如何用无源传感器PIR搭建属于自己的手势识别模块？

主流的手势识别方法及其原理是什么？
各种手势识别方法的优缺点是什么？
都是手势识别有什么区别吗？如何用无源传感器PIR搭建属于自己的手势识别模块？

回帖（1）

李斌

2021-7-5 09:28:29

有小伙伴可能会困惑，都是手势识别有什么区别吗？
先来看一下本期项目的演示效果：
简单普及一下目前市面上主流的手势识别方法及其原理：第一大类最常用的肯定是摄像头检测，其识别流程一般分为手势图像抓取、手势分割、手势特征提取，手势检测四大部分，其识别的灵敏度和准确度由摄像头和处理算法决定。另外一大类是利用传感器来检测手势变化，常见的有APDS-9960模块。模块实际上是环境光传感器，通过芯片上的红外发光二极管发射红外光后再利用光电二极管检测四个方向反射过来的红外能量，即检测挡光的状态，所以能检测手左右以及上下移动。但是缺点也十分明显，因为发射的红外线受室外光强影响较大，所以模块的识别距离只有20厘米左右。
APDS-9960实现的手势控制鼠标与利用光反射原理的模块不同，本次要分享的项目是利用热源位置检测实现的。PIR传感器是无源的，即PIR设备不会为了检测而产生或辐射能量，是完全通过检测物体发射或反射的红外线（热辐射）来工作的。那什么是热辐射呢？一切温度高于绝对零度的物体均会以辐射形式散发热能，但是通常这种辐射对于人眼是不可见的，因为它以红外波的形式向外辐射即热辐射，但是我们可以设计检测红外辐射的电子设备。（PS：疫情期间的额温计，以及车站里的热成像仪就是利用此原理）
热成像测温
讲完以上，跟大家总结一下各种手势识别方法的优缺点

接下来跟大家分享今天的手势识别项目：
本次分享的项目要使用的芯片TPA81，也是防盗报警器中常用的热释电传感器（检测到人体后打开外部照明灯以及拉响警报）。当前很多PIR传感器都配有外壳和透镜来获得更宽的检测视野（约100°）。同样的TPA81内置透镜，能够同时检测相邻的8个点的温度，最远可以检测到两米范围内的蜡烛火焰而不受环境光的干扰。
TPA81热释电传感器PIR传感器相当于一个只能看到物体温度的摄像机，那么TPA81就是一款具有8像素分辨率的热像仪，我们可以按照对摄像头手势识别的图像处理算法来对PIR传感器使用。硬件上的搭建十分简单，TPA81支持IIC协议并且与Arduino兼容，只需要按照下图连接即可。
小伙伴们可以用TPA64来取代有点过时的TPA81，嫌传感器贵（TPA81约一百元）的可以用8个甚至多个单像素点的PIR传感器来代替它形成传感器阵列，如下图所示：
准备好以上，就开始进入到这个项目的重点也是难点，软件算法部分。在连接Arduino并下载好TPA81库后运行下段代码：