Особенности распознавания жестов радаром QPF5100Q на основе анализа фазы импульсного отклика канала [Gesture Recognition Features using QPF5100Q Radar Based on Channel Impulse Response Phase Analysis]

Abstract

Рассмотрена задача распознавания жеста «тычок ногой» с помощью UWB-радара QPF5100Q (Qorvo). Показано, что классические алгоритмы на основе микродоплеровских сигнатур и анализа профиля дальности малоприменимы к данному радару ввиду большого размера элемента разрешения по дальности (тапа) — около 15 см, тогда как амплитуда жеста не превышает 30—50 см. Предложен подход, основанный на анализе временной зависимости фазы импульсного отклика канала (CIR) выбранного тапа. По результатам предварительных экспериментов с механическим сканированием подтверждена субмиллиметровая чувствительность радара по фазе; обоснована необходимость частоты дискретизации не менее 200 Гц. Разработан алгоритм, включающий развертку фазы, вычисление и сегментацию ее производной, метод отделения артефактов фазового скачка от реального движения по длительности сегментов, и конечный автомат с пятью состояниями. Алгоритм протестирован на 30 экспериментальных записях. Вероятность обнаружения на наилучшем одиночном канале составила 83,3 %; совокупная вероятность при объединении четырех каналов достигла 100 %.