Категория проекта: автомобильная техника

Цель и задачи

Цель данной проверки концепции (PoC) — практически проверить, можем ли мы имитировать физиологические микродвижения человека, а именно дыхание и сердцебиение, с помощью аппаратного контура моделирования вместо реальных людей. Прежде чем изготавливать полную матрицу активных отражателей, необходимо снизить риски, связанные с базовой физикой системы, в меньшем масштабе и в более короткие сроки.

Ближайшие технические задачи:

• Получить надёжную базовую линию, собрав реальные показатели жизнедеятельности человека по радиоканалу (OTA) с помощью радарного модуля TI AWRL6844EVM 60 ГГц.

• Проверить, может ли перемещение уголкового отражателя воспроизводить субмиллиметровые смещения грудной стенки в необходимых биологических диапазонах частот.

• Создать одноосевой моторизованный механический стенд.

• Подтвердить, что штатные алгоритмы обработки радарного модуля воспринимают эти механические сигнатуры как живой объект, точно сообщая частоту дыхания и показатели пульса без программных ошибок.

Аннотация исследования

Новые стандарты автомобильной безопасности, такие как Euro NCAP, требуют обязательного мониторинга салона, уделяя особое внимание обнаружению присутствия ребёнка (CPD) и более широким системам мониторинга занятости мест (OMS). Предпочтительным аппаратным решением является радар с частотно-модулированным непрерывным излучением (FMCW), работающий на частоте 60 ГГц, поскольку он обеспечивает отличное пространственное разрешение и уважает конфиденциальность пассажиров.

В данном исследовании проверяется метод моделирования физических микродвижений с помощью автоматизированных световозвращателей, приводимых в движение механическими компонентами.

Аннотация проекта

В этом документе описывается проведение инженерной кампании по проверке концепции (PoC), направленной на проверку альтернативного подхода к испытаниям радаров салона автомобиля. Используя оценочную плату Texas Instruments AWRL6844EVM, инженерная команда выполнит работы по плотному графику, разделённые на три отдельные задачи: сбор эталонных данных базовой линии человека, механическое слежение с приводом от двигателя.

Последовательность разработки начинается с испытаний показателей жизнедеятельности человека в открытом пространстве для получения чистых эталонных наборов данных. Затем команда спроектирует и изготовит один лёгкий уголковый отражатель. Эта установка позволит вводить строго контролируемые микроколебания на пути радарного сигнала с использованием интеграционной лабораторной установки.

Наконец, основное внимание переместится на переход к моторизованному ползунковому механизму и написание кода микроконтроллера для управления профилями линейного смещения по оси Z. Проект завершится составлением технического паспорта устройства и итоговым отчётом PoC, подтверждающим работоспособность базовой механики перед масштабированием до многоканальной матрицы.

Объём проекта

Объём этих испытаний строго ограничен обеспечением быстрой проверки концепции, не увязая в

крупносерийном производстве.

• Первоначальная настройка и запуск микропрограммы радарного модуля AWRL6844EVM с использованием стандартных эталонных примеров Texas

  Instruments.

• Сбор базовых записей фазы по радиоканалу (OTA) с людей для отображения подлинных сигнатур сердцебиения и

  дыхания.

• Разработка треугольной уголковой мишени.

• Создание одноосевой моторизованной направляющей для управления физическим перемещением вдоль линии визирования радара.

• Написание низкоуровневой микропрограммы для управления профилем смещения привода, частотами циклов и точками

  разворота.

• Составление предварительного технического паспорта и итогового отчёта об оценке характеристик PoC.

Трудности

Создание электромеханического имитатора для радаров миллиметрового диапазона сопряжено с рядом специфических физических ограничений:

• Электродвигатели создают слабое высокочастотное дрожание. На частоте 60 ГГц крошечная механическая вибрация всего в несколько микрон может полностью исказить фазовый спектр, заполнив DSP радара шумом и замаскировав имитируемое сердцебиение мишени.

• Любое небольшое скручивание, наклон или механический люфт ползунковой направляющей смещает фазовый центр отражателя с оси. Это приводит к потере стабильности сигнала мишени или отображению ложных характеристик движения.

Результаты проекта

Проект даст следующие инженерные результаты:

• Структурированный набор данных, полученных с живых людей во время первоначального испытания OTA.

• Физически изготовленный механической обработкой одиночный треугольный уголковый отражатель, оптимизированный по обратным потерям на частоте 60 ГГц.

• Настольное испытательное приспособление, состоящее из изготовленного отражателя, приводимого в движение аналоговыми лабораторными приборами.

• Программное обеспечение, развёрнутое на микроконтроллере, для управления одноосевым перемещением двигателя, разворотами и кривыми ускорения.

• Документ с техническими характеристиками, описывающий механические пределы, достижимые амплитуды смещения и диапазоны частот одноосевой установки.

• Подробный инженерный документ, сравнивающий имитированные сигнатуры двигателя с эталонными данными живых людей для доказательства жизнеспособности концепции.

Следующие шаги

После проверки этой одноосевой базовой концепции проект перейдёт к полному масштабированию системы:

• Переход от одного активного отражателя к матричной конфигурации с полностью независимыми элементами.

• Создание встраиваемой платы управления реального времени для работы с синхронизированными каналами.

Коммерческий потенциал

Проверка этой методики испытаний отвечает насущным потребностям в сфере автомобильного производства и безопасности:

• Предоставляет поставщикам автомобильной отрасли первого уровня (Tier-1) воспроизводимый стандартизированный инструмент проверки по радиоканалу (OTA) для калибровки радарных модулей салона без участия людей в испытательных камерах.

• Разработчики программного обеспечения радаров могут программно моделировать конкретные или редкие биологические события (такие как апноэ сна, внезапный дистресс у младенца или крайняя гипервентиляция) мгновенно в лабораторных условиях, сокращая циклы проектирования.