支持运动检测和人员计数的毫米波技术

使用毫米波雷达传感器的人员计数与跟踪参考设计介绍了 TI 的毫米波传感器在室内和室外人员计数应用中的使用情况。此参考设计采用了 IWR6843 器件，该器件包括用于运行板载算法的射频/模拟和数字处理内核，可支持能在 14m 范围内进行人员检测和跟踪的单芯片人员计数系统。

该参考设计同时包括硬件和软件组成部分，表 1 总结了该设计的特性。硬件组成部分采用了 IWR6843 评估模块 (EVM)，以实现水平 120°、垂直 30° 的取决于天线的视场。

从软件角度来看，该参考设计包括两种基本配置，分别支持 6m 和 14m 运行，还采用了可消除静态物体影响和跟踪多人移动历史的专用算法。IWR6843 能够运行板载算法，这一点非常重要，通过该功能，毫米波传感器能够为楼宇自动化应用带来实质性的好处。该参考设计实现了两种关键算法：

• 静态干扰消除算法用于忽略场景中静止不动的物体。此算法会分析来自毫米波传感器的速度（多普勒）信息，从而过滤属于静态背景部分的物体，例如墙壁和家具。由于人是移动的物体，借助此算法，更高级的应用和算法可以轻松忽略非人类静态物体，从而减少误检。
• 群组跟踪算法用于同时对多个对象进行区分和跟踪。此算法会在一段时间内监控点云的移动历史，从而测量场景中移动物体的大小、精确定位这些物体的位置并跟踪物体在一段时间内的移动和位置历史。借助该算法，更高级别的应用可以确定在环境中移动之人员的确切位置和行进方向。

这些算法是在 IWR6843 上软件运行的示例处理链中实施的。图 9 展示了该处理链，在板载 C674x DSP 以及 Arm® Cortex-R4F 微控制器上运行的数字信号处理 (DSP) 代码实现了该处理链。该处理链的实现和上述算法包括可调整参数，因此可对软件进行调整以适应不同的应用和参数。用户可以调整多个设置，以便在不同的环境中更接近期望的性能水平。

TI 在不同的环境下测试了该参考设计，包括会议室、走廊、开放式办公区和电梯，以证明该设计可在不同的调试参数下保持相应的性能。这些调试参数都是线性调频脉冲数据库中提供的一些示例，该数据库在 TI Resource Explorer 的毫米波工业工具箱内。

TI Resource Explorer 还提供了对人员计数参考设计进行扩展的示例，用于介绍使用 IWR6843 减少误检的不同方法。图 7 所示为利用分类来识别风扇、百叶窗和窗帘等室内移动干扰的一个示例http://dev.ti.com/tirex/?link=Software%2FmmWave%20Sensors%2FIndustrial%20Toolbox%2FLabs%2FIndoor%20False%20Detection%20Mitigation%20-%2068xx#/。

另一个示例将参考设计的距离扩展至 50 米，用于室外入侵检测，并利用群组跟踪算法的过滤特性来消除摇曳的树木和灌木等标记，如 图 8 中所示。TI Resource Explorer 还记录了参考设计在更加不寻常的环境限制下的表现的实验。我们验证了参考设计在烟雾环境下的性能，这证明毫米波传感器可以在即使是可能存在雾和烟的情景下进行人员检测和定位。我们还验证了将传感器隐藏在不同材料（如玻璃树脂、胶合板和数层干墙）后面时的性能，这表明毫米波传感器支持隐蔽式安装，从而不会遭到恶意破坏，还能实现环保和私密性。