WiFi实现手势识别 挥挥手就能控制家电

创客联盟

现有的手势识别设备比如Kinect，通常采用摄像头或者其他的深度传感器捕捉用户。而这些设备一般只能在传感器所在的范围感知我们的手势动作。另外，也有通过用户随身携带传感器来解决这个问题的方案。

但现在，华盛顿大学的计算机专家们刚刚研发的一款设备打破这种限制。他们的技术是采用改进的WiFi路由器来识别手势——随便你是在家里的任何位置，只要有WiFi信号，设备就能检测到你的手势。

这项技术名为WiSee，用户可以通过它在家中的任何位置控制所有接入的家电设备，而这一切你要做的只是一个简单的手势。

Wisee的这套“全方位识别系统”通过分析环境中的WiFi信号变化来捕捉用户，而不需要你佩戴任何的外设或者是在家部署一堆摄像头。WiFi信号还可以穿墙，也就是说你需要配置的只是连接路由器的WiFi接入点和你的移动设备。

WiSee的手势识别是通过捕捉微弱的多普勒效应变化以及人体在环境中移动导致的WiFi信号变形实现的。这里多普勒效应的变化是指波源跟接收器的相对位移变化会导致波的频率变化——跟救护车在你身边呼啸而过时的场景非常相似。而对于WiSee来说，人体反射回的WiFi信号会被接收器当成波源。也就是说当人体在WiFi的覆盖中做出某个动作时，那接收器就能获取到对应的多普勒效应的变化。他们只要将不同手势跟不同的多普勒效应变化对应起来就可以了——比如手臂画个圈或者各隔空推两下。



WiSee实现中的一个问题是：通常的手势动作只会引起非常小幅的多普勒效应变化——大概只有几赫兹的变化——对于将的WiFi设备来说，这是非常难捕捉到的。研究人员首先将WiFi路由器改造成能够监测家中所有无线信号的智能接收器，之后再在接收器中加入将宽带信号转换成窄带信号的算法，这样设备就能检测到人体手势动作导致的微弱的信号频率变化了。

WiSee的另一项难度是当检测范围内有多个用户时如何处理。它的解决方法是设定一个特定的触发手势，也就是用户可以通过做出某个特定的动作组合来接管系统的控制权限。研究人员分别在办公和居家的环境中对5个用户做过测试，当环境中有多个用户时，手势的识别率会降低。

在类似的研究领域也有微软参与的SoundWave和Humantenna两个项目：前者采用声音，后者采用电线的辐射来捕捉身体的手势。但WiSee是唯一一个可以穿墙工作的系统。

下面是用WiSee实现智能家居控制的演示效果：