全球首款毫米波手勢識別SoC發(fā)布：基于毫米波雷達的手勢識別技術(shù)有何優(yōu)缺點?

在計算機科學中，手勢識別是通過數(shù)學算法來識別人類手勢的一個議題。手勢識別可以來自人的身體各部位的運動，但一般是指臉部和手的運動。用戶可以使用簡單的手勢來控制或與設(shè)備交互，讓計算機理解人類的行為。其核心技術(shù)為手勢分割、手勢分析以及手勢識別。

手勢識別是計算機科學和語言技術(shù)中的一個主題，目的是通過數(shù)學算法來識別人類手勢。 手勢可以源自任何身體運動或狀態(tài)，但通常源自面部或手。 本領(lǐng)域中的當前焦點包括來自面部和手勢識別的情感識別。 用戶可以使用簡單的手勢來控制或與設(shè)備交互，而無需接觸他們。姿勢，步態(tài)和人類行為的識別也是手勢識別技術(shù)的主題。手勢識別可以被視為計算機理解人體語言的方式，從而在機器和人之間搭建比原始文本用戶界面或甚至GUI(圖形用戶界面)更豐富的橋梁。 [1] 手勢識別使人們能夠與機器(HMI)進行通信，并且無需任何機械設(shè)備即可自然交互。 使用手勢識別的概念，可以將手指指向計算機屏幕，使得光標將相應地移動。 這可能使常規(guī)輸入設(shè)備(如鼠標，鍵盤甚至觸摸屏)變得冗余。

11月11日下午，主題為“人機交互·領(lǐng)航未來”的“2021智微科技·開酷科技聯(lián)合新品發(fā)布會”在深圳召開。在此次發(fā)布會上，智微科技聯(lián)合旗下的開酷科技，發(fā)布了全球首款基于毫米波技術(shù)的非接觸式懸浮手勢控制芯片K60168系列。

眾所周知，在PC時代及功能機時代，人機交互模式主要是基于物理按鍵，但是到了智能手機時代，人機交互模式就進入了觸控時代。而隨著AIoT時代的到來，開始出現(xiàn)了很多新的交互方式，比如語音識別、手勢識別等。

相對于觸控技術(shù)來說，語音識別和非接觸式手勢識別技術(shù)都是非接觸式人機交互技術(shù)，可以在不接觸設(shè)備的情況下，遠距離實現(xiàn)人機交互，更為的方便和快捷。隨著近年來智能音箱一類設(shè)備的火爆，語音識別已經(jīng)是目前AIoT市場比較常見的一類人機交互方式，相比之下手勢識別技術(shù)此前主要被應用在體感游戲、AR/VR等一些領(lǐng)域。

毫米波作為下一代5G無線通信技術(shù)，可大幅度提高無線網(wǎng)絡速率。例如，運行在60 GHz頻段的IEEE 802.11ad支持高達6.7 Gbps的數(shù)據(jù)傳輸速率，而其演進標準IEEE 802.11ay將提供20Gbps的數(shù)據(jù)傳輸速率。

因此，毫米波無線電有望使無線網(wǎng)絡接入進入到multi-Gbps時代。

在可預期的未來，毫米波無線電模塊將會被廣泛安裝在手機、可穿戴、智能硬件或更廣泛的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備上，成為一種主流的通訊技術(shù)。

毫米波的優(yōu)勢

除了超高速無線傳輸，毫米波的短波長、大帶寬、有向波束等特點，也使得高分辨率、高健壯性的人員手勢感知成為可能。

并且，相比于其他方法，毫米波感知具有其獨特的優(yōu)勢。

比如，聲波手勢識別方法在周圍嘈雜的時候面臨干擾影響，準確度會大幅度降低。

基于可見光圖像分析的手勢識別在周圍環(huán)境在弱光或無光的環(huán)境下，其準確率將會比較低。同時，圖像分析的手勢設(shè)備設(shè)計到嚴重隱私泄露問題，不便于其普適部署與使用。

更重要的是，毫米波無線電可穿透塑料等非金屬類材料，因此毫米波模塊可隱藏在手機等設(shè)備屏幕內(nèi)部，對于手機外形設(shè)計意義重大。

使用毫米波技術(shù)，能夠提供更智能、便捷、有趣人機交互體驗。

例如手勢拍照，用戶可以在空中做出特定手勢來控制手機相機的焦距調(diào)整、放大、縮小等操作。

類似地，毫米波手勢識別可應用在手機音量控制、手機解鎖;也可應用于更自然的界面交互，比如在屏幕上方凌空左/右/上/下滑，查看上一個/下一個應用，返回桌面及進入多任務。也可以在屏幕上方上滑，或多指捏合，進入多任務或某特定模式。

又比如識別用戶在手機的邊框附近操作，來執(zhí)行特定按鈕操作，如隔空滑頁、調(diào)節(jié)視頻音量和亮度、切換音樂、切換相機濾鏡等。

不過，在近兩年的新冠疫情影響之下，手勢識別技術(shù)開始被應用到了更多的領(lǐng)域，特別是隨著近期“元宇宙”概念的火爆，也給手勢識別技術(shù)市場帶來了新的機遇。基于毫米波雷達的手勢識別技術(shù)有何優(yōu)缺點?所謂手勢識別，是指通過對于用戶自然地利用手指、手腕和手臂動作的識別，來了解用戶的交互意圖，其具有更廣闊的交互空間、更高的靈活度和更好的交互體驗等特點。

2016年谷歌展示了超炫的雷達芯片——Project Soli。基于60GHz FMCW雷達來捕捉細微的手勢動作，實現(xiàn)對硬件的操控。在展示視頻中可以實現(xiàn)隔空操作智能手表，可以取代觸摸屏隔空操控手機，可以取代觸控板操作電腦，甚至已經(jīng)有開發(fā)者實現(xiàn)隔空打字的功能!相比于當前流行的二維觸屏系統(tǒng)，它的控制手勢是三維立體的，所以顯得更加直觀，更加生動，再加上利用了“電磁波”這只看不見的手來操控，頗有些魔術(shù)效果。如今這套開發(fā)平臺對普通開發(fā)者來說不再遙不可及，安富利北京射頻實驗室已經(jīng)開發(fā)實現(xiàn)了基于英飛凌公司BGT60TR13芯片的硬件及軟件算法一整套評估系統(tǒng)，便于客戶快速的開發(fā)自己的產(chǎn)品，

為了實現(xiàn)5G，60GHz毫米波的研究成為世界多國矚目的研究項目。三星、日本電信公司KDDI為此都做出了努力，不過，google的亂入，讓這一切黯然失色。

為了實現(xiàn)5G，60GHz毫米波的研究成為世界多國矚目的研究項目。三星連續(xù)突破毫米波(mmWave)局限， 日本電信公司KDDI最近更是提出了一個以內(nèi)容為中心的網(wǎng)絡構(gòu)架技術(shù)，讓60GHz頻段與LTE網(wǎng)絡協(xié)同工作，可將下載速率直線提升5倍。

不過，google的亂入，讓這一切黯然失色。

今天的智能手機、平板、可穿戴設(shè)備都是觸控的，能不能通過手勢控制?我的意思是說，不用接觸觸摸屏，你只需要在空氣中用指頭劃一劃。這是來自google的顛覆式創(chuàng)新，這一切都是通過60GHz毫米波實現(xiàn)的。google的這一項目叫Project Soli，在今年的google I/O大會上，google向外界展示了這一技術(shù)。

據(jù)媒體報道，在日前舉行的AWE大會中，高通證實已收購HINS SAS團隊和其全資子公司手部追蹤和手勢識別供應商Clay AIR。Clay AIR是一家位于法國巴黎的手勢追蹤和手勢識別公司，公司技術(shù)已經(jīng)用于支持Nreal的AR眼鏡及其他類似產(chǎn)品。實際上，Clay AI與高通的關(guān)系十分密切，并已就AR/VR交互進行過合作。高通曾指出：“變革AR與VR行業(yè)，以及為生態(tài)系統(tǒng)與客戶提供支持依然是高通的首要任務，而Clay AIR的解決方案體現(xiàn)了這一點。像Clay AIR軟件這樣的創(chuàng)新正在迅速推動AR與VR行業(yè)為OEM，開發(fā)商和消費者開辟新的可能性?！?

利亞德(300296)子公司虛擬動點OptiTrack為全球頂尖運動捕捉技術(shù)提供商。Facebook此前公布了一項手部追蹤的新研究，該研究將能夠幫助AR/VR用戶在虛擬現(xiàn)實世界中實現(xiàn)無需真實鍵盤的全虛擬輸入。該項目使用了高精度的手勢追蹤系統(tǒng)，這套系統(tǒng)由OptiTrack運動捕捉攝像機、定制的動捕手套及Motive運動捕捉軟件等構(gòu)成。