【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于毫米波雷达传感器领域，尤其涉及一种基于24g毫米波雷达模组的运动物体测量方法及装置。
技术介绍
1、随着近年来智能设备的应用和升级，许多家庭环境中的智能设备比如智能电视、冰箱、空调、音箱等不单单是需要组网联网的功能，同时还需要一定的空间感知能力，比如能够检测用户在使用智能设备的时候是静止的还是运动状态，运动状态下用户姿态是什么，运动方向是什么，运动速度是多少，通过获取到以上信息，智能设备才能够针对用户的行为做出更加精确的响应，达到更高级别的智能化。传统智能设备对空间感知能力大部分使用摄像头来采集，不仅设备尺寸大并且需要视频和图形算法复杂软硬件成本高，并且还存在采集用户信息，容易被黑客入侵后采集到用户的图片和视频数据存在很大的隐私安全隐患。普通的脉冲雷达精度低，信号采集速率低，抗干扰能力弱，不能实现对物体运动状态的精确采集。因此，为了实现以上功能亟需一种高精度的物体信号采集设备，并且需要具有尺寸小，成本低的实现方案。
技术实现思路
1、为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种基于24g毫米波雷达模组的运动物体测量方法及装置。其中，基于24g毫米波雷达模组的运动物体测量方法，包括：
2、基于24g毫米波雷达模组的tx天线连续发射固定的24g频率的正弦波雷达高频信号，当信号接触到物体后反射回来被所述24g毫米波雷达模组的rx天线接收，获得接收信号；
3、若物体静止，则所述接收信号的信号频率不变，否则所述接收信号的信号频率发生变化；
4、基
5、优选地，所述正弦波雷达高频信号的公式表达式为：
6、
7、其中，fc表示24g毫米波雷达模组的发射频率，为初始相位，a为振幅。
8、优选地，所述接收信号的信号波形表达式为：
9、
10、其中，k为所述接收信号的信号衰减系数，τ为信号发出到信号接收的来回总时间。
11、优选地，所述信号发出到信号接收的来回总时间τ的表达式为：
12、τ＝2r/c
13、其中，r为目标物体与雷达模组的实际距离；c为电磁波速度，即光速。
14、优选地，若物体静止，则所述接收信号的信号频率不变的过程包括：
15、当目标物体不动，则目标物体到雷达模组的距离r为固定值，基于接收信号和发射信号存在的固定相位差，获得雷达模组发射信号和接收信号来回产生的相位滞后差；
16、所述相位滞后差的公式表达式为：
17、
18、其中，r0是时间t＝0时物体到雷达模组的距离，λ为电磁波的波长属于固定常数。
19、优选地，所述接收信号的信号频率发生变化的过程包括：
20、当物体在远离雷达的方向移动时，接收信号的接收时间变长，接收信号的信号频率下降；
21、当物体在接近雷达的方向移动时，接收信号的接收时间变短，接收信号的信号频率上升；
22、当物体移动，目标物体与雷达模组的实际距离r随着时间的变化关系表达式为：
23、r(t)＝r0-vrt
24、其中，r0是时间t＝0时物体到雷达模组的距离，v是移动目标相对雷达的相对速度。
25、优选地，基于所述接收信号的信号频率变化计算获得物体的运动速度的过程包括：
26、将24g毫米波雷达模组采集的物体运动数据信息通过spi通讯接口与wifi模组的spi接口通讯上报数据，后端的wifi模组经过路由器的ap热点与云端数据交互，移动终端通过互联网访问云端的雷达模组采集的数据，获得物体的运动速度。
27、优选地，所述通过spi通讯接口与wifi模组的spi接口通讯上报数据的过程包括，
28、所述24g毫米波雷达模组通过spi接口直接输出运动物体频率差值fd到后端mcu主控计算获得物体运动速度；公式表达式为：
29、
30、其中，fd为雷达模组发射信号和接收信号的频率偏移差，λ为电磁波的波长属于固定常数，当物体离雷达方向运动并且v速度越快fd将越高，反之fd则越低。
31、优选地，基于所述接收信号的信号频率变化计算获得物体的运动状态的过程包括：
32、基于24g毫米波雷达模组的四个正交rx天线区分获得物体运动时的信号反射到达时间差，通过每个方向rx天线的达到时间差判断得到物体运动的方向。
33、本专利技术还提供一种基于24g毫米波雷达模组的运动物体测量装置，包括：
34、tx天线，用于连续发射固定的24g频率的正弦波雷达高频信号；
35、rx天线，用于接收所述正弦波雷达高频信号接触到物体后反射回来的接收信号；
36、信号处理单元，用于判断所述接收信号的信号频率是否变化，若物体静止，则所述接收信号的信号频率不变，否则所述接收信号的信号频率发生变化；
37、运动测量单元，用于基于所述接收信号的信号频率变化计算获得物体的运动状态和速度。
38、与现有技术相比，本专利技术具有如下优点和技术效果：
39、本专利技术采用24g毫米波雷达技术具有发射高频连续波信号的技术特点，比起普通的脉冲雷达精度更高并且具有更宽的脉冲调制，抗干扰能力强，信号采集速率高适合对物体的运动状态精确采集。通过24g毫米波雷达模组tx天线连续发射固定的24g频率的正弦波雷达高频信号，当信号接触到静止的物体将会反射回来被雷达模组的rx天线接收，静止的物体收到的信号频率不变，运动的物体频率将产生变化，当物体在远离雷达的方向移动时，接收信号时间变长接收的频率将下降，当物体在接近雷达的方向移动时，接收信号时间变短接收的频率将上升，通过对rx天线接收到的频率变化可计算出物体的运动状态和速度。
40、本专利技术可以提高智能设备的空间感知能力，采集物体的运动状态时更加的高效安全并且成本更低，设备尺寸小几乎只有指甲盖大小不占用设备的硬件空间，本专利技术的24g毫米波雷达模组不仅功耗低，并且采集的数据都是波形数据几乎不存在用户隐私安全问题。
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1.一种基于24G毫米波雷达模组的运动物体测量方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的基于24G毫米波雷达模组的运动物体测量方法，其特征在于，所述正弦波雷达高频信号的公式表达式为：
3.根据权利要求1所述的基于24G毫米波雷达模组的运动物体测量方法，其特征在于，所述接收信号的信号波形表达式为：
4.根据权利要求3所述的基于24G毫米波雷达模组的运动物体测量方法，其特征在于，所述信号发出到信号接收的来回总时间τ的表达式为：
5.根据权利要求1所述的基于24G毫米波雷达模组的运动物体测量方法，其特征在于，若物体静止，则所述接收信号的信号频率不变的过程包括：
6.根据权利要求1所述的基于24G毫米波雷达模组的运动物体测量方法，其特征在于，所述接收信号的信号频率发生变化的过程包括：
7.根据权利要求1所述的基于24G毫米波雷达模组的运动物体测量方法，其特征在于，基于所述接收信号的信号频率变化计算获得物体的运动速度的过程包括：
8.根据权利要求7所述的基于24G毫米波雷达模组的运动物体测量方法，其
9.根据权利要求1所述的基于24G毫米波雷达模组的运动物体测量方法，其特征在于，基于所述接收信号的信号频率变化计算获得物体的运动状态的过程包括：
10.一种基于24G毫米波雷达模组的运动物体测量装置，其特征在于，包括：
...【技术特征摘要】
1.一种基于24g毫米波雷达模组的运动物体测量方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的基于24g毫米波雷达模组的运动物体测量方法，其特征在于，所述正弦波雷达高频信号的公式表达式为：
3.根据权利要求1所述的基于24g毫米波雷达模组的运动物体测量方法，其特征在于，所述接收信号的信号波形表达式为：
4.根据权利要求3所述的基于24g毫米波雷达模组的运动物体测量方法，其特征在于，所述信号发出到信号接收的来回总时间τ的表达式为：
5.根据权利要求1所述的基于24g毫米波雷达模组的运动物体测量方法，其特征在于，若物体静止，则所述接收信号的信号频率不变的过程包括：
6.根据权利要求1所述的基于2...
【专利技术属性】
技术研发人员：廖智豪，谢兰珠，谭昆余，
申请(专利权)人：惠州高盛达科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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