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当智能音箱遇上激光雷达,会出现怎样的新奇体验?

MEMS 2019-05-13 10:14 次阅读

激光雷达(LiDAR)目前最为人所知的应用领域就是自动驾驶汽车领域(但特斯拉CEO马斯克对此持不同意见),据英特尔支持的一组研究人员表示该技术还可用于改善我们与智能音箱的互动方式。如今众多物联网IoT)设备都具备感知功能,包括物体和手势识别等,而SurfaceSight在其中发现了更多商机。

该技术研究的目标是为现有的智能音箱和其应用提供环境感知能力。卡内基梅隆大学的研究人员Gierad Laput和Chris Harrison通过在亚马逊Echo和谷歌Home Mini上配置紧凑型激光雷达,从而让智能音箱能够感知周围物体的形状和运动。他们已于日前开幕的ACM CHI 2019大会上展示了此项研究成果。

激光雷达利用激光进行测距,有效地从物体表面反射不可见光,然后根据光线反射回来所需时间构建点云图。虽然激光雷达技术通常与自动驾驶汽车相提并论,帮助车辆根据周围区域的情况进行实时调整,有效避让车辆或行人,但该技术通常也用于机器人、无人机和其它应用中。

重要的是,现在激光雷达的价格也进入了相对可承受的范围。虽然目前用于汽车领域的高精度激光雷达相对来说仍然较为昂贵,制造商们也正寻求新的制造工艺来实现突破,希望能够提供体积更小、成本更低的传感器。例如,SurfaceSight所搭载的激光雷达制造成本就低于100美元,而且研究人员推测随着固态激光雷达的更广泛应用,成本将会进一步降低。

对于SurfaceSight,应用各不相同。一种可能性是用手指和手进行手势输入;或者,当手机放在智能音箱周围的时候,就会自动识别出用户想要聆听的音乐。

此外,SurfaceSight还可估计人的朝向,当用户主动指出智能音箱方向时,它可以优先考虑命令识别。有人提出,在背景音量过大,智能音箱听不到语音命令的情况下,这项功能非常有帮助。当然,该技术也支持定义边界区域,只有在这些边界区域内可以识别手势,甚至还可以通过手势来建立这些边界区域。

在引入激光雷达之后,识别平面并不一定是水平的。在另一个演示中,将激光雷达集成到智能温度自动调节器中,SurfaceSight可以识别人手在墙壁上的运动(顺时针或逆时针画圈),进而对温度进行调节。它可以识别对墙面的轻扣、滑动和画圈运动,将某种表面有效地扩展成控制垫。这可以参考谷歌Soli(微型雷达装置,利用雷达波束捕捉三维空间中的运动,实现对功能或特征的非接触式控制)的思路,但识别范围更广。

SurfaceSight真正有趣的地方在于它如何使用激光雷达识别物体。该团队通过对传感器训练,可以识别如秤和量杯等不同厨房物品,以及工具等车间物品。通过使用激光雷达技术的多步骤方法可以跟踪正在完成的工作,并自动前进。或者,可以将手势与语音联系起来,以提供更多的背景信息,比如摇动量杯,同时询问“这里面有多少盎司?”

当然,激光雷达目前确实也存在一些缺点。首先是遮挡问题:传感器依赖于视线。具有相同轮廓的不同物体也可能会让SurfaceSight产生混淆。研究人员建议,可以使用摄像头甚至反射条形码的某种组合来区分它们,智能音箱友情提醒用户,如果想让系统有效运行,请主动清理音箱周围区域。

重要的是,激光雷达技术精确度高,隐私保护方面优势也比较大,也就是说,基于摄像头的计算机视觉系统是无法媲美的。例如,激光雷达传感器无法区分不同的人,也不会用来在家里拍摄照片。

准确地说,智能音箱目前还处于消费商品级别,亚马逊和谷歌都在竞相压低价格。尽管两家公司都认为语音是将来大众首选的主要互动方式,但这样做是以牺牲其它感知方式为代价的。热衷于激光雷达技术可能不是解决这个问题的唯一方法,但是不可否认的是,如果智能家居控制中心的设备知道你在做什么,而不仅仅是等你告诉它该怎么做,那么这些设备在智能家居市场将会占有一席之地。

原文标题:当智能音箱遇上激光雷达,会出现怎样的新奇体验?

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