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专利视角下的智能座舱创新之路

来源：智能汽车设计

2024-01-29

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本文作者：王静

01 智能座舱技术创新不断加快

02 多领域融合加快智能座舱集成发展

03 智能座舱发展的机遇与挑战

新能源汽车兴起后，“软件定义汽车”的概念进入大众的视野，智能座舱与智能驾驶成为被广泛认同的未来发展趋势。智能座舱由于实现难度低，更易被消费者感知，正成为各类新技术的综合应用载体。本文将从专利层面分析智能座舱技术现状，研究其未来创新方向。

智能座舱技术创新不断加快

用户需求定义新一代智能座舱。随着智能汽车的普及，用户对汽车的价值理解逐渐从出行工具向“第三生活空间”转变，人机交互的多维度、车载娱乐信息系统的丰富性、移动座舱的智能化已成为用户购车的关键决定性因素。整车企业和供应商们通过不断发展新技术来满足驾驶者和乘客的安全性、舒适性、趣味性以及个性化需求。

智能座舱技术边界不断延伸。相比传统座舱，智能座舱更强调“平台+生态”的构建，座舱不再是孤立的出行空间，而是连接万物的智能移动空间，伴随人机交互、网联服务、场景拓展的深化，智能网联汽车将通过智能座舱全面融入智慧交通和智慧城市生态。

智能座舱相关专利进入快速增长阶段。截止2023年11月底，我国智能座舱相关专利共申请51376件，专利申请量从2020年开始进入爆发式增长阶段，整车企业、零部件供应商、通信企业、科技公司等纷纷发力布局该领域，预计此增加趋势将继续保持（2022年之后申请的专利未完全公开）。

图1 我国智能座舱专利申请态势

通信科技公司及整车企业依托技术优势加快产品布局。在我国智能座舱专利申请人TOP10中，华为、腾讯、维沃等通信科技公司以系统软件、云服务为突破口，着力布局座舱整体生态，成为智能座舱领域的领头羊；长安、一汽等整车企业从软硬件整合角度出发，以完善座舱体验为目的进行相关布局；而博泰作为车联网企业，凭借底层软件、操作系统、车机互联等领域的技术优势，重点布局座舱平台集成解决方案，位列排行榜第六位。值得一提的是，博泰还与排名第一的华为就车机等领域相关专利在全球范围内形成交叉许可，进一步巩固了双方在此领域知识产权的优势地位。

图2 我国智能座舱专利申请人TOP10

交互功能不断丰富已成为国内企业专利布局的重点。智能座舱由座舱硬件（系统与零部件）、座舱软件（软件与架构）及人机交互（交互界面与交互方式）三部分构成，其中人机交互相关专利占比达到45%，成为企业品牌差异化的重要发力点。

图3 我国智能座舱专利技术构成

人机交互专利申请人TOP10中，通信科技公司仍处于技术垄断地位；博泰位列第四，为TOP10中唯一一家车联网企业，彰显自身产品强劲实力；小鹏、现代等整车企业开始重视此领域专利布局，与驾驶场景相结合推动整车智能化的快速升级。

图4 我国智能座舱人机交互领域专利申请人TOP10

多领域融合加快智能座舱集成发展

智能座舱从满足基础需求的按键式操作，演变到现在的电子甚至体态式操作，逐步以硬件为支撑，通过软件的多重表达的形式满足使用者个性化的需求。座舱内硬件电子化、舱域控制系统集成化、座舱整体交互多模化等多领域交叉融合，成为技术创新的爆发区。

图5 智能座舱融合架构

智能网联平台技术的成熟生态与智能座舱功能化的融合可提供更智能的驾乘体验。基于技术发展和用户需求的双重考虑，智能座舱已经跨越了单点智能的阶段，进入到了协同智能的阶段。因此以座舱域为切入点，结合网联化平台技术，进行智能驾驶功能与智能座舱体验的跨域融合，最终实现“舱驾一体化”的高级别自动驾驶已成为必然趋势。从平台技术领域专利TOP10申请人专利布局侧重点来看，云平台赋能智能座舱实现舱内舱外全场景的主动感知、主动执行。其中，丰田、比亚迪、长安等整车企业以感知硬件为突破口，实现部分ADAS功能的融合交互体验；博泰、华为等企业则通过融入车-路-云一体化云控平台，不仅布局全感知座舱，主动交互、主动执行完善更高阶自动驾驶，还注重相关高价值专利的培育。例如在前不久刚刚结束的“2023中国·海淀高价值专利培育大赛”中，博泰凭借云平台相关产品的高价值专利布局入围决赛TOP5。

图6 我国平台技术领域专利申请人TOP10

交互方式的多样化促进了用户与车机交互场景的全面升级。从目前的人机交互领域头部企业专利布局情况看，提高语音交互准确性和响应速度是目前各大企业专利布局的重点，通信科技公司从语音结合语义角度出发，不断优化语音生成模型；小鹏、一汽等整车企业则主要从语音设备角度进行相关布局；零部件供应商中博泰车联网专利申请量最大，主要布局在语音技术应用领域。触控技术方面，比亚迪一枝独秀，在多点触控技术方面不断创新。手势识别方面，华为、现代、长安则在近距离三维动态、远距离高效识别方面重点布局。智能穿戴、视觉跟踪方面，专利申请数量较少，仅华为、博泰等企业在进行相关研发。现阶段语音、触控、手势、视觉等交互方式各有优缺点，相互难以完全替代，未来以语音为中心的多通道融合交互发展将成为必然趋势，博泰、一汽、腾讯等企业开始着手相关领域布局，预计将与用户数据相结合，拓展形成全新的应用场景。

表1 典型企业人机交互专利布局概况

座舱域控技术的发展推动产品集成水平提升。汽车电子电气架构处于分布式向域集中式发展阶段，软硬件解耦成为趋势，座舱软件不再基于某一硬件开发，逐步发展为通过一个域控制器支持多个操作系统实现集中控制。专利申请TOP10企业中，有7家是整车企业，说明整车企业已开始注重此领域自研，未来将以自主开发的电子电气架构为基础，融合座舱域控技术，提升产品集成水平，满足用户体验需求。阿波罗智联和博泰车联网排名第3位和第5位，主要以车机系统为基础，整合座舱功能场景，实现个性化定制需求。

图7 座舱域控领域TOP10企业技术效果图

智能座舱发展的机遇与挑战

1. 保障信息安全是智能座舱高速发展的底线。

在车内外网络通讯愈加频繁的趋势下，座舱域中的信息娱乐系统（IVI）成为最易受到网络攻击的模块。USB端口、OTA升级、第三方应用、无线通信、诊断端口等都有可能成为IVI被攻击的漏洞。这些漏洞可以使攻击者通过车内麦克风获取驾驶员谈话信息，还可访问汽车通讯录，甚至通过导航跟踪车辆。为保护乘客的隐私安全、网络安全，通信科技企业、整车企业纷纷从身份验证、加密存储、防护体系构建等角度完善完全体系。从IVI安全领域TOP10申请人中可以看出，整车企业占据TOP10中五席，专利布局多从整车安全体系构建角度出发，优化软件更新方法、安全预警方法等；华为、维沃、腾讯等通信科技公司注重漏洞防护及安全验证；博世、博泰等企业则从车载系统终端访问权限等角度进行相关布局。

图8 我国车载信息娱乐系统安全领域专利申请人TOP10

2. 智能座舱应用生态多样化趋势下警惕通讯领域标准必要专利风险。

互联网、通信企业在人机交互、车联网等方面的技术积累，为智能座舱产业带来新技术的同时，各方商业习惯的不同和知识产权处理方式的差异，也为跨界知识产权纠纷埋下隐患。是否将手机领域的许可模式完全复制在汽车行业成为双方的争议焦点。如何解决当前汽车行业的标准必要专利的困境，文章中多次提到的博泰车联网，其知识产权发展之路可以给我们些许提示。首先，依托自身知识产权优势与行业头部企业华为在全球范围内形成的交叉许可，实现行业间开放共享；其次，同腾讯、纵目科技等企业展开多维度商业合作，整合产业资源，共筑行业新生态。随着智能座舱产品边界的不断拓宽，国内企业跨界携手建立生态圈，创新合作模式，才能促进产业更加长远、稳定的发展。

3. 海外知识产权布局打好全球产业链基础，为车企出海保驾护航。

我国企业在海外申请智能座舱相关专利2200余件，现阶段通过PCT申请国际专利占比超过40%，仍是国内企业申请的主要途径，其次为美国和欧洲。

图9 我国企业智能座舱相关专利海外布局情况

从专利申请人TOP10可以看出，华为、百度、腾讯等通信科技公司占据TOP10中五席，海外专利布局意识更强；以比亚迪、吉利为代表的国内整车企业海外专利布局意识还需加强；京东方、博泰、科大讯飞等人工智能或车联网企业，则在语音交互、车载显示、多模交互等领域积极布局。

由于海外专利申请成本较高，我国大多数企业海外专利布局较少。但随着越来越多的智能汽车产品走出国门，面对专利布局成熟的海外汽车产业链，我国企业应当采取有效措施（优化布局策略、侵权预警分析等），应对有可能产生海外侵权风险。

图10 智能座舱相关专利海外申请人TOP10

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