毫米波雷达芯片的演进和创新(二)应用于生命体征探测

2020-07-16

毫米波雷达具有“感知入微”的本领,对物体的某些微动具有敏锐的“洞察”能力。这使得毫米波雷达可以在较远距离上精准地探测到人体的呼吸、体动(心跳)等细微的生命体征信号,可以非接触地检测和测量人体的呼吸速率、心率等信息。人体的呼吸会引起胸腔、腹腔的微动,雷达通过感知微动,从而测定呼吸的频率。心率的测定也是如此。

毫米波雷达探测到的呼吸信号

毫米波雷达探测到的心跳信号

核心功能实现

加特兰微电子推出的AiP芯片集成雷达基带处理模块(Baseband),在呼吸心跳相关的应用中,用户可以通过配置寄存器来使用内置的基带处理引擎,完成呼吸心跳信号的预处理。同时AiP芯片集成的300MHz主频ARC®32位微处理器,640KB内存空间以及1MB可扩展内存空间,可以满足用户进一步的个性化算法处理的需求。   

❤一种典型的呼吸心跳处理流程:

其中,FFT距离压缩与呼吸心跳体征点选取可使用加特兰AiP芯片的基带处理模块实时高效完成;相位提取、谱分析、呼吸心跳数值估计则可以使用AiP芯片集成的ARC处理器实现。同时,用户可进一步利用信号处理基带中的多普勒FFT、DoA模块等实现更多功能,例如环境的动静分离、动目标感知以及测向等。

演示:采用AiP芯片对人体的呼吸心跳状态进行检测

应用场景

基于呼吸心跳检测这一核心功能,毫米波雷达可以适用于多种应用场景,例如智能座舱。随着汽车行业的发展,座舱已逐渐成为人们工作生活的“第三空间”,提高安全性和舒适性,改善驾乘体验,是智能座舱发展的趋势。现实生活中常有车主将儿童或宠物较长时间“遗忘”在座舱内,在高温环境下,这一行为将导致非常严重的后果。

基于毫米波雷达传感器的座舱内生命检测方案可以很好地解决车主的“后顾之忧”。加特兰的座舱生命检测方案,利用感知移动目标与微动目标的双重策略,综合判断人员有无。首先通过非零多普勒判断有无人员活动;当无活动目标时,通过呼吸心跳检测判断生命体征的存在。

车内人员监测场景应用演示

同时,通过对驾驶员的呼吸心跳等体征信息的监测可以监控驾驶员身体状态,对潜在危险状态及时预警。

有无生命体检测 生命体征信息监测

呼吸心跳的检测在智能家居、养老、医疗等领域也将有广泛的应用需求。通过在智能床垫、老人监护床位、婴儿床等产品中安装毫米波雷达模块,可以非接触地实时测量和采集呼吸、心跳等特征数据,并将数据实时传输至后台系统,发挥提示、监测等作用。

AiP解决方案

加特兰AiP芯片包含77/79GHz和60GHz两个版本。使用AiP芯片和SDK组成的软硬件完整解决方案,用户可以快速实现雷达传感器的开发。小型化,易开发等优势,能够帮助客户快速完成产品设计,减少研发投入,更容易被广泛应用到汽车、医疗等领域,为社会提供更安全、更智能的感知方案。