嵌启未来|解锁未来控制系统“守门人”

原创德州仪器 2025-02-09 10:01

迈来芯新一代经济型热成像技术 工程师必看！一键掌控复杂射频环境的秘密武器

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嵌入式处理的进步正在重新定义工业和汽车应用的潜力。无论是机械臂、软件定义汽车还是储能系统，由于子系统和功能数量的增加，这些系统使用的传感、电机控制、通信和边缘 AI 技术比以往任何时候都多。TI 的创新半导体、直观的软件和设计专业知识可以帮助您转变设计，使其更智能、更安全、适应性更强。

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想象一下，当你舟车劳顿后回到家中，屋内已被自动调节到最舒适的温度湿度；当你在长途驾驶中，车辆可为你实时监测车内外环境，评估周围的危险并做出相应的响应。而面向更广阔的领域——从使用外科手术机器人的智慧医疗，到高效安全的工业自动化，科技都在不断改写着我们对未来的期待。而这些近在咫尺的未来，都离不开对环境的准确感知，尤其是用于精确感应位置和接近度的传感技术支持。

接近传感技术集自主性和自动化于一身，能够不断拓展和增强我们的五感，为我们提供了丰富的态势感知能力。同时，该技术的发展亦在推动着新兴市场的发展，如在高级驾驶辅助系统和工业机器人等应用中，为非接触式操作提供自适应和预测性安全措施。

基于雷达的传感器集成电路具备远距离探测能力、高运动灵敏度和隐私保护的特性，能够满足自主性和自动化的应用中（如适用于盲点检测、碰撞检测、人员存在和运动检测等）对传感距离和视场的要求。而德州仪器先进的毫米波雷达技术可承受恶劣的环境条件，帮助克服全球汽车和工业应用中的视觉感应挑战。

性能创新：

· 低功耗：

德州仪器创新性地设计了基于 CMOS 的毫米波雷达器件，高度集成了 TX-RF、RX-RF、ADC、MCU 及硬件加速器等组件，部分系列更集成了 DSP，简化了系统设计，降低了功耗与成本，同时大幅提升了毫米波雷达系统的性能。

· 功能安全：

采用多种内置安全机制进行设计，支持开发符合国际标准化组织 26262 和国际电工委员会 61508 标准的应用，可帮助实现系统级汽车安全完整性等级 (ASIL) 和 SIL 目标。

· 高精度：

在 <1mm 和 1 精确度范围内以 3D 方式检测和跟踪多个物体；在恶劣环境条件下检测静态和移动物体。

多样的雷达应用：

德州仪器品类丰富的 60GHz 和 77GHz 传感器产品系列支持简单的低功耗运动检测和高端成像雷达等感应功能，使其更适用于盲点检测、碰撞检测、人员存在和运动检测等应用。

易于上手：

德州仪器致力于减少设计障碍，有助于简化完整的雷达片上系统 (SoC) 和封装天线传感器等产品的设计，从而解决射频天线设计的难题。

毫米波雷达丰富的应用场景

德州仪器新型雷达传感器内置的睡眠模式和高效的运行占空比，因采用低功耗架构而功耗更低，并支持在工业、个人电子产品和汽车应用中部署雷达。

用于车内检测的低功耗雷达传感

驾驶过程中对乘员安全的保障以及法规要求的应对需要汽车专注于乘员监测、存在检测（特别是车内儿童检测）和入侵检测三种主要的车内传感应用。日前，德州仪器已推出全新的集成式汽车芯片 AWRL6844 60GHz 毫米波雷达传感器，通过运行边缘 AI 算法的单个芯片，支持用于座椅安全带提醒系统检测、车内儿童检测和入侵检测，从而实现更安全的驾驶环境。

16 个虚拟通道提供的更高空间分辨率可以在车辆行驶时检测和定位车辆中的乘员；
宽视场提高了检测现有检测系统的盲区的能力（如脚部空间和后向汽车安全座椅中的儿童）；
每秒可检测和计算 10 次入侵检测事件且功耗不到 50mW；

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用于楼宇自动化的低功耗雷达传感

实现下一代更智能、更高效、更安全、更舒适的家庭、城市和办公空间需要环保意识和人工智能。IWRL6432 等传感器有助于满足对于更节能、更智能的传感的设计需求。这些器件支持深度睡眠模式，在较低占空比下的平均功耗仅为 2mW 至 5mW。这一特性对于需要长时间连续传感的家庭和楼宇来说至关重要。尽管功耗低于前几代毫米波 (mmWave) 雷达传感器，这些新型低功耗器件仍然可以通过片上数据处理功能提供现代智能家居和城市应用所需的智能化，从而实现边沿的运动检测、手势识别和决策。

用于工厂自动化的低功耗雷达传感

为了满足全球运输的需求，制造商需要提高制造过程自动化和智能运输的效率。智能可靠的传感器将构建一个安全网，使机器能够快速准确检测到物体，同时实现人机之间更安全的交互。

配备传感器的自动导航车 (AGV) 和自主移动机器人 (AMR) 可以看到障碍物（包括人类），并沿着计划的路线从 A 点移动到 B 点。TI 的低功耗毫米波传感器可延长 AGV 和 AMR 的工作时间，同时其较低的成本促进了该技术的普及。毫米波传感器还在无人机中用于实现物体检测、防撞和高度监测等自主功能。

用于个人电子产品的低功耗雷达传感

通过集成小型 60GHz 传感器，便携式计算机和笔记本电脑现在可以感知旁观者的存在。电视机可以检测人的存在并自动开机，还可以检测手势并提供个性化的用户体验。健身设备和智能手表可以估算心率和呼吸频率。

毫米波雷达正确测试的必要性

TI 毫米波雷达以其高精度、远距离探测和强抗干扰能力，在智能安防、自动驾驶、智能家居等多个领域展现出显著的技术优势。然而，要充分发挥这些技术优势，确保雷达在实际应用中能够稳定、准确地运行，测试毫米波雷达的应用性能就显得尤为重要。

在日前结束的嵌入式创新发展研讨会中，德州仪器技术专家指出，测试毫米波雷达是确保雷达在各种环境和条件下能够稳定、准确地工作的必要步骤。由于雷达在多变的环境（如室内与室外、不同人口密度的区域）中的表现差异显著，且人为测试时目标物体的体型和运动方式也会影响测试结果，因此进行标准化测试对于量化性能改进和明确修改效果至关重要。

操作流程主要包括以下几个步骤：首先，制定测试计划，明确性能指标和数据分析方法，确保测试过程可控可复现；其次，在模拟预期用途的测试环境中进行测试，注意记录天气条件和环境因素，以减少误差；接着，使用合适的设备收集地面实况数据，并通过工业可视化工具进行数据分析；最后，有效保存测试数据，包括测试步骤、环境描述、配置文件和 TLV 结果，以便将来复制和验证测试结果。通过这一系列步骤，可以系统地评估和优化毫米波雷达的应用性能。