一种应用于振动载体的雷达感知系统及振动载体的制作方法

1.本实用新型涉及雷达探测技术领域，尤其涉及一种应用于振动载体的雷达感知系统及振动载体。


背景技术：

2.雷达作为传感器，已经日益应用于各类家电设备中，其中雷达在音箱设备中的应用较多，一方面雷达可以实时探测音箱周边是否有人存在、以及存在人员的状态，进而基于雷达采集的数据实现音箱的智能控制，比如无人时关机、睡眠时关机、声音追随等。
3.然而由于音箱发声工作时，音箱会产生机械振动；而雷达进行人体探测时，特别是对于人体是否存进行感知时，雷达是探测人体微动特征（包括人体呼吸、心跳、微弱体动等），若雷达所处的平台载体（音箱）处于振动状态，会严重干扰雷达的工作，大大降低雷达探测的精准度与可靠性，甚至导致造成雷达工作失效。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于克服雷达处于振动载体时探测精准度与可靠性低，甚至工作失效的问题，提供了一种应用于振动载体的雷达感知系统及振动载体。
5.本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：一种应用于振动载体的雷达感知系统，系统具体包括雷达，设于振动载体上；振动采集单元，设于振动载体上；主控单元，与振动采集单元输出端、雷达输出端连接。
6.在一示例中，所述雷达为人体探测雷达，具体为微波人体探测雷达或毫米波人体探测雷达，能够感知静止或运动人体存在。
7.在一示例中，所述雷达的探测间隔为25ms
‑
100ms。
8.在一示例中，所述雷达的单周期数据处理时间≤20ms。
9.在一示例中，所述振动采集单元具体为振动传感器。
10.在一示例中，所述振动采集单元的数据采集刷新率为40hz
‑
100hz。
11.在一示例中，所述主控单元为单片机、fpga、arm、plc、dsp中的任意一种。
12.在一示例中，所述系统还包括无线通信单元，所述雷达经无线通信单元与主控单元连接。
13.在一示例中，所述系统还包括终端设备，所述终端设备经无线通信单元与主控单元连接。
14.需要进一步说明的是，上述各示例对应的技术特征可以相互组合或替换构成新的技术方案。
15.本实用新型还包括一种振动载体，该振动载体包括上述任一示例或多个示例组合形成的所述雷达感知系统。
16.与现有技术相比，本实用新型有益效果是：
17.本实用新型通过振动采集单元对振动载体的振动状态进行感知，基于当前振动载
体的振动状态判断当前雷达探测是否有效，即振动载体的实时振动值低于阈值时，判断当前雷达探测有效，以此屏蔽载体对雷达探测的干扰，提升雷达探测的可靠性。
附图说明
18.下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步详细的说明，此处所说明的附图用来提供对本技术的进一步理解，构成本技术的一部分，在这些附图中使用相同的参考标号来表示相同或相似的部分，本技术的示意性实施例及其说明用于解释本技术，并不构成对本技术的不当限定。
19.图1为本实用新型一示例中的系统图；
20.图2为本实用新型另一示例中的系统图。
具体实施方式
21.下面结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
22.在本实用新型的描述中，需要说明的是，属于“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系为基于附图所述的方向或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，属于“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
23.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，属于“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
24.此外，下面所描述的本实用新型不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
25.在一示例中，一种应用于振动载体的雷达感知系统，如图1所示，具体包括设于振动载体内的雷达和振动采集单元；系统还包括主控单元，主控单元优选集成于振动载体内部，与振动采集单元输出端、雷达输出端连接，用于根据振动采集单元反馈的振动信息确定振动载体的振动状态，进而确定雷达探测是否有效。具体地，振动载体为其工作时会处于振动状态的设备，本技术实施例部分振动载体具体为音箱；在音箱设备工作时，会造成设备的机械振动，从而影响雷达工作，然而音箱设备无论是话音、音乐或其它声音播放，均会在一定时间段内（比如2分钟或更短）存在短期的声音停顿或弱音现象，不同现象对应音箱不同的振动状态，本技术能够通过振动采集单元确定音箱设备处于停顿或弱音对应的有效振动状态，该有效振动状态对应的时间段期间，雷达探测的数据被认为为有效数据。主控单元与雷达输出端之间为有线连接或无线连接，优选为无线连接，即主控单元接收雷达的探测信息。主控单元与振动信号采集单元优选为有线连接，能够进一步降低信号的干扰，保证数据
分析的有效性。
26.现对上述示例的工作原理进行说明：
27.系统上电开始工作，雷达与振动采集单元开始同步工作，振动采集单元将采集的实时振动信息（雷达及音箱的机械振动信息）传输至主控单元，同时，雷达将探测的人体微动特征数据传输至主控单元，主控单元判断该实时振动信息是否大于振动阈值，若大于，则对应地此时音箱机械振动对雷达探测干扰大，雷达采集的人体微动特征数据无效；若小于，则此时音箱机械振动对雷达探测干扰小，此时雷达采集的人体微动特征数据有效，并将人体微动特征数据进行保存，为后续数据分析提供理论依据。本实用新型通过振动采集单元对振动载体的振动状态进行感知，基于当前振动载体的振动状态判断当前雷达探测是否有效，以此屏蔽载体对雷达探测的干扰，提升了雷达探测的可靠性；且本技术通过音箱播放过程中的不同声音播放间隙对人体微动特征信号进行采集，不会影响音箱设备的原有工作状态。更为具体地，上述过程中振动阈值可通过多次实验确定，即实验当前音箱在播放弱音或者停顿音等情况下时，对应地雷达及音箱设备的机械振动值；当然，该振动阈值也可通过数据库中的历史数据进行确定。
28.需要进一步说明的是，本技术中主控单元的数据分析判断过程属于本领域技术的公知常识，如主控单元判断实时振动信息是否大于振动阈值等，该判断过程是主控单元基本逻辑判断功能，不是本技术的技术改进点，不在本实用新型请求保护的范围之内。
29.在一示例中，所述雷达为人体探测雷达，具体为微型的微波人体探测雷达，如24g人体存在检测雷达r24avd1，其能够感知静止或运动人体存在，便于集成在音箱内部，能够感知音箱周围的人体微动特征。
30.在一示例中，所述雷达的探测间隔为50ms，即雷达间隔50ms发送雷达探测信号，雷达探测间隔短，能够实现实时探测，利于捕捉更加丰富的人体微动特征数据，提高探测精准度。
31.在一示例中，所述雷达的单周期数据处理时间为20ms。其中，单周期数据处理时间即雷达发送探测信号至接收回波信号的时间，与雷达探测间隔短同理，单周期数据处理时间用于保证雷达探测的实时性。
32.在一示例中，所述振动采集单元具体为振动传感器。具体地，振动传感器为mpu6050芯片或相同功能的其它陀螺仪芯片；作为一选项，振动传感器、雷达与主控单元集成于主板上，主板固定于音箱内部，振动传感器的数据传输引脚与主控单元的输入输出引脚连接，芯片的引脚连接方式具体通过查询芯片手册确定，这属于本领域技术人员的公知常识，在本技术中不再进一步赘述。
33.在一示例中，所述振动采集单元的数据采集刷新率为100hz。其中，数据采集刷新率表示振动单元在采集周期内的数据采集次数，本示例振动采集单元1s采集100次振动数据，采集刷新率越高，采集的数据越接近音箱的真实振动数据。
34.在一示例中，所述主控单元为单片机，数据处理能力强，成本开销低，数据接口多，便于后期对系统性能进行扩展。
35.在一示例中，所述系统还包括无线通信单元，雷达经无线通信单元与主控单元连接，即主控单元如单片机的i/o端与无线通信单元的数据通信端连接。具体地，雷达包括数据收发子单元和控制子单元，数据收发子单元包括信号发射模块和信号接收模块，探测信
号经信号发射模块中的发射天线发出，该探测信号到达人体后发生反射，反射后回波信号经接收模块中的接收天线进行接收并传输至控制子单元进行解析分析，本示例中，控制子单元经无线通信单元与主控单元双向通信连接，以使控制子单元将解析后的携带有人体微动特性数据的回波信号传输至主控单元。无线通信单元可以为nb
‑
iot通信模块、zigbee通信模块、wifi模块、蓝牙模块中的任意一种，本示例采用nb
‑
iot通信模块，抗干扰能力与数据传输能力强。
36.在一示例中，所述系统还包括终端设备，终端设备经无线通信单元与主控单元连接。具体地，终端设备优选为移动终端设备，主控单元可经无线通信单元将振动采集单元采集的振动信息、雷达采集的人体微动特征数据传输至移动终端，同时主控单元将当前的数据分析结果（该周期内雷达采集的人体微动特征数据是否有效）传输至移动终端，便于用户通过移动终端获取自身的微动特征数据。
37.在一示例中，本技术雷达感知系统还包括执行单元，主控单元输出端与执行单元连接。作为一示例，执行单元具体为继电器，继电器线圈经三极管与主控单元如单片机的i/o端连接，继电器触点串接于音箱设备的电源电路中，在主控单元判断当前的人体微动特征数据有效的基础上，若主控单元进一步根据人体微动特征数据判断用户已经远离音箱设备第一阈值时间，如当前人体微动特征数据小于人体微动特征阈值，主控单元控制继电器触点断开，即此时音箱电源被断开，音箱停止工作，以此节约用电。更为具体地，该第一阈值时间是用户自定义的时间，如30min，对应地，此时雷达感知系统还包括输入单元，输入单元输出端与主控单元如单片机的i/o连接，便于用户调整第一阈值时间。作为一选项，输入单元为触摸屏。将本示例与上述系统包括终端设备的示例进行结合，主控单元能够进一步将音箱的工作状态数据（是否停止工作的数据）发送至移动终端，便于用户对音箱的工作状态进行监控。
38.本技术还包括一种振动载体，包括上述多个示例组合形成的如图2所示的雷达感知系统。作为一选项，该振动载体为音箱设备，音箱设备内集成有对应示例或对应示例形成的雷达感知系统。
39.以上具体实施方式是对本实用新型的详细说明，不能认定本实用新型的具体实施方式只局限于这些说明，对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演和替代，都应当视为属于本实用新型的保护范围。