在浏览器中使用多普勒效应的运动传感

最近，我偶然发现了一篇有趣的论文，它不需要特殊的硬件，只需要一个扬声器和麦克风就可以实现运动感知！不幸的是，这篇论文没有包括测试它的代码，所以我决定把它复制到网上！

首先，什么是多普勒效应？多普勒效应是一种影响运动中波的物理现象。标准的例子是消防车快速驶过时对警报器的影响。当它向你移动时，声波被压缩，因此频率变得更高，当它离开你时，频率变得更低。

这一现象实际上在天文学中有很好的应用，可以通过观察光的频移来计算星系向我们移动或远离我们的速度，但我偏离了主题。

无论如何，重要的是要认识到，多普勒效应也会发生，如果你是跑向警报器，而不是向你移动的警报器。我们将在下一节中使用这一原则。

为了在传统计算机上测量运动检测的多普勒效应，您可以做的是以某个已知(听不见)的频率发出正弦信号，比如20 kHz。如果房间里有什么东西在移动，那么，当正弦波在墙上反弹到麦克风里后，声音就会发生频率偏移。这可以通过查看20 kHz音调附近区域的频谱来测量。

按此可查看20 kHz音调在房间内反弹后的效果。

请注意，您需要使用相当高的扬声器音量来运行Chrome，这样才能以最佳方式工作。

麦克风输入的频谱如上图所示。右边的峰值是由于我们发出的20千赫的音调。试着吹口哨看看光谱的变化。

这里是一个近距离观察，放大到20千赫的区域。尝试将您的手移向麦克风/计算机以查看凸起向较高频率移动，而远离计算机以查看其向较低频率移动。

这方面最明显的应用是运动传感。下面我已经计算了20 kHz区域的左带宽和右带宽(定义为20 kHz音调振幅在99.9%以内的左右频率的数量)。然后，我把它们的不同之处与盒子的大小联系在一起。

这样做产生的效果是，当您将手移向麦克风时，盒子会变小(您会将其向内推)，如果您将手从麦克风移开，盒子会变大(您会将其向外拉)。

根据Soundwave论文的建议，运动传感的一个很酷的应用是滚动(参见上面的视频)。单击下面的按钮进行试用。

这个实现没有双击功能来反转滚动方向，而只是使用左右带宽差。因此，如果您想要向下滚动，您必须将手快速移向计算机，然后慢慢远离计算机。

我们也可以根据左右带宽的不同，通过简单地调制一些基音的频率，比如440赫兹，来创造一种乐器！

这让人想起Thermin，因为你可以通过在自由空间中移动你的手来控制声音，但不同之处在于Thermin能够测量离底座的绝对距离，而我们只能测量相对运动。

这让你有什么想法吗？我还创建了一个小库来处理这个问题。快跑吧