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增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（AR）使用顯示器，攝像機(jī)，各種類型的傳感器和軟件，通過(guò)人工感知體驗(yàn)來(lái)增強(qiáng)用戶的現(xiàn)實(shí)環(huán)境。大多數(shù)AR應(yīng)用程序都使用智能設(shè)備（例如智能手機(jī)，平板電腦和智能眼鏡）將數(shù)字信息和圖形疊加到用戶的真實(shí)視圖上。Pokemon Go和Snapchat過(guò)濾器是消費(fèi)者世界中最流行的AR應(yīng)用程序。
盡管AR并不是一個(gè)新概念，但計(jì)算機(jī)視覺(jué)，傳感技術(shù)，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，顯示器和軟件技術(shù)等領(lǐng)域的進(jìn)步現(xiàn)已使AR成為供消費(fèi)者，商業(yè)和工業(yè)應(yīng)用的更為實(shí)用的解決方案。盡管仍處于AR革命的初期，但由于風(fēng)險(xiǎn)投資（VC）界的所有關(guān)注，我們看到了AR初創(chuàng)公司的爆炸式增長(zhǎng)。
AR在消費(fèi)者，商業(yè)和工業(yè)領(lǐng)域的各種應(yīng)用中迅速找到了自己的位置。在本報(bào)告中，我們將研究AR技術(shù)的發(fā)展，重點(diǎn)是工業(yè)應(yīng)用和趨勢(shì)以及相關(guān)的挑戰(zhàn)。
主要發(fā)現(xiàn)包括：
在過(guò)去的幾年中，AR進(jìn)行了一些重大投資，贏得了風(fēng)險(xiǎn)投資界的廣泛關(guān)注。隨著在企業(yè)，商業(yè)和工業(yè)領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用可能性，AR繼續(xù)吸引投資。2018年，來(lái)自VC世界的AR資金約為8.59億美元。
制造業(yè)正面臨著與即將到來(lái)的大規(guī)模技能外流有關(guān)的危機(jī)，很少有年輕人愿意承擔(dān)這個(gè)挑戰(zhàn)。事實(shí)證明，AR是幫助工業(yè)勞動(dòng)力的有效工具。通過(guò)遠(yuǎn)程增強(qiáng)通信和增強(qiáng)操作，AR可以幫助行業(yè)更好地應(yīng)對(duì)即將到來(lái)的技能差距挑戰(zhàn)。
隨著嬰兒潮一代的退休，該行業(yè)需要快速有效地培訓(xùn)其新員工。AR也已成為培訓(xùn)的關(guān)鍵工具。AR具有創(chuàng)建透視效果以及合并物理和虛擬世界的功能，可以幫助創(chuàng)建更有效的交互式培訓(xùn)課程。?
數(shù)字化轉(zhuǎn)型正在破壞與公司組織和運(yùn)營(yíng)方式有關(guān)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(dòng)力正在變得對(duì)新技術(shù)和工作程序的變化更加開放。其次，已經(jīng)安裝或計(jì)劃安裝可進(jìn)一步提高AR潛力的所有技術(shù)。
擴(kuò)展現(xiàn)實(shí)
擴(kuò)展現(xiàn)實(shí)（XR）已成為所有沉浸式技術(shù)的總稱。這些包括虛擬現(xiàn)實(shí)（VR），AR，混合現(xiàn)實(shí)（MR）以及介于兩者之間的所有其他沉浸式技術(shù)。所有沉浸式技術(shù)都在不同程度上擴(kuò)展了用戶的真實(shí)感。在繼續(xù)詳細(xì)討論AR及其在行業(yè)中的應(yīng)用之前，重要的是定義AR并查看該技術(shù)的獨(dú)特功能，并了解AR，VR和MR之間的異同。
虛擬現(xiàn)實(shí)
虛擬現(xiàn)實(shí)是使用計(jì)算機(jī)技術(shù)創(chuàng)建的完全模擬的體驗(yàn)。通常，模擬體驗(yàn)與真實(shí)（物理）世界完全不同。該技術(shù)在游戲世界中廣為流行，但在工業(yè)上也越來(lái)越受歡迎，主要用于培訓(xùn)應(yīng)用。
大多數(shù)VR系統(tǒng)使用VR頭戴式耳機(jī)創(chuàng)造模擬體驗(yàn)。但是，多項(xiàng)目環(huán)境也可以用于生成虛擬環(huán)境。VR頭戴式耳機(jī)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(yàn)。在多投影環(huán)境中，使用專門設(shè)計(jì)的VR房間將數(shù)字內(nèi)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(shí)現(xiàn)完全沉浸。多投影環(huán)境可能一次允許一個(gè)以上的用戶沉浸在VR體驗(yàn)中。在大多數(shù)VR應(yīng)用程序中，用戶可以環(huán)顧四周，移動(dòng)甚至與計(jì)算機(jī)生成的三維虛擬世界互動(dòng)，使其非常適合游戲和培訓(xùn)用途。Oculus Quest，Oculus Rift，HTC Vive，
增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)
AR使用計(jì)算機(jī)技術(shù)通過(guò)數(shù)字內(nèi)容擴(kuò)展用戶的真實(shí)環(huán)境。借助AR，數(shù)字媒體會(huì)疊加在用戶部分視場(chǎng)上，以增強(qiáng)用戶的視覺(jué)效果。通常，用戶會(huì)佩戴透明的頭戴式顯示器，該顯示器將AR內(nèi)容投影到用戶的視野中。但是，各種其他數(shù)字工具（例如智能手機(jī)或平板電腦）也可以用于創(chuàng)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(diǎn)顯示數(shù)據(jù)，因此他或她不必將視線轉(zhuǎn)移到關(guān)鍵信息上。這些HUD最初在航空業(yè)中用于為飛行員提供關(guān)鍵的飛行儀表數(shù)據(jù)。從那時(shí)起，該技術(shù)就一直在尋找其他領(lǐng)域的可用性。該技術(shù)已成為汽車行業(yè)最流行的技術(shù)，它可以幫助駕駛員獲得速度，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和其他關(guān)鍵信息，而不必離開視線?，F(xiàn)在，一些汽車制造商正在將HUD技術(shù)整合到他們的汽車設(shè)計(jì)中，以結(jié)合傳統(tǒng)的儀表板顯示為駕駛員顯示速度，里程，方向和其他關(guān)鍵信息。如今，HUD最常見(jiàn)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(shí)也稱為AR眼鏡。
隨著數(shù)字和傳感器技術(shù)變得越來(lái)越先進(jìn)，車載HUD也正在演變?yōu)楦鼜?fù)雜的技術(shù)。先進(jìn)的HUD系統(tǒng)現(xiàn)在可以智能地檢測(cè)用戶視野中的尺寸和對(duì)象，從而將數(shù)字內(nèi)容與實(shí)際內(nèi)容相對(duì)應(yīng)地放置在用戶視野中。例如，美國(guó)大陸航空的AR HUD可以與駕駛員輔助系統(tǒng)（如自適應(yīng)巡航控制（ACC）和車道偏離警告（LDW））配對(duì)使用，以為駕駛員提供高級(jí)的視覺(jué)警報(bào)和信息。當(dāng)ACC檢測(cè)到前方車輛時(shí)，HUD會(huì)在道路上覆蓋數(shù)字標(biāo)記，以指示距前方車輛的距離。同樣，通過(guò)從LDW系統(tǒng)獲取數(shù)據(jù)，HUD可以將虛擬車道標(biāo)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(shù)備用攝像機(jī)都會(huì)在監(jiān)視器上添加可視標(biāo)記，以幫助指示汽車的行駛方向，并幫助駕駛員更輕松地進(jìn)入或離開停車位。最近，AR已通過(guò)游戲應(yīng)用程序PokémonGo普及。
總之，可以在各種類型的硬件上實(shí)現(xiàn)AR：汽車擋風(fēng)玻璃和后備攝像頭監(jiān)視器，電視屏幕，電話，平板電腦和智能手機(jī)。使用AR，數(shù)字內(nèi)容可能會(huì)也可能不會(huì)考慮用戶視野中不同對(duì)象的相對(duì)位置。換句話說(shuō)，數(shù)字內(nèi)容可以或可以不錨定到該領(lǐng)域。
混合現(xiàn)實(shí)
與AR相似，使用MR數(shù)字媒體時(shí)，它會(huì)疊加在用戶部分視場(chǎng)上，以增強(qiáng)用戶的視覺(jué)效果。但是又走了一步。在使用AR應(yīng)用程序時(shí)，數(shù)字內(nèi)容可能會(huì)或可能不會(huì)錨定到現(xiàn)場(chǎng)，而在MR應(yīng)用程序中，數(shù)字內(nèi)容幾乎總是會(huì)錨定。此外，用戶可以與虛擬對(duì)象進(jìn)行交互。例如，使用Microsoft HoloLens，用戶可以使用手勢(shì)與虛擬對(duì)象進(jìn)行交互。另一個(gè)受歡迎的MR耳機(jī)是MagicLeap One。MR耳機(jī)比AR智能眼鏡更先進(jìn)，因此能夠創(chuàng)造更好的AR體驗(yàn)。
工業(yè)AR
AR技術(shù)已經(jīng)存在了很多年，但是工業(yè)界直到最近才開始對(duì)該技術(shù)給予極大的關(guān)注。谷歌和微軟等技術(shù)巨頭也將重點(diǎn)放在AR的工業(yè)應(yīng)用上?，F(xiàn)在，許多業(yè)內(nèi)人士將術(shù)語(yǔ)“工業(yè)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（IAR）”用于支持工業(yè)過(guò)程的AR應(yīng)用程序。
工業(yè)應(yīng)用
AR的一個(gè)主要優(yōu)點(diǎn)是它不需要專用的硬件設(shè)備。機(jī)器學(xué)習(xí)和計(jì)算機(jī)視覺(jué)技術(shù)的進(jìn)步使為平板電腦和手機(jī)構(gòu)建功能強(qiáng)大的AR應(yīng)用程序成為可能。這些移動(dòng)解決方案已經(jīng)在工業(yè)界變得越來(lái)越普遍，從而使工業(yè)組織更容易采用AR技術(shù)。AR已經(jīng)在業(yè)界引起關(guān)注。接下來(lái)是一些更常見(jiàn)的應(yīng)用程序的討論。
遠(yuǎn)程協(xié)作
事實(shí)證明，AR很有用處之一是遠(yuǎn)程協(xié)作。工業(yè)專業(yè)人員必須經(jīng)常與其他遠(yuǎn)程專家合作。使用AR，他們現(xiàn)在可以更有效地與同齡人建立聯(lián)系。AR應(yīng)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(guò)視頻通話與遠(yuǎn)程專家聯(lián)系，并使用用戶實(shí)時(shí)視野中的圖表，標(biāo)記，說(shuō)明和注釋實(shí)時(shí)接收指導(dǎo)。許多高級(jí)應(yīng)用程序還允許用戶在其視野內(nèi)查看關(guān)鍵任務(wù)信息。通過(guò)將數(shù)字創(chuàng)建的內(nèi)容疊加在實(shí)時(shí)視頻流上，AR可以提供虛擬的“動(dòng)手”幫助。
需要為其遍布廣泛地區(qū)的設(shè)備提供維護(hù)服務(wù)的制造商和OEM可以從遠(yuǎn)程增強(qiáng)協(xié)作工具中顯著受益，以降低服務(wù)成本并提高這些活動(dòng)的利潤(rùn)率?，F(xiàn)在，許多OEM正在向最終用戶提供AR協(xié)作工具，作為其維護(hù)服務(wù)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(yuǎn)程指導(dǎo)下自己解決問(wèn)題。這些工具可幫助最終用戶更快地解決現(xiàn)場(chǎng)問(wèn)題，并更快，更輕松地解決它們。?
訓(xùn)練
行業(yè)面臨即將來(lái)臨的技能缺口。隨著嬰兒潮一代的退休，行業(yè)需要快速有效地培訓(xùn)其新員工。幾年前，VR被吹捧為將操作員培訓(xùn)提升到更高水平的下一代解決方案。VR可以創(chuàng)建具有大視野和完全沉浸感的有效訓(xùn)練程序。但是，創(chuàng)建VR體驗(yàn)可能既耗時(shí)又昂貴?，F(xiàn)在，AR也已成為培訓(xùn)計(jì)劃的關(guān)鍵工具。AR具有創(chuàng)建透視效果以及合并真實(shí)世界和虛擬世界的功能，可以幫助創(chuàng)建交互式培訓(xùn)課程。?
許多AR公司已經(jīng)提供了允許用戶創(chuàng)建自己的增強(qiáng)培訓(xùn)程序的工具。雖然可以為智能手機(jī)和平板電腦創(chuàng)建簡(jiǎn)單的培訓(xùn)程序，但高級(jí)培訓(xùn)程序需要更復(fù)雜的硬件，例如RealWear眼鏡和Microsoft HoloLens。為了創(chuàng)建高級(jí)培訓(xùn)應(yīng)用程序，培訓(xùn)師會(huì)在穿戴智能裝備并記錄所有步驟以及語(yǔ)音指令的同時(shí)逐步執(zhí)行各種任務(wù)。培訓(xùn)師還可以將增強(qiáng)的對(duì)象，說(shuō)明和標(biāo)簽添加到他們的培訓(xùn)應(yīng)用程序中。創(chuàng)建培訓(xùn)應(yīng)用程序后，受訓(xùn)人員可以重復(fù)使用同一程序多次。學(xué)員會(huì)穿戴AR硬件，并獲得逐步指導(dǎo)。當(dāng)他們完成每個(gè)步驟時(shí)，AR應(yīng)用程序會(huì)識(shí)別出這一點(diǎn)并向受訓(xùn)人員提供下一條指令。這條路，?
運(yùn)作方式
AR還可以用于簡(jiǎn)化工業(yè)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(rèn)可。增強(qiáng)的指令可幫助汽車，半導(dǎo)體和其他各個(gè)行業(yè)的組裝工人高效，快速且減少錯(cuò)誤地執(zhí)行任務(wù)。這些組裝操作可能很復(fù)雜，工人必須組裝數(shù)百個(gè)復(fù)雜的零件。
傳統(tǒng)上，工人將需要依靠印刷的說(shuō)明并記住必要的步驟。相比之下，AR應(yīng)用程序可以接受這些說(shuō)明，并使它們?cè)诠ぷ魅藛T的視野中輕松可見(jiàn)。隨著工作人員從一個(gè)步驟前進(jìn)到另一個(gè)步驟，該應(yīng)用程序?qū)樗麄兲峁┍匾闹笇?dǎo)。許多應(yīng)用程序還允許對(duì)組裝步驟進(jìn)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?，F(xiàn)在，AR應(yīng)用程序已用于一系列維護(hù)和檢查操作。與其他資產(chǎn)管理解決方案很好地集成在一起的AR應(yīng)用程序可以通過(guò)簡(jiǎn)化維護(hù)任務(wù)使最終用戶受益。AR應(yīng)用程序可以在維護(hù)人員的視野中獲取維護(hù)人員的工作指令，向技術(shù)人員顯示故障資產(chǎn)的最佳路線，顯示維護(hù)記錄以及獲取說(shuō)明手冊(cè)和數(shù)據(jù)讀數(shù)。正確集成后，AR應(yīng)用程序還可以幫助員工使用簡(jiǎn)單的語(yǔ)音命令輸入維護(hù)和檢查數(shù)據(jù)。
AR技術(shù)已經(jīng)被證明對(duì)工業(yè)界很有用。人工智能（AI）可以進(jìn)一步改善價(jià)值主張。首先，AI可以簡(jiǎn)化AR內(nèi)容創(chuàng)建過(guò)程。許多AR開發(fā)軟件工具已經(jīng)集成了AI，可以使沒(méi)有廣泛軟件背景的用戶輕松創(chuàng)建AR內(nèi)容。AI可以幫助AR軟件工具快速分析形狀，曲線，邊緣和對(duì)稱性，以識(shí)別和跟蹤對(duì)象并放置3D內(nèi)容。其次，可以將AI與AR應(yīng)用程序合并以改善操作和維護(hù)性能。AI可以根據(jù)情況，過(guò)程條件和操作員的專業(yè)知識(shí)來(lái)幫助構(gòu)建有效的增強(qiáng)程序和指令。在記錄每個(gè)會(huì)話時(shí)，可以將其用于進(jìn)一步改進(jìn)過(guò)程和相關(guān)的增強(qiáng)指令。
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