企業(yè)創(chuàng)新評測實驗室 - 未來黑科技

研究員：溫禮輝

現(xiàn)在如果要問起大家，11年前湯姆克魯斯的《碟中諜4》里，恐怖分子到底是靠核彈還是電腦病毒摧毀世界，可能大家已經(jīng)記不清了。但談起阿湯哥那輛，能在整個前擋風(fēng)上顯示地圖的全尺寸平視顯示系統(tǒng)的酷炫寶馬i8，相信不少人都有印象。這個全尺寸平視顯示系統(tǒng)即智能汽車領(lǐng)域重要前沿技術(shù)之一的HUD抬頭顯示（Head Up Display，下稱“HUD”）技術(shù)，通過將駕駛信息顯示在擋風(fēng)玻璃上，使駕駛員可以同時看到真實環(huán)境和實時駕駛信息，提高駕駛的安全性和便捷性，堪稱汽車界的初代“元宇宙”。

近年來，伴隨著交互虛擬技術(shù)（VR/AR）的迅猛發(fā)展，對HUD產(chǎn)生了革命性的提升，HUD進一步向AR HUD演化，其應(yīng)用場景有了更多的可能。AR HUD的技術(shù)探索由國外初創(chuàng)公司W(wǎng)ayRay率先于2018年邁出第一步，憑借其“True AR”的概念相繼收到了阿里、保時捷、現(xiàn)代汽車等巨頭合計1.4億美元的融資。此后，松下和哈曼等科技公司都開始加大對AR-HUD技術(shù)的研究。在國內(nèi)，疆程技術(shù)、大陸、華陽通用電子等科技廠商也都在持續(xù)發(fā)力AR-HUD。其中，一家僅成立5年的初創(chuàng)公司“未來黑科技FUTURUS”（以下簡稱“未來黑科技”），以黑馬姿態(tài)接連成為寶馬、上汽、理想汽車的AR-HUD產(chǎn)品和技術(shù)供應(yīng)商，受到廣泛關(guān)注。

圖1：未來AR-HUD概念技術(shù)示意（來源：WayRay官網(wǎng)）

HUD行業(yè)的一匹黑馬

快速試錯實現(xiàn)技術(shù)突破

未來黑科技成立于2016年，是一家集光學(xué)成像、增強現(xiàn)實、人機交互設(shè)計（HMI）、全車窗顯示和計算機算法研發(fā)于一體的創(chuàng)新型高科技公司，產(chǎn)品覆蓋經(jīng)典HUD、光場AR HUD、全景顯示器和全息影像等。

初創(chuàng)期的未來黑科技經(jīng)歷了一小段曲折探索期。結(jié)合專利檢索和相關(guān)資料發(fā)現(xiàn)，最初未來黑科技將產(chǎn)品定位在面向消費者的后裝HUD領(lǐng)域。初步嘗試后發(fā)現(xiàn)，后裝HUD市場基本被國際供應(yīng)商壟斷，而前裝市場相對比較友好，國內(nèi)的自主品牌車企會給予國內(nèi)創(chuàng)業(yè)團隊更多的技術(shù)和資金等方面的支持。

在認(rèn)識到產(chǎn)品定位需要轉(zhuǎn)變后，僅僅探索幾個月的時間，未來黑科技便迅速轉(zhuǎn)移方向改攻HUD前裝市場，一舉獲得2017年世界上最大的消費電子技術(shù)展CES Asia最佳創(chuàng)新獎。

此后，伴隨著轉(zhuǎn)型的短期“陣痛”，公司2018年專利申請下滑到僅有1件。但僅一年后，未來黑科技在2019和2020年的專利申請量迅速攀升到94件和95件。技術(shù)能力上最直接的體現(xiàn)是，在2020年的CES展覽上，未來黑科技成為唯一擁有混合現(xiàn)實全景顯示技術(shù)的公司，并且在北美、歐洲、日本、韓國、印度、中國等多個國家和地區(qū)進行專利布局。從市場效應(yīng)看，未來黑科技也持續(xù)拿下大單，成為幾大國際頭部車廠的新技術(shù)合作供應(yīng)商。

圖2：未來黑科技專利申請趨勢（來源：智慧芽）

未來黑科技長期堅持自研路線并重視專利布局，通過超前5年的技術(shù)布局，快速躍升進入了HUD第一梯隊。在根據(jù)智慧芽即將發(fā)布的《車載抬頭顯示系統(tǒng)技術(shù)洞察報告》中，其所持有的HUD相關(guān)技術(shù)專利排名全球17位，中國第2位，僅次于國內(nèi)傳統(tǒng)龍頭華陽通用。未來黑科技憑借在HUD尤其是AR-HUD技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)創(chuàng)新，于2020年榮膺VR/AR賽道“中國潛在獨角獸”稱號。

圖3：全球HUD TOP 20專利申請人

（來源：智慧芽《車載抬頭顯示系統(tǒng)技術(shù)洞察報告》）

除在HUD基礎(chǔ)技術(shù)領(lǐng)域的專利布局外，為了能夠?qū)崿F(xiàn)虛擬和實景融合的“真AR HUD”產(chǎn)品研發(fā)，未來黑科技從2017年開始在應(yīng)用光學(xué)系統(tǒng)的AR HUD技術(shù)上聚焦發(fā)力，至今專利申請超100件，占公司全部專利的34.54%。通過多年研發(fā)過程，未來黑科技成功獲得了大幅面HUD投射技術(shù)、大FOV視場角投射技術(shù)、無介質(zhì)虛擬成像等世界級別專利技術(shù)。結(jié)合公開信息，未來黑科技通過光學(xué)系統(tǒng)的研發(fā)成功完成了3D光場AR HUD實車硬件的三代迭代，改裝實車已經(jīng)實際路測優(yōu)化了3年之久，系統(tǒng)、算法和軟件迭代了上百個版本，能夠很好地匹配L2、L3、L4級別輔助駕駛要求。

Apple vs FUTURUS

究竟誰能率先量產(chǎn)最前沿的光場AR HUD？

不同于2D動畫播放或徒有“立體感”但顯示距離固定的“裸眼3D”顯示技術(shù)，三維光場AR顯示技術(shù)可以在駕駛者視野前方的現(xiàn)實世界中，投射出適應(yīng)不同遠近對焦距離的三維虛擬信息。這種三維光場顯示技術(shù)能夠?qū)⑻摂M世界的信息和現(xiàn)實世界的相關(guān)物體在同一空間位置進行展示，實現(xiàn)虛擬與現(xiàn)實的完美融合，不僅能夠呈現(xiàn)真正意義上的AR增強現(xiàn)實顯示效果，也可以徹底解決視覺輻輳造成的眩暈問題。

未來黑科技在光場AR技術(shù)研究方面開展較早，從其2016年12月申請的用于在空中成像的系統(tǒng)專利可以看出，未來黑科技最早于2016年12月便開展了光場AR HUD系統(tǒng)的研究，并形成了初步的光場AR HUD技術(shù)成果，其最新的光場AR HUD產(chǎn)品視場角可達20度，可覆蓋五條車道，顯示距離覆蓋視線前方4米至∞遠。

而全球科技巨頭蘋果也注意到了光場AR HUD的優(yōu)勢。2021年，美國專利商標(biāo)局授予了蘋果公司一項泰坦項目專利：光場抬頭顯示器（light-field head up display）。其專利內(nèi)容顯示，車輛可以具有抬頭顯示器，其產(chǎn)生允許車輛中的觀看者觀察三維內(nèi)容的燈場輸出?？梢允褂靡幌盗泄鈭鲲@示單元和相應(yīng)的透鏡來指示朝向觀察者的燈場輸出。

2007年，蘋果重新發(fā)明手機，2012年，特斯拉Model S徹底顛覆了燃油汽車市場。未來，究竟誰能率先完成光場AR-HUD的量產(chǎn)，值得期待。

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智慧芽和一級市場和科創(chuàng)板權(quán)威媒體《科創(chuàng)板日報》聯(lián)合發(fā)起，旨在研究公司科創(chuàng)實力，憑借企業(yè)科創(chuàng)力評估模型，從技術(shù)質(zhì)量、專利布局、技術(shù)影響力、公司競爭力、研發(fā)規(guī)模和穩(wěn)定性等維度挖掘最具科創(chuàng)實力的公司。