[发明专利]一种基于WiFi的驾驶人行为感知信号处理方法

权利要求书

1.一种基于WiFi的驾驶人行为感知信号处理方法，其特征在于，包括：

a)在驾驶室内设置1个WiFi信号发射装置和N个WiFi信号接收装置完成WiFi信号的传输；

b)WiFi信号发射装置在5GHz频段内通过信道扫描发射多信道的WiFi信号，N个WiFi信号接收装置通过信道扫描获取所有信道的CSI数据后提取每个信道的谱相关函数，对提取的谱相关函数进行处理，从而消除电磁干扰；

c)利用快速傅里叶逆变换和非均匀离散傅里叶变换对多信道CSI拼接，建立驾驶人位置与WiFi信号特征关系，提取驾驶人位置的行为特征；

d)对拼接后的CSI信息进行短时傅里叶变换，得到驾驶人行为特征；

e)采用深度神经网络分类器对驾驶人行为特征进行分类，得到驾驶人的行为状态；步骤b)包括如下步骤：

b-1)WiFi信号发射装置通过信道扫描发射多信道的WiFi信号，N个WiFi信号接收装置，接收端获取5GHz中149信道、153信道、157信道、161信道以及165信道的CSI数据，通过公式计算得到所有信道的CSI的谱相关函数式中H[k]为CSI傅里叶变换，H^*为H的共轭，α为角频率，k为信号变量；

b-2)对求梯度得到谱相关函数的梯度矩阵，对梯度矩阵进行奇异值分解获取干扰特征，将干扰特征输入训练后的SVM模型中进行分类；

b-3)根据分类结果确定干扰信道并将有干扰特征的信道消除，保留未受干扰信道；步骤c)包括如下步骤：

c-1)通过公式g＝aδ(t-t_l)对WiFi信号进行快速傅里叶逆变换，式中g为信号功率延迟曲线，a为角频率，δ(·)为狄拉克函数，t为时间变量，t_l为信号的传播延迟时间，通过公式对信号进行非均匀离散傅里叶变换，拼接多信道CSI，得到车内有人干扰情况下WiFi信号接收装置1的信号功率延迟曲线，式中c_o为全信道CSI数据，F为系数；

c-2)在车内无人的环境下重复步骤c-1)得到无任何人干扰情况下WiFi信号接收装置1的信号功率延迟曲线，将无任何人干扰情况下的信号功率延迟曲线与步骤c-1)中得到的车内有人干扰情况下的信号功率延迟曲线相减，得到WiFi信号接收装置1的车内多人员的反射信号的曲线g_s；

c-3)重复步骤c-1)至c-2)直至分别得到WiFi信号接收装置2、WiFi信号接收装置3和WiFi信号接收装置4的车内多人员的反射信号的曲线g_s，通过公式将多个传输链路信号叠加，得到驾驶人在驾驶室内的空间位置与反射信号的曲线g_s之间的映射关系，其中P(i,j)为第i个驾驶人中第j个传输链路的信号功率延迟曲线；

c-4)将驾驶人对应的反射信号的曲线g_s与无任何人干扰情况下WiFi信号接收装置1的信号功率延迟曲线相加，得到仅包含驾驶人姿态特征的信号功率延迟曲线；步骤b-2)中SVM模型为基于RBF函数作为核函数的非线性模型，SVM模型的惩罚项系数C＝0.5，核函数参数γ＝0.1，SVM模型训练方法为：

b-2.1)在车内场景下进行WiFi单信道传输；

b-2.2)分别在设置有电磁干扰和无电磁干扰两个场景下进行CSI数据采集，构建基于电磁干扰的数据集并标定；

b-2.3)利用该数据集对SVM模型进行训练。

2.根据权利要求1所述的基于WiFi的驾驶人行为感知信号处理方法，其特征在于：步骤a)中N的取值为4。

3.根据权利要求2所述的基于WiFi的驾驶人行为感知信号处理方法，其特征在于：步骤a)中WiFi信号发射装置安装中控台中间部位，设置于主驾驶座椅后侧的WiFi信号接收装置定义为WiFi信号接收装置1，设置于副驾驶座椅后侧的WiFi信号接收装置定义为WiFi信号接收装置2，将位于副驾驶座椅正后方的后排座椅后侧的WiFi信号接收装置定义为WiFi信号接收装置3，将位于主驾驶座椅正后方的后排座椅后侧的WiFi信号接收装置定义为WiFi信号接收装置4。