Co widzi radar mmWave 24 GHz przez ścianę

Skarga na czujniki obecności mmWave brzmi niemal zawsze tak samo: światło nie gaśnie. Ktoś wychodzi z pokoju, czujnik nadal melduje obecność, a poszukiwanie przyczyny prowadzi do czułości, do czasu podtrzymania, do oprogramowania.

Przyczyną zwykle nie jest żadna z nich. Polega ona na tym, że czujnik ma całkowitą rację – wykrywa osobę, a ta stoi na korytarzu.

Co przy 24 GHz liczy się jako ściana

Radar tej częstotliwości przechodzi przez większość tego, z czego mieszkanie zbudowane jest w środku. Zatrzymują go metal i woda – dlatego właśnie w ogóle wykrywa ludzi: ciało składa się w większości z wody i mocno odbija.

Wiersz o szkle dopada wszystkich, którzy mają pokój z oknem na ulicę. Czujnik skierowany na okno melduje każdego przechodnia, i to najpewniej wieczorem – gdy światło ma zgasnąć.

Najpierw stożek wychodzi bokiem

Zasięg łatwo wyobrazić sobie jako prostą linię, a zachowuje się jak wycinek koła. Przy 120 stopniach w poziomie szerokość na odległości d wynosi około 3,5 razy d – na trzech i pół metra stożek ma więc już dwanaście metrów szerokości.

W pokoju pięciometrowym znaczy to: opuścił go gdzieś przy półtora metra przez obie ściany boczne. Wszystko, co sąsiedztwo robi z lewej i z prawej, leży w strefie na długo przed dotarciem do tylnej ściany – dlatego czujnik zgadzający się na papierze (zasięg 6 m, pokój 5 m) obserwuje trzy pokoje.

Dlaczego czułość to zła dźwignia

Nasuwającą się odpowiedzią na czujnik widzący za dużo jest uczynienie go mniej czułym. Działa to o tyle, że słabe dalekie odbicia przestają się odzywać – a odbicia odpadające jako pierwsze to dokładnie te ważne: osoba siedząca cicho z tyłu pokoju i oddychająca, wytwarzająca najsłabszy sygnał w całej scenie.

Czułość reguluje to, jak słabe może być odbicie. Nie potrafi regulować tego, skąd to odbicie przyszło. Osoba na korytarzu w odległości dwóch metrów daje silniejsze echo niż nieruchoma przy biurku w odległości czterech – obniżenie progu usuwa więc biurko, zanim usunie korytarz.

Dźwignią pasującą do problemu jest granica bramek. Bramki to pasma odległości po siedemdziesiąt pięć centymetrów, a ograniczenie najwyższej bramki odcina strefę na odległości, a nie na sile sygnału. Pokój o głębokości 3,5 metra potrzebuje bramki 4, sięgającej 3,75 metra – a wszystko dalej nie jest już w ogóle meldowane, bez względu na to, jak głośno się rusza.

Gdzie należy czujnik

Dwie decyzje o miejscu dają więcej niż jakikolwiek parametr. Pierwsza to kierunek: wzdłuż pokoju zamiast w poprzek stawia dalekie bramki przed ścianą, która jest daleko, a celowanie z dala od drzwi i okien trzyma korytarz poza stożkiem od początku.

Druga to wysokość. Na wysokości klatki piersiowej czujnik patrzy w poprzek ciała i widzi ruch oddechowy, którego potrzebuje do wykrywania bezruchu. Zamontowany wysoko i pochylony w dół widzi czubek głowy – najgorszą geometrię dla dokładnie tego, po co mmWave się kupuje. Między dwoma metrami a sufitem wykrywanie obecności po cichu zamienia się w wykrywanie ruchu okrężną drogą.

Co da się faktycznie zmierzyć

Zarówno LD2410, jak i LD2450 wystawiają wartość energii dla każdej bramki, i to jest liczba kończąca spór. Gdy w pokoju nikogo nie ma, energie bramek powinny leżeć blisko szumu tła. Bramka stojąca wysoko przy pustym pokoju coś widzi – a jej odległość mówi, co.

Ćwiczenie trwa pięć minut: wyjść z pokoju, przez minutę obserwować wartości bramek, potem kazać komuś przejść korytarzem i patrzeć, która bramka odpowie. Jeśli bramka 6 odzywa się na komendę, ustawienie nigdy nie było problemem czułości.

Dla LD2450 dostępna jest druga warstwa, bo melduje on współrzędne, a nie samą odległość, i potrafi odfiltrować prostokątne obszary programowo. Zamienia to pytanie jak daleko w pytanie która część podłogi – o co i tak chodziło, i jedyną postać, w której da się wykluczyć korytarz biegnący równolegle do ściany, nie wykluczając przy tym kanapy.