无人车用智能导航技术国际态势分析

1 引 言

从古至今，作战的方式都在不断发展变化，从使用冷兵器和热兵器的古代，再到21 世纪的信息化、现代化战争，无论何种战争形式，降低战争的伤亡率都是从始至终追求的目标之一[1]。以无人车、无人水面艇和无人机等为代表的无人系统具有风险小、代价低、环境适应能力强、非接触、无人伤亡、自主可控、长续航、可成组编队、功能多等优点，在军事及国民经济生活中得到了广泛应用。目前，美、以、英、俄等国的陆军已形成了初步的地面无人体系，并借助长期的技术积累和信息技术优势，不断拓宽地面无人系统的任务功能领域，推动地面无人系统的发展[2-4]。而随着无人车的不断发展，其智能化程度不断提升，对导航技术的依赖程度也越来越高。导航可分为自主导航和非自主导航。自主导航是指运动载体完全依靠自身所携带的设备，自主地完成导航任务，不与外界发生任何声、光、电信息交互[5]。其中，惯性导航利用惯性传感器测量载体运动信息，短期精度高，自主性较强，隐蔽性较好，是一种典型的自主导航技术。而无人系统的特点就是没有人参与系统回路，且工作环境复杂[6]。因此，基于惯性导航的智能导航技术是无人车的理想选择。

本文将根据1990—2020年“无人车用智能导航技术”相关的研究与综述论文、专利发表情况，对该专业技术领域进行总体分析。针对论文发表情况，主要对其发展趋势、国家/地区分布、机构分布、出版物分布、高被引论文、被引频次和研究主题进行深入分析；针对专利申请现状，主要对专利申请时间、国家/地区分布、专利权人、专利研发技术热点等进行深入分析。

2 研究前沿态势分析

为检索出与“无人车用智能导航技术”相关的研究与综述论文，根据研究主题，构建检索策略①检索策略：TS=((unmanned vehicle OR unmanned ground vehicle OR 无人车OR 无人地面车辆OR Autonomous Vehicle OR 自主车辆) AND (导航OR navigation OR GPS denied OR GPS rejection OR GPS reject OR inertial OR gyro OR accelerometer OR 惯性OR 陀螺OR加速度计))，索引=SCI-EXPANDED，CPCI-S，时间跨度=1990—2020，在ISI Web of Science-SCI/CPCI 数据库中，共获得4073 篇论文（检索时间截止到2020年6月16日）。

2.1 研究产出基本情况分析

2.1.1 研究趋势分析

图1 所示为无人车用智能导航技术研究领域的SCI/CPCI 论文发表趋势，由图可见，1990— 1991年，没有相关研究领域的发文；1992—2003年，该领域的发文量缓慢增长；2004—2012年，该领域的发文量持续快速增长；2013年以后，该 领域发文量呈现了爆发式增长，2018年发文量达到了历年最高值496 篇。需要注意的是，由于数据库收录的原因，2020年的数据不作为参考。

图1 无人车用智能导航技术研究论文年代分布Fig.1 The distribution of papers in intelligent navigation technology for unmanned vehicles

2.1.2 国家（地区）分布

图2 为发文量排名前20 的无人车用智能导航技术研究领域论文发布国家/地区情况，由图可见，美国的发文量最多，为1029 篇，排名第二的中国发文量为856 篇。相比中国和美国，其他国家在该领域的发文量较少。由图可见，美国和中国在无人车用智能导航技术研究领域研究规模很大，在全球范围内占据相对领先优势。

2.1.3 全球机构分布

在无人车用智能导航技术研究领域发文量排名前三的机构都是中国的，分别是北京航空航天大学（89 篇）、中国科学院（63 篇）和国防科技大学（57 篇）；排名前五的机构中，有4 家来自 中国；在发文量排名前20 的机构中，中国有10家，美国和新加坡各2 家，英国、韩国、澳大利亚、加拿大、意大利和乌克兰各1 家，分布情况如表1 所示。

图2 无人车用智能导航技术研究论文国家/地区分布Fig.2 The distribution of papers on intelligent navigation technology for unmanned vehicles by country/region

表1 无人车用智能导航技术研究论文全球研究机构分布情况Table 1 The distribution of global research institutions in intelligent navigation technology papers for unmanned vehicles排序 作者机构 论文量/篇 国家/地区 1 Beihang Univ 北京航空航天大学 89 中国 2 Chinese Academy Of Sciences 中国科学院 63 中国 3 Natl Univ Def Technol 国防科技大学 57 中国 4 Korea Adv Inst Sci Technol 韩国高级科学技术学院 54 韩国 5 Harbin Engn Univ 哈尔滨工程大学 48 中国 6 Nanjing Univ Aeronaut Astronaut 南京航空航天大学 46 中国 7 Nanyang Technol Univ 南洋理工大学 41 新加坡 8 Beijing Inst Technol 北京理工大学 40 中国 9 Univ Sydney 悉尼大学 40 澳大利亚 10 Carnegie Mellon Univ 卡内基·梅隆大学 37 美国 11 Natl Aviat Univ 乌克兰国立航空大学 37 乌克兰 12 Natl Univ Singapore 新加坡国立大学 36 新加坡 13 Northwestern Polytech Univ 西北工业大学 36 中国 14 Cranfield Univ 克兰菲尔德大学 35 英国 15 Wuhan Univ Technol 武汉理工大学 33 中国 16 MIT 麻省理工大学 32 美国 17 Univ Calgary 卡尔加里大学 31 加拿大 18 Harbin Inst Technol 哈尔滨工业大学 29 中国 19 Politecn Torino 都灵理工大学 28 意大利 20 Univ Chinese Acad Sci 中国科学院大学 28 中国

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