基于多普勒頻移的非接觸式設備交互研究.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量不斷提出新的要求，人與設備之間進行交互的信息更加豐富多樣?；趶V泛使用的智能移動設備及其低功耗傳感器，本文提出了一個在家庭環(huán)境內的設備交互方法，即基于傳感器—麥克風和揚聲器收發(fā)高頻聲音，利用新穎的基于多普勒效應的聲學技術，結合不同的指向手勢動作，實現(xiàn)對家居設備的互動選擇。
　　首先，對多普勒信號的產生及特征進行分析，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實現(xiàn)對環(huán)境的魯棒性。為了提高系統(tǒng)的響應速率及頻域分辨率，通過利用欠采樣技術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系的基礎上提出新的設備交互方法。多普勒頻移的正負可以用來確定手勢的方向，利用頻移變化提出對應不同交互場景的手勢類別。利用Goertzel算法進行譜峰邊界查找，根據頻譜中提取的特征，進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，鑒于隱馬爾可夫對時序信號具有良好的建模能力，采用HMM進行手勢識別，實現(xiàn)頻移與手勢的對應分類。通過估計設備之間相對頻移的變化，目標設備估計測得的頻移值，用戶設備根據具體場景和不同手勢設定的要求做特定手勢，識別并連接有特定頻移強度的設備。若一個非目標設備也位于傳輸范圍內，可有效避免與其連接。
　　最后，通過多類型移動設備采集相關數據，并設計完整的模擬實驗并通過Matlab