System rozpoznawania gestów z wykorzystaniem radaru FMCW

Bezdotykowa interakcja człowiek-komputer to szybko rozwijający się obszar, oferujący
intuicyjną i naturalną komunikację między użytkownikami a urządzeniami. Interakcja oparta na
gestach stanowi kluczową metodę w tej dziedzinie, umożliwiając użytkownikom sterowanie
systemami bez kontaktu fizycznego. Radary z modulowaną falą ciągłą (FMCW) są szeroko
stosowane do rozpoznawania gestów ze względu na ich dużą rozdzielczość czasową oraz
zdolność do identyfikacji parametrów ruchu. W niniejszej pracy radar mmWave FMCW
pracujący w pasmie 60-64 GHz jest wykorzystywany w połączeniu z zaawansowanymi
technikami przetwarzania sygnałów oraz metodami uczenia głębokiego, w tym sieciami CNN i
LSTM, do rozpoznawania sześciu gestów ludzkich ramion. Rozpoznawanie opiera się na
sekwencji czasowej map Range-Doppler uzyskanych za pomocą radaru. Opisano rozwój
systemu, oceniono jego wydajność oraz omówiono potencjalne kierunki przyszłych badań.

Słowa Kluczowe: Radar FMCW, Rozpoznawanie gestów, Mapa Range-Doppler, Sieć
neuronowa CNN, Sieć LSTM

Contactless human-computer interaction is a rapidly developing area, offering intuitive and
natural communication between users and devices. Gesture-based interaction represents a
key method in this domain, enabling users to control systems without physical contact.
Frequency-Modulated Continuous Wave (FMCW) radars are widely employed for gesture
recognition due to their high temporal resolution and ability to capture motion characteristics.
In this work, a mmWave FMCW radar operating in the 60-64 GHz band is used in combination
with advanced signal processing techniques and deep learning architectures, including CNN
and LSTM networks, to recognize six human arm gestures. The recognition is based on
temporal sequence of Range-Doppler maps obtained using the radar sensor. The system
development is described; its performance is evaluated and potential directions for future
research are discussed.

Keywords: Frequency Modulated Continuous Wave (FMCW) Radar, Gesture Recognition,
Range Doppler Map, Convolutional Neural Network (CNN), Long Short-Term Memory (LSTM)