毫米波雷達(dá)使用距離、速度和到達(dá)角度信息以及簡(jiǎn)單的跟蹤算法，不僅可以感知人的位置，還可以感知物體的位置，以便更好地控制電梯門(mén)等應(yīng)用。

傳感技術(shù)正在改變我們對(duì)周?chē)澜绲慕忉尯头磻?yīng)的方式。知道人們?cè)谀睦镆约八麄冊(cè)谧鍪裁矗ɑ蛟噲D做什么）可以使傳感系統(tǒng)做出明智的決定，并在商業(yè)建筑，工廠(chǎng)和家庭中創(chuàng)建更安全，更高效和更智能的環(huán)境。

比如大廈管理員，他們想了解會(huì)議室或浴室的用途以確定維護(hù)時(shí)間表；或者在工廠(chǎng)，當(dāng)一個(gè)人距離機(jī)器太近時(shí)，需要及時(shí)關(guān)閉機(jī)器以確保安全。這些類(lèi)型的感測(cè)用例在一個(gè)社會(huì)距離遙遠(yuǎn)的世界中變得越來(lái)越普遍，在這種情況下，監(jiān)視人與人之間的間隔或識(shí)別可以確保人流密度，幫助對(duì)抗COVID-19的傳播。

許多現(xiàn)有的傳感技術(shù)都可以檢測(cè)到占用和位置，包括視覺(jué)攝像機(jī)，熱成像儀和被動(dòng)紅外（PIR），但是每種技術(shù)都具有性能和魯棒性，成本和處理復(fù)雜性，或面臨隱私挑戰(zhàn)等考慮因素。

毫米波傳感器可提供范圍，速度和角度等特性

毫米波雷達(dá)傳感器發(fā)送電磁能脈沖并接收回反射。通過(guò)處理這些能量脈沖在多個(gè)天線(xiàn)上的飛行時(shí)間，雷達(dá)系統(tǒng)可以確定到目標(biāo)的距離，相對(duì)速度和到達(dá)角度。該數(shù)據(jù)可以使毫米波雷達(dá)能夠確定物體的位置和運(yùn)動(dòng)方向，使其能夠感知人及其行為，并解決新的檢測(cè)和識(shí)別挑戰(zhàn)。此外，由于毫米波雷達(dá)使用基于射頻（RF）的感應(yīng)方式，因此它不會(huì)接收到任何個(gè)人身份信息，這使其非常適合在敏感環(huán)境（例如家庭、辦公室或洗手間等私人場(chǎng)所）中使用。

人類(lèi)感知的新挑戰(zhàn)

人類(lèi)感知的第一個(gè)問(wèn)題是運(yùn)動(dòng)預(yù)期。盡管當(dāng)今許多傳感技術(shù)可以很好地檢測(cè)到房間中的存在或大致估計(jì)一個(gè)人的相對(duì)位置，許多應(yīng)用也需要此信息來(lái)根據(jù)某人的方向和移動(dòng)速度來(lái)預(yù)測(cè)某人的未來(lái)位置，因?yàn)榘踩曰蛐蕟?wèn)題，這種方法并不經(jīng)常使用。例如，在諸如電梯的應(yīng)用中出現(xiàn)了對(duì)運(yùn)動(dòng)預(yù)期的要求，在該應(yīng)用中，美國(guó)機(jī)械工程師協(xié)會(huì)《電梯和自動(dòng)扶梯安全規(guī)范》現(xiàn)在要求對(duì)接近的人進(jìn)行檢測(cè)，以防止有人被關(guān)閉的電梯門(mén)夾到。現(xiàn)在，電梯的傳感器不僅要檢測(cè)可能存在于門(mén)口之間的物體，還必須可以預(yù)測(cè)物體何時(shí)接近。

另一個(gè)示例是商店入口處的自動(dòng)門(mén)，盡管提高效率和降低能源成本是可持續(xù)性節(jié)能建筑的主要目標(biāo)，但當(dāng)今的門(mén)禁感應(yīng)技術(shù)很容易錯(cuò)誤檢測(cè)，每次事件都浪費(fèi)能源和空調(diào)。隨著能源成本的上升，設(shè)計(jì)人員需要注意到門(mén)和入口的控制。僅當(dāng)能夠感知到人確認(rèn)要進(jìn)入門(mén)時(shí)才會(huì)打開(kāi)，這可以幫助節(jié)省能源和金錢(qián)。

下方的圖1顯示了毫米波雷達(dá)傳感器的利用范圍，速度和到達(dá)角度信息以及簡(jiǎn)單的跟蹤算法，可以預(yù)測(cè)人員的行動(dòng)方向并更智能地控制門(mén)或電梯系統(tǒng)。

圖1顯示了毫米波雷達(dá)傳感器通過(guò)使用范圍，速度和到達(dá)角度信息來(lái)識(shí)別物體的當(dāng)前和即將的位置，并防止自動(dòng)門(mén)錯(cuò)誤開(kāi)啟。

第二個(gè)挑戰(zhàn)是弄清楚如何識(shí)別和分類(lèi)人群行為。該信息在無(wú)人零售等應(yīng)用中很有價(jià)值。確定客戶(hù)與商品的互動(dòng)方式將使零售商能夠更明智地在商店中定位商品，或識(shí)別區(qū)域在人流量增加的情況下，需要進(jìn)行適當(dāng)?shù)氖枭ⅰ?/p>

根據(jù)美國(guó)疾病預(yù)防控制中心的數(shù)據(jù)，每年將近四分之一的老年人都會(huì)跌倒。由于大多數(shù)老年人選擇獨(dú)居，會(huì)發(fā)生許多跌倒事故，而且無(wú)人看管。借助人工智能和強(qiáng)大的處理能力，攝像機(jī)和主動(dòng)式紅外傳感器可以識(shí)別并響應(yīng)房屋中的跌倒事件，但是它們的處理成本和侵犯隱私權(quán)將是極大障礙。

毫米波雷達(dá)傳感器使用多普勒效應(yīng)來(lái)測(cè)量物體的速度，并且隨著時(shí)間的推移，如圖2所示（如下圖所示），可以識(shí)別并分類(lèi)物體（例如老年人）的類(lèi)型和行為，而無(wú)需采用侵犯隱私的攝像頭。

圖2：毫米波雷達(dá)傳感器使用多普勒效應(yīng)來(lái)測(cè)量目標(biāo)的速度。如圖所示，行走的人的多普勒效應(yīng)（左），以及擺動(dòng)風(fēng)扇的多普勒效應(yīng)（右），可以很明顯的進(jìn)行區(qū)分。

解決邊緣問(wèn)題

毫米波雷達(dá)片上系統(tǒng)（SoC）傳感器，例如德州儀器（TI）的IWR6843，將雷達(dá)收發(fā)器前端與可編程微控制器，硬件加速器和可編程數(shù)字信號(hào)處理器集成在一起，以在雷達(dá)傳感器邊緣實(shí)現(xiàn)高級(jí)信號(hào)處理和算法。這種集成使整個(gè)雷達(dá)系統(tǒng)（包括距離，速度和角度的計(jì)算以及諸如用于運(yùn)動(dòng)跟蹤或運(yùn)動(dòng)識(shí)別/分類(lèi)的算法）可以存在于位于傳感器邊緣的單個(gè)芯片上。

無(wú)需依靠云，傳感器邊緣的處理使系統(tǒng)能夠更快地做出決策，并具有更高的可靠性，更低的系統(tǒng)成本和復(fù)雜性。某些應(yīng)用程序根本不適合云實(shí)施，想象一下一個(gè)可怕的場(chǎng)景，即檢測(cè)到一個(gè)親人在家里跌倒需要依賴(lài)互聯(lián)網(wǎng)連接，或者一個(gè)人靠近時(shí)機(jī)器人手臂無(wú)法停止運(yùn)動(dòng)，因?yàn)樗仨毻ㄟ^(guò)云服務(wù)器進(jìn)行中繼和數(shù)據(jù)檢查。由于毫米波雷達(dá)數(shù)據(jù)比其他高帶寬數(shù)據(jù)（例如視頻）更容易在邊緣進(jìn)行處理，因此有可能在單個(gè)芯片上實(shí)時(shí)執(zhí)行從傳感到?jīng)Q策的處理，如圖3所示。

圖3：由于其帶寬較低的數(shù)據(jù)集，毫米波雷達(dá)SoC傳感器可以在邊緣就處理從射頻傳輸?shù)阶R(shí)別和決策的整個(gè)傳感器信號(hào)處理系統(tǒng)上

建筑物，工廠(chǎng)，城市和家庭中的應(yīng)用都可以從傳感系統(tǒng)中受益，這些傳感系統(tǒng)可以根據(jù)人們的位置和所做的事情做出更明智的決策。由于毫米波雷達(dá)傳感器具有在不損害隱私的情況下檢測(cè)到目標(biāo)的范圍，速度和角度的獨(dú)特能力，因此基于邊緣的實(shí)現(xiàn)方式提供靈活性和可靠性的同時(shí)，為感測(cè)應(yīng)用打開(kāi)了新的空間。
編輯：hfy