安富利使用英飞凌BGT60TR1X系列雷达芯片

近年来，利用毫米波雷达实现非接触式生命体征检测（包括呼吸和心跳）已经逐渐成熟并成功商用。安富利使用英飞凌BGT60TR1X系列雷达芯片，利用其一发一收两根天线，将采集得到的数据在通用的低成本处理器ARM M7上进行数字信号处理，实现了远距离低成本的呼吸心跳检测方案，并且此方案是能够在大范围内自动检测并捕获呼吸的智能方案。

硬件平台

英飞凌60GHz雷达感应芯片BGT60TR13，有5GHz的扫频带宽；在FMCW工作模式中，可以在距离维上实现3cm的高分辨率。生命体征检测方案只用一发一收两根天线即可正常工作，后续方案将用英飞凌BGT60TR11，成本更加低廉。安富利目前的呼吸心跳捕获检测算法运行在一颗ARM M7 的MCU上，NXP I.MX RT1050以及Microchip的ATSAMS70Q21都是不错的选择，方案框图如图1所示。

图1： 安富利60GHz毫米波雷达功能示意

算法演示

安富利生命体征检测算法，可以自动屏蔽非生命物体，并可以自动提取有效数据。视频演示环境中，笔者位于雷达前方1.32米，在扫频带宽5GHz情况下，对应range index是44，视频中左上图breath range heatmap是整个空间的呼吸搜索热图，横轴是待测目标相对于雷达径向距离，纵轴是检测到的呼吸频率。

Cfar on heat range heatmap是运用恒虚警算法筛选出的有效目标，鼠标光标处是笔者的所处的坐标，呼吸大约23次每分钟。视频开始阶段笔者正常呼吸，在31秒和1分20秒改为屏住呼吸，可以从视频中清晰的看到呼吸消失。本算法可以自动剔除待测目标轻微晃动引起的失效数据，提高数据有效性和测量的准确性。因为笔者需要远距离操作鼠标，身体的轻微运动会损害测量的准确性，算法能自动识别并抛弃被轻微运动污染的数据。另外，笔者办公室演示环境内，很多强反射干扰物体，比如金属窗框，椅子等已经被算法自动滤除。

综合效果演示

视频中左上图可以解读为呼吸引起的胸腔位移图，笔者呼吸频率为23次每分钟，在1分06秒处开始屏住呼吸，呼吸减弱并消失。左下图是心跳时域波形图，右下角是文字打印信息。可以清楚看到笔者平稳的呼吸信号，从右下角可以看到稳定的信号输出，包括距离维信息，呼吸频率信息以及心跳信息。

总结

1.算法可以运行在ARM通用处理器上，大幅度降低产品成本2.算法实现了自动滤除雷达探测范围内的非生命物体，使得产品不受应用场景限制3.算法实现了自动滤除由待测目标运动或者轻微移动而被污染的呼吸心跳数据，提升了测量呼吸心跳的准确性4.算法可以同时检测多个待测生命信号，实现了空间多目标的搜索5.评估板将在2021年2月份开放申请，联系你身边的安富利销售获得详细信息6.算法以及技术细节咨询，请联系邮箱hongsheng.wang@avnet.com

责任编辑：lq