如何用雷达实现手势识别

如何用雷达实现手势识别
雷达，英文Radar（Radio Detection And Ranging），利用发射“无线电磁波”得到反射波来探测目标物体的距离，角度，和瞬时速度。随着天线尺寸和芯片的极度缩小，在可预见的未来，更多的雷达设备将会以微型器件面世，如图所展示的那样，它们不仅能嵌入可穿戴设备，成为物联网的一类重要传感器。
图 传统的探测侦查雷达（左）以及Project Soli中用于手势识别的迷你雷达（右）
相比于其它隔空 *** 作技术，比如体感相机、超声波等，雷达有着一些天然优势：比如无论白天黑夜，暴晒寒风，皆可正常工作；在体积、成本，以及功耗上都比Kinect等体感相机来得要更低；高频雷达测量物体距离通常可以精确到毫米级别；而低频雷达则可以做到“穿墙而过”，完全无视遮挡物的存在。这些特性让雷达，尤其是微型雷达，在未来都有着广阔的应用前景。
雷达的组成
一般雷达由发射器、接收器、发射／接收天线、信号处理单元，以及终端设备组成。发射器通过发射天线将经过调频或调幅的电磁波发射出去；部分电磁波触碰物体后被反射回接收器，这就好比声音碰到墙壁被反射回来一样；信号处理单元分析接受到的信号并从中提取有用的信息诸如物体的距离、角度，以及行进速度；这些结果最终被实时地显示在终端设备上。传统的军事雷达还常配有机械控制的旋转装置用以调整天线的朝向，而新型雷达则更多通过电子方式做调整。
为节省材料和空间，通常发射器和接收器可以共享同一个天线，方法是交替开关发射或接收器避免冲突。终端设备通常是一个可以显示物体位置的屏幕，但在迷你雷达的应用中更多是将雷达提取的物理信息作为输入信号传送给诸如手表或其它电子设备。信号处理单元才是雷达真正的创意和灵魂所在，主要利用数学物理分析以及计算机算法对雷达信号作过滤、筛选，并计算出物体的方位。在这基础之上，还可以利用前沿的机器学习算法对捕捉的信号作体感手势识别等等。
雷达实现手势识别
雷达的测距或者测速都把物体想像成一个抽象的点。而真实的物体如手掌则可以认为是一堆三维点的集合体。所以在反射波中已然蕴藏了许多个点的距离与速度信号。同时呈现这些信息的一个好方法叫做距离－多普勒映射（Range-Dopler Map），简称RDM（如图）。RDM中的横轴是速度，纵轴是距离。它可以认为是一张反射波的能量分布图或概率图，每一个单元的数值都代表了反射波从某个特定距离和特定速度的物体得到的反射波能量。仔细看的话，从RDM中已然可以窥见探测物体的特征身形！基于RDM及其时间序列， 我们可以采用机器学习的方法识别特定的能量模式变化，进而识别手势及动作。在Soli推出之前，Nvidia也做过类似的研究。
图 距离-多普勒（速度）映射的等高线表示示例 每一个单元值代表了反射波中具有对应距离和速度的点的集合的反射能量。该映射可以作为特征向量用于机器学习识别手势动作。

一体化物联网摄像机作为新兴崛起的一个细分市场产品，由于其在前端可以同时接入多种传感、存储及执行设备，运行较复杂的算法，充当云与本地设备的网关作用。集成度非常高，只有较强的硬件DSP能够承当运算处理平台，还需要云端、PC和移动端的软件支持，同时还需要大数据处理算法才能充分发挥作用。从硬件看，一台一体化物联网摄像机就是一整套定制化的智能视频系统。因此使用非常简单，近年得到快速发展。广泛应用于各种轻型工程小项目里面，如分布式平安社区、果园、森林、油田、鱼塘、工地等点数众多、点位分散的场景使用。
安锐科技作为长期专注一体化物联网摄像机研发的方案公司，一直采用高品质的美国德州仪器（TI）芯片方案，研发出独具特色的产品，实现具体特点如下：
接入多种传感器
一体化物联网摄像机除了传统的视频传感器外，还可接入气象传感器、激光测距传感器、水位传感器等多种传感器，并在前端摄像机中分析统计后，与视频一起传输到后端。

Zigbee 组网联动
一体化物联网摄像机支持无线Zigbee组网联动，可通过无线zigbee连接6万多个传周边传感器，人脸识别、生物识别、语音识别、信息匹配等人工智能技术，可通过后期在线固件升级实现。

传感器触发抓拍汇报
安锐通一体化物联网摄像机的机身上本身就集成了触发传感器，采用人体热红外+移动侦测技术，当感应到人体走动时自动抓拍发送到手机并铃声提醒，杜绝单纯图像移动侦测的高误报！并且客户可以根据不同的使用场景选择带人体热红外还是带雷达的摄像机。

触预发录像
一体化物联网摄像机采用预录像存储算法，能够保存事件发生前和事件发生后一分钟内的视频，在不丢失重要视频的同时还保留了整个事件发生的过程！

大容量本地存储
一体化物联网摄像机支持TF内存卡、U盘和硬盘存储；内存卡和U盘都支持到512G，而硬盘则是支持到市面上较大的6T；结合独有的录像存储算法，可保存几年的视频文件。
多种联网方式
除了传统的网线联网方式外，一体化物联网摄像机还支持无线WIFI和4G联网等多种联网方式，以满足不同使用场景的需求。
多种外形可选
圆柱灯具造型、半球形、q形、大护罩形等多种外形，不论是室内或室外都提供了可以选用的型号。

你好，物联网比其他好很多。物联网是未来发展趋势，现在很多大学在一年以内开了这个专业，许多学校都在申请他，第一批本专业毕业生今年刚毕业，前景非常好。目前创业者很多都集中在这个行业，未来的马云或者比尔盖茨，将出现在这个行业里。建议你无论创业还是 ，这个行业都是非常好的选择 。

传感网 传感网 定义：随机分布的集成有传感器、数据处理单元和通信单元的微小节点，通过自组织的方式构成的无线网络。 功能：借助于节点中内置的传感器测量周边环境中的热、红外、声纳、雷达和地震波信号,从而探测包括温度、湿度、噪声、光强度、压力、土壤成分、移动物体的大小、速度和方向等物质现象。 以互联网为代表的计算机网络技术是二十世纪计算机科学的一项伟大成果，它给我们的生活带来了深刻的变化，然而在目前，网络功能再强大，网络世界再丰富，也终究是虚拟的，它与我们所生活的现实世界还是相隔的，在网络世界中，很难感知现实世界，很多事情还是不可能的，时代呼唤着新的网络技术。传感网络正是在这样的背景下应运而生的全新网络技术，它综合了传感器、低功耗、通讯以及微机电等等技术，可以预见，在不久的将来，传感网络将给我们的生活方式带来革命性的变化。 无线传感网 无线传感网络技术是典型的具有交叉学科性质的军民两用战略高技术，可以广泛应用于GF军事、国家安全、环境科学、交通管理、灾害预测、医疗卫生、制造业、城市信息化建设等领域。无线传感器网络(WSNs)是由许许多多功能相同或不同的无线传感器节点组成，每一个传感器节点由数据采集模块(传感器、A/D转换器)、数据处理和控制模块(微处理器、存储器)、通信模块(无线收发器)和供电模块(电池、DC/AC能量转换器)等组成。近期微电子机械加工(MEMS)技术的发展为传感器的微型化提供了可能，微处理技术的发展促进了传感器的智能化，通过MEMS技术和射频(RF)通信技术的融合促进了无线传感器及其网络的诞生。传统的传感器正逐步实现微型化、智能化、信息化、网络化，正经历着一个从传统传感器(Dumb Sensor)→智能传感器(Smart Sensor)→嵌入式Web传感器(Embedded Web Sensor)的内涵不断丰富的发展过程。 国际上比较有代表性和影响力的无线传感网络实用和研发项目有遥控战场传感器系统(Remote Battlefield Sensor System，简称 REMBASS --伦巴斯)、网络中心战(NCW)及灵巧传感器网络(SSW))、智能尘(smart dust)、IntelMote、Smart -Its项目、SensIT、SeaWeb、行为习性监控(Habitat Monitoring)项目、英国国家网格等。尤其是今年最新试制成功的低成本美军“狼群”地面无线传感器网络标志着电子战领域技战术的最新突破。俄亥俄州正在开发“沙地直线”(A Line intheSand)无线传感器网络系统。这个系统能够散射电子绊网(tripwires)到任何地方，以侦测运动的高金属含量目标。民用方面，美日等发达国家在对该技术不断研发的基础上在多领域进行了应用。 英特尔与加利福尼亚州大学伯克利分校正领导着微尘技术的研究工作。他们成功创建了瓶盖大小的全功能传感器，可以执行计算、检测与通信等功能。2002年，英特尔研究实验室研究人员将处方药瓶大小的32个传感器连进互联网，以读出缅因州“大鸭岛”上的气候，评价一种海燕巢的条件。而2003年第二季度，他们换用150个安有D型微型电池的第二代传感器，来评估这些鸟巢的条件。他们的目的是让世界各国研究人员实现无入侵式及无破坏式的、对敏感野生动物及其栖居地的监测。该公司开发出了用于家庭护理的无线传感器网络系统。根据演示，试制系统通过在鞋、家具，以及家用电器中嵌入半导体传感器，帮助老年人、阿尔茨海默氏病患者，以及残障人士的家庭生活。该系统利用无线通信将各传感器联网，可高效传递必要的信息，从而方便病人接受护理，还可以减轻护理人员的负担。该无线传感器网络系统是英特尔公司在阿尔茨海默氏病患者家庭的合作下，历时一年研究完成的，2004年下半年开始试用。 日立制作所与YRP泛在网络化研究所2004年11月24日宣布开发出了全球体积最小的传感器网络终端。该终端为安装电池的有源无线终端，可以搭载温度、亮度、红外线、加速度等各种传感器。设想应用于大楼与家庭的无线传感器以及安全管理方面。 三菱电机日前开发成功了一种设想用于传感器网络的小型低耗电无线模块。能够使用特定小功率无线构筑对等(Ad-hoc)网络。目标是取代目前利用专线构筑的家用安全网络，计划2005年～2006年达到实用水平。具体而言，与红外线传感器配合，检测是否有人、与加速度传感器配合，检测窗玻璃和家具的振动、与磁传感器配合，检测门的开关，等等。 在旧金山，200个联网微尘已被部署在金门大桥。这些微尘用于确定大桥从一边到另一边的摆动距离—可以精确到在强风中为几英尺。当微尘检测出移动距离时，它将把该信息通过微型计算机网络传递出去。信息最后到达一台更强大的计算机进行数据分析。任何与当前天气情况不吻合的异常读数都可能预示着大桥存在隐患。 我国现代意义的无线传感网及其应用研究几乎与发达国家同步启动，1999年首次正式出现于中国科学院《知识创新工程试点领域方向研究》的信息与自动化领域研究报告中，作为该领域提出的五个重大项目之一。随着知识创新工程试点工作的深入，2001年中科院依托上海微系统所成立微系统研究与发展中心，引领院内的相关工作，并通过该中心在无线传感网的方向上陆续部署了若干重大研究项目和方向性项目，参加单位包括上海微系统所、声学所、微电子所、半导体所、电子所、软件所、中科大等十余个校所，初步建立传感网络系统研究平台，在无线智能传感网络通信技术、微型传感器、传感器节点、簇点和应用系统等方面取得很大的进展，2004年9月相关成果在北京进行了大规模外场演示，部分成果已在实际工程系统中使用。国内的许多高校也掀起了无线传感器网络的研究热潮。清华大学、中国科技大学、浙江大学、华中科技大学、天津大学、南开大学、北京邮电大学、东北大学、西北工业大学、西南交通大学、沈阳理工大学和上海交通大学等单位纷纷开展了有关无线传感器网络方面的基础研究工作。一些企业如中兴通讯公司等单位也加入无线传感器网络研究的行列。 传感网在民用方面，涉及城市公共安全、公共卫生、安全生产、智能交通、智能家居、环境监控等领域。国内从事传感网应用的大企业目前为数不多，小企业呈现蓬勃发展的势头。北京鼎天软件有限公司，主要从事城市公共安全应急指挥系统建设，已经承担扬州电子政务和扬州应急指挥系统。上海电器科学研究院主要从事智能交通方面的工程，已经承担上海市内、外环智能交通工程。嘉兴中科无线传感网科技有限公司在数字航道、城市应急系统、机场监控等方面有较好的技术背景，相关项目工程正在进行中。沈阳东软、北大青鸟、亿阳信通等企业也传感网应用方面有所涉足，目前主要在电子政务方面，正在向公共安全应急指挥系统进发。 物联网 所谓“物联网”（Internet of Things），指的是将各种信息传感设备，如射频识别（RFID）装置 [1] 、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等种种装置与互联网结 合起来而形成的一个巨大网络。其目的，是让所有的物品都与网络连接在一起，方便识别和管理。 物联网是利用无所不在的网络技术建立起来的其中非常重要的技术是RFID电子标签技术 以简单RFID系统为基础，结合已有的网络技术、数据库技术、中间件技术等，构筑一个由大量联网的阅读器和无数移动的标签组成的，比Internet更为庞大的物联网成为RFID技术发展的趋势。在这个网络中，系统可以自动的、实时的对物体进行识别、定位、追踪、监控并触发相应事件。 物联网又称“传感网”，以互联网为代表的计算机网络技术是二十世纪计算机科学的一项伟大成果，它给我们的生活带来了深刻的变化，然而在目前，网络功能再强大，网络世界再丰富，也终究是虚拟的，它与我们所生活的现实世界还是相隔的，在网络世界中，很难感知现实世界，很多事情还是不可能的，时代呼唤着新的网络技术。 无线传感网络正是在这样的背景下应运而生的全新网络技术，它综合了传感器、低功耗、通讯以及微机电等等技术，可以预见，在不久的将来，无线传感网络将给我们的生活方式带来革命性的变化。 定义：随机分布的集成有传感器、数据处理单元和通信单元的微小节点，通过自组织的方式构成的无线网络。 英文名：Wireless Sensor Networks；缩写：WSN 功能：借助于节点中内置的传感器测量周边环境中的热、红外、声纳、雷达和地震波信号,从而探测包括温度、湿度、噪声、光强度、压力、土壤成分、移动物体的大小、速度和方向等物质现象。 目前较为成型的分布式网络集成框架是EPCglobal提出的EPC网络。EPC网络主要是针对物流领域，其目的是增加供应链的可视性（visibility）和可控性（control），使整个物流领域能够借助RFID技术获得更大的经济效益。 EPC网络的关键技术包括： EPC编码：长度为64位、96位和256位的ID编码，出于成本的考虑现在主要采用64位和96位两种编码。EPC编码分为四个字段，分别为：①头部，标识编码的版本号，这样就可使电子产品编码采用不同的长度和类型；②产品管理者，如产品的生产商；③产品所属的商品类别；④单品的唯一编号。 Savant，介于阅读器与企业应用之间的中间件，为企业应用提供一系列计算功能。它首要任务是减少从阅读器传往企业应用的数据量,对阅读器读取的标签数据进行过滤、汇集、计算等 *** 作，同时Savant还提供与ONS、PML服务器、其他Savant互 *** 作功能。 对象名字服务，类似于域名服务器DNS，ONS提供将EPC编码解析为一个或一组URLs的服务，通过URLs可获得与EPC相关产品的进一步信息。 信息服务，以PML格式存储产品相关信息，可供其他的应用进行检索，并以PML的格式返回。存储的信息可分为两大类，一类是与时间相关的历史事件记录，如原始的RFID阅读事件（记录标签在什么时间，被哪个阅读器阅读），高层次的活动记录如交易事件（记录交易涉及的标签）等；另一类是产品固有属性信息，如产品生产时间、过期时间、体积、颜色等。 物理标示语言，PML是在XML的基础上扩展而来，被视为描述所有自然物体、过程和环境的统一标准。在EPC网络中，所有有关商品的信息都以物理标示语言PML来描述，是EPC网络信息存储和交换的标准格式。

---