STMicroelectronics AEK-SNS-2TOFM1預(yù)定義手勢檢測系統(tǒng)包括兩個(gè)飛行時(shí)間測距傳感器。這些傳感器彼此距離23cm放置。車載SPC582B60E1微控制器讀取傳感器數(shù)據(jù)并檢測預(yù)定義的手勢/腳勢。該解決方案設(shè)計(jì)用于電動(dòng)尾門應(yīng)用，通過預(yù)定義的腳運(yùn)動(dòng)打開/關(guān)閉行李箱。

數(shù)據(jù)手冊：*附件：STMicroelectronics AEK-SNS-2TOFM1預(yù)定義手勢檢測系統(tǒng)數(shù)據(jù)手冊.pdf

特性

• CAN總線接口，用于遠(yuǎn)程控制支持
• 串行接口，用于遠(yuǎn)程通信支持
• 輸入電壓：12V電池總線
• 尺寸：250 mm x 86mm
• 屬于AutoDevKit生態(tài)系統(tǒng)

框圖

?基于STMicroelectronics AEK-SNS-2TOFM1手勢檢測系統(tǒng)的技術(shù)解析與應(yīng)用實(shí)踐?

?一、系統(tǒng)架構(gòu)概述?

AEK-SNS-2TOFM1是意法半導(dǎo)體推出的?預(yù)定義手勢檢測系統(tǒng)?，核心基于?FlightSense飛行時(shí)間(ToF)技術(shù)?，專為汽車電子應(yīng)用場景設(shè)計(jì)。系統(tǒng)通過雙ToF傳感器與主控MCU的協(xié)同工作，實(shí)現(xiàn)對特定手勢（如腳部動(dòng)作）的精準(zhǔn)識別。

?核心組件構(gòu)成?：

• ?雙ToF傳感器?（VL53L1CXV0FY）：左右對稱分布，間距23cm，支持獨(dú)立測距與同步數(shù)據(jù)采集
• ?主控單元?：SPC582B60E1MH00Y（32位Power Architecture MCU）
• ?通信接口?：CAN總線（支持遠(yuǎn)程控制）、串行接口（TTL電平）
• ?電源架構(gòu)?：12V電池供電，內(nèi)置多級電壓轉(zhuǎn)換（3.3V/2.8V/5V）

?二、關(guān)鍵技術(shù)參數(shù)解析?

?1. 傳感器性能特性?

• ?檢測原理?：利用紅外激光飛行時(shí)間測量目標(biāo)距離，抗環(huán)境光干擾能力強(qiáng)
• ?手勢識別邏輯?：通過雙傳感器距離差變化軌跡匹配預(yù)定義動(dòng)作模式
• ?響應(yīng)時(shí)間?：傳感器數(shù)據(jù)刷新率與MCU處理延時(shí)共同決定系統(tǒng)實(shí)時(shí)性

?2. 電氣參數(shù)邊界?

• ?工作電壓?：12V汽車電池總線（兼容車輛電源波動(dòng)）
• ?接口電平?：CAN總線符合ISO11898標(biāo)準(zhǔn)，串口TTL電平3.3V
• ?功耗管理?：支持待機(jī)模式（Stand-by ToF），通過GPIO控制傳感器啟停

?3. 機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)?

• ?PCB尺寸?：250mm × 86mm（適應(yīng)車門/后備箱安裝空間）
• ?傳感器間距?：23cm固定基線，確保足部動(dòng)作檢測的空間分辨率

?三、硬件設(shè)計(jì)深度剖析?

?電源管理架構(gòu)?（圖2-3）

• ?一級轉(zhuǎn)換?：LD39100PURY將12V降壓至5V（效率>90%）
• ?二級轉(zhuǎn)換?：LD1117系列LDO生成3.3V（MCU核心）與2.8V（傳感器模擬電源）
• ?保護(hù)電路?：SM6T36CAY瞬態(tài)抑制二極管防護(hù)負(fù)載突波

?信號鏈設(shè)計(jì)?（圖4-6）

• ?MCU接口分配?：
  • I2C_SCL/I2C_SDA：雙傳感器共享總線通信
  • XSHUT_L/XSHUT_R：獨(dú)立傳感器硬件復(fù)位控制
  • GPIO1_L/GPIO1_R：傳感器中斷信號輸入
• ?通信隔離?：ST2378ETTR電平轉(zhuǎn)換器實(shí)現(xiàn)3.3V與2.8V域間信號隔離

?四、典型應(yīng)用場景實(shí)現(xiàn)?

?汽車尾門腳部開啟系統(tǒng)?

1. ?檢測流程?：
   • 雙傳感器持續(xù)監(jiān)測地面距離（默認(rèn)約30-80cm）
   • 檢測到障礙物（足部）進(jìn)入監(jiān)測區(qū)域
   • 通過距離變化軌跡匹配預(yù)設(shè)動(dòng)作模式（如橫掃、踢動(dòng)）
   • MCU通過CAN總線發(fā)送控制指令至車身控制器
2. ?抗干擾設(shè)計(jì)?：
   • 雙傳感器差分處理消除環(huán)境噪聲
   • 距離閾值過濾誤觸發(fā)（如小動(dòng)物經(jīng)過）
   • 防水防塵設(shè)計(jì)適應(yīng)底盤安裝環(huán)境

?開發(fā)支持生態(tài)?

• ?AutoDevKit集成?：SPC5-STUDIO環(huán)境提供完整驅(qū)動(dòng)庫（STSW-AUTODEVKIT）
• ?示例代碼?：包含CAN總線驅(qū)動(dòng)、手勢識別算法、電源管理模塊

?五、設(shè)計(jì)要點(diǎn)與優(yōu)化建議?

?硬件布局關(guān)鍵?

• 傳感器安裝需保證光軸平行，避免檢測盲區(qū)
• 電源去耦電容（C54-C59）應(yīng)緊靠傳感器電源引腳

?軟件算法優(yōu)化?

• 動(dòng)態(tài)閾值調(diào)整適應(yīng)不同安裝高度
• 多幀數(shù)據(jù)融合提升識別準(zhǔn)確率
• 環(huán)境自適應(yīng)校準(zhǔn)（溫度補(bǔ)償、污漬檢測）

?電磁兼容性(EMC)設(shè)計(jì)?

• CAN總線終端電阻（R14-R16）精確匹配線纜特性阻抗
• 傳感器時(shí)鐘線路（C27-C28）需控制寄生電容

?六、擴(kuò)展應(yīng)用前景?

1. ?工業(yè)控制?：替代傳統(tǒng)按鈕的無接觸操作界面
2. ?智能家居?：衛(wèi)浴設(shè)備手勢控制（防濺水設(shè)計(jì)）
3. ?機(jī)器人導(dǎo)航?：近距離避障與姿態(tài)檢測