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汽车HMI中带触觉反馈的手势控制介绍(利用超声波技术)

未来的汽车人机界面将使用多种新技术,从而实现更智能地响应驾驶员,提高安全性,能够自然、轻松的控制汽车。这些新技术包括面部和手势识别,语音控制,视觉显示,眼球追踪和触觉反馈等。

宝马手势控制,来源网络


通过手势识别来控制汽车的信息娱乐系统时,如果能够增加虚拟触觉反馈功能,将能进一步的提升手势控制的盲操作性,从而增加行车中的安全性。
 
在小编印象中,手势控制中增加触觉反馈功能的传统方案是通过穿戴相应的传感器设备来实现,下面,小编便为大家介绍一种不需要借助手部设备,实现震动反馈的方案——超声波技术。
 

标致雪铁龙的概念车DS Aero Sport Lounge采用Ultraleap的手部追踪和空中触觉技术,内置在这款未来派汽车的中央扶手中


这种技术是来自一家领先的手部追踪功能供应商:Ultraleap。他们可为汽车HMI提供可靠的,可自定义的手势控制,使驾驶员能够通过简单的手势来控制其汽车的信息娱乐系统。

该技术被称为“虚拟触摸”触觉技术,是将触觉反馈添加到手势控制中,即使没有按钮或触摸屏,也可以通过触觉确认动作已完成。可以视为对着驾驶员手掌的“力场”。
 
下面,小编为大家简单分享下Ultraleap的虚拟触觉反馈技术:
 

通过超声波实现的“虚拟触觉”反馈技术

 


所谓虚拟触摸反馈,是利用超声波技术实现反馈,这一技术是采用小型超声波扬声器阵列来实现,阵列中的每个超声波扬声器都可以单独控制,在不同的时间触发。使用专利算法,超声波扬声器会以非常特定的时间差触发。这些时间差意味着超声波同时到达空间的同一点。




所有超声波重合的地方被称之为焦点。焦点在3D空间中的位置可以实时编程,从而瞬间改变位置。再使用手部跟踪设备(通常是Leap Motion控制器)来跟踪驾驶员手的确切位置,并将焦点定位在该点上。


 
Leap Motion控制器是一种光学手部跟踪模块,可快速准确地捕获手部运动。



组合的超声波具有足够的力量,可以在皮肤上产生微小的凹痕,这些点被称为压力点。压力点产生振动,人体皮肤便可以感应到该振动。


通过移动压力点,便可以在空气中创造触觉效果,绘制虚拟线条和形状到在空中最终形成3D控制。


通过手势控制和空中触觉设计信息娱乐


汽车手势设计项目的范围是由对市场领先的信息娱乐系统的研究和定性的用户研究共同决定的,这些研究来自不同背景。这使我们了解汽车HMI的常用用法,并确定最重要的功能。
 
Ultraleap针对这一解决方案设计了一个原型手势控制信息娱乐系统,该系统可以使用户:
 
  • 控制温度和风扇速度

  • 控制音乐的曲目选择和音量控制

  • 处理导航/地图,包括设置新路线

  • 接听/挂断电话

  • 通过菜单系统在功能之间切换


Ultraleap汽车HMI信息娱乐系统的原型,由带有空中触觉的手势控制
 
手势控制的设计挑战:


使用手势控制时,我们需要考虑技术可以识别手势并解释用户意图的可靠性。与按触摸屏上的按钮不同,手势是模拟的——手在形成手势然后松开它时会经历一系列的动作和姿势。
 
手的形状和大小,人们的手势方式甚至环境光都将有很大的不同,这使得每次正确使用它成为一项技术挑战。
 
手部跟踪摄像头还必须安装在可以在预期的交互区域中很好地查看用户手部的位置。这样可以避免遮挡(即,由于您的手的一部分或全部被遮挡而无法清楚您正在做的手势时)。


以上内容整理自Ultraleap官网

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