中国海洋大学

王鹏皓，高林林，房凯昌，杨仕倢，巩 坤

1 研究背景和意义

智能设备的普及带来应用场景的拓展，人们需要更多不同的人机交互方式来应对不同的应用场景。现存基于视觉的和基于射频信号的被动式目标追踪都存在不足。基于视觉的隔空手势识别和追踪技术利用摄像头对目标进行图像识别，存在诸多缺点，例如：识别精度受摄像头视角范围、像素、环境光照等因素影响。基于射频信号的手部追踪和识别技术虽然能够克服基于视觉方案的限制，但需要特定的传感器硬件支撑，且因无线信号传播速度快而无法实现细粒度手势追踪。

基于声音信号的方案显现出了独特的优势：声波传播不受光照等环境条件的限制，可以适应更多应用场景；声波传播速度较慢，更容易实现细粒度的追踪。此外，当前很多智能设备都配备了多麦克风和多扬声器，基于声学信号的方案在无需添加额外硬件的情况下部署在这些设备上，具有良好的兼容性。

本作品提供了一种基于智能设备多扬声器和多麦克风的利用超声波实现的隔空多目标追踪技术，并利用该技术追踪多个目标位置，实现隔空滑动、旋转等手势操作，提出全新的隔空多点人机交互方式，弥补了传统基于触摸屏交互方式的不足。与目前已有的目标定位方案相比，本作品仅依靠智能设备现有硬件和相应软件即可实现高精度的多目标追踪。本作品利用特制超声信号实现相关功能，不会对用户的正常生活产生影响，极大地提高了用户与智能设备之间的交互体验。……