Imec a mis au point un système radar MIMO compact à haute sensibilité de 140 GHz. La configuration MIMO est démontrée pour la reconnaissance des gestes, prenant en charge les interactions intuitives homme-machine.
La résolution ultra fine de ce radar permet la détection de micro-mouvements de la peau liés à des signes vitaux au service d'applications telles que la surveillance sans contact du conducteur ou la surveillance des patients.
Le prototype de système radar imec de 140 GHz imec est caractérisé par sa petite taille et ses performances radar élevées, en termes de résolution et de sensibilité de mouvement.
Le radar fonctionne dans une plage allant jusqu'à 10 m, avec une résolution de 15 mm et une largeur de bande RF de 10 GHz.
Plusieurs chemins d'antenne sont incorporés pour permettre une configuration complète (virtuelle) 1 × 4 MIMO afin de réaliser une séparation angulaire de la cible.
La puce de l'émetteur-récepteur comporte des antennes intégrées et est intégrée à la technologie CMOS en bloc de 28 nm, garantissant ainsi une solution peu coûteuse pour une production en grand volume. Ces propriétés rendent le système radar particulièrement attrayant pour les applications dans lesquelles une détection haute précision basée sur des petits mouvements est essentielle.
Apprentissage machine
En ajoutant des capacités d’apprentissage automatique, imec a maintenant démontré la faisabilité du radar pour détecter et classifier les petits mouvements sur la base des informations Doppler.
«Cela ouvre de nouvelles opportunités, par exemple, permettant la reconnaissance des gestes pour des interactions intuitives homme-machine», déclare Barend van Liempd, responsable de la recherche et du développement chez imec. «Pensez à l'espace AR / VR où le nouveau radar peut prendre en charge une interaction intuitive avec des objets virtuels. La reconnaissance des gestes peut également potentiellement permettre un contrôle intuitif des périphériques, complémentaire aux interfaces existantes telles que la commande vocale ou les écrans tactiles intelligents. ”
Insensibles aux conditions d'éclairage et préservant la confidentialité (un radar ne peut jusqu'à présent pas reconnaître l'homme), une solution radar présente des avantages particuliers par rapport à d'autres types de capteurs de mouvement, tels que les caméras infrarouges à temps de vol. De plus, étant extrêmement compact, le système radar imec de 140 GHz peut être intégré de manière invisible à presque tous les appareils, tels que les ordinateurs portables, les smartphones ou les écrans.
Imec a développé un algorithme spécifique d’apprentissage automatique basé sur un réseau de neurones multicouches comprenant une couche LSTM et utilisant l’apprentissage supervisé pour former le modèle d’inférence en utilisant des enregistrements internes portant sur plus de 25 personnes, incluant plusieurs captures pour 7 différents gestes. Par rapport au jeu de données expérimental, le modèle classe les 7 gestes enregistrés et prédit le geste droit au moins 94% du temps.
Outre les gestes, les signes vitaux peuvent également être mesurés avec une très grande précision grâce à la fréquence radio élevée. Par conséquent, le radar est un excellent candidat pour les systèmes de surveillance des signes vitaux en voiture, afin de permettre un suivi sans contact de l'état du conducteur, par exemple pour détecter le fait de s'endormir, des niveaux de stress anormaux ou éventuellement pour prévenir des accidents dus à des risques aigus pour la santé, tels que le cœur ou attaques d'épilepsie. Une autre application possible consiste à surveiller les enfants en utilisant la détection de mouvement et de signes vitaux, même lorsque le nourrisson est couvert par une couverture et endormi, par exemple pour alerter au cas où un enfant serait laissé par inadvertance dans un véhicule.
Radar MIMO
Afin d'élargir la richesse des données et les informations spatiales, imec est en train de construire un système radar 4 × 4 MIMO, pour lequel une nouvelle génération de puces radar est en cours de développement - incorporant le TX et le RX en tant que puces séparées. Cela permettra une plus grande flexibilité dans la distribution des éléments du tableau MIMO sur la zone disponible. Nous examinerons également si la fonctionnalité des puces radar autonomes peut être améliorée afin de permettre aux systèmes MIMO de disposer de matrices de puces encore plus grandes.
Le radar 140 GHz d'Imec a été mis au point dans le cadre de son programme collaboratif de R & D sur l'innovation technologique ouverte. Les entreprises intéressées peuvent participer au programme ou à un projet de recherche et développement bilatéral ou octroyer une licence aux blocs de construction technologiques.
