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不断“出圈”的毫米波雷达传感器,市场前景可期

如何监测心跳、呼吸等基本的生命体征?对于这个需求,相信大多数人的第一反应就是医院的心电图仪等专业医疗监护设备。这些年随着可穿戴设备的兴起,很多智能手表和手环也可以通过光电法,实时获取用户脉搏、血氧等体征参数,为人们带来了极大的便利。

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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