傳感器有趣的應(yīng)用，你知道多少？

發(fā)布人：傳感器技術(shù) 時(shí)間：2022-11-15 來(lái)源：工程師

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雖然傳感器應(yīng)用在生活中的方方面面，但聽(tīng)到“傳感器”這三個(gè)字還是會(huì)感覺(jué)到很陌生吧？這是絕大部分傳感器行業(yè)外人士共同的感受，但為什么會(huì)這樣呢？這主要是因?yàn)閭鞲衅魇俏矬w最基礎(chǔ)最底層的應(yīng)用，它被嵌入在應(yīng)用場(chǎng)景的最根部與人們?cè)谏疃际情g接而非直接的接觸，所以默默無(wú)聞工作的傳感器自然就沒(méi)有被大家廣泛的了解和認(rèn)識(shí)了。

傳感器本身是冰冷冷的，但是它被融合在不同的場(chǎng)景也會(huì)給人們帶來(lái)不一樣的感受，這些場(chǎng)景因?yàn)橛袀鞲衅鞯馁x予而變的“很聰明”“很敏感”“很驚喜”“很有趣”.....那么接下來(lái)就讓大家看看關(guān)于傳感器的一些很有趣的應(yīng)用，相信你會(huì)感嘆傳感器的神器。

谷歌手勢(shì)操作系統(tǒng)Project Soli

講這個(gè)系統(tǒng)之前必須要了解的是它的主角——雷達(dá)，利用電磁波探測(cè)目標(biāo)的電子設(shè)備。****電磁波對(duì)目標(biāo)進(jìn)行照射并接收其回波，由此獲得目標(biāo)至電磁波****點(diǎn)的距離、距離變化率（徑向速度）、方位、高度等信息。

Project Soli使用了無(wú)線電定位技術(shù)也就是雷達(dá)來(lái)捕捉手部動(dòng)作，雷達(dá)技術(shù)已經(jīng)在生活中廣泛應(yīng)用，例如追蹤監(jiān)測(cè)汽車、大型物件、衛(wèi)星和飛機(jī)，Google ATAP（Google公司的一個(gè)部門）卻用它來(lái)捕捉人手的細(xì)微動(dòng)作、手部的任何細(xì)小動(dòng)作，利用它與可穿戴設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)和計(jì)算機(jī)設(shè)備交互。將雷達(dá)硬件轉(zhuǎn)變成捕捉手部姿態(tài)的感應(yīng)器，雷達(dá)能夠?qū)o(wú)線電波傳遞給一個(gè)特定目標(biāo)，雷達(dá)接收器能夠****這一目標(biāo)散發(fā)的能量。并且他們建立了一套手部姿勢(shì)識(shí)別系統(tǒng)，所以能從雷達(dá)信號(hào)中獲取如此多的信息，這套系統(tǒng)能從接收到的高幀頻雷達(dá)信號(hào)中提取特定的人手動(dòng)態(tài)信息，通過(guò)分析這些信號(hào)能使用者的意圖。雷達(dá)本身具有的諸多特點(diǎn)，比如有很高的位置精度，這樣能捕捉到最細(xì)微的動(dòng)作；它能以不同材質(zhì)為介質(zhì)，也能被嵌入物品中能夠獲取更加精確的位置

把雷達(dá)技術(shù)與人的手勢(shì)相結(jié)合開(kāi)發(fā)虛擬工具，比如大拇指在食指上下滑就能調(diào)整時(shí)針?lè)轴樀拇笮?，大拇指和在食指上點(diǎn)擊一下就能起到暫停的作用，拇指和食指遠(yuǎn)離起到放大的作用......試想這種傳感器普及之后人們的生活將變得多么有趣。

拇指在食指上下滑動(dòng)改變數(shù)字大小

拇指點(diǎn)擊食指暫停

雷達(dá)捕捉人手勢(shì)

掃頻電容傳感器

（Swept Frequency Capacitive Sensing）

這個(gè)是關(guān)于Disney Research曾經(jīng)的一個(gè)項(xiàng)目：Touché。touché是一種新的傳感技術(shù)，旨在使我們周圍的世界具有豐富的交互性和響應(yīng)性。它價(jià)格低廉，易于實(shí)現(xiàn)，它可以在各種日常物體上，甚至在人體上檢測(cè)到觸摸、接近和復(fù)雜的手勢(shì)。touché也可以應(yīng)用于非常規(guī)材料，如水和生活物質(zhì)，以使新的和令人興奮的應(yīng)用。

該技術(shù)采用了一種新的方法，稱為掃頻電容傳感器。touché不是感知一個(gè)頻率的電容觸摸，而是感知數(shù)百個(gè)頻率來(lái)構(gòu)造一個(gè)復(fù)雜的動(dòng)態(tài)電容輪廓。此配置文件包含關(guān)于用戶及其交互對(duì)象的復(fù)雜信息。不僅可以感知和識(shí)別復(fù)雜的手勢(shì)，而且可以感知和識(shí)別人體的接近和位置。使用觸控傳感器對(duì)物體進(jìn)行儀器檢測(cè)既簡(jiǎn)單又便宜；只需將一根電線連接到物體或用戶上就能感覺(jué)到相互作用。touché使用定制的控制板，這種控制板緊湊，電池供電，并配有藍(lán)牙。固定式和手持式物體都可以用觸控傳感器輕易增強(qiáng)。

它能有很有意思的應(yīng)用，具體可以看下方的截圖來(lái)體會(huì)一下。

手勢(shì)的不同，感知頻率也不同

幾個(gè)手指相觸便能被感知幾個(gè)手指

手掌壓在手柄上時(shí)，門上會(huì)顯示“Do not Disturb”

一個(gè)手指放在手柄上時(shí)，門上會(huì)顯示“Come in quietly”

門外手柄被手掌握住時(shí)，門上會(huì)顯示“Gone for the day”

超聲波傳感器

曾經(jīng)有一款箱子風(fēng)靡一時(shí)，它有個(gè)外號(hào)叫“會(huì)跟著主人行走的箱子”，這款箱子大家多多少少都有聽(tīng)說(shuō)過(guò)吧，心里肯定也會(huì)有疑惑：為什么箱子能自己走呢？其實(shí)是因?yàn)橄渥永锇惭b了超聲波傳感器的原因。箱子里的超聲波傳感器通過(guò)藍(lán)牙模塊用藍(lán)牙信號(hào)與使用者的智能手機(jī)匹配從而獲取匹配成功的手機(jī)的具體角度和方位，再通過(guò)一個(gè)微型處理器計(jì)算出使用者當(dāng)前所在位置，并且結(jié)合傳感器獲取的信息與使用者保持一定的距離。并且箱底設(shè)有履帶，當(dāng)處理器發(fā)出驅(qū)動(dòng)信號(hào)時(shí)，箱子就會(huì)移動(dòng)了。知道原理之后是不是覺(jué)得這個(gè)箱子也沒(méi)那么神乎了呢？反而覺(jué)得傳感器是個(gè)很神奇的東西了吧。

當(dāng)Jacket遇上傳感器

這是Levi’s和Google合作的一款智能衣服項(xiàng)目叫Jacquard，把袖口變成了一個(gè)可以操作手機(jī)的“遙控器”,智能夾克。那么為什么會(huì)稱為“智能夾克”呢？這件夾克是用導(dǎo)電絲編織而成并連接到袖口的那顆用可觸摸觸敏材質(zhì)制成的紐扣上，這個(gè)紐扣上集成了大量的傳感器。這個(gè)開(kāi)啟之后會(huì)發(fā)出微弱藍(lán)光的、充滿未來(lái)感知的紐扣，可用來(lái)進(jìn)行藍(lán)牙傳輸?shù)男盘?hào)****和接收器，也就是這個(gè)紐扣讓人們穿上夾克之后無(wú)需再掏出手機(jī)，就可通過(guò)這件衣服與手機(jī)進(jìn)行交互。

揮一揮衣袖即可掛斷電話

IMU傳感器（慣性傳感器）

看到這個(gè)傳感器的名字是不是覺(jué)得非常陌生呢？但如果說(shuō)它和VR有很大的聯(lián)系，是不是又覺(jué)得親切了不少呢？對(duì)于VR相信大家肯定不陌生，如果大家又恰恰使用過(guò)VR設(shè)備，可能會(huì)遇到頭暈的現(xiàn)象，這也被稱為“VR暈眩癥”。其實(shí)暈眩是因?yàn)檠劬吹降模╒R）畫面與從耳朵接收到的（真實(shí)位置）信息不一致，有延時(shí)這會(huì)導(dǎo)致大腦的負(fù)擔(dān)，從而產(chǎn)生暈眩感，也就是說(shuō)VR設(shè)備中的傳感器感知的精確度和實(shí)時(shí)性不夠。

IMU傳感器即慣性傳感器，包括加速度傳感器、陀螺儀和地磁傳感器，這些傳感器主要用于捕捉頭部運(yùn)動(dòng)，特別是轉(zhuǎn)動(dòng)。在使用VR設(shè)備時(shí)，使用者在虛擬世界的物理信息，主要是頭部的朝向姿態(tài)及所處的物理位置。因此，IMU傳感器在VR中起著基礎(chǔ)核心的作用。因此，對(duì)于VR設(shè)備而言，產(chǎn)品體驗(yàn)主要就是動(dòng)作捕捉的準(zhǔn)確性和顯示的延遲這兩方面，而這很大程度上，都是由設(shè)備中的IMU慣性傳感器決定的。

肌電傳感器

前段時(shí)間在某音上有個(gè)視頻特別火，視頻的內(nèi)容描述的是一個(gè)人戴著一個(gè)很可愛(ài)的兔耳朵帽子，帽子上的兩個(gè)“耳朵”會(huì)根據(jù)人的表情變化而上下變動(dòng)?？吹竭@個(gè)視頻大家是不是覺(jué)得很神奇呢？“耳朵”為什么會(huì)根據(jù)臉部表情來(lái)動(dòng)呢，感覺(jué)被賦予了生命一般。其實(shí)是因?yàn)檫@款帽子里邊加入了肌電傳感器的原因。

這款傳感器通過(guò)檢測(cè)人體的表面肌電信號(hào)（sEMG），進(jìn)而反應(yīng)出人體肌肉和神經(jīng)的活動(dòng)情況。當(dāng)收縮肌肉時(shí)，肌電信號(hào)會(huì)變大，而當(dāng)肌肉像平常那樣放松下來(lái)，則肌電信號(hào)就會(huì)變小，這款帽子就是檢測(cè)了額頭上的肌肉變化，像瞪眼睛就會(huì)使得額頭的肌肉收縮，從而使得肌電信號(hào)變大，這種信號(hào)由肌電傳感器收集并傳輸給微型處理系統(tǒng)從未使得“耳朵豎起來(lái)”。

帽子內(nèi)部結(jié)構(gòu)

帽子外部造型

肌肉放松則“兔耳朵”下垂

肌肉收縮則“兔耳朵”豎起

看到這幾個(gè)傳感器應(yīng)用的場(chǎng)景是不是只想對(duì)傳感器說(shuō)一句“amazing”，是不是覺(jué)得有傳感器的世界多了非常多的樂(lè)趣和想象呢？像這樣的例子生活中也還有很多很多，這需要用心去觀察去察覺(jué)去探尋物體的本質(zhì)，就能感受到微小但一直在默默無(wú)聞工作的傳感器了。

但其實(shí)從上面這些應(yīng)用可以知道傳感器是基礎(chǔ)的器件，所以它的功能必須借助應(yīng)用場(chǎng)景才能發(fā)揮出來(lái)，也可以說(shuō)它單獨(dú)使用的作用是非常有限地，但是與其他的技術(shù)相結(jié)合它的功能是強(qiáng)大到無(wú)法想象的。這也給了傳感器企業(yè)一些啟示，傳感器企業(yè)要想生存下來(lái)并且發(fā)展越來(lái)越好，單靠自身的力量是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，比起其他的行業(yè)中的企業(yè)傳感器企業(yè)更需要多走出去打開(kāi)自己企業(yè)的大門，與其他企業(yè)多交流合作，尋求應(yīng)用場(chǎng)景更大的可能性。

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