Imec har utviklet et kompakt, høyt følsomt 140 GHz MIMO radar system. MIMO-oppsettet er demonstrert for gjenkjenning, som støtter intuitive interaksjoner mellom man og maskin.
Den ultrafine oppløsningen til denne radaren gjør det mulig å påvise mikrohudbevegelser relatert til vitale tegn som betjener programmer som ikke-kontaktdriverovervåking eller pasientovervåking.
Nøkkeldifferentiatorer for imecs 140 GHz radar-on-chip prototypesystem er sin lille størrelse og høy radar ytelse - når det gjelder oppløsning og bevegelsesfølsomhet.
Radaren opererer opp til 10m rekkevidde, med 15mm rekkevidde oppløsning og 10GHz med RF-båndbredde.
Flere antennebaner er innarbeidet for å muliggjøre en fullstendig (virtuell) 1 × 4 MIMO-konfigurasjon for å oppnå vinkelfunksjon.
Transceiver-chipen har on-chip-antenner, og er integrert i 28nm bulk CMOS-teknologi, noe som sikrer en billig løsning ved høy volumproduksjon. Disse egenskapene gjør radarsystemet spesielt attraktivt for applikasjoner der høy presisjon, liten bevegelsesbasert deteksjon er nøkkelen.
Maskinlæring
Ved å legge til maskininnlæringsmuligheter har imec nå demonstrert radarens mulighet til å oppdage og klassifisere små bevegelser basert på Doppler-informasjon.
"Dette åpner for nye muligheter, for eksempel muliggjør gjenkjenning for intuitive interaksjoner mellom mann og maskin," sier Barend van Liempd, FoU-leder ved imec. "Tenk på AR / VR-plass, hvor den nye radaren kan støtte intuitiv samhandling med virtuelle objekter. Gjenkjenning kan potensielt også muliggjøre intuitiv enhetskontroll - komplementær til eksisterende grensesnitt som talestyring eller smart berøringsskjerm. "
Å være ufølsom for lysforholdene og bevaring av personvern (en radar kan så langt ikke gjenkjenne mennesker), en radarløsning har spesielle fordeler i forhold til andre typer bevegelsessensorer, for eksempel infrarøde kameraer som er flyktige. Og, for å være ekstremt kompakt, kan imecs 140 GHz radaranlegg integreres usynlig i nesten alle enheter, for eksempel bærbare datamaskiner, smarttelefoner eller skjermrammer.
Imec har utviklet en spesifikk maskinlæringsalgoritme basert på et flerlagsnettnettverk, inkludert et LSTM-lag, og bruker overvåket læring til å trene inferansemodellen ved å bruke internt merkede opptak på mer enn 25 personer, inkludert flere fanger for hver av de 7 forskjellige gester. Mot det eksperimentelle datasettet klassifiserer modellen de registrerte 7 gestene og forutsier den rette gestus minst 94% av tiden.
Bortsett fra bevegelser, kan vitale tegn også måles med svært høy presisjon takket være den høye radiofrekvensen. Derfor er radaren en utmerket kandidat for overvåkingssystemer for vitale tegnovervåkingssystemer, for å muliggjøre ikke-kontaktsporing av førerens tilstand, for eksempel å oppdage å falle i søvn, unormale stressnivåer eller muligens å forebygge ulykker på grunn av akutte helsefare, f.eks. Hjerte eller epilepsi angrep. En annen mulig applikasjon er å overvåke små barn ved hjelp av bevegelse og vitale tegn på deteksjon, selv når spedbarnet er dekket av et teppe og sover, for eksempel å gi et varsel hvis et barn utilsiktet blir igjen i et kjøretøy.
MIMO radar
For å øke data rikdom og romlig informasjon, bygger imec for tiden et 4 × 4 MIMO radar system, for hvilket en ny generasjon radarbrikker er under utvikling - inkorporering av TX og RX som separate chips. Dette vil tillate større fleksibilitet ved å distribuere MIMO-arrayelementene over det tilgjengelige området. Det vil også bli utforsket om funksjonaliteten til de frittstående radarbrikkene kan økes, for å aktivere MIMO-systemer med enda større arrays av sjetonger.
Imecs 140 GHz radar ble utviklet i sitt åpne innovasjons FoU-samarbeidsprogram for radarteknologi. Interesserte selskaper kan delta i programmet, eller i et bilateralt FoU-prosjekt, eller lisensiere teknologibyggene.
