Come progettare sistemi gestuali all’interno dell’abitacolo degli autoveicoli e altro ancora con un singolo sensore radar multifunzione da 60 GHz

A cura di Mark Sand – Product Marketing Engineer at Texas Instruments

Con un semplice movimento della mano, il rilevamento gestuale permette agli automobilisti di controllare in modo nuovo la climatizzazione nell’abitacolo, l’illuminazione, i finestrini, i sistemi di infotainment e altro ancora. Attualmente sono disponibili diverse opzioni per la regolazione di varie funzioni per il comfort e la praticità nell’abitacolo. Tuttavia, gli automobilisti devono distogliere lo sguardo dalla strada per maneggiare i pulsanti, le manopole e soprattutto i touchscreen.

Oggi molte soluzioni per sensori all’interno dell’abitacolo degli autoveicoli si basano principalmente sul tempo di volo (ToF) front-end o su telecamere, che non dispongono dell’intelligenza né della capacità di servire più applicazioni. Immaginiamo però se gli stessi dispositivi utilizzati per il controllo gestuale potessero rilevare anche il movimento di un bambino lasciato in un’auto o avvisare i proprietari dell’auto in caso di effrazione, anche ad auto spenta. Invece di utilizzare sensori multipli, è possibile utilizzare un singolo sensore multifunzione in modalità diverse per affrontare questi scenari.

Come i sensori multifunzione consentono il controllo gestuale e il rilevamento nell’abitacolo

Con la tecnologia radar a onde millimetriche (mmWave) di TI, i sistemi sono in grado di rilevare più gesti, come uno swipe (da sinistra a destra, da destra a sinistra, dall’alto in basso, dal basso in alto), senza l’uso di pulsanti o manopole a contatto. I sensori mmWave AWR6843AOP (antenna-on-package) di TI consentono il rilevamento gestuale ad alta precisione anche attraverso i materiali. Il loro piccolo fattore di forma ne consente il posizionamento flessibile all’interno del veicolo, come nella consolle integrata nel tetto o nel cruscotto.

I sensori possono funzionare in tutte le condizioni di illuminazione e forniscono al sistema parametri relativi a dati come autonomia, angolazione e velocità nell’abitacolo sfruttando informazioni 3D a nuvola di punti. La funzionalità multimodale dei sensori mmWave di TI ne consente l’utilizzo in più applicazioni con un singolo sensore, risparmiando tempo e costi di progettazione.

Questa demo di «gesti multipli» mostra un sensore a chip singolo AWR6843AOP da 60 GHz e la sua capacità di rilevamento e identificazione del gesto di una persona posta sul sedile anteriore dell’auto. La demo utilizza la tecnologia AOP a 60 GHz in quanto questa larghezza di banda è aperta in tutto il mondo per applicazioni di rilevamento a radiofrequenza (RF) nell’abitacolo.

Il Modulo di valutazione AWR6843AOP (EVM) dispone di un’AOP integrata che semplifica il processo di progettazione in RF, oltre a consentire un campo visivo di 120 gradi sia in azimut che in elevazione (viste orizzontale e verticale). Nella demo, l’EVM è installato nello spazio del cruscotto anteriore del veicolo e dispone di un raggio di rilevamento di 4 m e di una risoluzione di 4 cm.

Alcuni esempi di gesti delle mani sono: swipe da sinistra a destra, da destra a sinistra, dall’alto in basso e viceversa. È possibile programmare il sensore perché riconosca vari gesti in base alle loro firme Doppler, poiché la distanza della mano, la velocità del movimento e l’angolazione del gesto sono tutti parametri rilevabili.

Funzionalità multimodale, tutto su un singolo chip

Il chip mmWave intelligente e integrato di TI è in grado di offrire più funzioni, tutte su un singolo dispositivo. Ad esempio, quando l’auto è spenta, il sensore può operare a bassa potenza per rilevare la presenza di un bambino o di intrusi. Quando l’auto è accesa, il sensore può operare per il rilevamento gestuale. Questa funzionalità rende superflua la necessità di sensori multipli e separati per applicazioni diverse.

Flessibilità di posizionamento nell’abitacolo

I sensori mmWave di TI consentono una maggiore flessibilità di posizionamento nell’abitacolo grazie all’ampio campo visivo, insieme alla capacità mmWave per il rilevamento attraverso i materiali. A seconda dell’applicazione, è possibile integrare il sensore nel cruscotto, nella console integrata nel tetto o anche nella seconda o terza fila di sedili per applicazioni più personalizzate come l’illuminazione, gli schermi di intrattenimento o la regolazione della temperatura o dell’audio per i passeggeri.

Nessun effetto delle condizioni di illuminazione sul rilevamento

Poiché i sensori di TI utilizzano un radar mmWave, non sono influenzati da alcun tipo di illuminazione nell’abitacolo in quanto si basano sul movimento. Altre soluzioni sono suscettibili ai falsi positivi causati dalla luce solare, mentre le soluzioni basate su fotocamera potrebbero non funzionare al massimo delle loro capacità al buio.

I sensori nell’abitacolo offrono più funzioni con costi e tempi di progettazione ridotti

I sensori mmWave di TI sono una soluzione intelligente per il rilevamento gestuale nell’abitacolo in quanto possono essere utilizzati per funzioni come il controllo dell’illuminazione, l’apertura-chiusura delle porte, il controllo dei dispositivi multimediali, dell’audio e dell’interfaccia uomo-macchina (HMI). Se utilizzato in sistemi HMI, l’AWR6843AOP di TI consente un rilevamento ad alta precisione con funzionalità multimodale e offre flessibilità di posizionamento e rilevamento di gesti multipli.

Ripensare il rilevamento nell’abitacolo con flessibilità di progettazione

È possibile ampliare il rilevamento nell’abitacolo utilizzando un minor numero di dispositivi in quanto l’AWR6843AOP multifunzione di TI offre un affidabile rilevamento multimodale anche nelle più svariate condizioni di illuminazione e temperatura. Grazie alla riduzione del 25% delle dimensioni del package rispetto ai dispositivi non AOP, la tecnologia AOP di TI offre flessibilità di progettazione e praticità di posizionamento in zone con spazi limitati come la consolle integrata nel tetto o i montanti del veicolo. Gli oggetti che bloccano il sensore non sono un problema grazie al radar ad alte prestazioni che riesce ad attraversare i materiali per rilevare la presenza di un bambino sul sedile posteriore o a riconoscere i gesti per il controllo dei sistemi del veicolo.

Risorse per iniziare:

Visitate la cartella prodotto AWR6843AOP con la scheda tecnica e guardate la dimostrazione video.

Leggete il documento per progetto di riferimento per ulteriori informazioni sul rilevamento gestuale, compresa la catena di elaborazione.

Consultate l’EVM AWR6843AOP e provate il software di riferimento.

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