電容式接近傳感器普遍用于檢測(cè)傳感器近距離處是否存在用戶。通過(guò)檢測(cè)，當(dāng)感應(yīng)到有用戶存在后，我們即可選擇背光發(fā)光來(lái)凸顯特定按鈕，或者將系統(tǒng)從低功耗運(yùn)行模式下喚醒。具體就汽車應(yīng)用而言，當(dāng)電容式接近傳感器感應(yīng)到用戶在車內(nèi)時(shí)會(huì)打開(kāi)車廂燈光，或激活無(wú)鑰匙車門(mén)解鎖系統(tǒng)。除了感應(yīng)傳感器附近是否存在用戶之外，我們還能通過(guò)適當(dāng)放置的多個(gè)接近傳感器來(lái)識(shí)別空中的簡(jiǎn)單手勢(shì)。所有傳感器的數(shù)據(jù)能夠結(jié)合在一起，從而映射出傳感器鄰近區(qū)域中用戶的手勢(shì)操作。這些手勢(shì)可用來(lái)給系統(tǒng)提供輸入信息，包括控制媒體播放機(jī)、進(jìn)行地圖導(dǎo)航或者瀏覽播放列表等。

我們可適當(dāng)放置多個(gè)接近傳感器，使其相互之間留出適當(dāng)?shù)木嚯x。當(dāng)手劃過(guò)傳感器時(shí)，每個(gè)傳感器檢測(cè)到手部動(dòng)作的時(shí)間瞬間都不相同。不同傳感器的相對(duì)檢測(cè)順序和檢測(cè)時(shí)長(zhǎng)可用來(lái)分析手部移動(dòng)的方向和速度。手勢(shì)可以很簡(jiǎn)單，例如在這些傳感器上方從左到右畫(huà)一條直線;也可以很復(fù)雜，包括用手在空中畫(huà)圓圈之類的圖案。在本文中，我們將分析如何使用多個(gè)傳感器的不同模式進(jìn)行簡(jiǎn)單的手勢(shì)識(shí)別以及如何實(shí)現(xiàn)更加復(fù)雜的手勢(shì)操作。

下面我們分析一下如圖1所示的汽車信息娛樂(lè)系統(tǒng)四周放置的四個(gè)電容式接近傳感器。

圖1. 右圖為汽車信息娛樂(lè)系統(tǒng)四周放置的電容式接近傳感器，左圖標(biāo)注出其位置。

傳感器的放置應(yīng)恰到好處，要確保在傳感器面板上方做手勢(shì)時(shí)能按順序觸發(fā)傳感器進(jìn)行識(shí)別(不同順序會(huì)產(chǎn)生不同效果)。我們會(huì)對(duì)傳感器的觸發(fā)順序進(jìn)行確認(rèn)。如果順序與某個(gè)預(yù)設(shè)序列相匹配，就會(huì)發(fā)出這個(gè)手勢(shì)對(duì)應(yīng)的操作指令。我們將采用圖1所示的傳感器放置模式作為參考，向您介紹本文中討論的手勢(shì)操作。

設(shè)想一下手從左到右在傳感器上方畫(huà)一條直線的簡(jiǎn)單手勢(shì)操作，如圖2(a)所示。手從左到右掠過(guò)傳感器時(shí)，當(dāng)手一靠近系統(tǒng)，左側(cè)傳感器就會(huì)首先被觸發(fā)。“觸發(fā)”這個(gè)詞在這里是指?jìng)鞲衅鳈z測(cè)到有物體存在，而不能誤解為啟用接近傳感器。因?yàn)橄到y(tǒng)一旦打開(kāi)，接近傳感器就已經(jīng)在啟用了，而且會(huì)對(duì)鄰近區(qū)域的物體保持掃描感應(yīng)。



圖2. (a手在空中從左到右畫(huà)一條直線;(b)手畫(huà)直線時(shí)，每個(gè)傳感器的信號(hào)圖

手在控制臺(tái)上方劃過(guò)時(shí)，頂部、底部的兩個(gè)傳感器被觸發(fā)，同時(shí)左側(cè)傳感器仍保持觸發(fā)。當(dāng)手繼續(xù)向右劃動(dòng)時(shí)，右側(cè)傳感器被觸發(fā)。而左側(cè)傳感器則在手離開(kāi)其檢測(cè)范圍后停止感應(yīng)。當(dāng)手劃過(guò)右側(cè)傳感器，頂部、底部的傳感器則不會(huì)再檢測(cè)到手的存在。手進(jìn)一步遠(yuǎn)離后，右側(cè)傳感器也會(huì)停止感應(yīng)。傳感器觸發(fā)的順序?qū)⑹且韵缕渲幸环N，具體取決于手的位置和各個(gè)傳感器的靈敏度：

右→頂→底→左

右→底→頂→左

右→底→左

右→頂→左

以上所有傳感器激活序列都對(duì)應(yīng)于(左→右)的手勢(shì)。本例采用PSoC實(shí)現(xiàn)電容式接近傳感器。PSoC中的電容至數(shù)字轉(zhuǎn)換器(也就是Capsense Sigma Delta)可用來(lái)測(cè)量電容。CSD模塊的輸出為原始計(jì)數(shù)，原始計(jì)數(shù)越大，傳感器感應(yīng)到的電容也就越高。手離接近傳感器越近，傳感器的電容就越大。

當(dāng)傳感器的原始計(jì)數(shù)超過(guò)基礎(chǔ)值的某個(gè)特定閾值時(shí)，傳感器就會(huì)因?yàn)樵谄溧徑鼌^(qū)域檢測(cè)到物體的存在而被觸發(fā)。手從左到右畫(huà)直線(如圖2(a)所示)時(shí)，四個(gè)傳感器的原始計(jì)數(shù)圖則如圖2(b)所示。該圖確認(rèn)了上述傳感器的激活順序。如果手反方向移動(dòng)，也就是(右→左)的手勢(shì)操作，那么傳感器觸發(fā)序列與上述左右兩側(cè)傳感器的激活序列相反。也就是說(shuō)，這時(shí)(右→左)手勢(shì)對(duì)應(yīng)的傳感器激活序列為以下其中一種：

右→頂→底→左

右→底→頂→左

右→底→左

右→頂→左

以上所述的兩種手勢(shì)都是手在水平方向的移動(dòng)。同樣，手還可以垂直方向上畫(huà)直線，也就是(頂→底)或(底→頂)的手勢(shì)，具體取決于手移動(dòng)的方向。

(上→下)或(下→上)的手勢(shì)可關(guān)聯(lián)于上下滾動(dòng)菜單或曲目列表等簡(jiǎn)單操作，如圖3所示。

圖3.用手垂直方向上畫(huà)直線的接近手勢(shì)來(lái)滾動(dòng)菜單

(左→右)和(右→左)的手勢(shì)可關(guān)聯(lián)于音樂(lè)播放器應(yīng)用的換歌或換碟操作。通過(guò)放置接近傳感器(如圖4所示)，同樣的手勢(shì)也可用來(lái)替代按壓按鈕來(lái)開(kāi)關(guān)車艙內(nèi)部的照明燈。

圖4. 通過(guò)手畫(huà)直線來(lái)控制車艙頂燈

(頂→底)手勢(shì)類似于向上/下按鈕按壓動(dòng)作。不過(guò)，在按住向上(向下)按鈕不放時(shí)，屏幕會(huì)不斷向上(下)滾動(dòng)，直到松開(kāi)按鈕為止。換言之，只要按下按鈕，這個(gè)動(dòng)作就有“黏性”。要讓手勢(shì)操作徹底取代按鈕操作，那么手勢(shì)操作也應(yīng)該能夠支持這種“黏性”功能。我們將對(duì)手勢(shì)進(jìn)行如下修改來(lái)滿足這一要求。手從頂部傳感器向底部傳感器移動(dòng)時(shí)，只要手劃過(guò)底部傳感器，系統(tǒng)就將此解碼為(頂→底)手勢(shì)。我們更改一下手勢(shì)，當(dāng)手按手勢(shì)順序到達(dá)最后的傳感器(這里指底部傳感器)時(shí)，就發(fā)出向下滾動(dòng)的命令。并且只要手保持在底部傳感器上方不動(dòng)，就會(huì)一直反復(fù)發(fā)出向下滾動(dòng)的命令。等滾動(dòng)到需要找的菜單項(xiàng)，手再繼續(xù)向下移動(dòng)并離開(kāi)底部傳感器感應(yīng)范圍，這時(shí)就會(huì)停止發(fā)出向下滾動(dòng)的命令。也就是說(shuō)，要讓手勢(shì)操作也有“黏性”，手不能一下子完成從上到下的劃動(dòng)，而是要在最后的傳感器處先停頓一下，找到需要的項(xiàng)目之后再離開(kāi)該傳感器的感應(yīng)范圍。只要手停在傳感器感應(yīng)范圍內(nèi)不動(dòng)，就會(huì)一直發(fā)出命令。

圖5顯示了(頂→底)黏性手勢(shì)的頂、底部傳感器的原始計(jì)數(shù)圖。頂部傳感器停止感應(yīng)手勢(shì)操作之后，底部傳感器會(huì)保持更長(zhǎng)時(shí)間的觸發(fā)狀態(tài)，這說(shuō)明手在底部傳感器的感應(yīng)范圍停下來(lái)了，而不是不停地直接劃下。在發(fā)送黏性命令時(shí)，我們要檢查頂部傳感器是否先被觸發(fā)，而后是否觸發(fā)了底部傳感器。這時(shí)頂部傳感器已經(jīng)不再感應(yīng)到手勢(shì)操作，而底部傳感器仍能夠持續(xù)感應(yīng)到手在附近。當(dāng)手在底部傳感器范圍內(nèi)停留超過(guò)一定的時(shí)間閾值后，只要底部傳感器感應(yīng)到手在附近，就會(huì)一直發(fā)出黏性命令。同樣，我們也能對(duì)其它手勢(shì)操作進(jìn)行修改，從而實(shí)現(xiàn)“黏性”特性，這就能讓手勢(shì)操作完全取代上下按鈕功能了。