《電子技術(shù)應(yīng)用》
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如何使用多功能60GHz雷達(dá)傳感器設(shè)計汽車車內(nèi)手勢檢測系統(tǒng)及更多

2021-12-29
來源:德州儀器

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手勢檢測系統(tǒng)為駕駛員提供了一種新體驗:揮一揮手即可控制車內(nèi)溫度、照明、窗戶、信息娛樂系統(tǒng)等。目前有多種方法可以調(diào)整車內(nèi)的各種舒適和便利功能,但是,操縱按鈕、旋鈕(尤其是觸摸屏)會使駕駛員轉(zhuǎn)移視線。 

如今,許多汽車的車內(nèi)傳感器解決方案大多基于前端飛行時間(ToF)或攝像頭,但這些不具備智能,也無法用于多種應(yīng)用。設(shè)想一下,如果用于手勢控制的相同器件也可以檢測留在車內(nèi)的兒童的動作,或有不速之客試圖進(jìn)入時提醒車主,即使汽車已斷電也能提供上述功能,那會怎樣呢。不必使用多個傳感器,一個多功能傳感器即可在不同模式下處理這些場景。

多功能傳感器如何實現(xiàn)手勢控制和車內(nèi)感應(yīng)

借助TI毫米波雷達(dá)技術(shù),系統(tǒng)能夠檢測多種手勢,例如揮手(從左到右、從右到左、從上到下、從下到上),無需使用接觸式按鈕或旋鈕。TI的AWR6843AOP(封裝天線)毫米波傳感器可實現(xiàn)高精度手勢檢測(甚至可穿透材料)。其外形小巧,可靈活放置在車輛中的任何位置(例如頂部控制臺或儀表板中)。

傳感器可以在所有照明條件下運(yùn)行,并通過利用3D點云信息為系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)參數(shù)(如在車內(nèi)的距離、角度和速度)。TI毫米波傳感器的多模式功能使其適用于依賴傳感器的多種應(yīng)用,從而節(jié)省設(shè)計時間和成本。

此“多手勢”演示展示了60GHz AWR6843AOP單芯片傳感器及其檢測和識別汽車前座人員手勢的能力。該演示使用60GHz AOP技術(shù),該帶寬適用于全球范圍內(nèi)的車內(nèi)射頻(RF)傳感應(yīng)用。

AWR6843AOP評估模塊(EVM)具有集成AOP,可幫助簡化射頻設(shè)計過程,并在方位角和仰角(水平和垂直視圖)中實現(xiàn)120度視野。在演示中,EVM安裝在車輛的儀表板前部,檢測距離為4m,距離分辨率為4cm。

一些示例手勢包括:從左向右揮手、從右向左揮手以及從上向下和從下到上揮手。由于手的距離、移動速度和手勢角度等參數(shù)都是可檢測的,因此可以對傳感器進(jìn)行編程,從而根據(jù)它們的多普勒特征識別各種手勢。

多模式功能全部集于一個芯片上

TI的智能集成毫米波芯片可在一個器件上提供多種功能。例如,當(dāng)汽車斷電時,傳感器可以處于低功耗狀態(tài),從而提供車內(nèi)兒童或入侵檢測。當(dāng)汽車通電時,傳感器可以進(jìn)行手勢檢測。有了此功能,則無需對各種應(yīng)用安裝多個獨(dú)立的傳感器。

靈活的車內(nèi)布置

TI毫米波傳感器基于寬視野以及毫米波穿透材料感應(yīng)的能力,可實現(xiàn)在車內(nèi)的更靈活布置。根據(jù)應(yīng)用的不同,您可以將傳感器集成到儀表板、頂部控制臺,甚至第二排或第三排座位中,實現(xiàn)更加個性化的應(yīng)用(例如照明、娛樂屏幕或乘客對溫度或音頻的調(diào)節(jié))。

感應(yīng)不受照明條件的影響

由于TI傳感器使用毫米波雷達(dá),通過收發(fā)電磁波進(jìn)行測量,因此它們不受車內(nèi)任何照明條件的影響。其他解決方案容易受到陽光直射引起的誤報影響,同時基于攝像頭的解決方案在黑暗環(huán)境中可能無法實現(xiàn)全部功能。

車內(nèi)傳感器可以更少的成本和設(shè)計時間實現(xiàn)更多功能

TI毫米波傳感器是用于車內(nèi)手勢感應(yīng)的智能解決方案,可實現(xiàn)照明控制、開門/關(guān)門、媒體控制、音頻控制和人機(jī)界面(HMI)控制等功能。用于HMI系統(tǒng)時,TI的AWR6843AOP可通過多模式功能實現(xiàn)高精度檢測,從而實現(xiàn)靈活的安置和感應(yīng)多種手勢。

重新思考車內(nèi)感應(yīng)和設(shè)計靈活性

由于TI的多功能AWR6843AOP可在各種照明和溫度條件下實現(xiàn)穩(wěn)健的多模式感應(yīng),因此您可以使用更少的器件執(zhí)行更多的車內(nèi)感應(yīng)功能。TI AOP技術(shù)的封裝尺寸比非AOP器件小25%,可實現(xiàn)設(shè)計靈活性且便于放置在空間受限的區(qū)域內(nèi),例如頂部控制臺或車輛柱。阻擋傳感器的物體不會影響高性能雷達(dá),該雷達(dá)可以穿透材料來檢測后座上的兒童或識別各種手勢以控制車輛系統(tǒng)。

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