[發明專利]一種非接觸式車內人數及位置判斷的方法及裝置

在審

• 申請號: 201810579989.4
• 申請日: 2018-06-07
• 公開（公告）號: CN108919218A
• 公開（公告）日: 2018-11-30
• 發明（設計）人: 楊修竹;李蕾;張琳
• 申請（專利權）人: 北京郵電大學
• 主分類號: G01S7/41
• 分類號: G01S7/41
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明提供一種非接觸式車內人數及位置判斷的方法及裝置，用以判斷車輛是否超載。其方法包括以下步驟：步驟1，使用安裝在車內的脈沖超寬帶雷達持續對車內乘坐者變化進行監測，并對獲取到的雷達回波信號進行去除雜波預處理得到人體體動信號；步驟2，基于雷達矩陣的穩定性增強位置信息，并根據雷達與車內座位的位置距離以及人體反射面積分解不同檢測區間，分區間提取信號特征；步驟3，分析雷達特征并結合機器學習算法進行車內人數及位置的判斷，分析結果用以判斷車輛是否超載。非接觸式車內人數及位置判斷的裝置包括基于脈沖超寬帶雷達的獲取模塊、處理模塊和檢測模塊。本發明通過脈沖超寬帶雷達能夠無接觸地獲取車內人數以及位置信息，且對于小型及中型轎車只需要單個脈沖超寬帶雷達即可實現。與現有技術相比，本發明具有低功耗、無接觸、隱私性良好等優點。

技術領域

本發明屬于交通設備技術領域，涉及一種非接觸式車內人數及位置判斷的方法及裝置，通過車載的脈沖超寬帶雷達實現車內人數和位置的判斷，用于車輛超載檢測。

背景技術

判斷車輛內的人數對于控制車輛超載有著重要意義。目前車內人數檢測的方法主要包括基于壓力傳感器的檢測方法、基于IC(Integrated Circuit，集成電路)卡信息的檢測方法和基于視頻監控的檢測方法等。基于壓力傳感器的方法需要在每個座椅上都布置傳感器，耗費傳感器且面臨著電路損壞的威脅，更無法區分檢測到的目標是重物還是人體；基于IC卡信息的檢測方法需要詳細記錄乘客的信息，且對于私人汽車不適用；基于視頻監控的檢測方法則會給乘坐者帶來隱私問題，且受到光線以及衣物和座椅遮擋的限制。脈沖超寬帶雷達提供了一種非接觸式的測量方式，通過發射和接收的無線信號獲取車內的人體信息，通過分析可得出人數以及所處相應的位置。脈沖超寬帶雷達功耗低，發射功率甚至低于普通設備產生的噪聲，且具有高空間分辨率和強穿透力。與現有的技術相比，在一個五座轎車內只需安裝單個脈沖超寬帶雷達即可實現多人計數以及位置信息計算。且脈沖超寬帶雷達無需接觸人體，不會給人體帶來不便與不適，也無需獲取人體圖像和個人數據，具有良好的隱私保護性。

發明內容

針對上述問題，本發明實施例提供一種非接觸式車內人數及位置判斷的方法及裝置。

本發明實施例提供了一種非接觸式車內人數及位置判斷的方法，包括：

獲取車內由脈沖超寬帶雷達采集的雷達回波數據，并對獲取到的車內雷達數據進行信號預處理提取人體體動信號；

針對所述預處理后的人體體動信號進一步增強人體位置信息，并基于位置信息分解信號區間，提取雷達信號特征；

針對所述提取的特征進行基于機器學習的車內人數計算及位置判斷，人數和位置結果用于判斷車輛是否超載。

可選地，獲取車內由脈沖超寬帶雷達采集的雷達回波數據，并對獲取到的車內雷達數據進行信號預處理提取人體體動信號，包括：

使用置于車內的脈沖超寬帶雷達獲取車內信號，將單獨接收的雷達信號組合成包含多條信號的雷達矩陣，通過雷達矩陣獲取車內連續的信號信息，并每5秒對雷達矩陣進行一次存儲與判斷；

根據車內密閉空間以及金屬環境帶來的密集多徑特點，使用SVD(Singular ValueDecomposition，奇異值分解)方法分解所獲取的雷達矩陣，并根據車內密集多徑環境導致的信號分布特征，選取能量第二大的奇異值重構雷達矩陣，獲取由人體體動反射的信號，去除能量第一大的奇異值對應的雜波信號以及其他較小奇異值對應的噪聲。

可選地，針對所述預處理后的人體體動信號進一步增強人體位置信息，并基于位置信息分解信號區間，提取雷達信號特征，包括：

使用曲波變換將雷達信號矩陣分解到不同的尺度和方向上，根據車內座位分布固定導致的人體位置在短時間內的不變性，選取在雷達接收時間上穩定且連續的信號，即雷達矩陣中垂直方向上的信號，通過提取不同尺度下對應垂直方向上的曲波系數來重構雷達矩陣，以進一步增強人體位置信息；