加拿大和意大利的研究人员在Computers in Industry发表的一篇论文统计了近年来的AR增强现实的专利申请趋势。
得出的主要结论为：
1. 文章选择了2,373项增强现实（AR）专利，并将其分为五个关键技术类别。
2. 2012年之后，其授权的AR专利数量以惊人的稳定年增长率（82％）增长。
3. 北美在AR专利的开发中起主导作用，而亚洲和欧洲则落后。
4. 企业拥有大部分的AR专利，尽管其中一些影响力很大的专利属于研究机构。
1.AR增强现实专利申请的整体趋势
上图显示了2,373项我们收集的已授予专利的专利活动趋势，体现了其申请年份，也反映了发明的实际开发年份，又反映了实际授予产权的年份。换句话说，这两个趋势描述了相同样本专利的时间分布。总而言之，AR解决方案的专利活动始于1993年。纵观申请年份的时间分布，直到2007年，专利活动趋势一直保持稳定，而从2008年开始专利数量急剧增长。专利数量的急剧增加反映了3-4年的滞后，这与授予年份的专利活动趋势相吻合。因此，从2011年开始，它呈现出急剧的增长。这意味着专利需要3–4年的授权时间。因此，最近几年（即2016-2018年）提交的专利可能尚未被授予，这意味着我们的分析未涵盖这些专利。这就解释了从2015年开始观察专利活动趋势与申请年份之间的明显下降趋势。也就是说，下降的趋势更多是漫长的审查过程的结果，而不是研发投入的减少，因为最近提交的专利在不到1-3年的时间内是不常见的。通过查看与授予年份有关的专利活动趋势，可以进一步证明这一点。实际上，这一趋势一直稳定增长到2018年。在2012-2018年（授权年）内，专利数量的年平均增长率最低为35％，最高为227％-82％。2019年授予的专利数量有限是由于我们的搜索过程已于2019年4月底结束。
这些趋势可以用近十年来移动技术的快速发展来广泛解释。实际上，2008年掀起了一股新的满足AR需求的设备浪潮，例如，首款多点触摸屏手机（也称为Apple iPhone或基于Android的G1，HTC的Touch HD，诺基亚N97等） 。此外，在2007年，ARToolKit发布了首个用于移动设备的AR跟踪SDK（Wagner和Schmalstieg，2007年）。次年，这些跟踪库于2008年针对主要移动操作系统（OS）（如iOS）发布，两年后，即2010年，提供了Android版本。从那时起，已经提出了许多移动设备，其中许多能够支持AR应用程序。但是，我们认为从2009年起，AR技术的发展主要是受到来自微软，索尼，IBM，谷歌，高通等世界领先公司的高期望和巨大投资的推动。
2.AR增强现实出版物关注度
在图3中，我们显示了Scopus发表的科学文献从1992年开始的时间趋势。在上一张图中，我们发现自2008年以来（考虑申请年份），人们对AR专利的兴趣与日俱增，但在科学出版物中，自1997年以来对AR的兴趣就已消失。事实上，引用最多的AR论文之一出版于1997年，即Azuma（1997）的 “增强现实调查” 。本文介绍了AR技术以及在不同领域的首次应用尝试。此外，它定义了AR系统及其特征，并将其概括为3个支柱。
3.各个国家和地区的AR增强现实专利申请能力和数量
我们重点研究了AR领域中世界各大洲所授予专利的全球地理分布，以突出显示对AR领域技术发展贡献最大的地理区域。从图4的饼形图中，我们注意到在北美可以与专利相关的主要地理区域（68％）。亚洲（18％）和欧洲（13％）扮演着次要但不可忽略的角色。图5区分了每个地理区域（北美，亚洲，欧洲和其他地区）对图2前面提出的总体专利活动趋势的贡献。。针对申请年份绘制了不同的专利活动趋势。该图显示了从2008年开始在所有地理区域（尤其是在北美）的专利数量急剧增加（如图2所示）。在过去的50年中，美国（US）在AR发展中设定了许多里程碑，可以解释这一趋势。这五个十年中获得的所有专有技术，也要归功于美国政府在工业，学术和军事研究领域的经济政策，并将其用于进行激烈的专利活动。实际上，1968年，Sutherland在犹他大学进行了尝试创建了第一个AR系统。多年后的1992年，汤姆·考德尔（Tom Caudell）和戴维·米泽（David Mizell）使用HMD透视技术为美国飞机制造商波音公司（Boeing Company）实施了AR原型系统（考德和米泽，1992年）。在1997年，Feiner等人。（1997）提出了Touring Machine，这是哥伦比亚大学制造的第一个移动AR系统（MARS）。两年后的1999年，Kato和Billinghurst提出了ARToolKit（Kato和Billinghurst，1999年），这是一个基于方形基准标记和基于模板的识别方法的六自由度姿态跟踪库。这些只是美国设定的一小部分里程碑，有关更详尽的清单，请参见（Arth et al。，2015）。
上图显示了在授予专利方面的前六个国家：韩国，日本，以色列，日本，中国和印度。特别是，韩国（43％）和日本（25％）已经开发了全部亚洲专利的一半以上。此外，以色列对亚洲专利活动的贡献（13％）不可忽略。不同的是，中国大陆和印度的贡献很少（6％）。值得注意的是，中国台湾贡献了5％。在图7中，我们深入研究了欧洲专利的地理分布。英国（35％）拥有大部分欧洲专利，其次是德国（20％），法国（11％）和芬兰（9％）。尽管实施了工业4.0政策，但与北美和亚洲相比，欧洲的数字仍然较低（图4）。
特注：此处毫无疑问要修改原文
4.AR增强现实主要专利类别
1.最多的是系统类（39.23％）。
2.应用程序类（21.53％），
3.第三类是显示设备（14.59％）。
4.第四类是跟踪（13.78％）
5.用户交互类别是填充最少的（10.87％）。
数量最多的是系统类（39.23％）。这一发现可以用以下事实来解释：该类别的类别非常广泛（Todeschini，2014年；Skarulis，2015年），但也可以说，在该领域中，已经存在许多已建立的技术，通常将现有技术集成到新系统中。比开发新产品更容易失败。
可以解释应用程序类别的振幅（21.53％），因为某些应用程序领域是AR的驱动力（例如制造，医疗，娱乐等）。确实，在这些领域中，AR已被学术和工业文献证明是特别有效的（Henderson和Feiner，2009年 ; Henderson和Feiner，2011年 ; Uva等人，2018年 ; Moro等人，2017年）。
第三类是显示设备（14.59％）。自从AR的第一个发展以来，视觉显示就被认为是此类中最关键的方面之一（Wagner和Schmalstieg，2007年）。尽管付出了巨大的努力，但现代视觉显示器（尤其是HMD）在视野（FOV），人体工程学，网络疾病等方面仍存在许多局限性（Rebenitsch和Owen，2016年 ; Koulieris等人，2019年 ; Miller等人。，2019）。值得注意的是，不仅视觉显示器获得了AR（例如，触觉和音频）的专利（Choi，2013；Flaks，2014）。
第四类是跟踪（13.78％）。与显示技术类似，跟踪技术是AR的开放挑战之一（Rabbi和Ullah，2013年）。在真实环境中虚拟元素的精确对齐是令人满意的用户体验的关键方面（Kruijff等，2010）。在AR领域，跟踪技术有几项专利，分为基于视觉的跟踪，基于传感器的跟踪和传感器融合跟踪（Mott等人，2018年 ; Balanet等人，2018年）。
用户交互类别是填充最少的（10.87％）。实际上，设计AR交互并不是一件容易的事，尤其是在交互必须考虑到用户的物理环境作为界面的一部分时。此外，UI设计与应用程序场景紧密相关。UI类包含涉及新颖界面技术和交互隐喻的多项专利，允许用户与增强型场景进行交互（Balan等人，2016年；Asbun等人，2018年；Swaminathan等人，2018年）。
5.主要应用专利来源领域
AR应用程序类别包括在特定领域提供创新的所有专利。因此，在申请领域的层次上进行了进一步的子分析，以揭示样本专利涵盖哪些特定领域以及达到何种程度。这样做，Mekni和Lemieux（2014）确定了13个分类分别是医学，军事，制造业，可视化，娱乐和游戏，机器人，教育，市场营销，导航和路径规划，旅游和文化遗产，地理空间，城市规划和土木工程。不过，Mekni和Lemieux承认他们的分类可能并不详尽。因此，我们用专利分析过程中出现的另一个领域（即银行业务）扩展了它们的分类。图7深入研究应用程序类涵盖的特定领域。娱乐和游戏（103项专利），导航和路径规划（95项专利），制造（77项专利），医疗（64项专利）和市场营销（54项专利）这两个领域几乎涵盖了应用程序类别中所有专利的80％。其余20％分配给其他8个域。军事，地理空间，旅游和文化遗产是研发投入最少的领域，这可能是因为这些应用领域中AR解决方案的商业机会稀缺。
图11示出了AR的不同应用领域中的R＆D努力的时间趋势。自2008年以来，娱乐和游戏等应用领域一直在快速增长，2014年略有下降，随后几年又有所恢复。值得注意的是，从2010年开始，导航和路径规划的趋势与娱乐和游戏类似。制造业应用领域到2015年的增长缓慢，但在同一年，它是获得专利最多的应用领域。医疗和市场营销的特点是，从2010年开始适度增长，并呈现波动趋势。
6. AR增强显示头部企业
我们还根据专利获得的引用次数对公司进行排名。换句话说，我们确定了影响力最大的10个组织（图12）。图12揭示了美国（与微软公司，北卡罗来纳大学，谷歌，Criticom公司，Geo Vector，信息决策技术，亚马逊技术和HRL实验室）和德国（与Siemens和Metaio一起）拥有大多数具有最高技术影响力的专利。这强调了美国地区的主导地位，并着重指出，亚洲和欧洲开发的技术可能是加大研发力度的结果，而对后续研发没有明显影响。值得一提的是，大多数专利密集型组织未必会对随后的研发活动产生重大影响。实际上，只有Microsoft Corporation和Amazon Technologies都同时排名。此外，在考虑专利组织对其影响的等级时，大学，研究中心和政府组织将承担更多相关职位。例如，北卡罗来纳大学甚至是影响力最大的十大组织之一。
博主的评论：
本文仅仅翻译和摘录了文章的一部分。
通过这篇文章，可以清楚的看到我们国家在AR领域与欧美国家还有这巨大的差距，尤其是基础研究这块，欧美国家在专利上占有重要的地位。我们应该认清差距与现实，并努力去弥补这个差距。AR增强现实毫无疑问是下一代的互联网终端革命者，但AR的研发实际上十分考验企业和研究机构的基础科学的知识技术储备，包括光学，计算机科学，人工智能，等等领域都是限制AR发展的瓶颈区，期待我们国家的企业在此领域能够申请更多的专利，能够在这个领域有更高的突破。
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reference：
Alessandro Evangelista, Lorenzo Ardito, Antonio Boccaccio, Michele Fiorentino, Antonio Messeni Petruzzelli, Antonio E. Uva,
Unveiling the technological trends of augmented reality: A patent analysis,
Computers in Industry,
Volume 118,
2020,
103221
DOI：https://doi.org/10.1016/j.compind.2020.103221
文章原文：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0166361519310899