새로운 센서 기술은 운전자 보조 시스템, 자동차 자동화, 자동차 네트워크 및 모바일 서비스의 혁신을 촉진 할 수 있습니다.운전 자동화 수준이 향상됨에 따라 차내 시스템의 철저한 혁명은 차외 보조 시스템을 더욱 강대하게 하여 전체적인 운전 체험을 창조하였다.이 글은 주로 단거리 레이더 센서가 일부 자동차 조종석 감지 응용, 즉 운전자 감시 시스템과 승객 감시 시스템을 어떻게 지원하는지 소개한다. 휴먼 컴퓨터 인터렉션(HMI)은 자동차 제조사들이 차별화를 추구하는 분야가 되고 있다.자동차 휴먼 컴퓨터 인터렉션 기술은 2015년에 처음 등장했는데, 당시 적외선 카메라와 MEMS 촉각 피드백 시스템만 사용하여 간단한 제스처 센싱을 실현했다.오늘날 이 PCB 기술은 완전히 개인화되고 초대형 디지털 디스플레이로 발전하고 있습니다.바이톤의 M-Byte 48인치 조수석 모니터와 다임러의 MBUX 시스템이 대표적이다.이 자동차 기기들은 사람과 차 사이의 상호작용을 철저히 변화시킬 것이다.
소형화, 대시보드 처리, 에너지 효율 및 통합이 용이한 센서의 진보는 레이더 센서 및 비행 시간 센서와 같은 업데이트와 더 진보된 기술의 발전을 촉진 할 것입니다.또한 센서 융합은 소리와 제스처의 결합과 같은 미래의 발전 방향을 예고하여 사용자의 목표 동작을 안정적으로 예측하고, 사용자가 접근할 때 디스플레이 버튼을 비추며, 운전자와 승객의 입력 정보를 구분한다.필요한 정보, 미학적 설계, 환경 요소 및 컴퓨팅 비용은 특정 사용 사례의 기술을 정의합니다.제스처 인식 및 수동 보안 어플리케이션과 같은 편안한 어플리케이션을 포함하되 이에 국한되지 않는 많은 관련 사용 사례가 있습니다.
세계보건기구의 통계에 따르면 매년 약 130만명이 교통사고1로 사망하는데 그중 73% 가 인위적인 실수로 초래된것이다.미국 도로교통안전국에 따르면 매년 50여 명의 어린이가 열사병으로 차 안에 머물다 사망한다.2 유럽연합과 아세안의 신차 검수 계획은 이미 어린이 존재 검측 시스템과 운전자 감시 시스템을 도입하는 조치를 취하고 있다.미국 자동차 제조업체 연맹은 2019 년 9 월에 뒷좌석 알림 시스템에 대한 자발적인 계약을 체결했습니다.3 이와 동시에 유엔 유럽경제위원회 제16호 조례는 유럽련맹과 일본 등 나라의 안전벨트 주의를 환기시키고 제한조치를 전면적으로 소개하였다.시스템 기능 표준.4 따라서 법률 법규의 구동 하에 조종석에서 혁신적인 수동 안전 응용은 도로 안전에 변화를 가져오고 있다.
레이더 처리 - 새로운 변환 무선 탐지 및 거리 측정 (레이더) 의 작동 원리는 전자파를 발사하고 물체가 반사하는 전자파를 수신하는 것입니다.물체와 관련된 대부분의 정보는 레이더가 수신하는 전자파의 위상과 주파수에 숨겨져 있다.이러한 정보는 쉽게 추출할 수 있으며 거리, 각도 및 속도와 같은 목표의 기본 매개변수를 찾는 데 사용됩니다.2D 및 3D 신호 (예: 거리 도플러 또는 마이크로 도플러) 의 변환을 통해 미세한 신체 운동, 심지어 심장 박동과 호흡으로 인한 가슴 운동에 대해 더 많은 정보를 얻을 수 있습니다.분류의 경우 레이더 포인트 클라우드 이미지를 사용할 수도 있습니다.
레이더의 일부 독특한 장점은 광선 조건에 의존하지 않고 모양 각도에서 물체를 감지할 수 있으며, 내부 코딩 정보를 통해 데이터 프라이버시를 유지할 수 있으며, 시선과 비시선 조건에서 작동할 수 있다는 것이다.그러나 그 응용은 구체적인 용례에 달려 있다.다음은 몇 가지 예를 살펴보겠습니다.
운전자 모니터링 시스템의 운전자 모니터링 시스템에 대해 현재 가장 진보된 센서 기술은 2D 카메라이다.이 카메라들은 일반적으로 운전자의 앞쪽 핸들이나 계기판에 직접 장착되어 속도계와 회전속도계에 가깝다.운전자의 전반적인 생리 건강을 이해할 필요가 매우 필요한 상황에서, 예를 들어 교통 체증 장면에서는 2단계 이상의 자동 운전을 위해 다중 센서 조합 방법을 사용해야 할 수도 있다.표 1은 서로 다른 용례에 적용되는 몇 가지 방법을 정리했다.
표준적인 레이더 생명 징후 신호 처리 과정에서 레이더 간섭 측정 기술로 검측 목표의 위상이 시간에 따라 변화하는 것을 모니터링해야 한다.6, 7은 거리를 빠른 부립엽 변환(FFT) 처리한 후 기존의 1D CFAR 기술을 거리 스펙트럼상의 피크 검색 또는 피크 전력 비율(PAPR)과 결합할 수 있다. 잠재적 목표의 거리 창고의 느린 시간 도메인에서의 피크 전력 비율은 잠재적 목표를 선택하는 지표로 사용된다.정지 목표의 경우 FFT 피크는 느린 시간 도메인의 FFT 스펙트럼 평균에 가깝습니다.심장 박동이나 호흡과 같은 진동 목표의 경우 평균이 매우 작아 PAPR이 커집니다.
목표 거리 간격을 미리 선택한 후 두 가지 방법으로 바이탈 도플러 검사를 할 수 있습니다: 1.느린 시간 도메인에서의 IQ 데이터의 표준 차이를 추정하여 지정된 값의 범위 내에 있는지 확인합니다.2. 바이탈의 주파수(0.2-3.3Hz) 범위 내에 에너지 피크가 없으면 거리 스펙트럼을 사용하여 측정한다.화이트 노이즈는 잘못된 신호를 유효한 신호로 만들기 때문에 도플러 감지는 신호가 대역 필터를 통해 정적 대상을 필터링하기 전에 매우 중요한 단계입니다.
바이탈 체크가 완료되면 타원 재구성 알고리즘을 사용하여 하드웨어 결함으로 인한 오프셋, 위상 및 폭 불균형을 제거하기 위해 위의 표준 거리 간격에 도달한 IQ 데이터를 보정합니다.타원 재구성은 타원을 완벽한 원에 매핑하여 이러한 진폭 및 위상 오프셋을 제거하는 데 도움이 됩니다.8 그림 2는 타원 재구성 알고리즘이 정상적인 바이탈 표적에 사용되고 무작위 신체 움직임 간섭 재구성에 사용될 때 재구성한 IQ 신호를 보여줍니다. 다음으로 획득한 신호 위상을 사용하여 위상 전개 모듈을 통해 2Í배수에서 파의 원시 실제 위상을 재구성합니다.- Í 또는 + Í; 보다 큰 위상 점프의 경우 각각 2Í를 더하거나 빼야 합니다.확장 위상은 변위 신호를 포함합니다. 여기서 \ » 은 반송파의 파장이고 \ (t) 는 느린 시간 영역에서 추출된 위상입니다. 생성된 변위 신호는 호흡 신호와 심박수 신호의 중첩을 포함합니다.시작 주파수와 정지 주파수가 각각 0.2Hz와 0.4Hz일 때 변위 신호가 대역 필터를 통해 호흡 주파수를 추정하도록 한다.그리고 심박수는 각각 0.8Hz와 3Hz로 추정됩니다.10 호흡 빈도나 심박수를 추정하는 방법은 다음과 같습니다.
1.거리 스펙트럼 추정 기술은 필터 후 변위 신호에 대한 빠른 부립엽 변환 (FFT) 이 필요합니다.FFT 거리 스펙트럼 중심률과 호흡 빈도의 피크를 통해 심박수와 호흡 횟수를 각각 추정할 수 있다.그림 3은 스펙트럼 분석 방법을 사용하여 바이탈에 대한 빈도 추정치를 보여줍니다.시역 변위 신호의 피크 값을 통계적으로 필터링하여 호흡 빈도와 심박수를 추정합니다.그림 4는 필터링된 시간 도메인 데이터의 피크 통계를 통해 바이탈의 빈도를 추정합니다.적색 삼각형은 심장 박동 신호 창에서 감지되는 피크를 나타냅니다. 조종석 감지는 지방 법규가 제정됨에 따라 장족의 발전을 이룰 것으로 예상되는 신흥 시장입니다.레이더는 체류 아동 탐지 및 존재 감각 측정과 같은 수동적 인 안전 응용과 같은 많은 문제를 해결하는 데 사용할 수있는 매우 잠재력 있는 기술로 간주됩니다.혁신적인 신호 처리 및 딥 러닝 기술은 이러한 애플리케이션의 신뢰성을 더욱 높여 컴퓨팅 비용, 특정 사용 사례에 필요한 정보 수준, 시스템 전력 소비량 간의 완벽한 균형을 이룰 것입니다.앞으로 PCB 다중 센서 융합 방법은 센서 이중화를 실현함으로써 더 완전하고 신뢰할 수 있는 시스템을 만들 수 있어야 한다.