[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

说明书

本发明公开了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，该控制系统中MCU处理器通过滤波器和VGA放大器与雷达芯片相连，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，雷达芯片通过一个频率合成器与低压差线性稳压器相连，实现方法接收高频毫米波雷达芯片输出的目标信息，方位判断的内容包括顺时针动作、逆时针动作、基于多普勒效应判断的其他手势。本发明具备的有益技术效果是：本发明采用的高频毫米波雷达环境适应性好，不受温度、光照、雾气等意外因素影响，识别效率高(一个雷达识别多种动作)，硬件成本低，略高于红外感应，远低于光学识别，安全性高，仅识别动作，无隐私泄露之虞。

技术领域

本发明涉及一种无接触控制系统及其实现方法，尤其涉及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。

背景技术

随着整个社会对于卫生状况的看重，无接触操控越来越受到人们的青睐，尤其是对于医疗、科研、化工等对环境卫生状况敏感的场所，亟待一种可靠、稳定、安全的无接触控制系统。毫米波雷达已经在汽车行业中得到广泛应用，但传统的毫米波雷达只探测目标的距离、位置、速度信息。

发明内容

本发明的目的在于提供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，解决现有技术存在的缺憾。

本发明采用如下技术方案实现：

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。

进一步的，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。

进一步的，所述频率合成器的型号为ADF4159.

进一步的，所述USB转串口连接器的型号为CP2104。

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。

进一步的，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。

进一步的，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；

进一步的：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：