Radar mmWave: tracciamento indoor, algoritmi di elaborazione e valutazione sensori
Contesto e ruolo nel progetto
Il WP3 affronta lo studio e l’analisi della tecnologia radar a onde millimetriche (mmWave) per applicazioni indoor: tracciamento delle persone, rilevamento presenza e supporto al monitoraggio non invasivo. Nel contesto VitalSpace, questo WP fornisce le basi scientifiche per integrare radar come sensori robusti e privacy-preserving, poiché non generano immagini ma dati di movimento e riflessione.
Obiettivi scientifici e tecnici
- Analizzare lo stato dell’arte dei radar mmWave e degli algoritmi di tracking
- Valutare le proprietà fisiche delle onde millimetriche e il loro impatto sulle prestazioni
- Studiare pipeline e algoritmi per gestione delle point cloud radar (clustering, associazione, tracking)
- Analizzare criticità (occlusione, copertura limitata) e strategie multi-radar
- Effettuare un confronto tra sensori radar disponibili per selezionare soluzioni compatibili con scenari VitalSpace
Tecnologia mmWave: caratteristiche rilevanti
I radar mmWave operano in bande dell’ordine 30–300 GHz (lunghezze d’onda millimetriche), consentendo elevata risoluzione spaziale e capacità di rilevare oggetti e micro-movimenti. Tra i vantaggi considerati:
- Robustezza a condizioni ambientali (polvere, fumo, nebbia)
- Insensibilità alla luce
- Miniaturizzazione delle antenne
- Tutela della privacy rispetto a tecniche basate su imaging
Pipeline algoritmica: dal segnale al tracciamento
- Rilevamento e separazione segnale/rumore
- Clustering delle point cloud: K-means (non gerarchico), DBSCAN e clustering gerarchico per forme/densità variabili
- Associazione cluster-tracce: strategie come nearest neighbor o approcci probabilistici
- Tracking: filtro di Kalman per stimare lo stato e gestire perdite temporanee del segnale
- Gestione occlusioni e scenari multi-target (limiti del radar singolo)
Multi-radar e fusione dati
Per superare i limiti di copertura e occlusione, il WP3 analizza approcci multi-radar che richiedono:
- Conoscenza di posizione/orientamento reciproco dei sensori
- Trasformazione dei dati in un sistema di riferimento comune
- Strategie di fusione per ottenere tracciamento più uniforme e robusto
Confronto sensori radar
Il WP3 presenta una valutazione comparativa tra diverse soluzioni radar (ad esempio sensori STM32, Walabot, Acconeer, Omnipresense), considerando frequenze operative, raggio, angolo di copertura, dimensioni e compromessi prestazionali. L’analisi evidenzia soluzioni più bilanciate per scenari indoor in termini di copertura/consumi/precisione.