增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（Augmented Reality，簡稱 AR），是一種將真實(shí)世界信息和虛擬世界信息“無縫”集成的新技術(shù)，其目標(biāo)是在屏幕上把虛擬世界疊加在現(xiàn)實(shí)世界中并進(jìn)行互動，從而實(shí)現(xiàn)對真實(shí)世界的“增強(qiáng)”。近年來，AR技術(shù)在各領(lǐng)域均嶄露頭角，在智慧交通行業(yè)也實(shí)現(xiàn)了廣泛應(yīng)用。隨著越來越多的車型開始搭載AR HUD功能，一場關(guān)于“AR+智慧交通”的技術(shù)軍備賽正在上演。

近日，F(xiàn)UTURUS首席科學(xué)家吳慧軍博士接受《中國知識產(chǎn)權(quán)報》專訪，圍繞AR HUD技術(shù)難點(diǎn)、專利儲備及未來發(fā)展等話題展開深入分享。

AR HUD到底是什么？

“首先AR的基本概念要講清楚，AR的本質(zhì)，就是在真實(shí)世界里疊加一個虛擬的世界，這個疊加的虛擬世界和真實(shí)世界之間要實(shí)現(xiàn)完美融合，不隨人的運(yùn)動而改變。”

吳博士介紹，要打造一款真正的AR HUD產(chǎn)品，虛實(shí)融合是重中之重。傳統(tǒng)的WHUD都只是單純的顯示，但AR HUD不一樣，不僅需要實(shí)現(xiàn)真實(shí)世界與AR HUD虛擬成像在位置（空間坐標(biāo)）上的對齊，還需要做到毫秒級的延遲控制（時間坐標(biāo)），才能將虛擬世界與真實(shí)世界精確融合，融合的精準(zhǔn)度直接決定了AR HUD的體驗(yàn)效果。

而要實(shí)現(xiàn)“虛實(shí)融合”這四個字，卻并不是一件容易的事。吳博士回憶道，最初團(tuán)隊(duì)在討論AR HUD產(chǎn)品定義的時候，也曾出現(xiàn)過很大的分歧，技術(shù)團(tuán)隊(duì)花了很長的時間試圖去厘清一款好的AR HUD的產(chǎn)品定義。最后，F(xiàn)UTURUS的創(chuàng)始人、CEO徐俊峰一錘定音：“從第一性原理出發(fā)，做用戶真正需要、好用的產(chǎn)品”。這也促使FUTURUS最終選擇了最難的一條路，也就是光場的路線。

FUTURUS自主研發(fā)的三維光場顯示技術(shù)，擁有“一種可顯示三維圖像的抬頭顯示系統(tǒng)”等多件專利，可實(shí)現(xiàn)HUD虛擬數(shù)字影像與真實(shí)道路環(huán)境在“三維空間+時間”上的精準(zhǔn)對位及低延遲顯示。為了實(shí)現(xiàn)理想中的AR增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)融合顯示，F(xiàn)UTURUS還全自研打造了AR軟硬件融合系統(tǒng)，可以實(shí)時感知車身運(yùn)動姿態(tài)和外部環(huán)境物體姿態(tài)，并通過AR實(shí)時渲染引擎高幀率、低延時地顯示畫面信息。

秉承著場景化、人性化的設(shè)計理念，公司利用“顯示屏幕面板帶路況分析的圖形用戶界面”等專利，把重要信息提供給司機(jī)，減少不必要的視覺干擾，提升駕駛體驗(yàn)。吳博士總結(jié)道：“這也就是為什么說，從增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)的定義出發(fā)，F(xiàn)UTURUS 光場 AR HUD是一款真正的AR HUD產(chǎn)品”。

技術(shù)引領(lǐng)，F(xiàn)UTURUS 的專利布局

“目前，我們的產(chǎn)品、技術(shù)已經(jīng)成熟，實(shí)車軟硬件路測連續(xù)三年進(jìn)行優(yōu)化，系統(tǒng)、算法與軟件迭代了上百個版本，技術(shù)參數(shù)與用戶體驗(yàn)超越市面在銷的同類產(chǎn)品。”吳博士介紹，F(xiàn)UTURUS的光場AR HUD產(chǎn)品已獲得歐洲主流車企與國內(nèi)新勢力車企認(rèn)可，預(yù)計2023年進(jìn)入量產(chǎn)。而從量產(chǎn)定點(diǎn)，到終端市場用戶真正體會到光場AR HUD的虛實(shí)融合體驗(yàn)，這中間還需要2-3年的打磨，F(xiàn)UTURUS又是如何保證自己的領(lǐng)先性優(yōu)勢的呢？

“FUTURUS目前已經(jīng)在全球范圍內(nèi)申請了400多項(xiàng)專利，基于對真AR的判斷，我們從光學(xué)設(shè)計、軟硬件融合算法、 HMI設(shè)計等多個方面完善了專利布局 ”。吳慧軍博士進(jìn)一步介紹，“光學(xué)設(shè)計上，不僅是傳統(tǒng)單層2D畫面設(shè)計需要解決功耗、亮度、重影、視差等系列難題，也包括AR HUD畫面尺寸增大帶來的光學(xué)設(shè)計難度的幾何級提升，這是底層部分。中層部分是軟硬件融合算法，即如何基于車身自有傳感器數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，補(bǔ)償車身運(yùn)動姿態(tài)的迅速變化，快速完成虛擬影像與真實(shí)世界在空間坐標(biāo)系上的定位坐標(biāo)轉(zhuǎn)換與對齊，高幀率、低延時地完成AR畫面的渲染。上層部分是HMI專利設(shè)計，我們有一個非常專業(yè)的產(chǎn)品設(shè)計工作室，他們專注汽車出行進(jìn)行了大量前沿用戶體驗(yàn)設(shè)計及人機(jī)交互研究，同時結(jié)合人因?qū)W、交互心理學(xué)、交互美學(xué)等交叉學(xué)科研究來完成視覺UI設(shè)計，以簡潔美觀、視感舒適、用戶友好等為原則來完成交互界面的設(shè)計。”

據(jù)智慧芽發(fā)布的《企業(yè)科創(chuàng)力評估報告》數(shù)據(jù)，F(xiàn)UTURUS在國內(nèi)科創(chuàng)企業(yè)當(dāng)中的科創(chuàng)能力排名前1%，科創(chuàng)能力評級為A級，無論是公司競爭力、研發(fā)規(guī)模及穩(wěn)定性、技術(shù)布局、技術(shù)質(zhì)量還是技術(shù)影響力都位列前茅。吳博士介紹，“6年以來，F(xiàn)UTURUS穩(wěn)定增加研發(fā)費(fèi)用。尤其近3年研發(fā)費(fèi)用占比始終高達(dá)45%以上，累計研發(fā)投入超過兩億人民幣，擁有國內(nèi)外專利超過400余項(xiàng)，國際專利40多項(xiàng)，其中發(fā)明專利超過50%。尤其在光場顯示的技術(shù)布局早于蘋果公司，近3年來增勢特別迅猛，是HUD技術(shù)專利申請數(shù)量最多的中國公司。”

當(dāng)自動駕駛全面普及，我們還需要HUD嗎？

當(dāng)“新四化”浪潮席卷汽車產(chǎn)業(yè)，中國車市已經(jīng)成為智能汽車當(dāng)下最活躍的“試驗(yàn)場”。不斷冒出的新技術(shù)、新概念，刺激著中國年輕消費(fèi)者的購買欲，也刺激著汽車廠商大膽使用新技術(shù)和新概念包裝車型、推向市場。

吳博士認(rèn)為：“汽車智能化的比拼主要集中在兩個方面，一個是自動駕駛，另一個是智能座艙。在未來移動出行生態(tài)里，自動駕駛將成為底層的技術(shù)架構(gòu)，汽車的駕駛功能將會逐漸弱化，汽車廠商之間也會慢慢同質(zhì)化，就像手機(jī)行業(yè)現(xiàn)在的發(fā)展態(tài)勢一樣。而AR HUD對于智能座艙而言是一項(xiàng)革命性的產(chǎn)品，把智能座艙的發(fā)展提到了前所未有的高度。未來五年或者更長的時間內(nèi)，被市場所接受的智能座艙將變成主流標(biāo)桿，這也是主機(jī)廠在當(dāng)下?lián)屜炔季值臋C(jī)會所在。”

有觀點(diǎn)認(rèn)為，當(dāng)完全自動駕駛實(shí)現(xiàn)以后，越來越多的場景可以由智能系統(tǒng)來獨(dú)立完成，只需要在觸發(fā)某些條件時，交給人接管。到那時，AR HUD 的作用體現(xiàn)在哪里？ 吳博士的回答是：“在自動駕駛逐漸升階的過程中，我覺得無論再怎么變革， HUD 肯定是不可或缺的。因?yàn)樽詣玉{駛越是進(jìn)步，人與車之間的信任焦慮就越會被放大。自動駕駛對駕駛者而言是一個黑盒子，很難做到無條件的相信，這時候AR HUD可以作為實(shí)時顯示系統(tǒng)狀態(tài)的可視化媒介，設(shè)計一些閾值，一旦超過這個閾值，就該讓人接管了。這其實(shí)對駕駛者的心理建設(shè)是非常重要的，在人和系統(tǒng)之間建立連接，也在這個智能系統(tǒng)可視化的過程中，增強(qiáng)人與系統(tǒng)的信任。”

當(dāng)完全自動駕駛實(shí)現(xiàn)之后，車窗也依然是人在車內(nèi)與外界交流的天然渠道，以擋風(fēng)玻璃作為載體的AR HUD，無論是打造沉浸式交互駕駛體驗(yàn)還是提供POI信息推薦，重要的是讓人不被困在車和屏幕中。吳博士最后總結(jié)道，“我們要做的，就是讓每一輛車成為連接數(shù)字世界和現(xiàn)實(shí)世界的全新窗口”。

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