第三十期“上海交通大学大学生创新实践计划”项目
基于超声波感知的居家智能感知系统
创新训练项目
工学
计算机类
创新类
计算机学院
张谦
指导教师
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主持自然基金青年基金项目“基于超声波唇动感知的语音增强方法研究”
主持华为EX基金“基于超声波的长距离交互感知方法研究”
主持教育部产学协同育人项目“基于TI毫米波雷达技术的非接触睡眠监测技术案例研发”
前期已经通过prp项目初步验证了本项目的可行性,团队近今年来一直从事泛在无线信号(WiFi、雷达、RFID、超声波)感知和可穿戴计算相关的工作,其中在超声波动作感知领域发表多篇CCF-A类论文,项目相关的硬件设备和超声波信号采集软件已经初步开发完成。
当前,智能家居领域的发展蓬勃兴旺。在智能家居中,毫米波雷达技术可用于检测房间内是否有人在,若无人,则自动关闭灯光、空调等设备。然而计算机视觉技术一直受到隐私问题的困扰,而毫米波雷达技术则由于高昂的成本一直无法实现泛在部署。本研究旨在通过利用目前几乎所有智能设备均具备的扬声器和麦克风,采用收发17KHz~24KHz的超声波信号,实现对周围环境的感知。近年来,超声波感知技术在学术界备受关注。与传统的超声波传感器不同,超声波感知技术能够利用目前手机、音箱、智能家居和智能座舱上已有的扬声器和麦克风,无需额外成本,实现低成本、非接触且普适性的部署于智能空间中。本研究将探讨如何借助超声波感知技术实现对居家空间内人员存在的检测、位置跟踪和活动识别。该技术有望应用于多个领域,例如协助空调系统实现随人体活动调节风力或避免直接吹向人体(“风随人动”、“风避人吹”);协助智能电视、智能音箱等设备实现声音随人移动而调节(“声随人动”)。此举将有效推动智能空间行为感知技术的发展。