无接触/手势控制将成为下一代人机接口趋势

第一款采用无接触式/手势控制的装置正迈向市场。LG在MWC上展示的G8 ThinQ实现智能手机身份验证功能和手势控制，并且谷歌和苹果很可能也会在2019年推出具有这种人机接口（HMI）的产品。HMI技术的两个最新趋势分别是语音启动和无接触或手势控制。语音控制产品在德国纽伦堡的嵌入式世界展中备受关注，最明显的例子是恩智浦半导体展示整合Alexa语音服务的新型微控制器。但是在2019年MWC会议上，无接触式控制几乎没有引起太多注目。可是，LG依旧展示采用英飞凌科技飞行时间（ToF）技术的G8 ThinQ智能手机。 LG G8 ThinQ采用结合了ToF Z相机和红外传感器的手掌静脉认证。其中， Z相机可以使用Air Motion（例如挥动手或挤压空气）且无接触之下控制手机。该功能是基于英飞凌和PMD Technologies的REAL3影像传感器芯片而来。虽然其他3D感应技术利用复杂算法来计算物体与相机镜头的距离，但REAL3影像传感器芯片声称能捕获所扫描物体反射回来的红外光，进而提高准确度。因此，ToF不仅能减少了应用处理器的工作量，且在环境光下更快且更有效运作，进而又降低了功耗。根据Yole Developpement预估，到2023年，3D影像和感测市场价值将可达到185亿美元。ResearchAndMarkets估计，到2025年，无接触式手势辨识市场更可达306亿美元价值。其实，从专利申请来看，苹果和谷歌似乎都在积极地追求手势控制领域。其中，谷歌最近获得了第二项基于雷达的空中手势专利。此外，FCC最近授予谷歌豁免适用于57至64 GHz频段内用于短距离交互式运动感测雷达的规则，允许其在比目前更高功率水平下运行。谷歌是采用英飞凌开发的Soli芯片，将整个传感器和天线数组整合在一个紧凑的8mm x 10mm封装中，以实现追踪手势运动。与传统雷达传感器不同的是，其芯片不需要大量带宽和高空间分辨率。相反，它的基本感测原理是依赖于运动分辨率，以萃取接收讯号的细微变化。苹果也一直致力于悬空感应多点触控研究并拥有多项专利。最新专利（US 10,198,108 B2）是用于触控和悬空感应的同一时间讯号检测。总之，触控屏幕定义了第一代智能手机之后，手势控制或无接触式控制很可能成为智能手机人机接口中的下一个创新。目前预估无接触式控制很可能在未来12到18个月内变得更加普及。