現(xiàn)有的手勢識別設(shè)備比如Kinect,通常采用攝像頭或者其他的深度傳感器捕捉用戶。而這些設(shè)備一般只能在傳感器所在的范圍感知我們的手勢動作。另外,也有通過用戶隨身攜帶傳感器來解決這個問題的方案。
但現(xiàn)在,華盛頓大學的計算機專家們剛剛研發(fā)的一款設(shè)備打破這種限制。他們的技術(shù)是采用改進的WiFi路由器來識別手勢——隨便你是在家里的任何位置,只要有WiFi信號,設(shè)備就能檢測到你的手勢。
這項技術(shù)名為WiSee,用戶可以通過它在家中的任何位置控制所有接入的家電設(shè)備,而這一切你要做的只是一個簡單的手勢。
Wisee的這套“全方位識別系統(tǒng)”通過分析環(huán)境中的WiFi信號變化來捕捉用戶,而不需要你佩戴任何的外設(shè)或者是在家部署一堆攝像頭。WiFi信號還可以穿墻,也就是說你需要配置的只是連接路由器的WiFi接入點和你的移動設(shè)備。
WiSee 的手勢識別是通過捕捉微弱的多普勒效應(yīng)變化以及人體在環(huán)境中移動導致的WiFi信號變形實現(xiàn)的。這里多普勒效應(yīng)的變化是指波源跟接收器的相對位移變化會導致波的頻率變化——跟救護車在你身邊呼嘯而過時的場景非常相似。而對于WiSee來說,人體反射回的WiFi信號會被接收器當成波源。也就是說當人體在 WiFi的覆蓋中做出某個動作時,那接收器就能獲取到對應(yīng)的多普勒效應(yīng)的變化。他們只要將不同手勢跟不同的多普勒效應(yīng)變化對應(yīng)起來就可以了——比如手臂畫個圈或者各隔空推兩下。
WiSee實現(xiàn)中的一個問題是:通常的手勢動作只會引起非常小幅的多普勒效應(yīng)變化——大概只有幾赫茲的變化 ——對于將的WiFi設(shè)備來說,這是非常難捕捉到的。研究人員首先將WiFi路由器改造成能夠監(jiān)測家中所有無線信號的智能接收器,之后再在接收器中加入將寬帶信號轉(zhuǎn)換成窄帶信號的算法,這樣設(shè)備就能檢測到人體手勢動作導致的微弱的信號頻率變化了。
WiSee的另一項難度是當檢測范圍內(nèi)有多個用戶時如何處理。它的解決方法是設(shè)定一個特定的觸發(fā)手勢,也就是用戶可以通過做出某個特定的動作組合來接管系統(tǒng)的控制權(quán)限。研究人員分別在辦公和居家的環(huán)境中對5個用戶做過測試,當環(huán)境中有多個用戶時,手勢的識別率會降低。
在類似的研究領(lǐng)域也有微軟參與的SoundWave和Humantenna兩個項目:前者采用聲音,后者采用電線的輻射來捕捉身體的手勢。但WiSee是唯一一個可以穿墻工作的系統(tǒng)。
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