基于多普勒頻移的非接觸式設(shè)備交互研究.pdf

1、隨著普適計算的發(fā)展和智能終端的普及，人們對人機交互的水平和質(zhì)量不斷提出新的要求，人與設(shè)備之間進(jìn)行交互的信息更加豐富多樣?；趶V泛使用的智能移動設(shè)備及其低功耗傳感器，本文提出了一個在家庭環(huán)境內(nèi)的設(shè)備交互方法，即基于傳感器—麥克風(fēng)和揚聲器收發(fā)高頻聲音，利用新穎的基于多普勒效應(yīng)的聲學(xué)技術(shù)，結(jié)合不同的指向手勢動作，實現(xiàn)對家居設(shè)備的互動選擇。
　　首先，對多普勒信號的產(chǎn)生及特征進(jìn)行分析，由于環(huán)境中存在嘈雜和高頻聲波噪音，要成功提取多普勒頻移

2、，需要通過帶通音頻信號處理技術(shù)實現(xiàn)對環(huán)境的魯棒性。為了提高系統(tǒng)的響應(yīng)速率及頻域分辨率，通過利用欠采樣技術(shù)和短時傅里葉變換分析隨時間變化的頻譜，測量多普勒頻移并尋找峰值頻率。
　　其次，在分析多普勒頻移與手勢的映射關(guān)系的基礎(chǔ)上提出新的設(shè)備交互方法。多普勒頻移的正負(fù)可以用來確定手勢的方向，利用頻移變化提出對應(yīng)不同交互場景的手勢類別。利用Goertzel算法進(jìn)行譜峰邊界查找，根據(jù)頻譜中提取的特征，進(jìn)一步得出用戶手勢移動的方向，并作為觀測

3、值輸入分類模型中，以實現(xiàn)用戶手勢的實時識別。
　　再次，鑒于隱馬爾可夫?qū)r序信號具有良好的建模能力，采用HMM進(jìn)行手勢識別，實現(xiàn)頻移與手勢的對應(yīng)分類。通過估計設(shè)備之間相對頻移的變化，目標(biāo)設(shè)備估計測得的頻移值，用戶設(shè)備根據(jù)具體場景和不同手勢設(shè)定的要求做特定手勢，識別并連接有特定頻移強度的設(shè)備。若一個非目標(biāo)設(shè)備也位于傳輸范圍內(nèi)，可有效避免與其連接。
　　最后，通過多類型移動設(shè)備采集相關(guān)數(shù)據(jù)，并設(shè)計完整的模擬實驗并通過Matlab