科技公园夏朝阳 徐丰
人的眼睛能看到不同形状、不同颜色的目标，是因为可见光照射到目标表面后，将不同颜色的可见光反射到人的视网膜上，由感光细胞转化成目标的彩色图像信息，这被称为人类视觉。
利用机器模拟人类视觉感知我们生活的物理世界的方式则被称为机器视觉或计算机视觉。计算机视觉极大地丰富了机器辅助人类观察、记录、理解和利用物理世界信息的方式。例如，集成在智能手机中的摄像头，就是利用计算机视觉帮助我们拍出漂亮的风景照片和美颜照片。
在空间中传播的交变电磁场被称为电磁波，通常说的光速就是指电磁波在真空中的传播速度，约为3×108米每秒。用于手机通信的无线电波、用于人体测温的红外光、用于人眼观察世界的可见光、用于消毒杀菌的紫外线、用于安检体检的X射线等都属于电磁波。将它们按照波长或频率的大小进行排序，构成电磁波谱。
不过，由于可见光和红外线的波长较短，在雨雾烟尘等复杂环境中无法很好传播，导致光学视觉会像人类视觉一样无能为力。这时就需要波长更长的无线电波，其波长大于1毫米。无线电波中波长介于1毫米到1米之间的电磁波被称为微波，微波的主要用途为无线通信，如手机通信、Wi-Fi、蓝牙和雷达等。
雷达让人类开启了第二双感知世界的眼睛，最初仅用于测量目标距离，后来逐渐发展为集目标的位置、速度和空间轮廓测量于一体。利用微波感知物理世界的技术可以被称为“微波视觉”技术，利用微波感知物理世界的检测装置可以被称为微波传感器。
生活中随处可见的摄像头和麦克风等传感器，分别利用光波和声波感知目标，然而光波传感器会受到光照条件和传播条件的限制，声波传感器会受到环境噪声和传播距离的限制，且它们会涉及用户隐私，属于侵犯式传感器，不适用于隐私敏感场景。
然而现有微波传感器受限于尺寸大、成本高和功能单一等问题，无法像光波传感器和声波传感器一样，成为一种通用的传感器，集成在各种各样的电子设备中使用。
想象一下，当你和家人在家里、办公室或驾驶途中，通过手势识别和姿态识别功能可以与所有电子设备隔空交互，或者进行游戏交互;利用姿态识别和呼吸心跳测量功能可以实时监测你和家人的生命状态，分析运动、睡眠和健康状况;利用人体定位跟踪、人体存在检测和身份识别等功能可以实现不同电子设备的自动开启、关闭，并进行个性化服务。此外，还有侦测陌生人的安防检测、公共场所的人群分析、异常行为检测等等。微波视觉传感器可以让这一切成为可能。
目前，受计算机视觉和人工智能结合的启发，我国科研团队针对智能家居、智能安防、智能座舱、公共场所传感等领域对集成化微波传感的强烈需求，已研发出小尺寸、低成本、多功能的微波视觉传感器，在具有与光波传感器接近的尺寸、成本基础上，还具备存在检测、定位跟踪、手势识别、姿态识别、呼吸心跳测量、身份识别等人体传感功能。
可以说，微波视觉传感技术可以成为助力人类观察、记录、理解和利用现实世界信息的“第二双眼睛”，将模拟人类视觉的第一代机器视觉升级为拓展人类视觉的第二代机器视觉。
作者简介：夏朝阳，复旦大学博士，研究方向为智能雷达系统、人体多模态识别等;徐丰，复旦大学教授，研究方向为遥感图像解译、电磁散射建模、智能雷达系统等。
