[发明专利]一种基于高频毫米波雷达的无接触控制系统及其实现方法

权利要求书

1.一种基于高频毫米波雷达的无接触控制系统，其特征在于，该控制系统中具有一个MCU处理器，所述MCU处理器通过滤波器和VGA放大器与一个雷达芯片相连，MCU处理器分别与低压差线性稳压器、仿真器、USB转串口连接器相互连接，所述雷达芯片通过一个频率合成器与所述低压差线性稳压器相连，上述各个元器件的连接方式为电性连接，其中：

所述MCU处理器用于接收和发送雷达芯片的数据信号，进行数/模或模/数转换并进行处理，并与仿真器进行数据交互，将雷达芯片探测到数据转变为目标信息数据，输出到上位机或仿真器；

所述雷达芯片具有发射天线和接收天线，用于发射波和接收目标反射和接收目标反射波；

所述VGA放大器用于放大天线的传输功率，所述频率合成器的作用是根据固定时间基准或晶体振荡器产生任一范围的频率。

2.根据权利要求1所述的基于高频毫米波雷达的无接触控制系统，其特征在于，所述频率合成器连接50MHz晶体振荡器，所述MCU处理器连接8MHz晶体振荡器。

3.根据权利要求1所述的基于高频毫米波雷达的无接触控制系统，其特征在于，所述频率合成器的型号为ADF4159。

4.根据权利要求1所述的基于高频毫米波雷达的无接触控制系统，其特征在于，所述USB转串口连接器的型号为CP2104。

5.一种实现基于高频毫米波雷达的无接触控制方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：

步骤1)、接收高频毫米波雷达芯片输出的目标信息，对目标信息进行过滤，剔除离散的偶发目标点；

步骤2)、建立三维坐标系，根据有效目标所在坐标系中象限位置的变化进行方位判断；

步骤3)、在步骤2)中，方位判断的内容包括顺时针动作、逆时针动作或基于多普勒效应判断的其他手势。

6.根据权利要求5所述的实现基于高频毫米波雷达的无接触控制方法，在步骤3)中，顺时针动作和逆时针动作的判断依据是以实际动作经过连续的三个象限为准，判断是否为顺时针或逆时针手势。

7.根据权利要求5所述的基于高频毫米波雷达的无接触控制系统，其特征在于，所述基于多普勒效应判断的其他手势指的是：有效目标的动作过程区域分为两个半程，其中前半程为靠近雷达天线的过程，后半程为越过雷达天线并远离的过程和/或不越过雷达天线而原路返回的过程。

8.根据权利要求7所述的实现基于高频毫米波雷达的无接触控制方法，其特征在于：

利用多普勒效应的判断除顺时针或逆时针的其他手势，利用目标的速度维简化参数，如果目标运动方向之和的绝对值小于有效目标数，则表示目标越过雷达天线或相对于雷达天线进行往返运动，如果目标运动方向之和的绝对值不小于有效目标数，则表示目标动作靠近或远离雷达天线的单向半程动作，或：

如果目标动作为水平方向的半程动作，则根据全程目标点水平角度之和，判断目标动作的整体运动位于右半区还是左半区，或：目标动作为垂直方面的半程动作，根据目标运动方向之和的正负判断是“按下”还是“提拉”动作。

9.根据权利要求8所述的实现基于高频毫米波雷达的无接触控制方法，其特征在于，如果目标的整体运动为水平方向，且目标不越过雷达天线，则目标是在三维坐标系的上半区或下半区进行动作，此时根据目标点垂直方向角度之和的正负，判断目标为“上按”或“下按”动作，

或：

目标在三维坐标系的左半区或右半区进行动作，如果目标的左右运动方向越过雷达天线，则根据前/后半程目标点的水平方向角度大小判断是“从左到右”或“从右到左”的动作，

或：

目标不越过雷达天线，则根据目标的整体运动是位于三维坐标系的右半区还是左半区判断是“左按”或“右按”动作。

10.根据权利要求8所述的实现基于高频毫米波雷达的无接触控制方法，其特征在于，

如果目标的整体运动为垂直方向的动作，且目标不越过雷达天线，则目标的左右运动方向不越过雷达天线，则目标是在三维坐标系的左半区或右半区进行动作，此时根据全程目标点水平角度之和的正负，判断是“左按”还是“右按”，

或：

目标在三维坐标上半区或下半区进行动作，如果目标左右运动方向越过雷达天线，且上下方向越过雷达天线，则根据前/后半程的目标垂直方向的角度大小判断是“上到下”或“下到上”的动作，

或：

根据全程目标点垂直角度之和判断目标的整体运动位于三维坐标系的上半区或下半区。