當?shù)募夹g實力。筆者發(fā)現(xiàn)，國內(nèi)申請者主要集中在高校和研發(fā)機構(gòu)，其中中國科學院上海光學與精密機械研究所、哈爾濱工業(yè)大學、武漢大學、中國科技大學，以及深圳鐳智能系統(tǒng)有限公司、上海思蘭科技有限公司等新企業(yè)是激光雷達技術的主要研發(fā)主體。

　　研究成果需要市場檢驗

　　作者發(fā)現(xiàn)，到2004為止，國外專利申請中所涉及的激光雷達大多是單束或多束機械旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)，主要是通過機械旋轉(zhuǎn)部件帶動激光發(fā)射和接收繞軸旋轉(zhuǎn)，每一激光掃描一平面，實現(xiàn)全方位角檢測。其中，吊具數(shù)量越多，激光雷達的測量精度和分辨率就越高，但同時體積也越大，價格也越高。從市場的角度來看，由于激光雷達價格高、體積大的缺點，導致激光雷達無法大規(guī)模應用。因此，低成本、小型化是新型激光雷達的關鍵研究和發(fā)展方向。

　　通過對激光雷達專利申請的梳理，總結(jié)出實現(xiàn)低成本、小型化目標的三種途徑：

　　首先，利用mems微電流計將所有的機械元件集成到一塊芯片中。微電流計驅(qū)動電路驅(qū)動mems微鏡偏轉(zhuǎn)實現(xiàn)激光掃描。與傳統(tǒng)的機械旋轉(zhuǎn)平臺驅(qū)動激光雷達相比，mems微鏡具有體積小、重量輕、功耗低、成本低等優(yōu)點，易于精確驅(qū)動和控制。例如，豐田中央研究院在2008提交的專利申請“光學掃描裝置和機載激光雷達設備”，通過驅(qū)動反射器和MEMS微鏡，使激光光源陣列的光束相對于光軸偏轉(zhuǎn)到預定的角度。這種光學掃描方式可以精確測量車輛周圍障礙物與車輛之間的距離。