增強現實（AR）使用顯示器，攝像機，各種類型的傳感器和軟件，通過人工感知體驗來增強用戶的現實環境。大多數AR應用程序都使用智能設備（例如智能手機，平板電腦和智能眼鏡）將數字信息和圖形疊加到用戶的真實視圖上。Pokemon Go和Snapchat過濾器是消費者世界中最流行的AR應用程序。

盡管AR并不是一個新概念，但計算機視覺，傳感技術，數據存儲，顯示器和軟件技術等領域的進步現已使AR成為供消費者，商業和工業應用的更為實用的解決方案。盡管仍處于AR革命的初期，但由于風險投資（VC）界的所有關注，我們看到了AR初創公司的爆炸式增長。

AR在消費者，商業和工業領域的各種應用中迅速找到了自己的位置。在本報告中，我們將研究AR技術的發展，重點是工業應用和趨勢以及相關的挑戰。

主要發現包括：

在過去的幾年中，AR進行了一些重大投資，贏得了風險投資界的廣泛關注。隨著在企業，商業和工業領域的廣泛應用可能性，AR繼續吸引投資。2018年，來自VC世界的AR資金約為8.59億美元。

制造業正面臨著與即將到來的大規模技能外流有關的危機，很少有年輕人愿意承擔這個挑戰。事實證明，AR是幫助工業勞動力的有效工具。通過遠程增強通信和增強操作，AR可以幫助行業更好地應對即將到來的技能差距挑戰。

隨著嬰兒潮一代的退休，該行業需要快速有效地培訓其新員工。AR也已成為培訓的關鍵工具。AR具有創建透視效果以及合并物理和虛擬世界的功能，可以幫助創建更有效的交互式培訓課程。?

數字化轉型正在破壞與公司組織和運營方式有關的許多方面。在許多情況下，這有助于為成功采用AR鋪平道路。首先，勞動力正在變得對新技術和工作程序的變化更加開放。其次，已經安裝或計劃安裝可進一步提高AR潛力的所有技術。

擴展現實

擴展現實（XR）已成為所有沉浸式技術的總稱。這些包括虛擬現實（VR），AR，混合現實（MR）以及介于兩者之間的所有其他沉浸式技術。所有沉浸式技術都在不同程度上擴展了用戶的真實感。在繼續詳細討論AR及其在行業中的應用之前，重要的是定義AR并查看該技術的獨特功能，并了解AR，VR和MR之間的異同。

虛擬現實

虛擬現實是使用計算機技術創建的完全模擬的體驗。通常，模擬體驗與真實（物理）世界完全不同。該技術在游戲世界中廣為流行，但在工業上也越來越受歡迎，主要用于培訓應用。

大多數VR系統使用VR頭戴式耳機創造模擬體驗。但是，多項目環境也可以用于生成虛擬環境。VR頭戴式耳機基本上是帶有小屏幕的頭戴式顯示器，可以完全遮住用戶的眼睛，從而提供完全的身臨其境的體驗。在多投影環境中，使用專門設計的VR房間將數字內容投射到墻壁上，并且還可以在地板和天花板上投影，從而實現完全沉浸。多投影環境可能一次允許一個以上的用戶沉浸在VR體驗中。在大多數VR應用程序中，用戶可以環顧四周，移動甚至與計算機生成的三維虛擬世界互動，使其非常適合游戲和培訓用途。Oculus Quest，Oculus Rift，HTC Vive，

增強現實

AR使用計算機技術通過數字內容擴展用戶的真實環境。借助AR，數字媒體會疊加在用戶部分視場上，以增強用戶的視覺效果。通常，用戶會佩戴透明的頭戴式顯示器，該顯示器將AR內容投影到用戶的視野中。但是，各種其他數字工具（例如智能手機或平板電腦）也可以用于創建AR效果。

AR的概念起源于平視顯示器（HUD），其中透明顯示器以用戶的通常視點顯示數據，因此他或她不必將視線轉移到關鍵信息上。這些HUD最初在航空業中用于為飛行員提供關鍵的飛行儀表數據。從那時起，該技術就一直在尋找其他領域的可用性。該技術已成為汽車行業最流行的技術，它可以幫助駕駛員獲得速度，發動機轉速和其他關鍵信息，而不必離開視線。現在，一些汽車制造商正在將HUD技術整合到他們的汽車設計中，以結合傳統的儀表板顯示為駕駛員顯示速度，里程，方向和其他關鍵信息。如今，HUD最常見的形式是智能眼鏡，例如Google Glass，Epson Moverio，和Vuzix Blade。這些智能眼鏡有時也稱為AR眼鏡。

隨著數字和傳感器技術變得越來越先進，車載HUD也正在演變為更復雜的技術。先進的HUD系統現在可以智能地檢測用戶視野中的尺寸和對象，從而將數字內容與實際內容相對應地放置在用戶視野中。例如，美國大陸航空的AR HUD可以與駕駛員輔助系統（如自適應巡航控制（ACC）和車道偏離警告（LDW））配對使用，以為駕駛員提供高級的視覺警報和信息。當ACC檢測到前方車輛時，HUD會在道路上覆蓋數字標記，以指示距前方車輛的距離。同樣，通過從LDW系統獲取數據，HUD可以將虛擬車道標記疊加到駕駛員的道路視野上。

AR也已廣泛用于汽車的后視攝像頭，以幫助駕駛員倒車和停車。大多數備用攝像機都會在監視器上添加可視標記，以幫助指示汽車的行駛方向，并幫助駕駛員更輕松地進入或離開停車位。最近，AR已通過游戲應用程序PokémonGo普及。

總之，可以在各種類型的硬件上實現AR：汽車擋風玻璃和后備攝像頭監視器，電視屏幕，電話，平板電腦和智能手機。使用AR，數字內容可能會也可能不會考慮用戶視野中不同對象的相對位置。換句話說，數字內容可以或可以不錨定到該領域。

混合現實

與AR相似，使用MR數字媒體時，它會疊加在用戶部分視場上，以增強用戶的視覺效果。但是又走了一步。在使用AR應用程序時，數字內容可能會或可能不會錨定到現場，而在MR應用程序中，數字內容幾乎總是會錨定。此外，用戶可以與虛擬對象進行交互。例如，使用Microsoft HoloLens，用戶可以使用手勢與虛擬對象進行交互。另一個受歡迎的MR耳機是MagicLeap One。MR耳機比AR智能眼鏡更先進，因此能夠創造更好的AR體驗。

工業AR

AR技術已經存在了很多年，但是工業界直到最近才開始對該技術給予極大的關注。谷歌和微軟等技術巨頭也將重點放在AR的工業應用上。現在，許多業內人士將術語“工業增強現實（IAR）”用于支持工業過程的AR應用程序。

工業應用

AR的一個主要優點是它不需要專用的硬件設備。機器學習和計算機視覺技術的進步使為平板電腦和手機構建功能強大的AR應用程序成為可能。這些移動解決方案已經在工業界變得越來越普遍，從而使工業組織更容易采用AR技術。AR已經在業界引起關注。接下來是一些更常見的應用程序的討論。

遠程協作

事實證明，AR很有用處之一是遠程協作。工業專業人員必須經常與其他遠程專家合作。使用AR，他們現在可以更有效地與同齡人建立聯系。AR應用程序允許使用智能眼鏡，電話和平板電腦。這些功能使用戶可以通過視頻通話與遠程專家聯系，并使用用戶實時視野中的圖表，標記，說明和注釋實時接收指導。許多高級應用程序還允許用戶在其視野內查看關鍵任務信息。通過將數字創建的內容疊加在實時視頻流上，AR可以提供虛擬的“動手”幫助。

需要為其遍布廣泛地區的設備提供維護服務的制造商和OEM可以從遠程增強協作工具中顯著受益，以降低服務成本并提高這些活動的利潤率。現在，許多OEM正在向最終用戶提供AR協作工具，作為其維護服務的一部分。在許多情況下，使用這些工具，最終用戶可以在OEM專家的遠程指導下自己解決問題。這些工具可幫助最終用戶更快地解決現場問題，并更快，更輕松地解決它們。?

訓練

行業面臨即將來臨的技能缺口。隨著嬰兒潮一代的退休，行業需要快速有效地培訓其新員工。幾年前，VR被吹捧為將操作員培訓提升到更高水平的下一代解決方案。VR可以創建具有大視野和完全沉浸感的有效訓練程序。但是，創建VR體驗可能既耗時又昂貴。現在，AR也已成為培訓計劃的關鍵工具。AR具有創建透視效果以及合并真實世界和虛擬世界的功能，可以幫助創建交互式培訓課程。?

許多AR公司已經提供了允許用戶創建自己的增強培訓程序的工具。雖然可以為智能手機和平板電腦創建簡單的培訓程序，但高級培訓程序需要更復雜的硬件，例如RealWear眼鏡和Microsoft HoloLens。為了創建高級培訓應用程序，培訓師會在穿戴智能裝備并記錄所有步驟以及語音指令的同時逐步執行各種任務。培訓師還可以將增強的對象，說明和標簽添加到他們的培訓應用程序中。創建培訓應用程序后，受訓人員可以重復使用同一程序多次。學員會穿戴AR硬件，并獲得逐步指導。當他們完成每個步驟時，AR應用程序會識別出這一點并向受訓人員提供下一條指令。這條路，?

運作方式

AR還可以用于簡化工業工人的日常操作和程序。到目前為止，AR已獲得裝配操作的廣泛認可。增強的指令可幫助汽車，半導體和其他各個行業的組裝工人高效，快速且減少錯誤地執行任務。這些組裝操作可能很復雜，工人必須組裝數百個復雜的零件。

傳統上，工人將需要依靠印刷的說明并記住必要的步驟。相比之下，AR應用程序可以接受這些說明，并使它們在工作人員的視野中輕松可見。隨著工作人員從一個步驟前進到另一個步驟，該應用程序將為他們提供必要的指導。許多應用程序還允許對組裝步驟進行視頻錄制，因此，如果需要，工作人員可以參考以前錄制的組裝視頻。

AR還幫助加工廠的工人。現在，AR應用程序已用于一系列維護和檢查操作。與其他資產管理解決方案很好地集成在一起的AR應用程序可以通過簡化維護任務使最終用戶受益。AR應用程序可以在維護人員的視野中獲取維護人員的工作指令，向技術人員顯示故障資產的最佳路線，顯示維護記錄以及獲取說明手冊和數據讀數。正確集成后，AR應用程序還可以幫助員工使用簡單的語音命令輸入維護和檢查數據。

AR技術已經被證明對工業界很有用。人工智能（AI）可以進一步改善價值主張。首先，AI可以簡化AR內容創建過程。許多AR開發軟件工具已經集成了AI，可以使沒有廣泛軟件背景的用戶輕松創建AR內容。AI可以幫助AR軟件工具快速分析形狀，曲線，邊緣和對稱性，以識別和跟蹤對象并放置3D內容。其次，可以將AI與AR應用程序合并以改善操作和維護性能。AI可以根據情況，過程條件和操作員的專業知識來幫助構建有效的增強程序和指令。在記錄每個會話時，可以將其用于進一步改進過程和相關的增強指令。

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