毫米波传感器应用--3D物体检测
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1 毫米波
频率在30GHz到300GHz之间的波。可用于感应,成像和通信的电磁波。
特点波长短,精度高,工作频率为 76–81GHz(对应波长约为 4mm)的毫米波系统将能够检测小至零点几毫米的移动。 2 毫米波传感器(mmWave Sensors)
一类使用短波长电磁波的特殊雷达技术。雷达系统发射的电磁波信号被其发射路径上的物体阻挡继而会发生反射。通过捕捉反射的信号,雷达系统可以确定物体的距离、速度和角度。
毫米波传感器可对远程物体的高精度范围,速度和角度进行测量。 3 毫米波传感器的应用
毫米波是一种传感解决方案,可应用与人员检测、定位和跟踪等。可以提供检测物体的距离、速度和角度。本文给出的是TIIWR6843 单芯片方案,IWR6843 是一款能够在60GHz 至64GHz频带中运行且基于FMCW 雷达技术的集成式单芯片毫米波传感器
应用参考
不同物体检测范围:
4 应用举例:3D感应跌倒检测器
TI IWR6843的3D感应跌倒检测器实验[1]:硬件设置:
- 该实验在大约3m x 6m的房间内进行。
- 将IWR6843ISK-ODS安装到工业载板。此设置将称为ODS。
- ODS安装在三脚架顶部的3个不同高度:
- 4.5英尺
- 5.5英尺
- 6.5英尺
- 在传感器后面放置了一个摄像头,以捕获基本情况。
测试结果:
图中显示了3D点云信息,该信息使系统能够通过点云的形状和颜色分析一个人的身高和姿势,而无需透露可识别的信息。请注意,图中点云轮廓线的不同之处表明了该人的立场。图中为各种点云屏幕截图和下方照片比较:(a)蓝点:代表躺下的人的水平轮廓(b);蓝点和绿点:代表坐着的人员球形轮廓(c);蓝点、绿点和黄点:代表人员站立姿势的长形垂直轮廓将图c与图a进行比较,可看到点云的形成发生了变化。站立的人员通常显示为细长的簇,而躺下的人员则显示为短而宽的簇。算法可使用该点云的形状、大小和颜色信息来检测一个人的姿势并识别其跌倒情况。每当高度突然负变化(此演示的z尺寸)和姿势的突然变化时,传感器都可观察到跌倒情况。当z参数从远大于x(长度)和y(宽度)变为远小于y的姿势时,可检测到姿势变化,这表明从站立状态到躺下状态的快速转换。
具体演示参考[2]: 一家名为EssenceGroup, 开发的基于IWR6843的3D感应跌倒检测器产品,参考链接3
5 与其他技术比较
目前的占用及人员跟踪传感器所使用的技术包括:被动红外 (PIR)、光学摄像头、主动红外(如激光雷达和三维飞行时间(ToF))和 10GHz 至 24GHz 微波等。下图比较了这些技术并列出了它们的优缺点。
参考链接1. https://e2e.ti.com/blogs_/b/industrial_strength/archive/2019/09/03/non-contact-and-private-stance-detection-with-ti-mmwave-sensors2.http://dev.ti.com/tirex/explore/node?node=AFmsC4Pjv3N8OtdrcDLsEg__VLyFKFf__LATEST&search=mmWave%20industrial%20toolbox3. https://blog.essence-grp.com/2020-iot-breakthrough-award-3d-sensing-fall-detector/ 关注公众号后续更新