1.背景介紹

隨著汽車工業(yè)的快速發(fā)展，汽車人機交互控制技術發(fā)展多元化，經(jīng)歷了 “物理按鍵控制系統(tǒng)”到“觸摸控制系統(tǒng)”、 “語音控制系統(tǒng)”（成熟）、“手勢控制系統(tǒng)”（逐漸成熟）、“視覺控制”（研究中），“腦電控制”（研究中）六種不同的控制方式，其中手勢控制機技術逐漸成熟，反映出駕駛者對體驗感和行車安全的重視。

2. 手勢控制技術原理

通過攝像頭內(nèi)置的紅外LED光發(fā)射裝置與接受裝置，根據(jù)光線發(fā)射與接受之間的時間差來分析出手勢的變化，最終數(shù)據(jù)傳遞給車載系統(tǒng)的控制單元，由控制單元調(diào)出與識別出的手勢相對應的功能。

3.技術分類

目前手勢控制三分天下，分別為TOF技術、結構光技術和毫米波雷達技術。

1）ToF技術，以大眾Golf R Touch為代表：一種通過計算光線的傳播時間來測量距離的技術。根據(jù)距離的不同來判斷出不同手指的具體位置，從而判斷出具體的手勢，再對應到相應的控制命令之上。

2）結構光技術：基本原理與ToF技術類似，不同之處在于其采用的是具有點、線或者面等模式圖案的光。以英特爾集成式前置實感攝像頭為例，其包括了紅外激光發(fā)射器、紅外傳感器、色彩傳感器以及實感圖像處理芯片。

3）毫米波雷達技術，以谷歌為代表：原理與ToF技術基本相同，但用于測量的介質(zhì)從光線變成了無線電波。利用內(nèi)置的毫米波發(fā)生器把無線電波（雷達波）發(fā)射出去，然后利用接收器接收回波。內(nèi)置的處理芯片會根據(jù)收發(fā)之間的時間差實時計算目標的位置數(shù)據(jù)。

4. 技術特征

（1）構成：手勢控制系統(tǒng)由3D攝像頭、控制單元2大模塊構成。其中3D攝像頭模塊主要包括攝像頭、紅外LED、攝像頭傳感器三部分。

3D攝像頭模塊作用：利用TOF原理，根據(jù)光線發(fā)射與接受之間的時間差來分析出手勢的變化、并將所獲得信息傳遞給車載系統(tǒng)的控制單元；操作角度,42度,手距攝像頭最大有效距離20厘米，左右幅度距離15cm。控制單元的作用：根據(jù)預設程序和所接收到的信息，調(diào)出與識別出的手勢相對應的功能。

（2）可實現(xiàn)功能：手勢控制系統(tǒng)目前可實現(xiàn)預設的7種手勢功能：

1）手掌張開向右揮動表示掛電話、取消操作；

2）單指前后移動表示接聽電話、選擇、確定；

3）V形手勢表示暫停、播放和自定義操作；

4）單指順時針轉動表示增大音量、縮小導航地圖；

5）單逆時針轉動表示減小音量、放大導航地圖；

6）五指收攏成圈向右移動表示下一曲、回到主菜單；

7）五指收攏成圈向左移動表示上一曲、回到主菜單。

（3）技術優(yōu)勢

行車過程中司機操作無需轉移視線即可實現(xiàn)功能操作，可大幅提高行車安全。

5.手勢控制技術的應用前景

寶馬新七系已經(jīng)采用了第一代手勢控制技術，作為未來汽車行駛安全的重要保障，智能和體驗化時代的到來是不可避免的。目前谷歌、微軟、偉世通、福特等很多一流車企或供應商也在紛紛研究和應用手勢控制技術。

盡管未來手勢控制是否會應用于汽車轉向、加速、制動及倒車尚不得而知，不過近期概念車的設計對于駕駛座艙內(nèi)部更加關注，相信這種極具未來感和安全性的汽車技術將在未來得到更廣泛的應用。