? ? 隨著技術(shù)的發(fā)展，諸多場景中人機(jī)交互的方式也在逐漸發(fā)生著變化，手勢控制也應(yīng)運(yùn)而生。顧名思義，手勢控制是指人手不需要直接接觸機(jī)器，而是在空中做出相應(yīng)的姿勢變化，繼而控制機(jī)器做出相應(yīng)的動(dòng)作。手勢控制目前在車載環(huán)境中已有較多應(yīng)用，在司機(jī)與中控系統(tǒng)的互動(dòng)中，用手勢控制的方式代替原有的按鍵控制，可以增加司機(jī)行車的安全性。那么，手勢控制是如何實(shí)現(xiàn)的呢？
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　　手勢控制目前只在一些特定領(lǐng)域得到了應(yīng)用，但這些技術(shù)都離不開感應(yīng)設(shè)備、處理芯片和算法這些基本要素。目前手勢識(shí)別的實(shí)現(xiàn)主要有三種方法，第一種是飛行時(shí)間（Time of flight ，ToF）技術(shù)，該技術(shù)的基本原理是基于光子在空中的飛行時(shí)間來確定手指的位置，因此被稱為飛行時(shí)間技術(shù)。其基本過程是發(fā)光元件發(fā)出光線之后，計(jì)算光線碰到目標(biāo)物體返回到感光元件所經(jīng)歷的時(shí)間來判斷手的狀態(tài)和位置。該技術(shù)需要配備具有發(fā)射和接收脈沖光的3D相機(jī)模塊，3D相機(jī)具有兩個(gè)鏡頭通過不同鏡頭接收的光線信息對(duì)照射物體進(jìn)行立體成像。首先相機(jī)模塊發(fā)射出脈沖光線，由于不同距離處的手指接受到光線照射的時(shí)間不同，從而返回到接收模塊的時(shí)間也不相同。根據(jù)返回時(shí)間的不同，處理芯片就可以構(gòu)建出來判斷出不同手指的具體位置，從而判斷出具體的手勢，通過實(shí)時(shí)采集這些信息，系統(tǒng)就可以判斷用戶正在進(jìn)行的動(dòng)作，再根據(jù)預(yù)先定義的功能，對(duì)應(yīng)到相應(yīng)的控制命令之上，就實(shí)現(xiàn)手勢控制。

3D相機(jī)示意圖（作者供圖）
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? ? ? ?第二種方式稱為結(jié)構(gòu)光技術(shù)，所謂結(jié)構(gòu)光技術(shù)是指利用發(fā)光器投射出特定光信息到目標(biāo)物體及背景，之后由感光元件采集后，根據(jù)物體造成光線的變化來計(jì)算物體的深度和位置信息，以此復(fù)原物體所在的三維空間。對(duì)應(yīng)于手勢識(shí)別，首先利用激光發(fā)射器將結(jié)構(gòu)光投射至前方的人體表面，再使用紅外傳感器接收人體反射的結(jié)構(gòu)光圖案。之后，處理芯片根據(jù)接收?qǐng)D案的位置和形變程度來計(jì)算人體的空間信息，再結(jié)合一定算法進(jìn)行深度計(jì)算，即可進(jìn)行識(shí)別。
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　　第三種識(shí)別方式為毫米波雷達(dá)，毫米波雷達(dá)的工作頻率較高，因此工作波長較短，毫米波雷達(dá)所發(fā)射的電磁波波長在毫米量級(jí)，因此被稱為毫米波雷達(dá)。其基本原理與ToF相似，只不過用于測量的介質(zhì)由光線變成了電磁波。首先，利用毫米波發(fā)射器把無線電波發(fā)射出去，然后利用接收器接收回波，這時(shí)，內(nèi)置的處理芯片會(huì)根據(jù)收發(fā)之間的時(shí)間差實(shí)時(shí)計(jì)算目標(biāo)的位置數(shù)據(jù)，通過比較不同時(shí)間段手指位置，就可以與內(nèi)置的數(shù)據(jù)比較，得到手指正在進(jìn)行的動(dòng)作，從而可以實(shí)現(xiàn)特定的指令。
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　　手勢控制是近年來發(fā)展起來的全新的交互方式，與一般的按鍵、語音等交互方式不同，手勢控制更容易掌握和應(yīng)用。但由于目前技術(shù)的限制，依舊存在使用成本較高、手勢識(shí)別正確率較低等問題，因此目前沒有得到廣泛的應(yīng)用，相信隨著技術(shù)的發(fā)展革新，手勢識(shí)別必將在更多的領(lǐng)域發(fā)揮功用。
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