室內(nèi)空間感知技術(shù)正經(jīng)歷從“單點(diǎn)檢測(cè)”向“多維融合”的演進(jìn)。傳統(tǒng)傳感器在復(fù)雜室內(nèi)環(huán)境中各有局限：紅外對(duì)靜止目標(biāo)“視而不見(jiàn)”，單一定位技術(shù)難以兼顧精度與微動(dòng)感知。飛睿智能依托自研UWB與毫米波雷達(dá)技術(shù)，探索兩種感知路徑的融合應(yīng)用，在室內(nèi)場(chǎng)景中實(shí)現(xiàn)優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)。

一、UWB定位與毫米波微動(dòng)的技術(shù)互補(bǔ)

UWB技術(shù)通過(guò)納秒級(jí)非正弦波窄脈沖傳輸數(shù)據(jù)，信號(hào)帶寬超過(guò)500MHz，具有時(shí)間分辨率優(yōu)勢(shì)。基于飛行時(shí)間（ToF）、到達(dá)時(shí)間差（TDOA）等算法， UWB可實(shí)現(xiàn)厘米級(jí)定位精度 ，且對(duì)信道衰落不敏感，能在密集多徑環(huán)境中保持穩(wěn)定通信。其信號(hào)功率譜密度低，可有效減少對(duì)其他設(shè)備的干擾，適合室內(nèi)復(fù)雜環(huán)境下的高精度定位需求。

毫米波雷達(dá)則采用FMCW調(diào)頻連續(xù)波工作模式，通過(guò)持續(xù)發(fā)射頻率線(xiàn)性變化的電磁波對(duì)目標(biāo)進(jìn)行探測(cè)。飛睿智能24GHz毫米波雷達(dá)模組能夠捕捉多普勒效應(yīng)帶來(lái)的頻率變化， 不僅可感知人體的走動(dòng)、跑動(dòng)等運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，還能精準(zhǔn)識(shí)別翻書(shū)、呼吸等微動(dòng)存在 。即使人體處于靜止?fàn)顟B(tài)，雷達(dá)仍可判斷其存在，解決了傳統(tǒng)紅外傳感器對(duì)靜止目標(biāo)“視而不見(jiàn)”的難題。

兩種技術(shù)在感知維度上形成天然互補(bǔ)：UWB提供精準(zhǔn)的位置坐標(biāo)，回答“目標(biāo)在哪里”；毫米波雷達(dá)提供微動(dòng)狀態(tài)信息，回答“目標(biāo)是否活著”以及“正在做什么”。前者適合軌跡跟蹤與路徑規(guī)劃，后者適合存在檢測(cè)與行為判斷。

二、復(fù)雜多徑環(huán)境下的底層算法創(chuàng)新

室內(nèi)環(huán)境的多徑反射、信號(hào)遮擋、電磁干擾等問(wèn)題，對(duì)無(wú)線(xiàn)感知技術(shù)構(gòu)成持續(xù)挑戰(zhàn)。飛睿智能研發(fā)團(tuán)隊(duì)在底層算法層面進(jìn)行多項(xiàng)優(yōu)化，提升UWB模組在復(fù)雜場(chǎng)景下的測(cè)距穩(wěn)健性。

在硬件設(shè)計(jì)層面 ，飛睿智能UWB芯片模組采用 SIP系統(tǒng)級(jí)封裝設(shè)計(jì) ，將天線(xiàn)、射頻前端、基帶處理單元等關(guān)鍵部件集成于（最小）7×7mm的小型封裝內(nèi)。這種高集成度設(shè)計(jì)不僅縮小了硬件體積，還通過(guò)優(yōu)化信號(hào)鏈路布局，提升了模組在復(fù)雜環(huán)境下的抗干擾能力。芯片基于22nm制程設(shè)計(jì)，通過(guò)算法優(yōu)化硬件功耗，可適配紐扣電池供電設(shè)備，滿(mǎn)足長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行需求。

在軟件算法層面 ，飛睿智能 融合TWR雙向測(cè)距、AOA到達(dá)角等多種定位技術(shù) ，并通過(guò)濾波算法進(jìn)一步提高定位精度。針對(duì)多徑干擾問(wèn)題，算法能夠識(shí)別并濾除反射信號(hào)帶來(lái)的測(cè)距誤差，優(yōu)先采用直射路徑數(shù)據(jù)進(jìn)行位置解算。在自動(dòng)跟隨應(yīng)用中，智能目標(biāo)識(shí)別與追蹤算法可快速識(shí)別目標(biāo)物體，實(shí)時(shí)跟蹤其運(yùn)動(dòng)軌跡，即使在目標(biāo)快速移動(dòng)或周?chē)h(huán)境復(fù)雜的情況下，仍能保持穩(wěn)定跟隨效果。

毫米波雷達(dá)方面 ，飛睿智能采用一發(fā)兩收的天線(xiàn)設(shè)計(jì)方案。單個(gè)發(fā)射天線(xiàn)負(fù)責(zé)信號(hào)發(fā)射，兩個(gè)接收天線(xiàn)分別捕獲回波信號(hào)。通過(guò)對(duì)比兩個(gè)接收天線(xiàn)的信號(hào)差異，算法可實(shí)現(xiàn)對(duì)運(yùn)動(dòng)軌跡的實(shí)時(shí)跟蹤，在多人共處的復(fù)雜環(huán)境中區(qū)分不同個(gè)體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。雷達(dá)信號(hào)處理算法對(duì)微多普勒特征進(jìn)行提取分析，能夠區(qū)分人體微動(dòng)與環(huán)境干擾，降低誤報(bào)率。

三、融合感知的應(yīng)用價(jià)值

UWB與毫米波雷達(dá)的融合，可在室內(nèi)場(chǎng)景中構(gòu)建更完整的感知視圖。UWB提供厘米級(jí)位置信息，用于設(shè)備跟隨、人員定位、軌跡回放等場(chǎng)景；毫米波雷達(dá)補(bǔ)充存在檢測(cè)、姿態(tài)識(shí)別、跌倒監(jiān)測(cè)等能力。兩者結(jié)合，可滿(mǎn)足智能家居、智慧養(yǎng)老、工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)等領(lǐng)域?qū)臻g感知的多維度需求。

以智能家居場(chǎng)景為例，UWB可用于家庭成員的位置跟蹤與設(shè)備指向性控制，毫米波雷達(dá)則負(fù)責(zé)房間內(nèi)的人體存在檢測(cè)與活動(dòng)狀態(tài)判斷。當(dāng)UWB定位顯示用戶(hù)進(jìn)入客廳，毫米波雷達(dá)可進(jìn)一步判斷用戶(hù)是坐下休息還是走動(dòng)活動(dòng)，據(jù)此調(diào)節(jié)燈光亮度與空調(diào)模式。在養(yǎng)老監(jiān)護(hù)場(chǎng)景中，UWB定位可追蹤老人的活動(dòng)軌跡，毫米波雷達(dá)則可識(shí)別跌倒、長(zhǎng)時(shí)間靜止等異常狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)雙重保障。

飛睿智能團(tuán)隊(duì)擁有毫米波射頻電路、多陣列天線(xiàn)設(shè)計(jì)、雷達(dá)算法、人工智能算法等研發(fā)能力。微波毫米波雷達(dá)產(chǎn)品涵蓋5.8G、24G多個(gè)頻段，UWB技術(shù)可實(shí)現(xiàn)厘米級(jí)高精度定位、穿透能力強(qiáng)、定位距離遠(yuǎn)、大規(guī)模組網(wǎng)、跨樓層復(fù)雜空間定位等特性。持續(xù)的底層技術(shù)積累，為兩種感知技術(shù)的融合應(yīng)用提供了基礎(chǔ)支撐。

從單一傳感器到多模態(tài)融合，室內(nèi)空間感知正在向更精細(xì)、更可靠的方向演進(jìn)。飛睿智能在UWB與毫米波雷達(dá)領(lǐng)域的雙向布局，為這一演進(jìn)提供了可落地的技術(shù)路徑。

審核編輯 黃宇