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什么?将来雷达可以通过走路姿态识别人

基于无处不在的传感器,未来物联网可以收集到大量的数据。在智能化和灵敏度上,以后的传感器将比现在的强很多倍,而且传感器的使用数量会越来越多,因此也会越来越便宜。雷达就是这种传感器的一个典型案例,高端汽车上已经开始使用简易雷达来辅助司机进行驾驶。

现在的民用雷达多数用于气象预报和航海上,这些雷达传感器一般采用特殊的硅锗(SiGe)工艺。硅锗工艺的雷达传感器尺寸较大,价格昂贵,并不太适合自动驾驶汽车或者无人机应用。

为了缩小尺寸、提高性能、降低功耗  ,比利时微电子研究中心(imec)开发了基于CMOS技术的雷达传感器。imec的最终目标是研发出雷达系统芯片(Radar-on-chip),不仅面积小、功耗低,而且可以集成很多附加功能。例如,imec正在考虑如何利用雷达区分行人和骑自行车的人,这种技术甚至可以通过走路姿态来识别个人。当然,这样的功能并非短期能实现的,技术上还面临很多挑战。

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在过去的3年中,以28nm CMOS技术为基础,imec正在开发雷达系统芯片的模块。2015年,imec已经开发出一款79GHz的雷达收发器,通过一块带天线的微型电路板,即可构成一个完整的雷达系统,测量精度为10厘米左右。

接下来imec将继续提升该雷达系统模块的性能,增加更多的功能,提高测量精度,并将雷达应用到更多的领域。

缩小雷达传感器尺寸的方法之一是采用更高的工作频率,imec如今就正在开发140GHz雷达。140GHz雷达的天线尺寸更小,可以集成到芯片上,这样使雷达的多普勒分辨率和深度分辨率得到提升。

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同时imec还在开发应用于79GHz和140GHz雷达系统的智能信号处理技术,雷达接收到的反射信号不但包括被测物体的位置信息,也包含了其移动信息。利用这种微多普勒(micro-Doppler)信息,有可能将行人从跑步者、骑自行车者或飞奔的动物中区分出来,甚至可以在一群人中识别每一个人。这样以来,汽车根据雷达信息实现的辅助驾驶功能会更强大。

分析微多普勒信息需要用到图像识别里面的模式识别和自学习算法,通过模式识别和自学习算法,雷达系统能够识别单一目标的微多普勒信息。接下来,imec计划利用多个雷达的组合系统来实现360度覆盖,这是自动驾驶汽车所必需的技术。

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责任编辑:穆磊