基於ST意法半導體VL53L5CX飛行時間測距感測器的手勢識別解決方案

該解決方案P-NUCLEO-53L5A1 旨在使用飛行時間(ToF)測距感測器和STM32微控制器提供低成本手勢識別功能。它代表了相機成像技術的高度穩健和可靠的替代方案,因為ToF感測器不會因光線不足或表面不反射而造成隱私問題或性能損失。

本設計中採用的感測器是VL53L5CX飛行時間測距感測器,具有寬視野和8x8多區域檢測。為手勢監控功能提供的軟體在STM32F401 MCU上運行,該MCU平衡了功耗和處理性能,並提供大量介面和集成外設。

目標應用範圍非常廣泛。該解決方案可以輕鬆集成到咖啡機、烹飪盤和烤箱等家用電器中,筆記型電腦、平板電腦和 AR/VR 耳機等個人電子設備,以及自動售貨機、公共螢幕和電梯等其他應用。 

VL53L5CX是一款先進的飛行時間(ToF)多區域測距感測器,增強了意法半導體的FlightSense產品系列。它採用微型迴流焊(miniature reflowable)封裝,集成了SPAD陣列、物理紅外濾光片和衍射光學元件(Diffractive Optical Elements ,DOE) ,可在各種環境照明條件下使用各種蓋板玻璃材料實現最佳測距性能。

多區域距離測量最多可達 8x8 個區域,具有 63° 寬對角線 FoV,可透過軟件縮小。 VL53L5CX 的每個區域都以 60 Hz 的最大頻率測量最遠 4 米的目標距離。

得益於意法半導體的直方圖Histogram專利演算法,VL53L5CX能夠檢測FoV內的不同物體。直方圖還提供對超過 60 cm 的蓋玻片串擾的抗擾度。

 

STM32 Nucleo電路板NUCLEO-F401RE微控制器運行STSW-IMG035手勢識別軟體,具有直觀的GUI和演算法,用於點擊、按兩下以及左右滑動運動檢測。

為使用者提供了一種經濟實惠且靈活的方式來嘗試新想法,並使用任何STM32微控制器構建原型,從性能、功耗和功能的各種組合中進行選擇。

STM32F401微控制器的完整應用範例,展示了MCU專案中的庫集成,包括VL53L5CX配置和串擾校準示例

多個 Arm® Cortex® 微控制器單元上的完整方案手勢程式庫

直觀的 GUI 發現手勢識別

多個圖形小部件(手勢識別、手部跟蹤器、照片查看器、幻燈片放映控件等)

數據記錄功能,用於重播和調試

 

原廠網頁連結

P-NUCLEO-53L5A1 - Expansion pack for VL53L5CX - STMicroelectronics

 

相關軟體網頁連結

STSW-IMG024: 適用於 VL53L5CX 擴充板的圖形使用者介面

STSW-IMG024 - GUI for VL53L5CX expansion boards - STMicroelectronics

 

STSW-IMG035手勢識別軟體包

STSW-IMG035 - Turnkey gesture recognition solution based on VL53L5CX and VL53L7CX multizone Time-of-Flight ranging sensors - STMicroelectronics

 

X-CUBE-TOF1:  STM32Cube的飛行時間感測器軟體擴展

X-CUBE-TOF1 - Time-of-Flight sensors software expansion for STM32Cube - STMicroelectronics

►場景應用圖

意法半導體

►展示板照片

意法半導體

►方案方塊圖

意法半導體

►核心技術優勢

VL53L5CX 飛行時間感測器 首款即時原生 8x8 多區域飛行時間感測器,具有寬視場、多目標檢測和每個區域的距離測量 STM32F401系列單片機 STM32F4系列MCU代表了成本、功耗和處理能力之間的理想平衡,幾乎適用於任何受益於手勢識別功能的應用。 符合 RoHS、CE、UKCA 和中國 RoHS 標準 提供完整的系統軟體,包括代碼範例和圖形使用者介面 (GUI)。 意法半導體的直方圖Histogram專利演算法

►方案規格

• 具有8x8即時本機獨立區域的多區域量程輸出 • 方形 45°x45° 視場(對角線 63°) • 範圍長達 4 米 • 每個區域的多目標檢測和距離測量 • 每個區域的運動指示器 • 60 Hz 幀速率能力 • 具有可程式設計閾值的自主低功耗模式 • 直方圖Histogram處理 • 不可見 (940 nm) 發射光 • 配備 Arduino UNO R3 連接器 • 0.25、0.5 和 1 mm 高度的墊片,用於模擬氣隙,蓋窗可保護感測器免受灰塵侵害

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