多普勒效应(Doppler effect) /936 ■什么是多普勒频移： 当发射源与接收体之间存在相对运动时，接收体得到频率与发射源所发出的频率不 相同，这种现象称为多普勒效应，接收频率与发射频率之差称为多普勒频移。 Doppler Effect Low Frequency High Frequency 天 例如：当救护车向我们驶来时，我们会听见一个频率较高的警笛声； 当救护车远离我们时，我们则听见一个频率较低的警笛声了。 我们可以通过对警笛声频率高低的判断，知道救护车是靠近我们， 还是在远离我们
多普勒效应（Doppler effect） n 什么是多普勒频移： 当发射源与接收体之间存在相对运动时，接收体得到频率与发射源所发出的频率不 相同，这种现象称为多普勒效应，接收频率与发射频率之差称为多普勒频移。 例如：当救护车向我们驶来时，我们会听见一个频率较高的警笛声； 当救护车远离我们时，我们则听见一个频率较低的警笛声了。 我们可以通过对警笛声频率高低的判断，知道救护车是靠近我们， 还是在远离我们
多普勒频移的应用 /936 医院的彩超检查 我们向人体发射超声波，当人体的血液或器 官在运动时，就会让回波产生多普勒频移， 通过分析多普勒频移，就知道血液或器官的 生理信息。 ■交通测速 交警利用多普勒频移，就知道车辆的运动速 Afterglow Light Pattern Dark Ages Development of 度，判断出谁超速驾驶了 375,000ys. Galaxies,Planets,ete ■宇宙大爆炸与多普勒频移 宇宙是150亿年前的一次大爆炸而产生的，测 试出其他星体的光谱，利用多普勒频移就间 Ist Stars about 400 million yrs. Big Bang Expansion 接证明了现在的宇宙任然在向外膨胀。 13.77 billion years
多普勒频移的应用 n 医院的彩超检查 我们向人体发射超声波，当人体的血液或器 官在运动时，就会让回波产生多普勒频移， 通过分析多普勒频移，就知道血液或器官的 生理信息。 n 交通测速 交警利用多普勒频移，就知道车辆的运动速 度，判断出谁超速驾驶了 n 宇宙大爆炸与多普勒频移 宇宙是150亿年前的一次大爆炸而产生的，测 试出其他星体的光谱，利用多普勒频移就间 接证明了现在的宇宙任然在向外膨胀
如何利用多普勒频移 /936 声音的传播也存在多普勒效应，当声源与接收体之间有相对运动时，接收 体接收的声波频率f1与声源频率f2存在多普勒频移△f=f1-f2。 声卡发出频率f1的声波，声波被人手发射回来后，则接收频率是： f2=f1*(c+v)/(c-v) 其中：c是声波在空气中的传播速度，一般为344m/s,v是人手的移动速度。 1为固定的已知值，只要检测出频率f2,就能计算出人手移动速度V。 通过分析人手移动速度，就知道使用者发出了什么人机交互信息
如何利用多普勒频移 n 声音的传播也存在多普勒效应，当声源与接收体之间有相对运动时，接收 体接收的声波频率f1与声源频率f2存在多普勒频移 Δf=f1-f2。 n 声卡发出频率f1的声波，声波被人手发射回来后，则接收频率是： f2=f1*(c+v)/(c-v) 其中：c是声波在空气中的传播速度，一般为344m/s，v是人手的移动速度。 n f1为固定的已知值，只要检测出频率f2，就能计算出人手移动速度v。 n 通过分析人手移动速度，就知道使用者发出了什么人机交互信息
参考文献 1.超声波的多普勒效应 Gupta,Sidhant and Morris,Daniel and Patel,Shwetak and Tan,Desney,"SoundWave:using the doppler effect to sense gestures",ACM Proceedings of the SIGCHI Conference on Human Factors in Computing Systems, pp.1911-1914,2012. ■2.Wi-Fi射频信号的多普勒效应 Q.Pu,S.Gupta,S.Gollakota,S.Patel."Whole-Home Gesture Recognition Using Wireless Signals",Mobicom'13,Miami,USA, 2013. Fadel Adib,Dina Katabi."See Through Walls with Wi-Fi!", ACM SIGCOMM'13,Hong Kong,China,2013
参考文献 n 1.超声波的多普勒效应 Gupta, Sidhant and Morris, Daniel and Patel, Shwetak and Tan, Desney， “SoundWave: using the doppler effect to sense gestures” ，ACM Proceedings of the SIGCHI Conference on Human Factors in Computing Systems， pp.1911—1914，2012. n 2. Wi-Fi射频信号的多普勒效应 Q. Pu, S. Gupta, S. Gollakota, S. Patel. “Whole-Home Gesture Recognition Using Wireless Signals” , Mobicom’13, Miami, USA, 2013. Fadel Adib, Dina Katabi. “See Through Walls with Wi-Fi!” ， ACM SIGCOMM’13, Hong Kong, China, 2013
系统框图 笔记本电脑的扬声器发出 20KHz的超声波 扬声器发出 20kHz超声波 麦克风接收 超声波被移动的人手反射 计算接收 ◆ 麦克风接收超声波回波，利用 声波频率 MATLAB提供的频率分析工具， 提取出多普勒频移信息 分析人手 计算多普 变化信息 勒频移 ■将多普勒频移信息，转换为人 手发出的人机交互信息
系统框图 n 笔记本电脑的扬声器发出 20KHz的超声波 n 超声波被移动的人手反射 n 麦克风接收超声波回波，利用 MATLAB提供的频率分析工具， 提取出多普勒频移信息 n 将多普勒频移信息，转换为人 手发出的人机交互信息