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随着智能设备对小型化以及更多功能的需求日益增加，器件的集成化特征越来越显著。对于传感器也是如此，不同功能的传感器互相融合，正在跨越新的发展时代。在这一过程中，融合的智能传感器以其智能、安全、低能耗、可连接性等特性迅速普及，满足了更复杂、更多元的传感需求。 人机界面迎来手势识别的机器感知时代 奥地利微电子（AMS）认为，人机界面已经历了两个发展阶段：第一阶段是通过挥动、点击、操作等方式的触觉感知阶段；第二阶段则延伸到了视觉、听觉和触觉共同实现的人机界面，依赖于对光学、压力、力量、距离、听觉、震动、热能、位置、化学、湿度等因素的感知来实现。如今，人机界面正在迎来第三个发展阶段——通过手势识别的机器感知时代。 AMS高级市场经理Russell Jordan表示，手势识别的益处有三：第一，全新的用户界面实现了超越触摸屏的更深层次的控制功能，并将引领游戏和智能手机控制进入全新时代；第二，新的控制感知更为灵活，戴着手套或是手不干净时也可进行控制；第三，带来更丰富的用户体验，它无需机械开关、无需触摸屏或按钮就可实现家居自动化。 《电子技术设计》网站版权所有，谢绝转载 红外手势传感器前景看好 约2007年起，iPhone触摸屏引领了人机界面的革命浪潮，由此，触摸控制实现了飞跃式的增长。这也给AMS带来了巨大的机会，迄今为止，其TMD模块已在全球出货10亿件。 而根据不久前IHS的预测，元件成本的降低以及更便利的应用，将进一步推动红外（IR）手势传感器的系统集成。 图1：HIS预测IR手势传感器市场前景 《电子技术设计》网站版权所有，谢绝转载 AMS高集成度智能传感器 顺应这一趋势，AMS再掀创新浪潮，发布TMG399x智能传感器系列。该系列是AMS最新推出的光学IR非触摸式手势传感器，内部集成了手势检测、接近检测、环境光检测、颜色感测、Mobeam条形码仿真技术等五大传感器功能，适用于智能手机、平板电脑以及其他消费类电子产品的非接触式手势控制和显示屏管理。 “TMG399x的手势检测功能基本原理是利用四个定向二极管来感知反射的红外线能量，然后将该数据转换为物理运动信息，包括速度、方向和距离。”Russell Jordan介绍说，由于传感器越来越多地被运用于当今的移动设备中，对传感器集线器架构的支持已经成为实现系统最佳性能的一个重要条件。 图2：光电二极管传感器阵列 AMS手势识别功能模块能够自动消除环境光的影响，排除光学串扰。并同时配备2个8位ADC和32数据集FIFO和12C通信接口，既能满足简单的“东南西北”手势传感需求，也能实现复杂的虚拟按键和轻击等手势检测要求。 在集成度方面，TMG399x达到了业界领先的水平，内部集成了颜色传感器，可进行更为精确的颜色及亮度控制，而这是在日光灯、白炽灯和太阳光等多种光源下进行便携式设备显示屏管理的决定性因素；接近检测功能则由红外LED和传感器共同实现，经优化可用于探测100毫米以内的物体，也可用于简化用户界面，如智能手机触屏的智能开关控制；Mobeam条形码仿真功能则使智能手机中的电子条形码能够被零售终端的一维POS机成功读取，集成的红外光调制功能利用模块内部红外LED模拟其他的光学收发设备或模拟一些复杂的光学信号，一个配备128字节RAM的多功能状态机可产生符合多种光学协议的仿真信号。 为了支持广泛的手势应用，AMS开发了专门的手势识别软件，实现了众多消费电子设备的非接触控制。据了解，TMG399x手势识别软件支持优化的安卓驱动，提供可用于高通Snapdragon 6xx和8xx处理器系列的ADSP库文件，可实现四个方向的手势传感、环境光传感、接近传感和其他所有标准功能，并可提供支持八个方向的手势传感、按钮和轻击功能。 《电子技术设计》网站版权所有，谢绝转载 手势识别有望取代触摸屏技术？ Russell Jordan说，AMS手势识别功能模块的突出优势在于能够自动消除环境光的影响、排除光学串扰。它配备有2个8位ADC、32数据集FIFO、I2C通信接口以及可节省功耗的交互延迟，既能满足简单的“东南西北”手势传感需求，也能实现复杂的虚拟按键和轻击等手势检测要求。通过可调整的红外LED输出和优化的手势算法，AMS将功耗和噪音降到了最低。 新发布的TMG399x包括TMG3992和TMG3993两款产品，如下图对比，可满足智能手机、可穿戴设备、家用自动化及控制等消费类电子设备的诸多应用需求。 人机界面迎来手势识别的机器感知时代 对于手势识别未来的应用场景，Russell Jordan解释，例如接打电话都可以通过手势来完成，或使用手势进行游戏控制。随着技术的不断发展，手势传感不仅会在手机等消费电子领域大规模应用，还会延伸到其他的应用领域，包括非接触式鼠标、家庭照明系统/温度系统的开关控制、汽车电子的控制等，以及在医院或是其他一些公共场合，非接触式的控制系统可以避免许多传染病的风险和威胁。 “短期内，手势与触摸方式将互为补充，AMS希望逐步推进手势识别的应用率，进而取代触摸技术。”Russell Jordan强调，人机界面将在触觉、视觉、听觉和非接触式手势识别等多元且互补界面的融合中不断发展，为技术和用户提供直观、无缝的交互界面。 《电子技术设计》网站版权所有，谢绝转载