但是上述这些方法有一个共性,它们都是[接触式]的测量方案,就是要将传感器直接连接到被测对象的身体上。如果想找一种[非接触式]的测量方法,隔空完成心跳、呼吸的实时监测,可行吗?
这样的测量方案已经有了!它采用的是毫米波雷达技术。
性能不俗的[后来者]
众所周知,雷达最早的应用是在军事上,其原理是产生并通过发射器发送一个频率随时间逐渐增加的信号,当这个信号遇到物体之后会反射回来,其时延是距离/光速数值的2倍,而返回来的波形和发出的波形之间有个频率差,这个频率差和时延呈线性关系,将这两个频率做一个减法,就可以得到二者频率的差频(差拍频率),由此就可以计算出物体与雷达的距离。在此基础上,不仅可以获知被测目标是否存在,还可以计算出目标的位置、方向、距离和速度等精确信息。
后来,雷达的应用逐渐扩展到其他一些专用领域,并且最终凭借毫米波雷达走入了民用市场。汽车成了毫米波雷达在民用领域一个重要的切入点,这些年随着自动驾驶的兴起,更是发展势头强劲。目前在L2.5以上的自动驾驶系统中,毫米波雷达基本成了标配。
毫米波雷达本质上是对物体占位和运动进行感测,在更广阔的民用领域,在雷达到来之前已经有一些成熟传感技术(如PIR和超声波)的成熟应用,想要突破自己原有的[舒适圈],进入这个新领域,毫米波雷达就要直面这些技术的挑战。
| 毫米波雷达 | 红外传感器 | 摄像头 | 超声波雷达 | |
| 感应机制 | 电磁波 | 红外线 | 可见光 | 超声波 |
| 温度影响 | 无影响 | 40℃以上有影响 | 无影响 | 无影响 |
| 穿透能力 | 可穿透非金属物体 | 无穿透能力 | 无穿透能力 | 无穿透能力 |
| 应用环境 | 任何环境 | 不适用于烟尘、高温环境 | 需较好光照条件 | 任何环境 |
| 寿命 | 长寿命 | ≈1000h | 长寿命 | 长寿命 |
| 稳定性 | 稳定可靠 | 感测距离随使用时长缩短 | 受环境影响大 | 比较稳定 |
| 探测距离 | 100米 | 8米 | 取决于光学镜头 | 5米 |
| 成本 | 适中 | 较低 | 较高 | 较低 |
| 技术瓶颈 | 扫描频率 | 静态人体检测不准确 | 隐私保护 | 距离短,精度不高 |
表1:毫米波雷达与其他传感器技术的比较
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