扫描手势雷达

黑科技丨谷歌推空气操作！微软让普通手机也能扫描3D！

空气操作为了实现5G，60GHz毫米波的研究成为世界多国瞩目的研究项目。三星连续突破毫米波（mmWave）局...

空气操作

为了实现5G，60GHz毫米波的研究成为世界多国瞩目的研究项目。三星连续突破毫米波（mmWave）局限，日本电信公司KDDI最近更是提出了一个以內容为中心的网络构架技术，让60GHz频段与LTE网络协同工作，可将下载速率直线提升5倍。

不过，google的乱入，让这一切黯然失色。

今天的智能手机、平板、可穿戴设备都是触控的，能不能通过手势控制？我的意思是说，不用接触触摸屏，你只需要在空气中用指头划一划。像这样：

这是来自google的颠覆式创新，这一切都是通过60GHz毫米波实现的。

google的这一项目叫Project Soli，在今年的google I/O大会上，google向外界展示了这一技术。

该团队开发两种Soli 芯片，一种使用脉冲雷达，约9平方毫米大小；另一种使用连续波雷达，约11平方毫米大小。脉冲雷达的发射和接收信号在时间上是分开的，适用于测距，尤其适于同时测量多个目标的距离。连续波雷达能对相当距离范围内的具有任何速度的目标进行测速。

这两个芯片都运行在60GHz毫米波上。

60GHz毫米波以提供更大的数据带宽，问题是容易被建筑物、恶劣的天气甚至人所阻挡，波束窄，衰減大，难于实现远距离传输。google这一创新正是利用了毫米波的缺点逆向思维脑洞大开。

Project Soli是基于无线电波反射建立的交互体系。

雷达技术就是向目标物发送无线电波，利用无线电波反射，从反射的雷达信号中获取信息。Project Soli为什么能够从有限的反射信号中获取这么多手势信息，是因为他们建立一个非常全面的手势识别体系，利用60GHz高速率传播的特点，从中提取计算出用户的手势信息。

由于体体积小，它足够嵌入到智能手表等可穿戴设备，并且可以实时追踪你的动作，并根据这些移动检测从而更改信号。当然它还可以广泛应用于物联网和其它计算设备。

类似于智能手表的可穿戴设备，都有一个问题，其触摸屏太小，很多触摸动作很难在这么小的范围内完成。如何精准的捕捉到手指的活动，是这个场景面对的挑战。同时，触屏的限制在于无法捕捉3D空间内的手指动作，如捏、搓、抓握、转动等。触摸笔体验不好，可见光和红外摄像头虽然可以捕捉距离，但因为可见光/红外无法穿透手指，因此无法捕捉到被遮挡部分的动作。

采用60GHz毫米波正好可以解决以上问题。

以智能手表为例，如果要调整时间，我们可以在距离表盘12厘米的地方调整小时，在距离16厘米左右的地方调整分钟，而手势还是我们传统使用机械表的手势。

不过，此次在Google I/O 2015展示的Project Soli，目前仍处于初期发展阶段，未来仍有可能变动。

微软让普通手机也能扫描3D

在微软研究院，他和同事们研究出了让普通的手机变成3D扫描仪的方法。任何一台手机——无论是Windows Phone，还是iPhone或者Android手机，在加载了他们研发系统之后，只需要手机自带的摄像头和处理器，不需要联网，完全依靠本地的计算能力和图像处理能力，就可以扫描3D物品。

这套系统名为MobileFusion，从拍摄的外观上来看，“和平常用手机拍一张照片没有太大区别，但其实，拍下来的已经是一个完全的3D模型了，”MobileFusion研究团队成员，牛津大学博士在读生彼得·昂德鲁斯卡（Peter Ondruska）介绍到。

普通人拍照是这样的：

MobileFusion拍照是这样的：

普通相机成像原理是这样的：

MobileFusion扫描3D的原理是这样的：

别看大部分设备简陋，iPhone的后置摄像头分辨率只有800万像素，但是扫描的精度还是没啥问题的。项目成员，微软研究院首席研究员普什米·科里（Pushmeet Kohli）透露，MobileFusion扫描出来的素材文件质量的水平比想象的要高，足够3D打印、增强现实游戏等使用场景使用。

“用这个软件，出去玩的时候扫描一下埃菲尔铁塔，然后把3D的数字模型分享给朋友和家人，还是蛮好玩的，”伊扎迪表示。

他说的不无道理。3D扫描已经不仅限于研究用途，在市面上买到的很多消费级电子产品，都已经包含了一些3D扫描功能的软件和硬件，扫描的能力、精度和软硬件的易用性都已经达到了比较好的程度。比如，英特尔正在和一些厂商合作，在电脑、平板电脑甚至是手机上安装一种名为RealSense的模组：它由至少两个摄像头组成，可以拍摄3D的视觉内容，用于活体人脸识别、建筑行业测量等场景。

尽管从硬件成本上来看，RealSense已经比前几年的3D扫描硬件好出太多，但科研人员们还不满足。“在我们看来，3D扫描的普遍性和可用性才是最重要的。”伊扎迪说。