雷達(dá)傳感器和其它傳感器有什么不同?講一講60GHz 雷達(dá)傳感器!
雷達(dá)傳感器是最常用的傳感器類型之一,通過雷達(dá)傳感器可以對周邊環(huán)境進(jìn)行檢測。為增進(jìn)大家對雷達(dá)傳感器的認(rèn)識,本文將對60GHz雷達(dá)傳感器以及雷達(dá)傳感器和其它傳感器的不同予以介紹。如果你對雷達(dá)傳感器具有興趣,不妨繼續(xù)往下閱讀哦。
一、60GHz 雷達(dá)傳感器
60GHz 雷達(dá)傳感器具有更短的波長和更多數(shù)量的發(fā)射和接收天線,可以準(zhǔn)確檢測室內(nèi)人員(四人或更多人數(shù))的存在、運(yùn)動(dòng)和位置。毫米波雷達(dá)可提供多種功能,例如監(jiān)控多個(gè)區(qū)域以確定每個(gè)區(qū)域是否有人員存在并跟蹤人員的移動(dòng)。
現(xiàn)在,器件設(shè)計(jì)和工藝技術(shù)的進(jìn)步使雷達(dá)能夠與片上硬件加速器、信號處理器和存儲器集成,而不僅僅是提供射頻前端。這種類型的架構(gòu)有多種好處:總體而言,它簡化了雷達(dá)在電視中的布置。此外,片上信號處理器使雷達(dá)能夠在不使用外部處理器的情況下檢測運(yùn)動(dòng)(從而節(jié)省信號路由并降低其他系統(tǒng)的資源要求),片上信號處理還有助于縮短與喚醒主處理器相關(guān)的延時(shí)。
使用雷達(dá)數(shù)據(jù)還可以實(shí)時(shí)提取信息,并交給機(jī)器學(xué)習(xí)算法處理,然后開發(fā)諸如運(yùn)動(dòng)分類等功能。將吸塵器、風(fēng)扇和寵物等物體的運(yùn)動(dòng)與人類的運(yùn)動(dòng)區(qū)分開將有助于做出智能判定,并可能幫助減少錯(cuò)誤檢測的數(shù)量,從而減少對其他功能不必要的喚醒和處理。
通過精確測量距離、速度和到達(dá)角,60GHz 雷達(dá)傳感器能夠提供一些高級功能,例如非接觸式人機(jī)界面 (HMI) 的手勢識別。雷達(dá)可以識別多種手勢,例如從右向左滑動(dòng)(或相反),用于打開電視、更換頻道以及提高或降低音量。
憑借更短的信號波長和精密測量,60GHz 雷達(dá)可以檢測呼吸等細(xì)微的身體運(yùn)動(dòng),從而實(shí)現(xiàn)呼吸頻率的非接觸式測量,甚至實(shí)現(xiàn)睡眠監(jiān)測等高級功能。
二、雷達(dá)傳感器與眾不同
實(shí)際上,在工業(yè)和汽車應(yīng)用中使用了數(shù)十種甚至數(shù)百種不同類型的傳感器。溫度,壓力,流量,光線和其他常見的物理特性是最經(jīng)常測量或監(jiān)控的。但存在,范圍或距離,運(yùn)動(dòng)和速度以及方向角往往難以監(jiān)控。通常,此類測量必須在夜間,惡劣天氣或惡劣的環(huán)境條件下進(jìn)行。這是雷達(dá)傳感器發(fā)揮作用的地方。
完整的雷達(dá)傳感器包括雷達(dá)芯片,天線和電源。60毫米毫米波IWR6843雷達(dá)傳感器就是這種芯片,該傳感器通過FMCW(調(diào)頻連續(xù)波)在60-64 GHz范圍內(nèi)工作。它由三個(gè)雷達(dá)發(fā)射器,四個(gè)雷達(dá)接收器以及所有必需的ADC,DAC和合成器組成。
IWR6843的另一個(gè)主要部分是其處理能力,它由Arm Cortex-R4F 200 MHz MCU組成,以及由TIC674x DSP組成的數(shù)字信號處理器(DSP)部分,可以進(jìn)行快速傅立葉運(yùn)算。轉(zhuǎn)換(FFT)和其他高級處理,同時(shí)使用內(nèi)存和標(biāo)準(zhǔn)I / O接口。該芯片采用10.4×10.4mm BGA封裝。
發(fā)射機(jī)發(fā)出稱為線性調(diào)頻的FMCW信號。這是一個(gè)毫米波正弦波,其頻率在40 μs的時(shí)間內(nèi)從60 GHz增加到64 GHz 。信號從目標(biāo)反射,接收器檢測并捕獲它們。然后,以各種方式(FFT等)處理這些信號,以產(chǎn)生距離,速度和角度測量值。
傳統(tǒng)且更簡單的傳感器僅檢測和測量某些物理特性(例如溫度)的變化。但是雷達(dá)傳感器可以確定到物體的距離(范圍),物體的速度以及物體相對于某個(gè)參考的角度。它可以“看穿”墻壁,尤其是木頭和巖石。這種類型的傳感器甚至能夠檢測玻璃墻,窗戶,門或隔斷。它可以準(zhǔn)確地測量任何這些東西的范圍。
60 GHz時(shí)的距離分辨率為3.75厘米。通過這種分辨率,這些傳感器可以檢測,識別和分離間隔很近的物體。應(yīng)用程序允許這些傳感器檢測和計(jì)數(shù)來自工廠或房間或車輛內(nèi)人員的信號。范圍分辨率主要是信號帶寬的函數(shù)-帶寬越寬,分辨率越好。作為此功能的一部分,請不要忘記運(yùn)動(dòng)檢測是一項(xiàng)有用的功能。
此外,雷達(dá)傳感器可以測量速度。由于多普勒效應(yīng)對變化的頻率信號產(chǎn)生影響,因此可以計(jì)算出被檢測物體的速度。速度分辨率幾乎是信號中心頻率的直接函數(shù)。同樣,傳輸頻率越高,分辨率越高。
通常將所有信號捕獲和測量稱為豐富點(diǎn)云數(shù)據(jù)。您拾取的數(shù)據(jù)總量可帶來更好的測量結(jié)果以及可以進(jìn)行的更多不同類型的測量。例如,可以使用某些捕獲的數(shù)據(jù)來計(jì)算檢測到的信號的角度。
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