隔空控制 + 健康监测，雷达传感器是否能成为智能硬件的香饽饽？

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雷达传感器已经被应用于诸如智能驾驶、安防、无人机、医疗、工控、照明等行业。随着新型低功耗、小尺寸的传感器不断发展，雷达正在被应用于许多消费级的智能硬件中。

与其他运动传感技术相比，使用雷达传感器进行运动检测具备更高的准确性，并且可以确定移动物体的方向、物体的速度、距离、位置等。

许多基于运动检测触发系统，如照明、自动门、摄像头等智能家居设备，都是雷达应用的典型场景。

此外，雷达技术甚至可以进行手势控制、材料分类、以及诸如呼吸、心跳和血压的监测。

在众多厂商中，Google 是雷达技术应用的积极推动者。借着 CES 2022 的热度，Google 联合 CTA（美国消费技术协会）发布了一项开放式雷达标准协议 Ripple。

不过，对外的口径是以 CTA 主导该协议的发布，明眼人一看即知，实际上核心技术都来自 Google，即 Project Soli 雷达技术（下文会对 Soli 做详细回顾）。

对于这一协议的发布，CTA 表示，未来的目标是希望在设备的软硬件端打通对雷达技术的支持，加速其在消费电子上的应用、增长。同时还公布了 Ripple 的应用方向与核心优势：

• 非侵入式健康监测：家庭和临床设备可以使用非接触式，对生命体征测量和睡眠监测。

• 动作识别：可以了解人的位置和方向、跌倒检测、帮助引导行人交通、锻炼追踪等。

• 非接触式手势控制：扩展了人与汽车、电器、消费电子产品等互动交互的方式。

• 占用检测：可用于优化办公楼、公共空间的使用，此外非拍摄的优势，还能在监控时保护人们隐私。

此次，Ripple 的首个版本主要定义了硬件抽象 API、信号处理库和扩展，以实现与调频连续波雷达（FMCW）之间的互操作性。

而首批参与者包括福特、血压传感器制造商 Blumio，以及英飞凌、恩智浦和德州仪器等上游供应商。

△ 24GHz 和 60GHz 雷达技术对比 | 图源：英飞凌

雷达技术应用之 Project Soli 全家桶

要追溯 Google 的雷达技术和应用，就不得不从 Project Soli 开始说起。

Project Soli 首次亮相于 2015 年的 Google I/O 大会，由 ATAP（Advanced Technologies and Projects）部门负责研究与开发。作为 Google 前沿技术研究并致力于商业化的部门，ATAP 代表性的项目包括关注度颇高的模块化手机 Project Ara、3D 感应技术 Project Tango、沉浸式媒体技术 Spotlight Stories。

Project Soli 采用了定制的 Soli 芯片，可以极低的功耗运行，再通过雷达传感器，共同实现对手势、姿态等动作的追踪。

经过数次优化，Soli 芯片尺寸已经缩小到 8x10 毫米，并将雷达、波束成形天线封装成为一套高集成度的应用技术方案，应用场景也获得极大扩展。凭借其小型化、低功耗的优势，就连「内部空间紧张」的可穿戴设备也可以适用。

1、智能手表：隔空操作

早在 2016 年，Google 以 LG Watch Urbane 智能手表为原型，通过 Soli 雷达技术，就实现了隔空操控的功能。当手靠近手表时，会被雷达识别，并启动亮屏；而在做出切换手势时，手表软件界面也相应的轮回切换。

2、智能音箱：隔空操作

同时演示的还有基于 JBL 音箱的隔空操作功能，张开手掌靠近音箱，即触发启动，弹个响指，音乐随即播放。

Soli 雷达技术让「凌空操作」成为可能，也为智能设备端的交互方式提供了一条路径。但需要注意的是，上述演示仅代表着 Soli 雷达技术实现的可能性，离大众消费产品的应用还是有一定距离。

3、智能手机：手势控制 + 距离和运动感知

Soli 雷达技术首款商业化落地产品，需要追溯到 2019 年 Google 发布的旗舰手机 Pixel 4。

在 Pixel 4 上，新增了一项名为 Motion Sense 的功能，其背后技术就来自 Soli。

手机识别到用户伸手拿手机的意图时，会自动亮屏并激活面部识别，而此时如果是手机闹钟响起，它还会自动降低声音分贝。

此次，可以看到 Soli 雷达技术不仅做到了手势的识别，还增加了对距离、运动的感知。

但是「炫酷」功能的加持并未对 Pixel 4 的销量带来实质性变化。据 IDC 数据显示，在 Pixel 在上市后的 6 个月内仅售出 200 万台。或许考虑到成本、屏幕外观问题，Google 在后续推出的 Pixel 5 上并未沿用 Motion Sense 功能。

Google 硬件主管 Rick Osterloh 在当时的一次采访时倒是表示，Google 并未放弃 Soli 雷达技术，未来将会继续应用。

4、智能音箱：睡眠监测

时隔两年，出人意料的是，Google 竟将 Soli 雷达技术带到了智能音箱上。

在新一代 Nest Hub 中，Google 利用 Soli 雷达技术打出了守护睡眠健康的主题。在 Nest Hub 的正面右上角安装了一枚雷达传感器，可以根据睡眠时的四肢及身体摆动和呼吸时身体的上下起伏对睡眠质量的综合分析，同时还能监测呼吸状态，以及智能的辨别咳嗽和打呼噜。

延伸阅读：智能音箱也能监测睡眠健康了，Google 用了 Soli 的雷达传感技术

雷达技术应用之 IoT 万花筒

1、亚马逊：智能音箱监测睡眠

今年 7 月，亚马逊的雷达传感器获得了 FCC 的批准，该雷达传感器将可「实现对设备特性和功能的非接触式控制」，并能够捕捉「三维空间中的运动以实现非接触式睡眠追踪功能」 。

资料显示，亚马逊采用的是 60GHz 频段的雷达装置来实现睡眠监测的。

更厉害的是，这项技术不仅能识别睡姿，还能识别手势操作，让有言语障碍的人，或是不适合使用语音的场景下，也能操作设备。

什么样的产品可以用到这项雷达技术呢？据彭博社的观点，亚马逊并没有特别说明使用雷达的会是什么样的产品，仅描述它们是「非移动的」即需要接入电源的设备。（小湾碎碎念：那不就是 Echo 智能音箱嘛！）

虽然被爆料的信息并不多，但鉴于亚马逊想布局健康大数据已经不是一天两天的事儿了，结合过去亚马逊的铺垫，未来 Echo 智能音箱或许能做很多事。

2、Sengled：智能灯泡监测健康

在 CES 2022 展会上，照明企业 Sengled（生迪）推出了一款能够监测生命体征的灯泡，称作智能健康监测灯（Smart Health Monitoring Light）。

它使用调频连续波（FMCW）雷达来绘制房间地图（如果有多个灯泡，则可以绘制家庭地图）并检测其居住者。

根据 Sengled 的说法，通过将该功能与自己的算法组合相结合，可以检测家中住户的睡眠质量、呼吸、心率和运动。当灯泡使用雷达探测跌倒事件后，事件信息被传送到 Sengled App，然后 App 即可通知联系人寻求帮助。

Sengled 称，家中的 Sengled 智能健康监测灯越多，FMCW 雷达 mesh 的工作效果就越好。

3、Invoxia：追踪宠物

Invoxia 在 CES 2022 上展示了一款集宠物跟踪、宠物健康监测的智能项圈，使用了与类似 Soli 的雷达技术。并且，使用雷达读取数据，并不受狗毛厚度的干扰。

通过雷达抓取到的皮肤动态速度变化数据，经由深度学习算法，最终实现对宠物的静息呼吸和心率等生命体征的监测。

与人类佩戴的可以监测健康指标的智能手表不同的是，这款智能项圈无需紧贴着宠物的皮肤甚至无需直接接触，这能有效降低项圈带给狗狗的不适感。

4、Xandar Kardian：自主健康监测方案

今年 4 月，加拿大健康科技公司 Xandar Kardian 最新代表产品 XK300 自主健康监测解决方案获得了美国食品和药物管理局（FDA）批准。

XK300 使用 6.5-8ghz UWB 脉冲雷达，可以每秒发送 1500 万个脉冲信号来检测身体信息，然后通过数据编译得出所监测的患者运动、静息心率和呼吸频率，并评估患者健康状况。

其雷达技术也可以应用于智能楼宇，为商业和公共建筑运营商提供实时占用测量。■

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主笔：达达、周全 / 深圳湾

编辑：陈述 / 深圳湾

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