AI彩妆镜人体存在检测方案与语音控制交互方案

每一天的清晨时分，化妆台前面的镜子正在悄然地发生着变化。它从那普普通通的镜面转变成带有LED灯带的模样，从触摸式的开关变为能够用语音来唤醒的状态，向着智能化的方向不断发展。但是有一个问题却始终让产品工程师以及用户感到头疼不已：当一个人安安静静地坐在镜子前面专心致志地进行化妆的时候，传统的感应方案经常没办法一直检测到有人处于那里的情况。

　　一、化妆时灯灭了红外方案的真实困境

　　在市面上，主流的彩妆镜检测方面的方案主要有那么三种。分别是热释电红外(PIR)、摄像头AI识别以及毫米波雷达这三条路线。这三条路线各自都有着优点和缺点。但是在彩妆镜这个比较细分的场景当中，这三种方案都存在着不同程度的不足之处。

　　热释电红外存在着核心的缺陷乃是热的方面的问题。PIR传感器需要依靠人体和环境之间的温度差别来探测移动情况。倘若人坐下静止下来了，胸腔起伏的幅度变小了，那么传感器所输出的信号强度就会迅速地降到触发阈值以下。在实际用户使用的时候就会碰到这样的情形：刚刚坐下灯就亮了，过了两分钟化完妆，灯就无缘无故地熄灭了。必须要大幅度地挥动手臂才能够重新触发，使用体验特别地不连贯、很割裂。

　　摄像头的人工智能方案可以识别静止的人体，但是隐私方面的问题是没有办法进行躲避的。化妆镜通常安装在卧室或者私密的空间当中，用户对于摄像头天然就存在抵触的心理，这样的情况会直接对于购买的决定产生影响。而且摄像头模组消耗电能比较多，长时间地处于待机状态是不太可行的。算法需要依靠主控芯片的计算能力来进行支撑，整个方案的成本一直没办法得到降低。

毫米波雷达的出现恰好填补了那两类方案所存在的空白之处。它不会依靠温度来进行相关运作，也不涉及隐私方面的问题，功耗还能够得到把控。并且它可以检测到由呼吸所带来的那种微小的体表振动。这也就是说就算人坐在镜子前面一动不动的，雷达依然可以检测到。

　　二、为什么是毫米波：WT4102A-C01的技术逻辑

　　毫米波雷达的工作运作原理和前面所说的那两种方案是不相同的。它，会朝着探测区域发射调频连续波也就是FMCW。之后接收反射回来的信号，紧接着计算多普勒频移以及相位变化来对目标的状态进行判断。和传统的PIR相比较而言，毫米波并不依靠热辐射。和摄像头相比较起来，它不会输出任何的图像数据，仅仅输出存在、离开、静止这三种判断的结果。

　　WT4102A - C01乃是唯创知音所推出的高集成度毫米波传感模块，其采用的是1T1R AoB架构。模块里面内置了算法SoC，外部不需要去搭配MCU就可以达成目标检测判断。它的核心技术特性如下所示。

　　模组尺寸：23×15.6mm小巧贴装，随意布局

　　测距范围：0.5~8m覆盖化妆台全距离段

　　测距精度：±25cm 区分就座与离开绰绰有余

　　刷新周期：350ms 响应无感，灯光几乎即时亮起

　　静态电流：19μA 长期待机不发热、不费电

　　检测状态三种：存在 / 离开 / 静止

　　WT4102A - C01处于中频段进行工作。其扫频带宽为250MHz。它和常见的2.4GHz Wi - Fi以及蓝牙协议频段没有相互重叠的情况。如此一来就不会存在无线干扰的问题。对于像化妆镜这类同时整合了Wi - Fi、蓝牙功能的智能设备来讲，这是很重要的选型方面的依据。

从实际进行使用的逻辑情况来讲，化妆镜这类产品是可以设定两个距离阈值的。当距离趋近到3米的时候，就会触发有人到来这样的事件，灯光就会慢慢地亮起来。当离开的距离超过3米并且持续了一定的时间之后，就判定为是离开，灯光就会自动地熄灭掉。这一整套的逻辑是由雷达模块单独来完成判断的，外部的主控MCU只需要接收相应的结果然后去执行动作就可以，这样子开发的工作量就大大的减少。

　　三、动口不动手：WT3000A-M06让镜子听懂人话

　　WT4102A人体存在检测负责的是人在不在，语音交互讲做的是产品的反馈与交互。用户坐在化妆镜前，一边看着镜里的妆容，另一方面双手涂抹着护肤品或者彩妆，这时候用语音控制化妆镜要比伸手去摸开关体验更佳。

　　WT3000A - M06是唯创知音所推出的WiFi版离在线双模语音模块。它是由Wi - Fi芯片、语音芯片、内置功放以及SPI Flash这几个部分所构成。这属于一站式的模块方案。对于彩妆镜厂商而言，外部只要接入模块就可以达成语音拾取、云端识别、本地播报的整个流程。

　　WT3000A - M06模块采用2.4GHz频段，2.4GHz频段是全球通用的Wi-Fi频段，在北美、欧洲、东南亚使用该频段均不存在限制，如此一来海外市场出口便能够畅行无阻。配套的唯创之家App已经在国内主流的安卓应用商店上架了，国内主流的安卓应用商店包含小米、OPPO、荣耀这些应用商店，并且这个App还支持鸿蒙系统浏览器进行扫码更新，它覆盖了国内外主要的用户群体。

　　WT3000A - M06可以支持多种语言的TTS主播，比如中文、英文、粤语、四川话、日语、韩语、西班牙语等等都被包含在其中。具备了这个特性，当它面对海外彩妆品牌以及跨境电商的时候，适配的能力就有了相应的保障，不用去为每一个语种单独地去开发语音模块，一套硬件就能够适用于各种各样的情况。

　　在接口的相关情况上，该模块存在双路MIC输入的情况，具体就是MIC1以及MIC4。彩妆镜这类产品一般有着比较宽泛的面板结构，这从天然属性来讲就很适合布置双麦阵列，借助结构方面的间距来达成波束成形的目的，从而降低环境噪音对于唤醒率所产生的影响。并且该模块还预留了UART接口，和外部MCU进行通讯的话用两根信号线就可以解决问题。

　　模块之中内置的SPI Flash可以预先存储下彩妆镜专属的提示音，像是灯光开启切换到暖光模式，今日护肤提醒敷面膜相关的情况。这些提示音在离线的时候能够正常地进行播报，不需要连接网络。当网络不稳定或者设备没有进行配网的时候，产品的核心功能还是可以使用的，这对于提升用户的第一印象是挺重要的。

　　四、协同工作：两枚芯片如何分工

　　毫米波雷达以及Wi - Fi语音模组在这个系统之中有着不一样的任务。它们之间的边界是比较清晰的，接口也是比较简单的。WT4102A - C01借助GPIO向主控MCU输出存在、离开、静止这三种状态的信号。之后MCU驱动灯光。WT3000A - M06利用UART和MCU进行双向的通信，向上汇报语音识别的结果，还接收MCU下发的播报指令。

　　感知层与交互层进行分开设计存在着一个实际的好处。语音模组的固件更新一般要比传感器模组快。二者分开之后能够独立地进行升级。不需要因为功能方面的调整就重新去验证整机的电磁兼容性。对于很多有需要快速回应市场反馈需求的彩妆镜品牌而言，这是一条可以明显缩短开发周期的办法。

　　从成本这一个方面来进行评估的话，WT4102A - C01以及WT3000A - M06全都是高度集成化的模组方案。它们外面的电路那是相当的简单，PCB所占据的面积也是比较小的。系统整体的BOM成本和那种传感器加上独立语音芯片再加上独立功放的拼接方案相比较而言，是有着很明显的优势的。

　　五、不止于彩妆镜：方案的场景延伸

　　毫米波存在检测与语音交互这样的组合，并非仅仅是彩妆镜所具备的配置。它同样也适用于好几个智能家居的场景，而这些场景都有着对静止人体进行感知以及自然语音控制的共同需求。

　　智能的化妆台，它和彩妆镜的逻辑那是相同的。当用户处于坐着化妆的状态的时候，灯光就会一直处于亮着的情况。等到用户离开之后，灯光就会自动地熄灭。而且还可以配合着语音去切换灯光的色温。

　　当使用者趋近于护肤冰箱或者美妆冰箱的时候，柜子内的灯带便会自行亮起来，并且还会播报内部的温度或者有关护肤方面的提醒。而且还可以通过语音来查询保质期。

　　智能的穿衣镜，在进行试衣操作的时候，它将会运用语音的方式来给出穿搭方面的建议。雷达会对于用户是否还处于镜前这一情况进行检测，之后会时不时地推送相关的推荐内容。

　　于浴室这类存在雾气以及湿气的环境当中，毫米波能够持续地进行检测，并不会受到影响。能够运用语音来唤醒防雾的功能，并且还可以配合着灯带去对亮度进行调节。

　　智能化并非是将功能生硬地拼凑到一块儿。而是要让日常行为没有什么明显的感觉。要是化妆镜能够察觉到你来了，记住你的习惯，并且用声音去回应你的需求，那么它就不单单是有灯的镜子了，而是变成了真正融入早晨仪式感的智能助手。

　　WT4102A-C01与WT3000A-M06组成的这套方案，恰好在感知层和交互层各司其职，用两枚高度集成的模组解决了彩妆镜智能化的两个核心命题：知道你来了知道你要什么