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毫米波雷达成为可穿戴设备手势控制的新窗口

日期:2021-11-29 (来源:互联网)

目前市场上广泛使用的感应技术包括毫米波雷达、远红外摄像头、超声波和微波,各有特点和优缺点。毫米波雷达具有超强的感知能力和分辨率,可以检测亚毫米级的细微动作,如呼吸、心跳等,以及未来智能家居等室内应用领域。

毫米波雷达作为一种非接触式传感技术,在智能家居、智能汽车等领域展现出自己的神奇力量。根据中国汽车工业协会的数据,在汽车智能化的发展趋势下,2025年相关市场规模将达到253亿元,年复合增长率为23%。此外,根据研究机构的数据,预计到2024年,家居雷达将达到105亿元。除上述市场外,毫米波雷达还扩展到医疗健康监测、智能穿戴等应用场景。

基于毫米波雷达,智能微技术最近推出了3D手势识别系统单芯片方案——K60168,并应用于TWS耳机,为可穿戴设备带来了新的传感控制方法——手势控制。可穿戴设备术的应用,可穿戴设备也迎来了升级迭代。

新赛道:手势控制音量

目前市场上广泛使用的感应技术包括毫米波雷达、远红外摄像头、超声波和微波,各有特点和优缺点。其中,摄像头容易受到环境光环境的影响,形成图像信息,相对隐私;超声波分辨率差,容易受到环境温度的影响;微波几乎占据了频段,应用场景有限。

相对而言,毫米波雷达可以避免这些问题,不会产生任何图像信息,可以保证用户的隐私和安全。它具有很强的抗干扰能力,不仅不受环境光的影响,而且可以在夜间使用,对环境适应性好,也可以在雨、雾、烟的环境中正常使用。毫米波雷达具有超强的感知能力和分辨率,可以检测亚毫米级的细微动作,如呼吸、心跳等,以及未来智能家居等室内应用领域。据了解,基于毫米波雷达的智微科技K60168单芯片方案。

智威科技副总经理林明在接受电子爱好者采访时提到,毫米波雷达检测具有识别精度高的优点,可以区分3D空间几厘米的变化,但也具有不受光干扰的抗干扰,不受遮蔽物的影响,更重要的是功耗低,整体模块体积小,容易嵌入各种应用设备。基于这一优势,K60168等毫米波雷达解决方案可应用于可穿戴设备的手势识别、家庭安全检测(如跌倒、生命特征、入侵等)、工业控制安全检测(如无人驾驶汽车、机器臂等)、室内生命特征检测等应用场景。

在智威科技之前,谷歌在2019年发布的Pixel4手机上使用了一款名为Soli的60Ghz毫米波雷达,实现了空手势交互功能。据了解,Soli由英飞凌提供。此后,业界开始研究60Ghz毫米波雷达芯片在消费睡眠诊断技术(CST)中的应用。谷歌还表示,具有内置睡眠分析功能的雷达芯片将是广泛应用于消费睡眠诊断技术的关键。该功能最终与智能手表结合,如AppleWatch和FitbitSense等智能手表具有睡眠跟踪功能。

回到TWS耳机的应用领域,AD9235BCPZ-65压力传感器和物理按钮是TWS耳机实现功能的主要设备。林明正提到,耳机本体体积小,按钮小,位置不易记住;压力传感器在按压时会对耳朵造成压力或误触,甚至因触摸耳机而导致耳机脱落。对于最终调整耳机位置舒适的用户来说,这些都严重影响了用户体验。采用无接触毫米波雷达技术和人工智能手势识别,可以使耳机操作的人机界面更加直观友好。

此前,由于整体模块体积大、功耗高、天线设计难度大等技术和成本问题,毫米波雷达产品难以推广。为了解决上述问题,智能微技术K60168是行业内第一个集成毫米波雷达和人工智能加速器的全集成嵌入式系统,可以在芯片端完成数据处理。此外,K60168通过内部天线提高了精度,降低了干扰,使传播更加稳定。和谷歌Soli一样,K60168为了实现产品小型化,方便嵌入各种应用装置,还采用AiP封装技术,开拓更多应用市场。

人机交互打开毫米波雷达新市场

那么,毫米波雷达技术下一步将开拓哪些市场呢?在可穿戴设备领域,林明正认为可穿戴设备将更加注重人性化直觉的操作。例如,除了加强用户的听觉感官外,更智能的操作也将是这些可穿戴设备制造商追求的;它可能会走向各种人工交互的大融合,如语音识别和手势识别的结合。

毫米波雷达用于非接触式生命体征传感技术。生命体征传感技术主要分为皮肤接触和非皮肤接触。前者主要是PPG、ECG、EEG等技术。PPG(光电容积脉搏波描记法)通常用于无创血糖监测智能手表;后者主要是BCG(心冲击图)和毫米波雷达。与消费水平相比,医疗水平的应用显然更值得期待。

如今,随着技术的发展,具有更高精度、更高速度信号处理能力的毫米波雷达技术正逐渐应用于生命体征监测。林明正提到,毫米波雷达建筑的手势识别提供了一个全新友好的人机接口。

在人机交互的背景下,除了TWS耳机的手势控制和医疗健康监测外,车内的人机交互也是毫米波技术的应用方向,如智能驾驶舱中控台的手势控制、车内的生命感知、车外的踢尾门等。