CN113147677A - 一种汽车防盗检测***、方法及汽车 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种汽车防盗检测***、方法及汽车，包括信号发生模块，用于按照一预设的频率产生延时信号和未延时信号；超宽带雷达模块，用于发送未延时信号，接收未延时信号对应的回波信号；特征提取模块，用于根据延时信号对回波信号进行预处理，得到特征信号；判断模块，用于获取特征信号中的频谱值，并在频谱值达到预先设置的活体频谱阈值时，判定汽车内存在生命体。本发明使用超宽带雷达，发射出的信号频率高、带宽宽，降低了环境温度对于检测精度的影响；根据特征信号的频谱值进行生命体和非生命体的区分，检测结果更精确；且应用于车身内部，杜绝了车旁行人、动物路过而误触发告警的情况。

Description

一种汽车防盗检测***、方法及汽车

技术领域

本发明涉及车辆防盗技术领域，特别是涉及一种汽车防盗检测***、方法及汽车。

背景技术

随着汽车防盗技术的逐步发展，各种车身防盗策略进入了人们的视野，越来越多的车主将车身防盗能力作为评判汽车竞争力的标准之一。

在现有技术中，车身防盗一般通过使用超声波雷达来探测车身周围的移动物体的方式来实现，然而，超声波雷达发出的信号不仅传播速度慢，对温度也十分敏感，这影响到了超声波雷达信号的探测精度，同时路过车辆的路人和动物也容易误触发车辆告警；另外，现有技术中的超声波雷达无法区别生命体和非生命体，只要车身边出现移动的物体，就会发出告警，功能不完善，制度也不合理。

综上，现有技术中的汽车防盗技术存在不稳定、精度低、无法区别生命体和非生命体等问题。

发明内容

鉴于以上现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种汽车防盗检测***、方法及汽车，以改善汽车防盗技术存在不稳定、精度低、无法区别生命体和非生命体等技术问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种汽车防盗检测***，包括信号发生模块，超宽带雷达模块，特征提取模块，判断模块；

所述信号发生模块，用于按照一预设的频率产生延时信号和未延时信号；

所述超宽带雷达模块，用于发送所述未延时信号，接收所述未延时信号对应的回波信号；

所述特征提取模块，用于根据所述延时信号对所述回波信号进行预处理，得到特征信号；

所述判断模块，用于获取所述特征信号中的频谱值，并在所述频谱值达到预先设置的活体频谱阈值时，判定汽车内存在生命体。

在本发明一实施例中，所述信号发生模块包括信号发生单元，信号延时单元，窄脉冲发生单元：

所述信号发生单元，用于产生未延时信号；

所述信号延时单元，用于根据一预设的时长将所述未延时信号进行延时，得到所述延时信号；

所述窄脉冲发生单元，用于调整所述延时信号和所述未延时信号的占空比。

在本发明一实施例中，所述超宽带雷达模块包括至少一个超宽带雷达。

在本发明一实施例中，所述超宽带雷达设置在汽车车厢内，并朝向汽车座椅。

在本发明一实施例中，所述超宽带雷达模块还用于在接收到所述回波信号后，停止发送所述未延时信号。

在本发明一实施例中，所述特征提取模块包括：

去斜单元，用于将接收到的所述回波信号和所述延时信号进行去斜处理，得到差频信号；

反傅里叶单元，用于对所述差频信号进行距离向反傅里叶变换；

特征提取单元，用于对反傅里叶变化后的差频信号进行解缠处理，得到所述特征信号。

在本发明一实施例中，所述汽车防盗检测***还包括：

告警模块，用于在判定汽车内存在生命体时，发出告警。

在本发明一实施例中，所述告警模块采用声音提示、灯光提示、画面提示中的至少一种进行告警。

本发明还公开了一种汽车防盗检测方法，包括：

按照一预设的频率产生延时信号和未延时信号；

通过超宽带雷达对外发送所述未延时信号；

接收所述未延时信号对应的回波信号；

根据所述延时信号对所述回波信号进行预处理，得到特征信号；

获取所述特征信号中的频谱值，并判断所述频谱值是否达到预先设置的活体频谱阈值；

若是，则判定汽车内存在生命体；

若否，则判定汽车内不存在生命体。

本发明还公开了一种汽车，所述汽车采用上述汽车防盗检测***。

综上所述，本发明提供的一种汽车防盗检测***、方法及汽车，使用超宽带雷达，发射出的超宽带雷达信号频率高、带宽宽，降低了环境温度对于检测精度的影响，且超宽带雷达信号属于光波，其传播速度明显快于超声波雷达信号，探测速度更快，反馈更及时；能够根据特征信号中的频谱进行生命体和非生命体的区分，使得检测结果更合理，更精确；且本发明应用于车身内部，杜绝了车旁行人、动物路过而误触发告警的情况。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1显示为本发明的汽车防盗检测***于一实施例中的结构示意图。

图2显示为本发明的信号发生模块于一实施例中的结构示意图。

图3显示为本发明的特征提取模块于一实施例中的结构示意图。

图4显示为本发明的汽车防盗检测方法于一实施例中的结构示意图

元件标号说明

100、信号发生模块；200、超宽带雷达模块；300、特征提取模块；400、判断模块；500、告警模块；110、信号发生单元；120、信号延时单元；130、窄脉冲发生单元；310、去斜单元；320、反傅里叶单元；330、特征提取单元。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其它优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。还应当理解，本发明实施例中使用的术语是为了描述特定的具体实施方案，而不是为了限制本发明的保护范围。下列实施例中未注明具体条件的试验方法，通常按照常规条件，或者按照各制造商所建议的条件。

请参阅图1至图4。须知，本说明书附图所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容所能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。

当实施例给出数值范围时，应理解，除非本发明另有说明，每个数值范围的两个端点以及两个端点之间任何一个数值均可选用。除非另外定义，本发明中使用的所有技术和科学术语与本技术领域的技术人员对现有技术的掌握及本发明的记载，还可以使用与本发明实施例中所述的方法、设备、材料相似或等同的现有技术的任何方法、设备和材料来实现本发明。

超宽带雷达通常定义为雷达发射信号的分数带宽大于0.25的雷达；超宽带技术就是通过对非常短的单脉冲进行一系列的加工和处理，包括产生、传输、接收和处理等，实现通信、探测和遥感等功能；超宽带是指该技术的一个主要特点，即占用的带宽非常大。

请参阅图1，显示为一种汽车防盗检测***的实施结构图，本实施例中的汽车防盗检测***应用于汽车的内部，用于在汽车静止状态下，检测车辆内部是否存在生命体，汽车防盗检测***包括信号发生模块100，超宽带雷达模块200，特征提取模块300，判断模块400；

信号发生模块100，用于产生延时信号和未延时信号，并将未延时信号发送至超宽带雷达模块200，将延时信号发送给特征提取模块300；优选的，信号发生模块100按照一预设的频率产生延时信号和未延时信号，以持续进行汽车内部的防盗监测；超宽带雷达模块100包括至少一个超宽带雷达，安装于汽车车厢的内部，并朝向汽车座椅，包括后视镜处、A柱朝向汽车内部的一侧、仪表盘或中央扶手处等，超宽带雷达用于向汽车车厢的内部发送未延时信号，未延时信号在碰到物体后进行反射，形成回波信号，多个超宽带雷达从各个角度接收到回波信号，并将其发送至特征提取模块300，特征提取模块300将接收到的延时信号和回波信号进行预处理，得到特征信号后将其发送给判断模块400；判断模块400用于获取特征信号中的频谱值，并在频谱值达到预先设置的活体频谱阈值时，判定汽车内存在生命体；相应的，若频谱值未达到活体频谱阈值时，判定汽车内不存在生命体；本实施例中的汽车防盗检测***还包括：告警模块500，与判断模块400通讯连接，当判断模块400判定汽车内部存在生命体时发出告警，以提示用户汽车内部存在生命体；告警模块500可以设置在汽车上和用户的移动设备上，并通过声音提示、灯光提示、画面提示中的至少一种方式进行告警。

具体的，本实施例中的告警模块500对进行告警的方式不做限制，但均应包含在本申请的保护范围内。

本实施例中的超宽带雷达模块200还用于在接收到回波信号时停止发送未延时信号，优选的，超宽带雷达模块200在判断模块400判定结束后，恢复向汽车内部发送未延时信号。

请参阅图2，信号发生模块100包括信号发生单元110、信号延时单元120、窄脉冲发生单元130：

信号发生单元110，用于产生未延时信号；

信号延时单元120，用于根据一预设的时长将未延时信号进行延时，得到延时信号；

窄脉冲发生单元130，用于调整延时信号和未延时信号的占空比。

信号延时单元120按照一预设的时长对未延时信号进行延时；在汽车内部不存在其它生命体的前体下，从未延时信号自窄脉冲发生单元130发出开始计时，到特征提取模块300接收到回波信号时结束计时，重复进行多次计时，并取平均值得到上述预设的时长。

窄脉冲发生单元130将宽脉冲的延时信号和未延时信号变为窄脉冲，延时信号和未延时信号的脉冲越短，频带越宽，有利于提高分辨率。

优选的，超宽带雷达模块200包括至少一个超宽带雷达。

具体的，超宽带雷达设置在汽车车厢内，并朝向汽车座椅。

超宽带雷达模块200可以包括一个发射未延时信号的发射天线和一个接收回波信号的接收天线，该情况下超宽带雷达模块200的结构简单、成本低、体积小，但是只能确定反射为延时信号的目标在一个方向的位置，无法进行二位定位，因此，优选的，超宽带雷达模块200还可以包括一个发射未延时信号的发射天线和多个接收回波信号的接收天线，且接收天线分别设置在汽车车厢内部的不同位置，发射天线发出的未延时信号，经汽车内部的一个目标反射后，被多个接收天线接收，得到多个回波信号；因此，由于汽车内部存在多个会反射未延时信号的目标，接收天线最终接收到的为多个目标的多个回波信号。

请参阅图3，特征提取模块300包括：

去斜单元310，用于将接收到的回波信号和延时信号进行去斜处理，得到差频信号；

反傅里叶单元320，用于对差频信号进行距离向反傅里叶变换；

特征提取单元330，用于对反傅里叶变换后的差频信号进行解缠处理，得到特征信号。

去斜单元310将延时信号乘上回波信号，得到复共轭形式的差频信号；其中，差频信号包含汽车内部多个反射未延时信号的目标的距离信息；

进一步的，对差频信号进行距离向反傅里叶变换，优选的，采用反快速傅里叶变换，得到距离-时间矩阵RT(n，h)，其中，n表示时间采样(n＝1,2,...,N)，即按照多个接收天线接收到回波信号的时间前后排序，h表示距离采样(h＝1,2,...,H)，即按照多个接收天线距离发射天线的距离远近排序。

对每个RT(n，h)的时间维度(即列向量方向)进行动目标显示(moving targetindication，MTI)处理得到RT_MTI(n，h)；对RT_MTI(n，h)的数据求绝对值，则得到N个MTI处理后的目标的高分辨一维距离像HRRP_n(h)，n＝1，2，…，N；h＝1，2，…，H。

对每个高分辨一维距离像HRRP_n(h)进行恒虚警检测，求得潜在的目标的序号h_m'，其中，m'＝1，2，...，M'。对潜在目标序号进行频次统计，然后求得频次峰值处对应目标序号位置，即为最终的目标所在距离单元的序号h_m,其中m＝1，2，...，M。

得到最终的目标所在距离单元的序号h_m后，第m个目标的特征信号则包含在距离-时间矩阵RT(n,h)的第h_m列里，即列向量RT(n，h_m)中；提取RT(n，h_m)的相位并进行解缠处理，则得到第m个目标的特征信号，然后减去其直流分量(即均值)，将所得特征信号记为ΔR_m(t)。

对第m个目标的特征信号ΔRm(t)进行高通滤波后再傅里叶变换，即可得到第m个目标的特征信号的频谱(幅度谱)。

优选的，实际操作中高通滤波截止频率取0.1Hz，傅里叶变换通过快速傅里叶变换实现。

优选的，判断模块400用于获取特征信号中的频谱值，并在频谱值达到预先设置的活体频谱阈值时，判定汽车内存在生命体，若频谱值未达到活体频谱阈值时，判定汽车内不存在生命体；需要说明得是，根据特征信号中的频谱值是否达到活体频谱阈值，进而得到是否存在生命体的判断，是本领域技术人员所熟知的技术手段，在本发明中对此不再赘述。进一步的，还可以通过提取特征信号中只与人体对应的频谱值、设置人体的活体频谱阈值，来进一步判断汽车内的生命体是否为人。本发明的保护范围并不仅限于通过预先设置活体频谱阈值来检测是否存在生命体这一种方式，凡是根据本实施例的工作原理实现车厢内生命体识别的方法都包括在本发明的保护范围内。

进一步的，可以通过预设不同种类的活体频谱阈值，可以在判断是否存在生命体的基础上实现对汽车内生命体的具体种类的判断。

请参阅图4，在本发明中，还提供了一种汽车防盗检测方法，采用上述汽车防盗检测***，则汽车防盗检测方法包括：

步骤S100、按照一预设的频率产生延时信号和未延时信号；

步骤S200、通过超宽带雷达对外发送未延时信号；

步骤S300、接收未延时信号对应的回波信号；

步骤S400、根据延时信号对回波信号进行预处理，得到特征信号；

步骤S500、获取特征信号中的频谱值，并判断该频谱值是否达到预先设置的活体频谱阈值；

若是，则判定汽车内存在生命体；

若否，则判定汽车内不存在生命体。

在本发明中，还提供了一种汽车，该汽车应用上述汽车防盗检测***。

综上所述，本发明提供的一种汽车防盗检测***、方法及汽车，使用超宽带雷达，发射出的超宽带雷达信号频率高、带宽宽，降低了环境温度对于检测精度的影响，且超宽带雷达信号属于光波，其传播速度明显快于超声波雷达信号，探测速度更快，反馈更及时；根据特征信号的频谱值进行生命体和非生命体的区分，使得检测结果更合理，更精确；且本发明应用于车身内部，杜绝了车旁行人、动物路过而误触发告警的情况。所以，本发明有效克服了现有技术中的一些实际问题从而有很高的利用价值和使用意义。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种汽车防盗检测***，其特征在于，包括信号发生模块，超宽带雷达模块，特征提取模块，判断模块；

所述信号发生模块，用于按照一预设的频率产生延时信号和未延时信号；

所述超宽带雷达模块，用于发送所述未延时信号，接收所述未延时信号对应的回波信号；

所述特征提取模块，用于根据所述延时信号对所述回波信号进行预处理，得到特征信号；

所述判断模块，用于获取所述特征信号中的频谱值，并在所述频谱值达到预先设置的活体频谱阈值时，判定汽车内存在生命体。

2.根据权利要求1所述的汽车防盗检测***，其特征在于，所述信号发生模块包括信号发生单元，信号延时单元，窄脉冲发生单元：

所述信号发生单元，用于产生未延时信号；

所述信号延时单元，用于根据一预设的时长将所述未延时信号进行延时，得到所述延时信号；

所述窄脉冲发生单元，用于调整所述延时信号和所述未延时信号的占空比。

3.根据权利要求1所述的汽车防盗检测***，其特征在于，所述超宽带雷达模块包括至少一个超宽带雷达。

4.根据权利要求3所述的汽车防盗检测***，其特征在于，所述超宽带雷达设置在汽车车厢内，并朝向汽车座椅。

5.根据权利要求1所述的汽车防盗检测***，其特征在于，所述超宽带雷达模块还用于在接收到所述回波信号后，停止发送所述未延时信号。

6.根据权利要求1所述的汽车防盗检测***，其特征在于，所述特征提取模块包括：

去斜单元，用于将接收到的所述回波信号和所述延时信号进行去斜处理，得到差频信号；

反傅里叶单元，用于对所述差频信号进行距离向反傅里叶变换；

特征提取单元，用于对反傅里叶变化后的差频信号进行解缠处理，得到所述特征信号。

7.根据权利要求1所述的汽车防盗检测***，其特征在于，所述汽车防盗检测***还包括：

告警模块，用于在判定汽车内存在生命体时，发出告警。

8.根据权利要求7所述的汽车防盗检测***，其特征在于，所述告警模块采用声音提示、灯光提示、画面提示中的至少一种进行告警。

9.一种汽车防盗检测方法，其特征在于，所述汽车防盗检测方法包括：

按照一预设的频率产生延时信号和未延时信号；

通过超宽带雷达对外发送所述未延时信号；

接收所述未延时信号对应的回波信号；

根据所述延时信号对所述回波信号进行预处理，得到特征信号；

获取所述特征信号中的频谱值，并判断所述频谱值是否达到预先设置的活体频谱阈值；

若是，则判定汽车内存在生命体。

10.一种汽车，其特征在于，采用如权利要求1-8任意一项所述的汽车防盗检测***。

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