使用毫米波傳感器檢測(cè)移動(dòng)車內(nèi)人員乘坐情況

作者：德州儀器Alessandro Veglio

汽車設(shè)計(jì)師已成功將毫米波（mmWave）傳感器集成到多個(gè)汽車駕駛室內(nèi)應(yīng)用中。

這些應(yīng)用之一是能夠在各類照明條件和傳感器放置中檢測(cè)車內(nèi)人員乘坐情況，而不管其是否移動(dòng)。這可幫助汽車系統(tǒng)檢測(cè)到留在車內(nèi)無(wú)人看管的兒童或人員位置，以進(jìn)行溫度控制。

Azcom Technology展示了AWR1642毫米波傳感器結(jié)合Azcom專有算法，如何能夠可靠識(shí)別座椅上人員入座情況。我們以不同的速度，及不同的環(huán)境（城市、高速公路）和駕駛室（光照、溫度）條件進(jìn)行駕駛，并分析了不同的座椅配置。

在我們的演示中，傳感器將從天窗懸掛下來(lái)，朝向后座（如圖1所示），盡管在最終安裝中它更可能被放置在座椅靠背內(nèi)部、后視鏡周圍或車頂內(nèi)部等地方。由于毫米波能夠感知各種材料，包括構(gòu)成車輛的材料，因此安裝在座椅或車頂內(nèi)時(shí)，傳感性能不會(huì)發(fā)生變化。包括Azcom Technology增強(qiáng)功能的所有處理都在傳感器上運(yùn)行，而主機(jī)上的圖形用戶界面有助于可視化結(jié)果。

圖1：安裝在車輛天窗上的毫米波傳感器

       此用例的主要挑戰(zhàn)是在引擎開啟和汽車行駛時(shí)實(shí)現(xiàn)充分的檢測(cè)穩(wěn)健性。這兩個(gè)事件的組合引入了來(lái)自數(shù)個(gè)在靜態(tài)設(shè)置中不存在的振動(dòng)模式的信號(hào)的一組中斷。出于此原因，我們?cè)O(shè)計(jì)了一種新的算法。此算法對(duì)來(lái)自道路的振動(dòng)不太敏感，且能夠檢測(cè)車內(nèi)人員入座情況的所有可能組合。

       除了車內(nèi)人員入座情況檢測(cè)參考設(shè)計(jì)，我們還應(yīng)用并驗(yàn)證了這些增強(qiáng)功能。圖2、3、4和5是來(lái)自樣品驅(qū)動(dòng)的一些快照，以及檢測(cè)車內(nèi)人員入座情況的圖示。

       在圖2中，在城市中駕駛時(shí)后排座椅無(wú)人員入座，算法檢測(cè)到無(wú)故障。統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)按處理楨的比率計(jì)算：此用例中為6 fps。在現(xiàn)實(shí)產(chǎn)品中，頻率較低的二級(jí)決策工具會(huì)使檢測(cè)變得更加穩(wěn)健。

圖2：后排座椅無(wú)人員入座

       在圖3中，該算法成功檢測(cè)到區(qū)域1中有人員入座，如紅框所示。

圖3：后排座位檢測(cè)到人員入座

       圖4側(cè)重于使用不同汽車駕駛室時(shí)算法的準(zhǔn)確性。通過(guò)測(cè)試兩種不同的車型，我們?cè)谝圆煌俣刃旭倳r(shí)展示了可靠的人員入座檢測(cè)情況。

圖4：在不同的汽車乘坐艙內(nèi)檢測(cè)人員入座情況

       圖5所示為設(shè)計(jì)擴(kuò)展到兩排四個(gè)座椅。盡管此場(chǎng)景更復(fù)雜且更具挑戰(zhàn)性，但在特殊調(diào)整和優(yōu)化之后，算法的表現(xiàn)與單排設(shè)置效果一樣佳。

圖5：四座配置

       憑借在人員入座情況檢測(cè)應(yīng)用方面的專知以及TI平臺(tái)、信號(hào)處理、射頻和嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)與開發(fā)方面的深厚專業(yè)知識(shí)，Azcom Technology提供一系列增值研發(fā)服務(wù)，可助您構(gòu)建啟用毫米波的產(chǎn)品，并大大縮短產(chǎn)品上市時(shí)間。