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elmos非接触式手势识别芯片E909.06/E909.07
elmos手势控制技术在汽车电子领域占据主导地位。截至目前，使用该方案的产品已经在汽车上实现了量产，芯片的出货量达到了百万片级。想象一下，抛开传统的机械开关和按键，只需简单的手势就可以控制车载影音系统的开、关，音量调节以及和导航系统的互动，或者通过类似的手势可以对车窗进行升降控制。这正是目前众多整车厂一直追求理念之一，在车载娱乐以及舒适系统中实现全新非接触式手势识别系统。幸运的是，这个全新的理念已经在相当一部分车厂的概念车中得以实现，并且在拉斯维加斯的CES（消费电子展）展览中向用户展示。这种新概念的技术难度现在已经完全不是问题，手势识别的一个最重要的特点是是带来驾乘舒适的同时，更能让驾驶员专注于瞬息万变的路况，避免意外情况的发生。当然了，新产品能否得到全面普及主要取决于各个年龄层次的用户能否直观、有效地调解和控制车载娱乐、导航系统。在功能方面，elmos提供的一套称为HALIOS™ 的方案，它的功能可以满足所有汽车电子应用环境所带来的各种挑战，特别是产品在工作的时候不受外界环境光的影响，也能够在温度快速变化的环境中保持功能的一致性。除了这些功能以外，即便是控制面板表面有划痕或者有灰尘覆盖，系统也能够自动校准，让用户操控随时随地都得心应手。所有这些特点的目标只有一个，那就是是让用户的操控更加直观可确保驾驶员有专注于眼前的路况。具体到方案的实现上主要通过两款芯片E909.06及E909.07。E909.06是基于光电技术、内置16位单片机的传感器芯片。它能够实现非接触式的手势识别和制。而E909.07是一款高性能、高灵敏度的互阻抗放大器，它的引入入大大提高了E909.06的手势识别的距离。采用elmos的手势识别方案HALIOS™ 可以识别一维接近手势、简单的二维和三维手势的动作。在原理上，E909.06的光电传感器系统-HALIOS™（High Ambient Light Independent Optical System）首先向外发射经过调制的红外光，然后经过外界物体（如手势）反射回来给光电二极管，这个二极管再把光信号转换成电信号和另外一路补偿管的信号进行比较之后传给芯片，E909.06再根据这个信号的变化趋势以及变化量来识别外界手势的变化。这个方案最大的特点是不受外界环境光的干扰，并且可以实现自校准的功能，消除由于传感器表面存在划痕、灰尘等的干扰。E909.06除了可以实现光电式传感器以外，采用相同的原理和方法，还可以用在电容式传感器的应用中。E909.06主要特点基于HALIOS™ 光电技术最多可支持4路LED发射管驱动，同时搭载1路补偿、1路差分接收适合多种传感器应用内置16位单片机，EL16内核及调试接口1.5Kx18(3kByte)SRAM,包括每16位子的2位奇偶校验及字节写操作。30Kx22(60Kbyte)flash每16位字的6位校验和支持SPI和I2C通讯接口内置看门狗,32位定时器，最支持8路GPIO手势识别已起步，要想厚积薄发还得先找准刚需|VR|硬件|投融资_新浪科技_新浪网
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手势识别已起步，要想厚积薄发还得先找准刚需
这是一个奇怪的现象，突然爆发的行业火着火着就冷了，如虚拟现实；这也是一个意料之中的现象，因为即便概念再火，不能真正落地也终是枉然，如VR交互式体验。交互体验概念虽已打出许久，但仍处于 “被呐喊”的阶段据不完全统计，截至2016年上半年，国内VR行业投融资事件共有117起，总投资规模超40亿元。其中2015年全年投融资事件有57起，投资规模为24亿元；2016上半年投资事件有38起，投资规模为15.4亿元。而到了2016年下半年，VR领域的投融资事件已鲜有听闻。可以看到，国内的VR热在2016年下半年急速冷却。对此现象，行业的普遍解释是：VR不过刚刚开始发展，落地挣钱太难；体验者对此的评价则是：VR没有想象中带感，仅游戏方面，VR体验与普通的网游体验并没有实质性的差别，而且时间短、消费高。但如果从深处究其原因，一个新兴行业的发展需要有其自己的特色，而从行业开始呐喊VR至今，所强调的就是其强大的交互能力和沉浸感。但很显然，交互不足、沉浸感不强，才是现在国内VR行业的真实写照。对于一个凭体验效果判定产品好坏的行业来说，概念打了太久却一直无法实现，这可谓是致命的。心动手动，手势识别是交互体验最基本的需求“从当前行业发展情况及用户需求来看，VR/AR头显厂商以及开发者对交互升级的需求越来越迫切，自然交互已经成为大势所趋。而手部的跟踪与识别技术作为自然交互的基础，也因此受到了行业的广泛关注和看好。” Leap Motion全球副总裁、大中国区总裁谭家东说。手，一向是人体一切动作的先行及操作部件，心动则手动，例如从昏迷中醒来的人首先动的就是手指。而在交互体验中，手部动作信号是否能够被精确识别与实时传输则直接影响着整体体验效果。有过VR体验相关经验的人应该知道，现如今大多的VR体验除需要戴上头显之外，为了能更好的与虚拟世界进行操作与互动，通常还需要用户手持一个或两个手柄。从镁客网了解的情况看，用户在手持设备进行体验时通常有着以下三个困扰：1.体验之前需要先学习怎么操作手柄；2.手柄前期校准耗时；3.设备间信号传输有延时，极其影响体验效果。而如果想要体验者彻底沉浸于虚拟世界，厂商最基本要做到的就是，让用户用最简单、最自然的方式进行无差别体验。“可以问一下自己，在体验中，你是否觉得在虚拟世界里的手就是自己现实中的手？这是衡量手势识别技术好坏的最重要标准。” 谭家东说。手势识别技术花样繁多，按需选择方不浪费资源不妨想象一下，如果你在家看电影时突然来了个电话，只要将手抬至屏幕前方画面就可暂停，是不是很快速？而当你看到一个精彩镜头想要回放，只需要抬手在屏幕前方滑动一下，是不是很方便？你还可以想象一下，当你在VR游戏体验中想要给队友打暗号时，只要在现实世界中用手打个暗号就可以达到目的，是不是很爽？可能在十年前，上述的三个情境还只是科幻想象而已，但如今，它却实实在在已经来到了我们身边。此外，虽然这三个情境都是依靠手势识别技术实现的，但它们实际上用到了三类技术，从简单的到复杂精细依次分为：二维手型识别、二维手势识别及三维手势识别。二维手型识别，是手势识别中最为简单的一类技术。该技术可获取二维静态手势，帮助用户用手型控制设备。这类技术的缺点就是不能识别动态手势，只能识别预设好的静态手型，拓展性差；而优点就是，该技术实质上是一种模式匹配技术，研发难度及硬件要求低；二维手势识别，与手型识别一样，不含深度信息，但它可以识别动态手型以及追踪简单的二维手势动作，例如对着摄像头进行滑动操作。这一技术可为用户提供更为丰富的人机交互服务，体验感有所增强，目前已在电视领域有所应用；三维手势识别，是当下最炙手可热的手势识别技术类别，所输入的是包含深度的三维信息，不仅可以识别手型、手势，还可以从三维层面追踪手部动作，为用户提供随心所欲的手部操控体验，应用场景广。但此类技术研发难度高、周期长且对硬件的数量及性能要求都大有提高，也因此成本较高，难在C端得以普及。“在2017年，我们都应该玩起三维手势了，深度信息是以后主流。”某黑科技发烧级玩家说。诚然，当前三维手势识别是最先进、体验效果也是最好的。但可以看见，不同的手势识别技术都有其优缺点，在整体技术发展不够成熟的当下，依据应用场景的实际需求，选择合适的技术辅以支撑，方能以最低的成本获得可满足需求的体验效果，不致资源浪费。手势识别能否成为理性刚需，还需先做到精准与实时“高鲁棒性、高精度、高刷新率和低延迟的手部追踪是沉浸感的真正来源。就是一直找不到理性刚需应用点。”凌宇智控CEO张道宁说。就当前行业发展情况来看，在大多数情况下，用户并不能体验到完全准确无误的手势识别服务。其中，最为主要的问题有以下三个：1.鲁棒性差，直接降低交互强度，使体验效果变差。举个例子，当你在游戏对战中用手势向敌人进行了5次进攻，前4次都准确打到了对方，却在第5次进攻时出现了偏差或者攻击发射不出去，导致你Game over了，你还有继续玩下去的欲望吗？当前的手势识别技术在原理上就存在着准确性不高的缺陷，一旦应用到实际场景中，很有可能会带来不好的交互体验，这也是为什么当下大多的体验式场景中，用户宁用操控手持设备的重要原因之一；2.没有反馈，用户在虚拟世界中得不到物理反馈。以当前的手势识别技术发展情况看，研发商们还无法给用户提供实时的物理反馈。打个比方，你在虚拟世界中射了一箭，如果是手持设备，只要手柄上的按钮切切实实被按动了，即便有延迟你不能看到箭射了出去，你还是能确信这一箭你射了。而如果仅靠手势识别技术，在有延迟或者其他情况下，看不到实际效果就不能确信你是否操作成功，不知道自己到底有没有对虚拟世界产生作用，也就没有获得真正沉浸感的体验。3.追踪范围有限，手部动作信号必须在能被捕捉到的范围内进行，体验时需要时时注意，不能随心所欲。此外，由于手势识别技术门槛高，其对硬件、技术等要求极高，也直接导致了该技术研发周期长、资金耗费大，运行时功耗高，而精度却没有质的提升，让手势识别行业者一直被圈于“做Demo，讲故事”的怪圈。巨头布局下的市场正在拓展，国内厂商厚积薄发之时到了然而，即便当下手势识别技术还不够成熟，但正如那位发烧友所说，手部深度信息识别是今后的体验主流。“手势识别是交互技术的一种，可以应用在多个领域，除当下比较火的虚拟现实领域之外，在教育领域、医疗、传统工业等领域的应用场景也正在开发中或已有所应用。”专注于惯性传感器动捕系统研发的Xptah创始人&CEO陈会兵说。随着近年来更多商业化应用的出现，手势识别市场规模正在急速扩大。今年三月，市场分析公司Markets and Markets曾发表报告称，到2024年，手势识别和无触碰感知的市场规模将达到340亿美元。而此前更有数据显示，早在2014年，全球手势识别与传感器市场达到了31.2 亿美元的规模，复合年增长率为32.78%。可以看到，谷歌、苹果、英伟达、亚马逊、微软等在手势识别领域均有布局，如微软的手势识别追踪技术handpose、谷歌将于今年发布的Project Soli手势识别芯片、亚马逊获得的AR手势识别专利等，涉及了智能家居、AR/VR、芯片、自动驾驶等各大硬科技领域。而随着国内市场环境的改善，接受能力快、学习及创新能力强的手势识别技术公司也开始渐渐崭露头角，如凌感、诺亦腾等。顺应而来的，很多国外的技术开发商开始在中国设立海外办公室，与国内硬件厂商、内容开发商合作，共同打开中国市场，如即将在中国设立海外办公室的Leap Motion等。“我们非常欢迎越来越多的领先企业和我们一起去研究探索，研发出最好的自然交互解决方案。交互问题的解决可以带动整个行业的发展，希望我们大家可以伴随着行业共同成长。”总结虽然目前手势识别技术发展不够成熟，各种问题仍旧阻碍着用户体验效果的提升。但不可否认的是，手势识别技术是交互式体验不可或缺的重要组成部分。行业发展早期，还需研发商戒骄戒躁，基于传统交互手段，稳步提高手势识别精准度与实时性，给予用户虚拟及现实的沉浸体验。【钛媒体作者：镁客网，微信公众号搜索“镁客网”，微博@镁客网】
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2012 年科技界最振奋人心的消息之一便是 Leap Motion 的横空出世了。Leap Motion 是继 Kinect 之后又一款革命性的交互产品。这家位于硅谷的高科技公司推出了精准而价格又能为大众接受的手势识别设备。Leap Motion 使用起来非常方便，只需将小盒子用 USB 连到电脑（PC & Mac），就像用鼠标一样。Leap Motion 的工作范围大致是笔记本上方的空间。如下图所示，把 Leap Motion 放到键盘边，手指在显示器前方的动作都可以被准确识别出来。Leap Motion 的革命性在于，它让人机交互朝着更自然的方式迈了一大步。在鼠标键盘时代，人机交互都是透过工具来进行的，这个工具就是鼠标键盘和界面上的控件。比如想放大图片，那就得用鼠标滚轮或者按 CTRL 和 “+”。进入触摸屏时代，我们可以用手指直接去拉动图片放大，这种交互是抛弃了中间介质直接对目标来进行的。但其限制在于，操作是在平面上的，而且手指还是要去触碰触摸屏。现在 Leap Motion 来了，仅凭双手，无需任何介质，便可以自然地随心所欲地在三维空间进行交互，这直接把虚拟世界与现实世界联系起来了。可惜的是，Leap Motion 依附于 PC，但多数 PC 制造商对基于 Leap Motion 开发硬件这件事兴趣不大。Leap Motion 预计销售 500 万部设备，但实际销量不到 50 万部。2014 年 5 月，由于销售情况不如预期，Leap Motion 不得不解雇了 10% 的员工。切入电脑端设备销量不如人意，Leap Motion 开始在
上下功夫。2014 年 8 月，Leap Motion 推出了一套基于
设备的解决方案，可直接
头显面前加入 Leap Motion 传感器套件，将手势操作引入，实现虚拟和现实的无缝交互。2016 年 2 月，Leap Motion 推出了一套硬件更薄、更小的解决方案命—— Orion。同年 3 月，Leap Motion 将 Orion 适配到了 HTC Vive 上。Orion 可以完成一系列非常细微的手指动作捕捉，虚拟手部就像真实世界中的手一样灵活。不过， 头显诸如 Oculus Rift, HTC Vive 都有自己的交互设备，Orion 想要更好地适配这些头显，还得依靠 Leap Motion 官方和
硬件厂商加深交流。进军中国市场2014 年 8 月，Leap Motion 正式进入中国，取名“厉动”。Leap Motion 在本土选择了神州数码作为中国区的总代理，负责销售、营销、品牌、市场、开发者关系、售后服务等业务。消费者可以在线上诸如京东、天猫，线下诸如国美等渠道买到 Leap Motion，价格为 688 元。这个价格只比水货贵了 100 多，竞争力很强。爱范儿之前曾对 CEO Michael Buckwald 进行专访，根据 Buckwald 的介绍，在神州数码与他们接触的时候，他们正在考虑进入中国市场，神州数码并不是 Leap Motion 唯一的选择，当时在和中国几个总代有谈判。神州数码出现的时候他们正在做决定，最后选择了神州数码。“之所以等到现在是因为我们是外国公司，不了解中国市场，希望合作伙伴可以提供全套管理，和神州数码沟通后觉得是最好的伙伴。”Buckwald 对爱范儿说道。这之后，Leap Motion 在中国一直没有太多声音。直到最近，Leap Motion 中国区总经理陈佳敬才在网易科技的开物沙龙
专场表达对
交互的看法：在
这种颠覆式的产品中，传统的手柄和控制器已经落伍，这是因为传统装置已经不足以满足人们对新兴领域的追求了。Leap 希望在全新的世界里，用裸手实现
互动的真正价值。Leap Motion 在 /AR 的定位就好像是触控屏幕在手机上面的定位。 在这个阶段确实是主流，但硬件趋于发展和成熟后，AR 最终将会把
吞掉。因为人们更喜欢在真实的世界中投射，然后用双手在空中操控，就像科幻电影中的那样。到那个时候还是用控制器吗？手指和机器的互动最终才会成为主流，无论是 AR 还是 ，控制器都是阶段性产品，最终将会被取代。
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ELMOS推出手势识别芯片
　　德国多特蒙德，德国艾尔默斯半导体公司(ELMOS)日前宣布推出一款用于手势识别的非接触式光电传感器芯片E527.16。该款芯片是基于HALIOS(R)的基本工作原理：一个LED管发射出经过调制的红外光，当这些红外光遇到物体之后，一部分被反射回来并且被系统中的光电管接收转换成电信号。与此同时，另外一个LED管同时发射出幅值相同，但是相位相差180°的红外光。正常工作时候，可以保证光电管上接收到幅值相同相位相反的信号，确保这部分电路的输出信号始终为零。运用这个原理设计的光学系统最大的特点是可以抵御极强的外界环境光干扰，并且性能不受温度及光线变化的影响。
　　该芯片可以识别接近、拍动、快速挥动等多种手势，通过这些动作的识别，输出多种类型的工作状态，其探测距离可达25cm。在有效检测范围内能够识别的手势包括：触发手势，有物体（如：手）进入到系统的有效检测区域；轻拍手势，垂直方向上快速的来回移动，模拟一个虚拟开关动作；时间选择，手势停留一定的时间；擦拭、滑动，水平方向以一定的速度挥动手势；接近手势，以一定的速度缓慢接近或者是远离传感器。另外，能够输出的工作状态包括：开、关，灯具全亮或全灭；调光，灯具的亮度从0% 到 100%可调，步长是0.4%。同时，通过改变灯具的亮度来通知用户该系统已经识别了某种手势。 　　该款芯片设有人机对话接口，芯片内部集成最基本的手势识别和照明调光的控制功能，用户无需增加额外的单片机以及复杂的软件工作，是一款完整功能的手势识别解决方案，适用于所有类型的照明应用中，也可广泛应用于开关、探测物体、调光等多种非接触式的手势感应产品中。除此之外，该手势识别解决方案也为用户预留有一定的空间，可根据实际的需求进行一些个性化的设计和优化。
芯片评估板的典型应用原理框图 　　为便于用户进行前期设计，可提供样片给用户，也可为用户提供评估板进行功能的评估和演示。如需了解更多详细信息或申请样片，请发电子邮件至 ，邮件主题请注明HALIOS(R)。 　　欢迎访问：
　　关于艾尔默斯半导体　　艾尔默斯半导体公司(ELMOS)成立于1984年，长期致力于研发、生产基于半导体技术的系统解决方案，拥有丰厚的技术资源与设计经验。技术领域涉及混合信号技术、控制技术、传感、光电技术领域，可为用户提供量身定制的产品设计服务。产品主要应用于汽车、工业控制、医疗设备、安防系统等领域。　　Media Contact:　　ELMOS Semiconductor AG　　Mathias Kukla, Heinrich-Hertz-Str. 1, 44227 Dortmund　　Telefon 02 31-75 49-0,Direkt -199　　Fax 02 31-75 49-548 　　艾尔默斯半导体技术（上海）有限公司&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& 　　上海市浦东新区源深路1088号葛洲坝大厦1BF伦敦单元 邮编 200122,　　电话: +86 (0)21 　　电子邮件：
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导语：采用毫米波雷达做手势识别，难点在于雷达传感器芯片设计，其中又包括MMIC芯片（单片微波集成电路）和天线PCB板设计。
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