毫米波雷達(dá)迎來(lái)新的開(kāi)放標(biāo)準(zhǔn)，加速消費(fèi)應(yīng)用發(fā)展

在今年的CES上，谷歌、福特和Blumio等一眾廠商公布了一項(xiàng)開(kāi)源雷達(dá)API標(biāo)準(zhǔn)Ripple，用于賦能毫米波雷達(dá)硬件與軟件之間的互通，并加速通用消費(fèi)者雷達(dá)的應(yīng)用發(fā)展。

Ripple作為一項(xiàng)開(kāi)源標(biāo)準(zhǔn)，帶來(lái)了多種雷達(dá)硬件互通的的軟件庫(kù)，確保了高復(fù)用性和更簡(jiǎn)易的固件升級(jí)。而方案廠商也更容易入局，開(kāi)發(fā)自己的雷達(dá)方案，支持到更加差異化的毫米波雷達(dá)應(yīng)用。目前Ripple重點(diǎn)關(guān)注的雷達(dá)應(yīng)用分別是無(wú)創(chuàng)健康監(jiān)測(cè)、存在監(jiān)測(cè)、人類活動(dòng)識(shí)別和非接觸式手勢(shì)控制。

同樣參與其中的還有三家做毫米波雷達(dá)的半導(dǎo)體廠商，分別是恩智浦、英飛凌和德州儀器。值得一提的是，在參與這一標(biāo)準(zhǔn)API的公司中，有兩家都與英飛凌有過(guò)毫米波雷達(dá)的合作，那就是谷歌和Blumio。

谷歌

早在2016年，谷歌的ATAP部門就展示過(guò)用微型毫米波雷達(dá)計(jì)劃ProjectSoli。Pixel4手機(jī)中，谷歌首次集成了英飛凌開(kāi)發(fā)的60GHz毫米波雷達(dá)芯片，該毫米波雷達(dá)芯片也出現(xiàn)在了谷歌最近發(fā)布的第二代NestHub中。
谷歌對(duì)毫米波雷達(dá)有何規(guī)劃呢？答案就是手勢(shì)控制和睡眠感知。在Pixel4中，Soli毫米波雷達(dá)的原始數(shù)據(jù)通過(guò)信號(hào)轉(zhuǎn)換，經(jīng)過(guò)機(jī)器學(xué)習(xí)完成手勢(shì)區(qū)分，最終判斷出用戶所做出的的非接觸式手勢(shì)。不過(guò)好景不長(zhǎng)，谷歌似乎已經(jīng)并不打算在手機(jī)上繼續(xù)內(nèi)置毫米波雷達(dá)，自Pixel4之后，再也沒(méi)有一臺(tái)Pixel手機(jī)內(nèi)置Soli毫米波雷達(dá)，但谷歌依然堅(jiān)信毫米波雷達(dá)在智能家居產(chǎn)品NestHub中的應(yīng)用。

在去年推出的第二代NestHub中，谷歌引入了一項(xiàng)名為睡眠感知（SleepSensing）的功能，利用低功耗毫米波雷達(dá)來(lái)檢測(cè)人的移動(dòng)和呼吸。而其他的傳感器諸如溫度傳感器和麥克風(fēng)等，則用來(lái)檢測(cè)打鼾和咳嗽之類的聲音，以及房間內(nèi)的光線和溫度，多個(gè)傳感器融合獲得的數(shù)據(jù)用于確定入睡時(shí)間、睡眠時(shí)長(zhǎng)以及睡眠質(zhì)量。

盡管這一功能更像是一些APP或智能表帶自帶的功能，但谷歌明顯要做得更進(jìn)一步。但谷歌似乎并不打算將其作為設(shè)備固有功能，讓用戶購(gòu)置NestHub之后即可盡情使用。在完成Fitbit的收購(gòu)后，谷歌計(jì)劃打通智能家居和智能穿戴之間的產(chǎn)品整合。2023年后，睡眠感知將不再作為一項(xiàng)免費(fèi)功能，而是作為Fitbit Premium計(jì)劃的功能之一，用戶需要付出10美元每月或80美元每年的訂閱費(fèi)用才能繼續(xù)使用。

60GHz的毫米波雷達(dá)更適合實(shí)現(xiàn)短距離高精度的檢測(cè)，而且這一芯片加上天線也只占據(jù)了很小的面積(5x 6.5mm)，非常適合集成在手機(jī)、智能穿戴等設(shè)備中。當(dāng)然了，未來(lái)谷歌是否會(huì)把這一毫米波雷達(dá)用于Fitbit的智能穿戴設(shè)備中猶未可知。

Blumio

雖然谷歌不一定這么做，但已經(jīng)有的廠商開(kāi)始毫米波雷達(dá)在可穿戴設(shè)備中的布局，那就是以血壓監(jiān)測(cè)儀為主打產(chǎn)品的初創(chuàng)公司Blumio。Blumio計(jì)劃以英飛凌的60GHzXENSIV毫米波雷達(dá)來(lái)開(kāi)發(fā)可穿戴的無(wú)創(chuàng)血壓傳感器。
結(jié)合毫米波雷達(dá)與Blumio的軟件算法和信號(hào)處理單元，該傳感器可以將原始傳感器數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為可讀的動(dòng)脈脈波，易于集成到其他血壓監(jiān)測(cè)設(shè)備中。這類傳感器無(wú)疑可以進(jìn)一步減少有創(chuàng)和需要袖帶的血壓檢測(cè)，對(duì)于可穿戴醫(yī)療設(shè)備和健康穿戴設(shè)備來(lái)說(shuō)都是一大助力。

TI

以TI目前的毫米波雷達(dá)產(chǎn)品線來(lái)看，覆蓋了60GHz到81GHz的汽車和工業(yè)級(jí)毫米波雷達(dá)，此次參與Ripple這一標(biāo)準(zhǔn)估計(jì)也是主要面向汽車應(yīng)用，76GHz-81GHz的毫米波雷達(dá)主要用于ADAS應(yīng)用，而60GHz到64GHz的毫米波雷達(dá)則用于艙內(nèi)應(yīng)用。
AWR6843這一60GHz-64GHz的汽車毫米波雷達(dá)傳感器在單芯片上集成了DSP、MCU（200MHz的ARM-CortexR4F）和雷達(dá)加速器，可以部署在駕駛座的前后用于監(jiān)測(cè)駕駛員的生命體征。集成的C674x可編程DSP可以從胸腔移動(dòng)中判斷出呼吸和心跳模式，并估計(jì)出呼吸率和心率。AWR6843還可以部署在車頂用于乘員檢測(cè)，在需要與車機(jī)HMI完成手勢(shì)交互時(shí)，也可以切換到手勢(shì)檢測(cè)模式來(lái)檢測(cè)傳感器附近的運(yùn)動(dòng)。

結(jié)語(yǔ)

福特似乎也想用這一標(biāo)準(zhǔn)來(lái)推動(dòng)毫米波雷達(dá)在車上應(yīng)用，但并非用于輔助駕駛，而是一些智能座艙應(yīng)用。從潛在的應(yīng)用來(lái)看，很可能也是手勢(shì)識(shí)別、存在檢測(cè)和駕乘監(jiān)控之類的應(yīng)用?？紤]到Ripple才公布不久，未來(lái)也許我們能看到毫米波雷達(dá)出現(xiàn)在更多的軟件應(yīng)用上。