雷達傳感器的新型熱門應用
發布時間:2017-07-18 責任編輯:wenwei
【導讀】雷達感知是一種無線感知技術。通過分析接收到的目標回波特性,提取並發現目標的位置、形狀、運動特性和運動軌跡,並且可以進一步推斷目標和環境的特征。
提起雷達技術,大眾對此並不陌生。
傳統的雷達技術具有非常廣泛的應用。如機載、艦載、基地雷達可以對運動目標進行檢測、成像;在氣象、航管、遙感等領域,我們可以借助雷達傳感器實現氣象預報、交通管製、資源勘查等。但是,由於傳統雷達設備的硬件成本高且體型巨大,因此一直在消費類電子產品中應用較少。
近年來隨著半導體技術的發展,雷達的尺寸、功耗和價格在不斷下降。另一方麵,毫米波、超寬帶技術和多發多收的使用,結合創新的信號處理技術和計算能力不斷增強的芯片,雷達的感知功能日益強大。
雷達感知是一種無線感知技術。通過分析接收到的目標回波特性,提取並發現目標的位置、形狀、運動特性和運動軌跡,並且可以進一步推斷目標和環境的特征。其作用類似於人類的眼睛和耳朵。
yuqitachuanganqixiangbi,leidaganzhijuyouxuduodutedeyoushi。liru,yushijiaochuanganqixiangbi,leidabushouguangxianmingandeyingxiang,juyouchuantouzhedangwudenengli,keyigenghaodibaohugerenyinsi;與超聲技術相比,雷達感知的距離更遠,而且不會對人和動物造成傷害。

雷達技術的應用場景;來源:IMEC 2015
雷(lei)達(da)感(gan)知(zhi)可(ke)以(yi)支(zhi)持(chi)非(fei)常(chang)豐(feng)富(fu)的(de)應(ying)用(yong)場(chang)景(jing)。比(bi)如(ru),毫(hao)米(mi)波(bo)雷(lei)達(da)就(jiu)已(yi)經(jing)被(bei)廣(guang)泛(fan)應(ying)用(yong)在(zai)汽(qi)車(che)輔(fu)助(zhu)駕(jia)駛(shi)領(ling)域(yu),用(yong)以(yi)檢(jian)測(ce)行(xing)人(ren)和(he)前(qian)車(che),實(shi)現(xian)防(fang)撞(zhuang)預(yu)警(jing)。此(ci)外(wai),如(ru)上(shang)圖(tu)所(suo)示(shi),雷(lei)達(da)在(zai)居(ju)家(jia)、智能大廈、自動駕駛以及可穿戴設備等領域也有很多潛在的應用。
以智能家居場景為例,雷達傳感器可以被用於開關控製、入侵檢測、zhinengkaimenqidengfangmian,fangbiandazhongshenghuo。zaiyinxiangxitongzhong,leidanenggoutancedaomouyiquyuderenyuyinxiangzhijiandejuli,congertiaozhengyinxiangzaimougequyudeshengyindaxiao;在空調係統中,雷達可以根據人的遠近,自動調節室內溫度;當雷達探測到吹風機離頭發太近時,還可以自動調節吹風機的溫度。
隨著新型低功耗、小型化雷達傳感器的誕生和產品化,雷達技術在各種智能設備和消費類電子產品中的應用將成為一種必然趨勢。
科研人員已在推動雷達感知技術的新型應用方麵開展研究工作。讓我們結合一些具體的應用場景,來一探究竟吧。
人體體征檢測
huxihexintiaoshifeichangzhongyaoderentishengmingtizheng,keyijiezhuleidajishujinxingjiance。yuchuantongyiliaoshebeihuokechuandaishebeixiangbi,liyongleidatancerentitizhengfeichangbianjie,wuxushoujiancezhechuandairenheshebei,congershixianfeijiechushidejiance。gaijishukeyibeiyingyongzairendejiance,shuimianjianceheqingxuguanlidengchangjingzhong,bingjieheertonghuolaorendejiatingkanhudengyingyongfahuizhongyaozuoyong。
我們在這一技術領域的研究進展順利,結合特定的波段,可以做到隔牆實現人體檢測。
運動識別
雷達的優勢是對運動的檢測,可以利用目標回波的多普勒效應來觀測和解讀目標的運動狀態,如運動方向和運動速度;在(zai)使(shi)用(yong)多(duo)通(tong)道(dao)傳(chuan)感(gan)器(qi)時(shi),還(hai)可(ke)以(yi)從(cong)不(bu)同(tong)的(de)視(shi)角(jiao)觀(guan)察(cha)目(mu)標(biao)的(de)運(yun)動(dong)。通(tong)過(guo)從(cong)不(bu)同(tong)的(de)視(shi)角(jiao)采(cai)集(ji)目(mu)標(biao)的(de)運(yun)動(dong)狀(zhuang)態(tai),並(bing)結(jie)合(he)瞬(shun)時(shi)信(xin)息(xi)和(he)曆(li)史(shi)信(xin)息(xi)進(jin)行(xing)分(fen)析(xi),從(cong)而(er)實(shi)現(xian)對(dui)複(fu)雜(za)運(yun)動(dong)的(de)分(fen)辨(bian)。在(zai)下(xia)圖(tu)所(suo)示(shi)的(de)例(li)子(zi)中(zhong),當(dang)人(ren)的(de)手(shou)臂(bi)做(zuo)不(bu)同(tong)運(yun)動(dong)時(shi),不(bu)同(tong)動(dong)作(zuo)產(chan)生(sheng)了(le)不(bu)同(tong)的(de)微(wei)多(duo)普(pu)勒(le)模(mo)式(shi),結(jie)合(he)運(yun)動(dong)的(de)能(neng)量(liang)特(te)性(xing)等(deng)特(te)征(zheng)可(ke)以(yi)實(shi)現(xian)不(bu)同(tong)運(yun)動(dong)的(de)分(fen)辨(bian)。

*揮動手臂產生的微多普勒效應;來源:《雷達中的微多普勒效應》, Victor C.Chen *
利(li)用(yong)雷(lei)達(da)識(shi)別(bie)運(yun)動(dong)的(de)技(ji)術(shu)可(ke)以(yi)應(ying)用(yong)在(zai)不(bu)同(tong)的(de)場(chang)景(jing)中(zhong)。比(bi)如(ru)在(zai)體(ti)育(yu)運(yun)動(dong)中(zhong),可(ke)以(yi)借(jie)用(yong)這(zhe)項(xiang)技(ji)術(shu)檢(jian)測(ce)人(ren)和(he)球(qiu)類(lei)的(de)運(yun)動(dong)狀(zhuang)態(tai)和(he)運(yun)動(dong)軌(gui)跡(ji)。在(zai)居(ju)家(jia)環(huan)境(jing)下(xia),還(hai)可(ke)以(yi)做(zuo)人(ren)體(ti)摔(shuai)倒(dao)檢(jian)測(ce),用(yong)於(yu)預(yu)防(fang)老(lao)人(ren)摔(shuai)倒(dao)。目(mu)前(qian),我(wo)們(men)的(de)技(ji)術(shu)已(yi)經(jing)可(ke)以(yi)通(tong)過(guo)處(chu)理(li)雷(lei)達(da)數(shu)據(ju),實(shi)現(xian)人(ren)體(ti)運(yun)動(dong)狀(zhuang)態(tai)和(he)軌(gui)跡(ji)的(de)解(jie)讀(du)。
手勢識別交互
人機交互是雷達技術的另一個重要應用領域,如手勢識別交互。利用雷達采集的距離、duopulexinxi,yijikuaisucaiyanghuodedeshoudongtaiyundonglishixinxi,leidakeyihenhaodizhanxianshoudedongtaiyundongtexing,bingkeyicongbutongdejiaoduguanceshoudeyundong。lingwai,congleidafanshehuibodefuduxingzhuangdengxinxizhongyekeyidedaoshoushidesanshetexing。chulisuanfajiehezhexietezheng,keyihenhaodifuxianshoushi。
我們將這一領域的研究工作與機器學習相結合,已經實現了十種不同手勢的識別。
多傳感器的融合
在(zai)雷(lei)達(da)傳(chuan)感(gan)器(qi)與(yu)其(qi)它(ta)傳(chuan)感(gan)器(qi)的(de)融(rong)合(he)方(fang)麵(mian),我(wo)們(men)的(de)目(mu)標(biao)是(shi)通(tong)過(guo)結(jie)合(he)不(bu)同(tong)傳(chuan)感(gan)器(qi)的(de)優(you)勢(shi),實(shi)現(xian)更(geng)可(ke)靠(kao)的(de)判(pan)斷(duan)。目(mu)前(qian)我(wo)們(men)已(yi)經(jing)開(kai)展(zhan)了(le)雷(lei)達(da)和(he)視(shi)頻(pin)傳(chuan)感(gan)相(xiang)結(jie)合(he)的(de)工(gong)作(zuo)。舉(ju)個(ge)具(ju)體(ti)的(de)例(li)子(zi),相(xiang)機(ji)在(zai)檢(jian)測(ce)玻(bo)璃(li)時(shi)會(hui)有(you)困(kun)難(nan),而(er)雷(lei)達(da)卻(que)能(neng)檢(jian)測(ce)到(dao)。兩(liang)者(zhe)相(xiang)結(jie)合(he),可(ke)以(yi)更(geng)可(ke)靠(kao)地(di)支(zhi)持(chi)避(bi)障(zhang)等(deng)應(ying)用(yong)。
除(chu)了(le)上(shang)述(shu)幾(ji)項(xiang)應(ying)用(yong)領(ling)域(yu),我(wo)們(men)還(hai)在(zai)探(tan)索(suo)如(ru)何(he)將(jiang)雷(lei)達(da)傳(chuan)感(gan)技(ji)術(shu)與(yu)家(jia)用(yong)服(fu)務(wu)機(ji)器(qi)人(ren)相(xiang)結(jie)合(he),實(shi)現(xian)人(ren)體(ti)檢(jian)測(ce)和(he)人(ren)機(ji)交(jiao)互(hu)等(deng)方(fang)麵(mian)的(de)應(ying)用(yong),並(bing)將(jiang)進(jin)一(yi)步(bu)利(li)用(yong)AI技術,提升數據處穩定性和可靠性,為未來走向市場做好堅實的準備。
(來源:英特爾中國研究院)
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