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2021年04月12日 | 针对物体检测的毫米波雷达优势
2021-04-12 来源：索喜
概述
检测物体是否存在，从而触发传感器响应看起来很简单，但实际上，要避免误报或检测错误，需要考虑许多因素。
距离测量
毫米波雷达非常适合电池供电区域，并且由于其提供了多种灵活区域设置，这意味着可以预先校准特定距离，以便传感器与MCU结合使用时可以保持MCU的睡眠/待机模式，只有当物体或人体进入特定区域和特定距离时才会被激活。比如通过毫米波雷达与摄像头的系统集成，摄像头无需保持常开状态，只有雷达判断后才会开启，这样可以极大节约电力开销。
广角检测
具有广角测量功能可以增加额外的安全性。大多数运动传感器旨在检测进入视场（FOV）的物体，常用的被动红外（PIR）传感器只能触发简单的动作，例如物体进入FOV和从FOV出来。但是，使用雷达可以捕获其他数据，例如入射角以及与摄像头结合使用时记录的图像。
该图说明了通过雷达传感器的独特属性可以利用带区域设置的角度输入和距离测量。
运动检测
复杂移动检测中使用的应用程序包括跟踪建筑物内外人员的数量或计算车库内外的车辆数量。毫米波除了具有前面提到的众多优点之外，还使其成为大运动检测的更有利的技术。它最大程度地减少功耗，减少误报，并通过进入角度数据提供了增强的智能性。
微动检测
微动对于室内控制尤为重要。在较早的传感器技术（例如PIR）中，无法实现微动检测，因为它依靠大幅度运动来检测物体并使用预设的计时器来控制灯具。这种控制通常会导致灯光在无意中熄灭，微动检测可以有效地控制各种家用灯具和设备。
下面两图说明了微小和较大的移动检测。PIR和毫米波雷达均可检测到诸如步行，坐下之类的运动。而只有雷达才能检测到微动。
温度变化和无生命物体移动引起的因素
由于风扇叶片的运动和气流，诸如风扇或便携式加热器之类的应用可能会误触发，为了获得最佳的感测精度，需要添加算法。
雷达传感器可以选择消除所谓的“背景噪声”。作为校准过程的一部分，可以对设备进行高级配置，以识别各种家用电子设备的“打开”和“关闭”，并将该数据纳入其功能行为。
例如，进行校准时会将所有家用电子设备都包括在内，作为附加固定装置使用，并且传感器将通过将数据集视为背景的一部分来识别信号差异，从而使附加固定装置产生的任何运动都不会触发运动检测。下图显示了校准范围，其中在传感器校准过程中，雷达传感器解决了“背景噪声”。
另一方面，可以在附加固定装置处于非操作模式时执行传感器校准，并且作为背景的一部分消除了噪音。在这种情况下，雷达传感器没有检测到移动时，不会触发任何响应。
上图说明了使用静态背景进行校准时对风扇叶片运动的检测。
植物和树木
当空调或加热器在半夜打开时，导致家用控制传感器检测到植物的微小飘动，这会触发照明灯的开启，就好像有人在房间里一样。尽管PIR可以检测到这种运动，但仍需要进行额外的开发工作才能消除这种不必要的错误读数。进行的样本测试表明，在检测植物运动时，PIR运动检测结果不是很可靠。请参见下面的PIR结果。
这种不需要的背景运动可能是通过在植物飘动时运行雷达传感器校准来消除。
设计产品时要考虑的另一个方面是要考虑其周围所有可能导致读数不准确的元素。树木，灌木和风铃或风车等各种装饰性或园艺性装饰品在大风天可能会产生运动。这将触发安全设备创建误报，这在任何安全系统中都是不可取的。
由于在处理广泛的环境条件时存在不可预测性，因此需要复杂的算法来最小化这种错误读数。使用雷达传感器的巨大优势在于，它不需要为所考虑的每个元素开发复杂的算法。雷达将简单地校准传感器以包括各种类型的运动，而与它们的状态无关。
传感器在大风条件下如何校准和滤除灌木的运动，签名差异有助于消除错误的读数并准确检测人的存在。
或可以在无风条件下反向进行校准，从而允许用户选择感测选项，这种灵活性使雷达成为绝佳的传感器选择。
环境条件和温度波动
某些感应技术（例如PIR）的主要缺点是需要在其周围环境中保持一致的温度，以防止错误的正读数。
与PIR不同，雷达具有出色的环境抵抗力，例如因雨水引起的温度变化，
风、雪、热等这些使雷达成为关注环境因素的传感技术。此外，由于其固有的弹性，雷达的安装位置受到的限制较少，甚至可能在坚固的非金属外壳后放置。
总结
运动感应技术的能力差异很大。为了提高感测精度并节省功耗，使用了复杂的算法和设备校准以消除错误和错误的正读数。在开发安全产品时，公司应考虑现实生活中的实际用例，以避免感测错误并提高安全设备的可靠性。
史海拾趣
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