自增強現實(AR)誕生以來，產業一直是其突出的應用領域之一。近年來，隨著便攜式和可穿戴式增強現實設備的發展，以及第四次工業革命(即工業4.0)帶來的新挑戰，增強現實技術的適用性進一步擴大，以提高產品性能和增強用戶體驗。

如今，增強現實(AR)是一個著名的概念，但它的起源可以追溯到60年代，當時薩瑟蘭提出了第一個公認的AR原型，基于頭戴設備(HMD)，在1968年。在薩瑟蘭之后，20多年過去了，增強現實這個術語才由Tom Caudell和David Mizell這兩位受雇于波音公司的科學家正式創造出來，他們開發了一個實驗性的增強現實系統，目的是簡化航空公司[9]的制造過程。AR的概念直到1994年才被Milgram和Kishino正式定義為實空間、虛空間與混合空間的所有中間形態之間的關系。1999年，ARToolKit[1]在SIGGRAPH上公開發布，這是第一次在美國的研究實驗室之外看到一個可用的AR系統，這預示著AR行業的開始，AR行業在僅僅兩年后就以開源軟件的形式發布了。

直到幾年前，缺乏價格實惠的設備是廣泛采用增強現實應用的主要障礙。如今，移動設備的廣泛應用消除了這一限制，因為智能手機和平板電腦具備開發和部署AR應用所需的所有傳感器和處理單元。此外,影響移動設備的技術創新可以產生新的具有挑戰性的產品,通常被稱為衣物,和行業推進新類別的基于“增大化現實”技術的設備,如Emacula隱形眼鏡Innovega, 3000年Vuzix葉片AR杯或基于“增大化現實”技術的游戲設備。全球增強現實市場發展迅速，增強現實技術的廣泛應用對社會產生了不可否認的影響。

總的來說,基于“增大化現實”技術的應用到工業領域是相關的,因為它在很大程度上提高了通信產品設計和生產發展:它有助于識別和避免設計錯誤在開發過程的早期階段,它能減少物理樣機的數量和企業節省時間和成本。在許多工業應用中，增強現實被認為是改進和加速產品和過程開發的有價值的工具。

現在可以確定AR在工業領域的至少五個主要應用領域:人機協作、維護-裝配-維修、培訓、產品檢驗和建筑監控。在人機協作領域，AR被用來創建與工業機器人交互的高效接口。在維護-組裝-修復任務中，AR提高了它們自己的生產率。在培訓操作中，用戶可以在AR中找到增強技能的強大解決方案。在產品檢驗過程中，控制人員可以使用功能強大、功能多樣的AR系統來發現項目之間的差異。最后，在建筑物監控操作中，AR以一種簡單直觀的方式強調設施的任何錯誤或偏差。

第四次工業革命帶來了新的技術革命。工業機器人的能力在不斷提高，合作交互的能力也越來越強。操作員需要在一個安全的環境中工作，以增強他們對機器人的信任。為了創建一個機器人與人類并肩工作的系統，必須開發新的接口，以允許用戶以最自然的方式與他們交互。由于這些原因，新的科學學科正在出現。人與機器人協作(HRC)是一門新興的科學學科，它試圖研究如何利用創新的接口來提高人與機器人之間的協作能力。創造一個安全可靠的人-機器人系統是一項復雜的挑戰。人-人協作系統被認為是安全的，因為一個人可以自然地理解另一個人的意圖。在機器人的例子中，同樣的行為可以提前向用戶展示機器人在真實環境中將要應用的動作或力量:通過這種方式，操作者可以清楚地了解機器人的意圖。AR確實可以用來實現這一目的，因為它能夠在真實的環境中顯示上下文化的信息，提高操作人員對系統的認識。在眾多應用中，增強現實技術是一項很有前途的技術，它可以增強用戶的理解能力。

在工廠里完成不同的任務，其中一項是由挑選和放置動作或裝配程序來完成的。這些活動通常是由所謂的“手臂機器人”來完成的，它們能夠抓取物體并將其放置在特定的區域。對于AGV的運動，提前了解機器人手臂所走的路徑對人類預測機器人的意圖至關重要。一些研究正在探索使用AR來可視化機器人手臂在真實環境中的運動。Ameri等人開發了增強現實系統，改善了工人和工業機器人之間的互動。使用這個AR界面，工人不僅知道要拿哪個物體，還知道機器人要沿著哪個軌跡:這樣，用戶可以決定取消他們在執行之前給機器人的錯誤命令。

顯示機器人的意圖信息可以改善協作系統，但不僅要考慮信息的類型，還要考慮顯示信息的時間。理解什么時候必須顯示數據是基本的，因為工作人員必須在正確的時間知道正確的信息，以便準確地理解機器人在做什么，從而感到安全。E. Ruffaldi等人提出了一個系統，在這個系統中，HRC的工作頭盔中集成了一個立體增強現實眼鏡，以及一個用于協作應用的類人機器人(Baxter機器人，來自Rethink Robotics公司的)。作者的目標是顯示關于機器人在特定時間正在做什么的信息，而不給操作員帶來過多的數據。具體來說，如果機器人識別的對象在操作者的視野內，則在平視顯示中對該對象進行增強。此外，在末端執行器附近放置一個三維箭頭來顯示機器人的運動方向。

lw