(三十八)利用毫米波雷达实现虚拟鼠标

科技   2024-09-28 21:48   江苏  

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【正文】

编辑|雷达小助理  审核|调皮哥 


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专栏合集部分历史文章:

(三十五)毫米波雷达高度计:优化波形设计的信号处理框架(第一部分)

(三十六)毫米波雷达高度计:优化波形设计的信号处理框架(第二部分)

(三十七)基于体积的毫米波雷达舱内占用检测

摘要

本文介绍了基于毫米波雷达的自然虚拟鼠标的设计和实现,解决了关键挑战和算法解决方案。我们通过在桌面上移动手或手指来模拟物理鼠标的交互。实现了三种虚拟鼠标功能,包括光标移动、点击和滚轮滚动。这是第一款基于雷达的自然虚拟鼠标,检测范围为 60cm,我们为交互提供了更大的区域和更少的限制。

1、概述

物理鼠标是台式机、笔记本电脑、一体机等最常见、最舒适的输入设备。如果手和手指可以完全取代物理鼠标的功能,同时保证高精度,那么未来我们就不需要携带物理鼠标了。它还将为设备用户带来创新、自然和便捷的交互体验。
关于虚拟鼠标的研究很多,主要基于视觉或红外传感器[1]-[3]。(例如,ODiN [4]、Microsoft Kinect [5])。与这些传感器相比,毫米波雷达不受光强度的影响。它体积小,功耗低,可以保护用户的隐私。最近,基于雷达的手势交互已成为一种趋势,但我们还没有看到之前完全专注于自然虚拟鼠标交互的研究。
Google Soli [6]可以识别几个手指级手势,包括虚拟按钮、滑块和滑动。但它只能在非常近的距离(20厘米以内)检测到一些特定的手势。ThuMouse [7] 提出了一种通过跟踪拇指的精确运动来实现光标交互的方法,但其跟踪范围更小(<10cm)。当将雷达探测范围增加到 60cm 时,我们观察到大多数研究只能支持几种粗粒度的手势识别 [8]-[10],主要包括滑动、推/拉、旋转、绘制数字/图案等。
我们可以看到,大多数相关工作要么关注短距离(20cm)内的细粒度手指运动,要么关注长距离(60cm)内的粗粒度手部运动。对于虚拟鼠标应用,需要长距离的细粒度手部/手指运动跟踪,但目前的研究都没有提供解决方案。我们发现了两个主要挑战:

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