手勢檢測成為智能傳感器的新亮點(diǎn)

隨著三星 Galaxy S4的推出，集成手勢識別功能成為智能手機(jī)、平板電腦等消費(fèi)電子產(chǎn)品的又一新賣點(diǎn)。目前，如大眾的Golf VII等汽車中也開始支持這一功能，手勢識別已經(jīng)逐步走進(jìn)我們的生活。

作為全新的用戶界面，手勢識別能實現(xiàn)超越觸摸屏的更深層次控制功能，給游戲和智能手機(jī)等設(shè)備帶來全新的控制體驗。作為觸摸控制的補(bǔ)充，當(dāng)手不干凈時也可以實現(xiàn)控制功能，特別是在嚴(yán)寒中可以戴著手套接聽或拒絕來電。

手勢識別的諸多特色不勝枚舉，這個新穎功能的背后，具有手勢檢測功能的傳感器才是幕后功臣。近期，各大半導(dǎo)體廠商陸續(xù)推出了支持手勢識別的電容式或紅外傳感器，一些新產(chǎn)品還能夠支持3D手勢識別。

據(jù)IHS預(yù)測，在未來幾年手勢傳感器的市場營收將大幅增長，2014年至2015年的增長率將高達(dá)68%，到2017年，其營收將達(dá)到5.45億美元。同時，個人電腦和媒體平板將是手勢傳感器增長最快的類別，從2014年到2017年，其營收的復(fù)合增長率高達(dá)76%。與手機(jī)不同，尺寸更大的平板電腦屏幕上可以分布多個手勢傳感器以提供相應(yīng)的功能。

手勢傳感器是怎么工作的，如何避免誤操作，怎么能更快的將手勢識別功能集成到下一個新設(shè)計中呢？21IC小編帶著這些問題訪問了奧地利微電子公司（AMS）的高級市場經(jīng)理Russell Jordan。

Jordan以AMS最新發(fā)布的TMG399x系列智能傳感器為例，介紹了紅外手勢識別功能的原理。TMG399x集成了包括手勢檢測和Mobeam條形碼仿真技術(shù)在內(nèi)的六大功能，它利用四個定向二極管來感知反射的紅外線能量，然后把這些數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為物理運(yùn)動矢量。在轉(zhuǎn)換過程中，需要定義將哪個數(shù)據(jù)用于計算入口點(diǎn)矢量，哪個數(shù)據(jù)用于計算出口點(diǎn)矢量。最后，通過比較入口點(diǎn)矢量和出口點(diǎn)矢量來判定手勢方向，如方向是否為由北至南。

圖：將初始手勢數(shù)據(jù)輸入轉(zhuǎn)成矢量

如何避免誤操作，判斷手勢的有效性是大家都關(guān)心的問題。TMG399x系列的手與傳感器有效距離為150mm，測試速度為1.5m/s。它能根據(jù)自適應(yīng)閾值判斷手勢的結(jié)束。將“手勢結(jié)束臨界值”設(shè)置為傳感器數(shù)據(jù)平均值+5，四個通道均位于退出閾值下方時，則認(rèn)為手勢測試結(jié)束。此外，TMG399x系列能夠自動消除環(huán)境光的影響、排除光學(xué)串?dāng)_，可調(diào)整的紅外LED輸出和優(yōu)化的手勢算法將功耗和噪音降至最低。

圖：根據(jù)自適應(yīng)閾值判斷手勢的結(jié)束

沒有接觸過手勢識別的工程師要想盡快上手，手勢評估板和參考代碼必不可少。AMS提供的TMG399x系列開發(fā)板評估軟件驅(qū)動和用戶指南提供了完整的手勢演示文本，參考v2.0.8 安卓/ Linux Kernel 驅(qū)動均已經(jīng)通過測試，此外，AMS的軟件團(tuán)隊繼續(xù)和Snapdragon 8064-800、Intrinsic-TMG 進(jìn)行整合。

Jordan對手勢識別技術(shù)未來的應(yīng)用前景充滿了信心，他相信人機(jī)交互技術(shù)將在觸覺、視覺、聽覺和非接觸式手勢識別等多元且互補(bǔ)界面的融合中不斷發(fā)展，為技術(shù)和用戶提供直觀、無縫的交互界面。”