原创 详细剖析手势控制技术原理和在汽车上的运用

       随着汽车工业的快速发展，汽车人机交互控制技术发展多元化，经历了 “物理按键控制系统”到“触摸控制系统”、 “语音控制系统”（成熟）、“手势控制系统”（逐渐成熟）、“视觉控制”（研究中），“脑电控制”（研究中）六种不同的控制方式，其中手势控制机技术逐渐成熟，反映出驾驶者对体验感和行车安全的重视。

那么什么是手势控制？

        手势控制（Gesture control）指的是可以通过手部在摄像头上方移动，使手机感应到手的运动，这样就能实现闹钟静音和来电铃声静音（不会挂断电话）的效果。同样的功能已经在当年的爱立信R520m上出现过。

       比如在来电或闹铃响起时，摄像头下方的白色LED闪烁，就证明“手势控制”已经打开。这时可以使手部从摄像头顺着机身方向开始来回移动，就能关闭铃声或闹铃，手部距离手机的高度必须在0-7厘米之间（说明书提到），否则就不能关闭声音了。不过实现“手势控制”并不太容易，换句话说就是W380i的感应器还不是很灵敏，用户需要多多练习才能提高该功能的成功率。

手势控制技术原理

       通过摄像头内置的红外LED光发射装置与接受装置，根据光线发射与接受之间的时间差来分析出手势的变化，最终数据传递给车载系统的控制单元，由控制单元调出与识别出的手势相对应的功能。

技术分类

       目前手势控制三分天下，分别为TOF技术、结构光技术和毫米波雷达技术。

       1）ToF技术，以大众Golf R Touch为代表：一种通过计算光线的传播时间来测量距离的技术。根据距离的不同来判断出不同手指的具体位置，从而判断出具体的手势，再对应到相应的控制命令之上。

       2）结构光技术：基本原理与ToF技术类似，不同之处在于其采用的是具有点、线或者面等模式图案的光。以英特尔集成式前置实感摄像头为例，其包括了红外激光发射器、红外传感器、色彩传感器以及实感图像处理芯片。

      3）毫米波雷达技术，以谷歌为代表：原理与ToF技术基本相同，但用于测量的介质从光线变成了无线电波。利用内置的毫米波发生器把无线电波（雷达波）发射出去，然后利用接收器接收回波。内置的处理芯片会根据收发之间的时间差实时计算目标的位置数据。

技术特征

       （1）构成：手势控制系统由3D摄像头、控制单元2大模块构成。其中3D摄像头模块主要包括摄像头、红外LED、摄像头传感器三部分。

       （2）可实现功能：手势控制系统目前可实现预设的7种手势功能：
1）手掌张开向右挥动表示挂电话、取消操作；
2）单指前后移动表示接听电话、选择、确定；
3）V形手势表示暂停、播放和自定义操作；
4）单指顺时针转动表示增大音量、缩小导航地图；
5）单逆时针转动表示减小音量、放大导航地图；
6）五指收拢成圈向右移动表示下一曲、回到主菜单；
7）五指收拢成圈向左移动表示上一曲、回到主菜单。

       （3）技术优势

       行车过程中司机操作无需转移视线即可实现功能操作，可大幅提高行车安全。

5.手势控制技术的应用前景

        宝马新七系已经采用了第一代手势控制技术，作为未来汽车行驶安全的重要保障，智能和体验化时代的到来是不可避免的。目前谷歌、微软、伟世通、福特等很多一流车企或供应商也在纷纷研究和应用手势控制技术。

       尽管未来手势控制是否会应用于汽车转向、加速、制动及倒车尚不得而知，不过近期概念车的设计对于驾驶座舱内部更加关注，相信这种极具未来感和安全性的汽车技术将在未来得到更广泛的应用。