全球首款超低功耗PCR(脈衝相干)雷達傳感器生產廠商瑞典Acconeer,聯合其中國區代理商BEYD(佰譽達科技)發佈其最新開發套件XC112/XR112以及PCR雷達傳感器A1。產品採用Aip封裝技術,在60GHz ISM頻段內,把包括天線在內的所有組件都集成在一顆面積僅29mm²的芯片內;產品由於把脈衝雷達低功耗的優勢與高準確度的相干雷達相結合,使得產品功耗低至0.2毫瓦,隨着新型低功耗、芯片化PCR雷達傳感器的誕生,PCR雷達傳感器技術在各種智能設備和消費類電子產品中的應用將成爲一種必然趨勢。

Acconeer PCR雷達傳感器工作頻率是60GHz毫米波,毫米波可以精確測距、可以識別物體材質,毫米波雷達感知是一種無線感知技術。通過分析接收到的目標回波特性,提取並發現目標的位置、形狀、運動特性和運動軌跡,並且可以進一步推斷目標和環境的特徵。其作用類似於人類的眼睛和耳朵。

與其它傳感器相比,雷達感知具有許多獨特的優勢。例如,與視覺傳感器相比,雷達不受光線明暗的影響,具有穿透塑料等遮擋物的能力,可以更好地保護個人隱私,也方便做產品結構件設計;與超聲波技術相比,雷達感知的距離更遠,不受環境影響,而且不會對人和動物造成傷害。PCR雷達傳感器技術可以支持非常豐富的應用場景,下面列舉幾個常見運用領域。

智能家居

以智能家居場景爲例,PCR雷達傳感器可以被用於開關控制、入侵檢測、智能門禁等方面,方便大衆生活;在音響系統中,雷達能夠探測到某一區域的人與音響之間的距離,從而調整音響在某個區域的聲音大小;在空調系統中,雷達可以根據人的遠近,自動調節室內溫度;當雷達探測到吹風機離頭髮太近時,還可以自動調節吹風機的溫度,PCR雷達還可以用在電動工具中檢測轉孔深度;掃地機器人懸崖檢測、地毯識別等。

呼吸心跳監測

呼吸和心跳是非常重要的人體生命體徵,可以藉助PCR雷達傳感器技術進行檢測。與傳統醫療設備或可穿戴設備相比,利用雷達探測人體體徵非常便捷,無需受檢測者穿戴任何設備,從而實現非接觸式的檢測。該技術可以被應用在人的檢測,睡眠監測和情緒管理等場景中,並結合兒童或老人的家庭看護等應用發揮重要作用。

手勢識別交互

人機交互是雷達技術的另一個重要應用領域,如手勢識別交互。利用雷達採集的IQ信息,雷達可以很好地展現手的動態運動特性,並可以從不同的角度觀測手的運動。另外,從雷達反射回波的幅度形狀等信息中也可以得到手勢的散射特性。處理算法結合這些特徵,可以很好地復現手勢。

智慧停車管理

目前常見的城市智慧停車管理,大多數採用地磁和超聲波,部分廠商採用24GHz微波+地磁,單純的地磁檢測容易產生磁場背景失效問題,需要增加一個24GHz微波雷達做輔助檢測,市面上的24GHz微波雷達功耗普遍較高,大大降低整個產品的使用期限;也有廠商採用超聲波,但超聲波容易受環境影響,抗干擾能力較差,功耗也高。而PCR雷達傳感器就完美解決了以上問題,功耗低至微瓦、可以識別車和人(材料識別)、可以識別大小車(信號強度不同),不受環境影響,穩定可靠。

智慧垃圾收集管理

我們生活的城市中,垃圾收集與處理一直是令人頭疼的問題,一是很難有效監控投放垃圾桶是否已經填滿,二是難以做好垃圾分類。PCR雷達傳感器利用低功耗、電池供電的方式來精確測距解決這個問題,並且因爲不同材質對雷達波的吸收反射不同,可以區分垃圾種類,豐富了垃圾管理的多種可能性。

智慧水文/智能井蓋

城市各類明渠、管網水位監測一直以來採用傳統的超聲波液位計或者雷達液位計,體積較大、功耗較高,並且在一些特殊情況下安裝難度較大,成本也高,不利於於密集布點監測,而PCR雷達傳感器體積小、功耗低、成本低廉,可以採用電池供電以及NB-IOT傳輸數據,可以安裝在井蓋下、下水道內、排水管內、大大降低了安裝難度和布點成本,使管網的密集佈網監測成爲可能。相信將來,在倉庫、儲罐、館藏、河流大壩水位、水塔液位、水燃汽管道監控等物聯網領域,這類低功耗測距產品也必將大受歡迎。

智慧橋樑/軌道監測

隨着我國基礎設施建設一日千里的發展,橋樑、軌道等工程安全監測日益受到關注。據業內人士預測,我國橋樑等基礎設施養護,未來將是一個每年數千億元的大市場。PCR雷達傳感器被用於監測橋樑的裂痕、橋樑通行車輛計數等,低功耗供電、可以方便的安裝在橋樑的各個位置。

多傳感器的融合

在雷達傳感器與其它傳感器的融合方面,通過結合不同傳感器的優勢,實現更可靠的判斷。舉個具體的例子,雷達和視頻傳感相結合,相機在檢測玻璃時會有困難,而雷達卻能檢測到。視頻在光線不好的時候不能準確測距,而PCR雷達傳感器卻可以做精度毫米級的測距,兩者相結合,可以更可靠地支持避障、面部識別等應用。

PCR雷達傳感器引領了雷達技術的變革,大大降低3D類傳感器端成本、功耗的同時提高了產品的適用性,相信越來越多的創新運用將會被探索出來改善我們的生活。

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