[发明专利]一种非接触式车内人数及位置判断的方法及装置

说明书

本发明提供一种非接触式车内人数及位置判断的方法及装置，用以判断车辆是否超载。其方法包括以下步骤：步骤1，使用安装在车内的脉冲超宽带雷达持续对车内乘坐者变化进行监测，并对获取到的雷达回波信号进行去除杂波预处理得到人体体动信号；步骤2，基于雷达矩阵的稳定性增强位置信息，并根据雷达与车内座位的位置距离以及人体反射面积分解不同检测区间，分区间提取信号特征；步骤3，分析雷达特征并结合机器学习算法进行车内人数及位置的判断，分析结果用以判断车辆是否超载。非接触式车内人数及位置判断的装置包括基于脉冲超宽带雷达的获取模块、处理模块和检测模块。本发明通过脉冲超宽带雷达能够无接触地获取车内人数以及位置信息，且对于小型及中型轿车只需要单个脉冲超宽带雷达即可实现。与现有技术相比，本发明具有低功耗、无接触、隐私性良好等优点。

技术领域

本发明属于交通设备技术领域，涉及一种非接触式车内人数及位置判断的方法及装置，通过车载的脉冲超宽带雷达实现车内人数和位置的判断，用于车辆超载检测。

背景技术

判断车辆内的人数对于控制车辆超载有着重要意义。目前车内人数检测的方法主要包括基于压力传感器的检测方法、基于IC(Integrated Circuit，集成电路)卡信息的检测方法和基于视频监控的检测方法等。基于压力传感器的方法需要在每个座椅上都布置传感器，耗费传感器且面临着电路损坏的威胁，更无法区分检测到的目标是重物还是人体；基于IC卡信息的检测方法需要详细记录乘客的信息，且对于私人汽车不适用；基于视频监控的检测方法则会给乘坐者带来隐私问题，且受到光线以及衣物和座椅遮挡的限制。脉冲超宽带雷达提供了一种非接触式的测量方式，通过发射和接收的无线信号获取车内的人体信息，通过分析可得出人数以及所处相应的位置。脉冲超宽带雷达功耗低，发射功率甚至低于普通设备产生的噪声，且具有高空间分辨率和强穿透力。与现有的技术相比，在一个五座轿车内只需安装单个脉冲超宽带雷达即可实现多人计数以及位置信息计算。且脉冲超宽带雷达无需接触人体，不会给人体带来不便与不适，也无需获取人体图像和个人数据，具有良好的隐私保护性。

发明内容

针对上述问题，本发明实施例提供一种非接触式车内人数及位置判断的方法及装置。

本发明实施例提供了一种非接触式车内人数及位置判断的方法，包括：

获取车内由脉冲超宽带雷达采集的雷达回波数据，并对获取到的车内雷达数据进行信号预处理提取人体体动信号；

针对所述预处理后的人体体动信号进一步增强人体位置信息，并基于位置信息分解信号区间，提取雷达信号特征；

针对所述提取的特征进行基于机器学习的车内人数计算及位置判断，人数和位置结果用于判断车辆是否超载。

可选地，获取车内由脉冲超宽带雷达采集的雷达回波数据，并对获取到的车内雷达数据进行信号预处理提取人体体动信号，包括：

使用置于车内的脉冲超宽带雷达获取车内信号，将单独接收的雷达信号组合成包含多条信号的雷达矩阵，通过雷达矩阵获取车内连续的信号信息，并每5秒对雷达矩阵进行一次存储与判断；

根据车内密闭空间以及金属环境带来的密集多径特点，使用SVD(Singular ValueDecomposition，奇异值分解)方法分解所获取的雷达矩阵，并根据车内密集多径环境导致的信号分布特征，选取能量第二大的奇异值重构雷达矩阵，获取由人体体动反射的信号，去除能量第一大的奇异值对应的杂波信号以及其他较小奇异值对应的噪声。

可选地，针对所述预处理后的人体体动信号进一步增强人体位置信息，并基于位置信息分解信号区间，提取雷达信号特征，包括：

使用曲波变换将雷达信号矩阵分解到不同的尺度和方向上，根据车内座位分布固定导致的人体位置在短时间内的不变性，选取在雷达接收时间上稳定且连续的信号，即雷达矩阵中垂直方向上的信号，通过提取不同尺度下对应垂直方向上的曲波系数来重构雷达矩阵，以进一步增强人体位置信息；