Berita PCB - Sensor radar interaktif mencipta pengalaman kokpit holistik

Teknologi sensor baru boleh mempromosikan inovasi dalam sistem bantuan pemandu, automati kereta, rangkaian kereta, dan perkhidmatan kemampuan. Dengan peningkatan aras automatasi memandu, revolusi lengkap sistem dalam kenderaan telah membuat sistem bantuan diluar kenderaan lebih kuat, sehingga mencipta pengalaman memandu keseluruhan. Artikel ini terutama menjelaskan bagaimana sensor radar jarak pendek memungkinkan beberapa aplikasi pengesan cockpit kereta, iaitu sistem pengawasan pemandu dan sistem pengawasan penduduk. Interaksi manusia-komputer (HMI) menjadi kawasan di mana pembuat automatik mengejar perbezaan. Teknologi interaksi manusia-komputer otomatik muncul pertama kali pada tahun 2015, apabila ia hanya menggunakan kamera inframerah dan sistem feedback taktil MEMS untuk mencapai pengesan gerak sederhana. Hari ini, teknologi PCB ini telah berkembang menuju paparan digital yang secara peribadi dan super besar. Paparan kopilot M-Byte 48 inci Byton dan sistem MBUX Daimler adalah contoh biasa. Instrumen mobil ini akan mengubah interaksi manusia-kenderaan.

Kemajuan sensor dalam pemindahan miniatur, pemprosesan papan dashboard, efisiensi tenaga, dan kemudahan integrasi akan mempromosikan pembangunan teknologi yang lebih baru dan lebih maju seperti sensor radar dan sensor masa penerbangan. Selain itu, fusi sensor mengumumkan arah pembangunan masa depan, seperti kombinasi bunyi dan gerakan untuk meramalkan tindakan sasaran pengguna dengan yakin, menyalakan butang paparan apabila pengguna mendekati, dan membezakan maklumat input pemacu dan penduduk. Maklumat yang diperlukan, rancangan estetik, faktor persekitaran, dan kos komputasi akan menentukan teknologi untuk kes penggunaan tertentu. Terdapat banyak kes penggunaan berkaitan, termasuk tetapi tidak terbatas kepada aplikasi selesa seperti pengawasan gerak dan aplikasi keselamatan pasif.

Menurut statistik dari Organisasi Kesehatan Dunia, sekitar 1.3 juta orang mati dalam kemalangan lalu lintas setiap tahun1, dan 73% kemalangan ini disebabkan oleh kesalahan manusia. Menurut Pengarahan Keselamatan Jalan Terbang Nasional Amerika Syarikat, lebih dari 50 kanak-kanak mati setiap tahun kerana serangan panas tersangkut dalam kereta. 2 Rencana penerimaan kereta baru EU dan ASEAN telah mengambil langkah untuk memperkenalkan sistem pengesan kehadiran kanak-kanak dan sistem pengawasan pemandu. Uni Pembuat Automobil Amerika telah menandatangani perjanjian sukarela tentang sistem peringatan kerusi belakang pada bulan September 2019; 3 Pada masa yang sama, Peraturan Komisi Ekonomi untuk Eropah PBB No. 16 menjelaskan secara meliputi peringatan dan keterangan sabuk keselamatan di negara-negara seperti Uni Eropah dan Jepun. Fungsi sistem piawai. 4 Oleh itu, didorong oleh undang-undang dan peraturan, aplikasi keselamatan pasif inovatif di cockpit membawa perubahan keselamatan jalan.

Pemprosesan radar-perubahan baruThe working principle of radio detection and ranging (radar) is to emit electromagnetic waves and then receive the electromagnetic waves reflected by the object. Kebanyakan maklumat berkaitan dengan objek tersembunyi dalam fasa dan frekuensi gelombang elektromagnetik yang diterima oleh radar. Maklumat ini boleh mudah dikekstrak dan digunakan untuk mencari parameter as as sasaran seperti jarak, sudut, dan kelajuan. Melalui pertukaran isyarat dua-dimensi dan tiga-dimensi (seperti jarak Doppler atau micro-Doppler), maklumat lanjut boleh dicapai untuk memahami pergerakan badan halus, dan bahkan pergerakan dada disebabkan oleh detak jantung dan bernafas. Untuk klasifikasi, imej awan titik radar juga boleh digunakan.

Beberapa keuntungan unik radar adalah bahawa ia boleh menyaksikan objek dari sudut bentuk tanpa bergantung pada keadaan cahaya, boleh menyimpan privasi data melalui maklumat kod dalaman, dan boleh bekerja dalam baris penglihatan dan keadaan bukan garis penglihatan. Tetapi aplikasinya bergantung pada kes penggunaan khusus. Beberapa contoh akan dibahas di bawah.

Sistem pengawasan pemacuFor driver monitoring systems, the most advanced sensor technology currently is a 2D camera. Kamera ini secara umum dipasang langsung di hadapan pemandu pada roda pengarah atau papan pandang dekat tometer kelajuan dan tachometer. Dalam situasi yang sangat diperlukan untuk memahami kesehatan fisiologi pemandu sebagai contoh, dalam skenario jamming lalu lintas, ia mungkin diperlukan untuk mengadopsi kaedah kombinasi multi-sensor untuk mencapai pemandu otonomi tahap-2 atau lebih tinggi. Jadual 1 singkatkan beberapa kaedah yang berlaku untuk kes penggunaan yang berbeza.

Dalam proses pemprosesan isyarat vital radar piawai, teknologi interferometri radar diperlukan untuk mengawasi perubahan dalam fasa sasaran yang dikesan melalui masa. 6, 7 Selepas pemprosesan Perubahan Fourier cepat (FFT) jarak, teknologi CFAR konvensional 1D boleh digabung dengan pencarian puncak pada spektrum julat, atau nisbah kuasa puncak-ke-rata (PAPR) Nisbah kuasa puncak-ke-rata dalam domain masa lambat dalam julat bin sasaran potensi digunakan sebagai indikator untuk memilih sasaran potensi. Untuk sasaran stesen, nilai puncak FFT dekat dengan nilai purata spektrum FFT dalam domain masa lambat; dan jika ia adalah sasaran bergetar, seperti detak jantung atau bernafas, nilai rata-rata sangat kecil, menjadikan PAPR besar.

Selepas memilih awal jarak sasaran, tanda-tanda penting pengesan Doppler boleh dilakukan dalam dua cara: 1. Anggap deviasi piawai bagi data IQ dalam domain masa lambat untuk melihat sama ada ia berada dalam julat nilai yang dinyatakan; 2. Jika ia berada dalam frekuensi tanda-tanda vital Jika tidak ada puncak tenaga dalam julat (0.2-3.3 Hz), spektrum jarak digunakan untuk pengukuran. Kerana bunyi putih boleh membuat isyarat yang salah sebagai isyarat yang sah, pengesan Doppler adalah langkah yang sangat penting sebelum melewati isyarat melalui penapis band-pass untuk menapis sasaran statik.

Selepas selesai pengesan tanda-tanda vital, algoritma pembangunan semula elips digunakan untuk betulkan data IQ yang mencapai selatan jarak piawai yang disebut atas untuk menghapuskan ketidakseimbangan ofset, fasa dan amplitude disebabkan oleh cacat perkakasan. Dengan memetakan elips ke dalam bulatan sempurna, pembangunan semula elips boleh membantu menghapuskan amplitud dan perubahan fasa ini. 8 Figure 2 menunjukkan isyarat IQ dibina semula apabila algoritma pembinaan semula elips digunakan untuk sasaran tanda vital normal dan pergerakan badan rawak mengganggu pembinaan semula. Seterusnya, fasa isyarat yang diperoleh digunakan untuk membina semula fasa sebenar asal gelombang dari darab 2Ï-nya melalui modul pembungkus fasa. Untuk lompatan fasa yang lebih besar dari -Ï´ atau +Ï´, 2Ï´ perlu ditambah atau ditambah, sama ada. Fasa terbuka mengandungi isyarat pemindahan:diantaranya: λ ialah panjang gelombang pembawa, dan Ϭ(t) ialah fasa yang diekstrak dalam domain masa lambat. Isyarat pemindahan yang berasal mengandungi superposisi isyarat pernafasan dan isyarat kadar jantung. Biarkan isyarat pemindahan melewati penapis-laluan band untuk menghargai frekuensi pernafasan apabila frekuensi mula dan frekuensi berhenti adalah 0.2 Hz dan 0.4 Hz, berdasarkan; dan kadar jantung dijangka pada 0.8 Hz dan 3 Hz, respectively. 10 Terdapat banyak cara untuk memperkirakan kadar respirasi atau kadar jantung, termasuk:

1. Teknologi pengiraan spektrum jarak memerlukan transformasi Fourier cepat (FFT) pada isyarat pemindahan yang ditapis. Melalui puncak kadar jantung dan frekuensi pernafasan dalam spektrum jarak FFT, kadar jantung dan frekuensi pernafasan boleh dihitung secara terpisah. Figure 3 menunjukkan penghargaan frekuensi tanda-tanda vital menggunakan kaedah analisis spektrum jarak.2. Anggap frekuensi respirasi dan kadar jantung dengan menapis secara statistik nilai puncak dalam isyarat pemindahan domain masa. Figur 4 menghargai frekuensi tanda-tanda vital dengan melakukan statistik puncak pada data domain-masa yang ditapis. Segitiga merah mewakili nilai puncak yang dikesan dalam tetingkap isyarat detak jantung. Pengesanan Cockpit adalah pasar yang muncul, dan ia dijangka untuk membuat langkah dengan perkenalan peraturan tempatan. Radar dianggap sebagai teknologi yang berpotensi tinggi yang boleh digunakan untuk menyelesaikan banyak masalah termasuk aplikasi keselamatan pasif, seperti pengesan kanak-kanak terganggu dan pengawasan kehadiran. Pemprosesan isyarat inovatif dan teknologi pembelajaran dalam akan membawa kepercayaan aplikasi ini ke aras yang lebih tinggi, untuk mencapai keseimbangan sempurna antara biaya pengiraan, darjah maklumat yang diperlukan untuk kes penggunaan tertentu, dan penggunaan kuasa sistem. Dalam masa depan, kaedah fusi multi-sensor PCB sepatutnya mampu mencipta sistem yang lebih lengkap dan boleh dipercayai dengan menyedari ketiadaan sensor.