一种毫米波雷达人员检测与跟踪装置的低功耗工作方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种毫米波雷达人员检测与跟踪装置的低功耗工作方法，包括以下步骤：步骤a：中央控制单元控制毫米波射频收发单元产生毫米波雷达信号并接收回波信号；步骤b：毫米波射频收发单元进入低功耗模式，中央控制单元执行数字信号处理；步骤c：中央控制单元进入低功耗模式，满足条件时从低功耗模式唤醒并跳转执行步骤a。毫米波射频收发单元具有正常运行和低功耗两种工作模式，通过模式控制避免在信号处理阶段产生雷达信号，以降低功耗；利用控制单元的低功耗模式，使整个系统在空闲时进入低功耗模式，可进一步降低功耗；且本装置集成度高、体积小、便于安装，应用方便。

【技术实现步骤摘要】
一种毫米波雷达人员检测与跟踪装置的低功耗工作方法
本专利技术属于毫米波雷达系统
，尤其涉及的是一种毫米波雷达人员检测与跟踪装置的低功耗工作方法。
技术介绍
随着科学技术及智能化的发展，一些场所配置了室内人员检测与跟踪装置，以便统计场内人数、跟踪人员轨迹等。目前用于室内人员检测与跟踪的传感器有传统的超声波、被动红外、主动红外(激光雷达)和光学摄像头等传感器以及近几年兴起的毫米波雷达传感器。传统传感器容易受外部环境(如光照、温度等)影响，造成虚警的出现，而毫米波雷达传感器具备全天候、全天时的特性，环境稳健性更强，并能同时检测与跟踪多个目标，测量其位置和速度，所以将毫米波雷达应用于室内人员检测与跟踪的研究越来越多。毫米波雷达工作时，其射频单元向外发射电磁波，并接收回波信号。相比其它部分，射频单元的能耗占比很大。因此在毫米波雷达的设计过程中，经常需要考虑毫米波雷达的功耗问题，如何有效降低毫米波雷达的功耗，对于毫米波雷达的广泛市场化具有着重要意义。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于克服现有技术的不足，提供一种毫米波雷达人员检测与跟踪装置的低功耗工作方法，实现准确的人员检测与跟踪功能，有效降低装置功耗，可满足低成本和低功耗的市场化需求。本专利技术是通过如下技术方案实现的：一种毫米波雷达人员检测与跟踪装置的低功耗工作方法，所述的装置包括毫米波射频收发单元、中央控制单元、发射天线和接收天线，所述的低功耗工作方法包括以下步骤：步骤a：中央控制单元控制毫米波射频收发单元产生毫米波雷达信号并接收回波信号；步骤b：毫米波射频收发单元进入低功耗模式，中央控制单元执行数字信号处理；步骤c：中央控制单元进入低功耗模式，满足条件时从低功耗模式唤醒并跳转执行步骤a。所述步骤c中所述满足条件指低功耗定时器计时达到设定时间。所述步骤a的具体步骤包括：步骤a1：中央控制单元使能毫米波射频收发单元，并启动低功耗定时器，设置定时时间；步骤a2：中央控制单元向毫米波射频收发单元发送波形配置参数，毫米波射频收发单元产生相应的毫米波雷达信号；步骤a3：毫米波射频收发单元接收由目标反射的回波，混频得到中频回波信号，并输出给中央控制单元；步骤a4：中央控制单元对中频回波信号进行ADC采集并存储，将接收脉冲个数加1，若接收脉冲个数大于预设脉冲个数，则继续执行步骤b，否则跳转到步骤a2执行。所述步骤b的具体步骤包括：步骤b1：中央控制单元失能毫米波射频收发单元；步骤b2：中央控制单元对步骤a4中采集存储的雷达中频回波信号执行数字信号处理，处理得到人员检测与跟踪结果。所述步骤c的具体步骤包括：步骤c1：中央控制单元进入低功耗模式；步骤c2：若低功耗定时器达到设定的定时时间，则从低功耗模式中唤醒，并跳转到步骤a执行，否则继续停留在低功耗模式。本专利技术的优势在于：毫米波射频收发单元具有正常运行和低功耗两种工作模式，通过模式控制避免在信号处理阶段产生雷达信号，以降低功耗；利用控制单元的低功耗模式，使整个系统在空闲时进入低功耗模式，可进一步降低功耗；且本装置集成度高、体积小、便于安装，应用方便。附图说明图1是本专利技术装置的系统结构框图；图2是本专利技术装置工作时雷达发射信号时序图；图3是本专利技术装置低功耗工作流程图。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清晰，下面结合实施例和附图对本专利技术作进一步详细描述。本专利技术提供一种毫米波雷达人员检测与跟踪装置，其系统结构框图如图1所示，该装置包括毫米波射频收发单元、中央控制单元、发射天线和接收天线；所述中央控制单元与所述毫米波射频收发单元连接，所述毫米波射频收发单元分别与所述发射天线和所述接收天线连接；所述毫米波射频收发单元接收所述中央控制单元的雷达波形参数，根据参数产生相应的毫米波雷达信号，并接收所述毫米波雷达信号被目标反射回来的回波信号，再将所述回波信号传输给所述中央控制单元；所述中央控制单元对所述回波信号处理得到人员检测与跟踪结果；所述发射天线用于发射所述毫米波射频收发单元产生的毫米波雷达信号；所述接收天线用于接收空间中反射回来的毫米波雷达信号，并将其传输给所述毫米波射频收发单元。具体的，所述中央控制单元可控制所述毫米波射频收发单元工作于两种模式：正常运行模式：毫米波射频收发单元产生毫米波雷达信号并接收反射的回波信号；低功耗模式：毫米波射频收发单元不产生毫米波雷达信号，也不接收反射的回波信号。具体的，所述中央控制单元包含低功耗定时器，能在低功耗模式下工作，当设定时间达到时能对处于低功耗模式下的中央控制器产生一个唤醒中断。具体的，所述中央控制单元为STM32H7系列芯片，该系列芯片集成了ADC和DSP功能，以实现对毫米波射频收发单元输出回波信号的采集和数字信号处理。具体的，所述毫米波射频收发单元产生的毫米波雷达信号为脉冲调制信号，所述脉冲调制信号的脉宽、脉冲间隔、中心频率和带宽等波形参数均可灵活配置。如上所述的一种毫米波雷达人员检测与跟踪装置，它的工作过程及原理如下：毫米波射频收发单元产生脉冲调制信号，并接收目标反射的回波信号；发射信号和回波信号进行混频得到中频回波信号；再经ADC采集得到数字信号；再经处理模块执行数字信号处理得到所需结果；所述脉冲调制信号的调制类型为线性调频连续波，一个脉冲的回波信号经上述处理可得到目标的距离信息，多个脉冲的回波信号联合处理还可进一步得到目标的角度和速度信息，进而实现对人员的检测与跟踪。毫米波雷达的信号处理是以脉冲为单位的，多个脉冲组合为一帧，毫米波雷达工作时的发射信号时序图如图2所示。利用如上所述的毫米波雷达人员检测与跟踪装置能有效降低功耗，其低功耗工作流程图如图3所示，包括以下步骤：步骤a：中央控制单元控制毫米波射频收发单元产生毫米波雷达信号并接收回波信号；步骤b：毫米波射频收发单元进入低功耗模式，中央控制单元执行数字信号处理；步骤c：中央控制单元进入低功耗模式，满足条件时从低功耗模式唤醒并跳转执行步骤a。所述步骤c中所述满足条件指低功耗定时器计时达到设定时间。所述步骤a的具体步骤包括：步骤a1：中央控制单元使能毫米波射频收发单元，并启动低功耗定时器，设置定时时间；本实施例中，所述设定时间指的是帧周期，具体的可根据实际应用情况设定，本专利技术实施例中设定为100ms。步骤a2：中央控制单元向毫米波射频收发单元发送波形配置参数，毫米波射频收发单元产生相应的毫米波雷达信号；本实施例中，所述波形配置参数指的是脉宽、中心频率和带宽，具体的可根据实际应用情况设定，本专利技术实施例中脉宽设为210μs，中心频率设为79GHz，带宽设为4GHz。步骤a3：毫米波射频收发单元接收由目标反射的回波，混频得到中频回波信号，并输出给中央控制单元；步骤a4本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种毫米波雷达人员检测与跟踪装置的低功耗工作方法，所述的装置包括毫米波射频收发单元、中央控制单元、发射天线和接收天线，其特征在于：所述的低功耗工作方法包括以下步骤：/n步骤a：中央控制单元控制毫米波射频收发单元产生毫米波雷达信号并接收回波信号；/n步骤b：毫米波射频收发单元进入低功耗模式，中央控制单元执行数字信号处理；/n步骤c：中央控制单元进入低功耗模式，满足条件时从低功耗模式唤醒并跳转执行步骤a。/n

【技术特征摘要】
1.一种毫米波雷达人员检测与跟踪装置的低功耗工作方法，所述的装置包括毫米波射频收发单元、中央控制单元、发射天线和接收天线，其特征在于：所述的低功耗工作方法包括以下步骤：
步骤a：中央控制单元控制毫米波射频收发单元产生毫米波雷达信号并接收回波信号；
步骤b：毫米波射频收发单元进入低功耗模式，中央控制单元执行数字信号处理；
步骤c：中央控制单元进入低功耗模式，满足条件时从低功耗模式唤醒并跳转执行步骤a。


2.根据权利要求1所述的一种毫米波雷达人员检测与跟踪装置的低功耗工作方法，其特征在于：所述步骤a的具体步骤包括：
步骤a1：中央控制单元使能毫米波射频收发单元，并启动低功耗定时器，设置定时时间；
步骤a2：中央控制单元向毫米波射频收发单元发送波形配置参数，毫米波射频收发单元产生相应的毫米波雷达信号；
步骤a3：毫米波射频收发单元接收由目标反射的回波，混频得到中频回波信号，并输出给中央控制单元；
步骤a4：中央控制单元对中...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗雨泉，袁常顺，周杨，向洪，其他发明人请求不公开姓名，
申请(专利权)人：北京航空航天大学杭州创新研究院，
类型：发明
国别省市：浙江;33