自從微軟發(fā)布Kinect以來(lái)，體感設(shè)備的3D手勢(shì)識(shí)別一直就是熱潮。3D手勢(shì)識(shí)別，顧名思義是需要持續(xù)采集手或者手持工具的信息(形態(tài)、位移等)，然后每隔一段時(shí)間進(jìn)行一次3D建模，這些模型按順序連起來(lái)就形成了信息序列，這些信息序列會(huì)被轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)的指令從而用來(lái)實(shí)現(xiàn)某些操作壓力傳感器。
3D手勢(shì)識(shí)別中應(yīng)用為廣泛的是游戲設(shè)備中利用攝像頭來(lái)識(shí)別手勢(shì)信息，比Leap Motion，Kinect，RealSense。但攝像頭方案一直面臨光線影響問(wèn)題，高功耗和高成本也使得攝像頭方案在大規(guī)模推廣中受限。
深圳一家初創(chuàng)企業(yè)MaxusTech選擇使用超聲波進(jìn)行手勢(shì)識(shí)別。基于超聲波信號(hào)的手勢(shì)識(shí)別方案理論上具有更好的環(huán)境適應(yīng)性，會(huì)是可穿戴設(shè)備和智能家居設(shè)備的較優(yōu)選擇，同時(shí)超聲技術(shù)相比雷達(dá)技術(shù)更廉價(jià)可靠。
這種技術(shù)的原理是使用設(shè)備揚(yáng)聲器發(fā)射超聲波，并利用麥克風(fēng)接收撞擊到手掌的回波，以此來(lái)實(shí)現(xiàn)手勢(shì)識(shí)別。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)關(guān)鍵步驟有兩個(gè)，[敏感詞]步發(fā)射和采集信號(hào)，第二部通過(guò)算法對(duì)采集的信號(hào)進(jìn)行軌跡識(shí)別。MaxusTechCEO曾懋告訴36氪，這項(xiàng)技術(shù)主要的難點(diǎn)在于[敏感詞]步。首先超聲信號(hào)在空氣中的衰減速度非常快，即使成功到達(dá)手指表面，不平整的手指表面也會(huì)對(duì)信號(hào)產(chǎn)生散射。而且回波信號(hào)多含有比較大的噪音和低信噪比，需要進(jìn)行相應(yīng)的建模和濾波處理。曾懋表示對(duì)信號(hào)的發(fā)射和采集進(jìn)行技術(shù)優(yōu)化，得到后續(xù)處理的有效信號(hào)是MaxusTech的技術(shù)壁壘所在。
至于信號(hào)算法方面，各家優(yōu)劣勢(shì)不會(huì)有太明顯差別。在數(shù)據(jù)庫(kù)方面，曾懋表示他們現(xiàn)在主要是通過(guò)收集團(tuán)隊(duì)成員的手勢(shì)數(shù)據(jù)來(lái)訓(xùn)練和調(diào)試的，不過(guò)未來(lái)還會(huì)通過(guò)不同渠道增加可以用來(lái)訓(xùn)練的有效數(shù)據(jù)量拉繩位移傳感器。
MaxusTech進(jìn)行了2年多的研發(fā)，現(xiàn)已成功將超聲手勢(shì)識(shí)別技術(shù)集成到自主研發(fā)的小型模塊中。曾懋告訴36氪，其低功耗手勢(shì)識(shí)別方案可在1米內(nèi)有效識(shí)別多種手勢(shì)，準(zhǔn)確率已經(jīng)達(dá)到96%，隨著手勢(shì)數(shù)據(jù)庫(kù)的增加以及對(duì)信號(hào)處理的優(yōu)化，準(zhǔn)確率還有上升空間。
曾懋告訴36氪，他們主要關(guān)注家居物聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)。2015年我國(guó)智能家居市場(chǎng)規(guī)模有403億元，預(yù)計(jì)到2018年我國(guó)智能家居市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)1400億元。曾懋表示他們可以根據(jù)廠商的需求制作藍(lán)牙外接或是內(nèi)嵌方案，方案均已通過(guò)了機(jī)械化的測(cè)試，保證其穩(wěn)定性，成本也低于使用光學(xué)傳感器的攝像頭和紅外線方案?，F(xiàn)在MaxusTech已收獲多家物聯(lián)網(wǎng)公司的合作需求，計(jì)劃于今年上半年陸續(xù)出貨。
其實(shí)和MaxusTech一樣關(guān)注物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的超聲波手勢(shì)識(shí)別方案商還有06年成立的Elliptic Labs，他們?cè)?016年的MWC大會(huì)上推出了EASYIoT軟件，只需通過(guò)簡(jiǎn)單的手勢(shì)，即可開(kāi)啟、關(guān)閉和控制物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備。這項(xiàng)技術(shù)適用于廣泛多樣的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備，例如，智能恒溫器、廚房電器、照明控制和安防系統(tǒng)等，但尚沒(méi)有真正產(chǎn)品推向市場(chǎng)。
還有想把超聲波手勢(shì)識(shí)別方案應(yīng)用在VR/AR領(lǐng)域的Chirp。他們近期推出了一款微型超聲傳感器，在技術(shù)demo中用戶可以在空中通過(guò)手勢(shì)控制平板電腦。Chirp表示，其ToF傳感器比傳統(tǒng)的超聲換能器小一千倍，可以感測(cè)到微小的手勢(shì)(如手指運(yùn)動(dòng))，精度可達(dá)到1mm。
Chirp希望其ToF傳感器可以率先應(yīng)用于VR/AR領(lǐng)域。該公司的技術(shù)是源于美國(guó)加州大學(xué)伯克利分校和戴維斯分校的伯克利傳感器和致動(dòng)器中心，那里的研究人員發(fā)現(xiàn)了一種小型化MEMS超聲傳感器的新方法。
另外GoogleATAP實(shí)驗(yàn)室也曾推出ProjectSoli方案，它主要運(yùn)用雷達(dá)技術(shù)，通過(guò)持續(xù)發(fā)射和接受手部反射的電磁信號(hào)，測(cè)量精細(xì)、復(fù)雜的動(dòng)作變化，而后轉(zhuǎn)碼分析、識(shí)別。此方案的操控距離高達(dá)15米，識(shí)別精度也達(dá)到毫米級(jí)，而且已成功集成在硬幣大小的芯片商上。GoogleATAP表示會(huì)在2017年推出硬件廠商可用的功能模塊，此前JBL和LG已經(jīng)依托projectsoil開(kāi)發(fā)了可用手勢(shì)控制的音響和手表樣機(jī)。
我們可以發(fā)現(xiàn)，眾多廠家都在進(jìn)行攝像頭以外的手勢(shì)識(shí)別方案探索。曾懋告訴36氪，MaxusTech現(xiàn)在要做的就是加速產(chǎn)品的市場(chǎng)推廣。一方面他們有一款產(chǎn)品即將在Kickstarter上進(jìn)行眾籌，另一方面他們也正在和多家企業(yè)客戶合作。MaxusTech團(tuán)隊(duì)來(lái)自香港科技大學(xué)、中科大、中山大學(xué)等國(guó)內(nèi)外名校，在信號(hào)處理領(lǐng)域有多年研發(fā)經(jīng)驗(yàn)，曾獲得九合、信天、力合華睿3家投資機(jī)構(gòu)兩輪近千萬(wàn)元融資。www.szsensor.net
