CN113253258A - 一种基于毫米波雷达检测车内活体的方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种基于毫米波雷达检测车内活体的方法及装置，包括以下步骤：通过毫米波雷达上的感知模块对车内的物体进行检测，采用IQ复信号调解，最大程度减少误报漏报，快速识别熟睡的婴儿；根据待测物体的检测信息来对物体进行跟踪，并有效滤掉机械振动等杂波，有效区分活体与非活体；若是活体，则通过毫米波雷达上自带的微控制器模块来控制车身报警组件报警，且通过5G通信模块向驾驶员手机发送远程报警信息。本发明通过检测微位移以及体征信息来判断是否有活体，并利用DOA频谱估计来确认活体具***置。
Description
技术领域
本发明涉及毫米波雷达技术领域，尤其涉及一种基于毫米波雷达检测车内活体的方法及装置。
背景技术
毫米波雷达使用毫米波通常毫米波是指30～300GHz频域(波长为1～10mm)的。毫米波的波长介于厘米波和光波之间，因此毫米波兼有微波制导和光电制导的优点。同厘米波导引头相比，毫米波导引头具有体积小、质量轻和空间分辨率高的特点。与红外、激光、电视等光学导引头相比，毫米波导引头穿透雾、烟、灰尘的能力强，具有全天候(大雨天除外)全天时的特点。另外，毫米波导引头的抗干扰、反隐身能力也优于其他微波导引头。
现行使用的汽车在使用过程中，由于座椅的遮挡以及车主长时间的驾驶疲劳，易造成车主忽略车后座处熟睡的婴幼儿，进而在车主关闭车门后，因车体内环境闷热以及氧气不足，从而造成不必要的悲剧。
发明内容
本发明旨在提供一种基于毫米波雷达检测车内活体的方法克服上述问题或者至少部分地解决上述问题，以解决现有的汽车不便对车内活体进行检测的问题。
为达到上述目的，本发明的技术方案具体是这样实现的：
本发明的提供了一种基于毫米波雷达检测车内活体的方法，包括以下步骤：
通过毫米波雷达上的感知模块对车内的物体进行检测，采用IQ复信号调解，最大程度减少误报漏报，快速识别熟睡的婴儿；
根据待测物体是否具备活体特征，并滤掉机械振动杂波，有效区分活体与非活体；
若是活体，则通过毫米波雷达上自带的微控制器模块来控制报警组件进行启动并进行报警，且通过5G通讯模块向驾驶员手机发送远程报警信息；
通过视频监控模块的运行以及转动，方便快速对车内的检测物体进行摄像，且确定物体的形状及种类，并制作成视频远程发送到驾驶员手机上；
通过红外测温模块对物体进行远程测温，从而快速确定检测物体的温度信号，并将信号远程发送到驾驶员手机上。
一种基于毫米波雷达检测车内活体的装置，所述毫米波雷达包括，
感知模块，所述感知模块用于对物体进行探测，来判断是否有活体并确定活体的位置；
分析模块，所述分析模块用于将探测到检测信号与毫米波雷达所发出的信号进行混频处理；
控制模块，所述控制模块用于接收结果信息，并进行报警。
作为本发明进一步的方案，所述将检测信号与毫米波雷达所发出的信号进行混频处理，并形成IQ复信号；
采用IQ复信号算法根据IQ行为差距90°的特征实时获取IQ相位的最佳探测区间；
对IQ复信号进行微位移以及呼吸信息来进行检测，并判断是否有活体；
对IQ复信号利用DOA频谱来检测活体的具***置。
作为本发明进一步的方案，所述毫米波雷达还包括微控制器模块、天线模块、存储模块以及模式选择模块；
所述天线模块，用于发射电磁波并接收检测物体反射波束；
所述存储模块，用于存储***数据以及微控制器模块的处理数据；
所述微控制器模块，用于对检测信息进行处理以及判断车内是否有活体，且控制报警；
所述模式选择模块，用于对天线模块的阵列的排布以及物理通道进行控制。
作为本发明进一步的方案，所述毫米波雷达上还包括天线模块，所述天线模块为MIMO广角天线，用于增加空间探测分辨率，准确识别活***置。
作为本发明进一步的方案，所述毫米波雷达上还包括定时模块，所述定时模块与微控制器模块的输出端电性连接，用于以规定频率发送多次报警信息。
作为本发明更进一步的方案，所述毫米波雷达集成设置在电路板上，所述电路板设置在下盖与天线罩之间，且电路板下表面涂抹有导热硅胶，且导热硅胶底面与下盖相接触，所述天线罩通过三层螺丝锁附在下盖上，所述毫米波雷达分别与报警组件、视频监控模块以及红外测温模块进行电连接，实现了方便拆装的目的，也便于进行快速散热，而且也方便将毫米波雷达放置在不同位置处，扩大了检测的范围。
作为本发明更进一步的方案，所述报警组件包括声光报警器以及闪光报警器，所述声光报警器通过通讯线与毫米波雷达进行电连接，所述闪光报警器位于车体外侧，所述闪光报警器的接电端通过磁吸式充电线与汽车内的供电设备进行电连接，通过声光报警器便于对车内熟睡的婴幼儿进行叫醒，进而吸引周围人群对婴幼儿进行解救。
作为本发明更进一步的方案，所述视频监控模块为云台摄像头，且云台摄像头的顶端具有磁吸底座，所述云台摄像头通过无线通信模块与毫米波雷达内部的微控制器模块进行无线通信连接，通过微控制器模块来对云台摄像头的运行进行控制，便于通过云台摄像头对待测物体进行监控摄像，而且通过无线通信模块便于对云台摄像头的放置位置进行任意调节。
作为本发明更进一步的方案，所述红外测温模块为红外测温仪，且红外测温仪通过束紧件固定连接在云台摄像头的头部上，所述红外测温仪与云台摄像头的头部进行同步运行，且红外测温仪的测温方向与云台摄像头的监控方向一致，所述红外测温仪通过无线通信模块与毫米波雷达内部的微控制器模块进行无线通信连接，所述红外测温仪以及云台摄像头均通过磁吸式充电线与汽车内的供电电源进行电连接，所述无线通信模块为频率为2.4GHz的ZigBee无线通信芯片，实现了无线通讯的目的，通过云台摄像头的运行来带动红外测温仪进行转动，便于同红外测温仪对待测物体的温度进行检测。
本发明提供了一种基于毫米波雷达检测车内活体的方法，有益效果在于：通过检测微位移以及体征信息来判断是否有活体(CPD)，并利用DOA频谱估计来检测活体具***置，最大程度减少误报漏报，采用IQ复信号调解，快速识别熟睡的婴儿，并有效滤掉机械振动等杂波，有效区分活体与非活体，MIMO广角天线，增加空间探测分辨率，准确识别活***置，且通过云台摄像头以及红外测温仪便于对活体的形状以及温度，进一步提高了检测的精准度。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例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，对于本领域的普通技术人员来讲，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附图。
图1为本发明实施例的***架构图。
图2为本发明实施例中毫米波雷达的工作原理框图。
图3为本发明实施例中报警组件的工作原理框图。
图4为本发明实施例的***流程图。
图5为本发明实施例中视频监控模块以及红外测温模块的***流程图。
图6为本发明实施例的***结构图。
图7为本发明实施例中***的启动与功能转换框图。
图8为本发明实施例中***的启动与功能转换条件图。
图9为本发明实施例中毫米波雷达在汽车上的安装图。
图中：1、毫米波雷达；2、感知模块；3、分析模块；4、控制模块；5、报警组件；6、红外测温仪；7、云台摄像头；8、下盖；9、电路板；10、天线罩；11、导热硅胶；12、模式选择模块；13、存储模块；14、定时模块；15、微控制器模块；16、天线模块；17、视频监控模块；18、红外测温模块；51、声光报警器；52、闪光报警器。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
参见图1-5和图7-9，本发明实施例提供的一种基于毫米波雷达检测车内活体的方法，包括以下步骤：
通过毫米波雷达1上的感知模块2对车内的物体进行检测，采用IQ复信号调解，最大程度减少误报漏报，快速识别熟睡的婴儿；
根据待测物体是否具备活体特征，并有效滤掉机械振动等杂波，有效区分活体与非活体；
若是活体，则通过毫米波雷达1上自带的微控制器模块15来控制报警组件5进行启动并进行报警，且通过5G通讯模块向驾驶员发送远程报警信息；
通过视频监控模块17的运行以及转动，方便快速对车内的检测物体进行摄像，且确定物体的形状及种类，并制作成视频远程发送到驾驶员手机上；
通过红外测温模块18对物体进行远程测温，从而快速确定检测物体的温度信号，并将信号远程发送到驾驶员手机上。
将检测信号与毫米波雷达1所发出的信号进行混频处理，并形成IQ复信号；
采用IQ复信号算法根据IQ行为差距90°的特征实时获取IQ相位的最佳探测区间；
对IQ复信号进行微位移以及呼吸信息来进行检测，并判断是否有活体；
对IQ复信号利用DOA频谱来检测活体的具***置。
CPD指活体检测；
SOD指占位检测。
如图1所示，一种基于毫米波雷达1检测车内活体的装置，包括毫米波雷达1，毫米波雷达1包括，
感知模块2，感知模块2用于对物体进行探测，来判断是否有活体及活体的位置；
分析模块3，分析模块3用于将探测到检测信号与毫米波雷达1所发出的信号进行混频处理；
控制模块4，控制模块4用于接收结果信息，并进行报警；
毫米波雷达1还包括微控制器模块15、天线模块16、存储模块13以及模式选择模块12；
天线模块16，用于发射电磁波并接受检测对象反射的波束；
存储模块13，用于存储***数据以及微控制器模块15的处理数据；
微控制器模块15，用于对检测信息进行处理以及判断车内是否有活体，且进行控制报警；
模式选择模块12，用于对天线模块16的阵列的排布以及物理通道进行控制。
毫米波雷达1上还包括天线模块16，天线模块16为MIMO广角天线，用于增加空间探测分辨率，准确识别活***置。
毫米波雷达1上还包括定时模块14，定时模块14与天线模块16的输出端电性连接，用于以规定频率发送多次报警信息。
本发明在使用过程中，通过微控制器模块15控制天线雷达发出电磁波，并通过电磁波来对待测物体进行检测，从而检测到物体体征信息与活体特征信息，而且通过模式选择模块12便于对天线模块16的3发4收的物理通道以及天线阵列的排布进行选择控制，将空间探测分辨率提升了3倍。
如图5所示，毫米波雷达1集成设置在电路板9上，电路板9设置在下盖8与天线罩10之间，且电路板9下表面涂抹有导热硅胶11，且导热硅胶11底面与下盖8相接触，天线罩10通过三层螺丝锁附在下盖8上，毫米波雷达1分别与报警组件5、视频监控模块17以及红外测温模块18进行电连接。
本发明在使用过程中，通过导热硅胶11提高了对毫米波雷达1的散热效果，而通过三层螺丝锁附的方式则便于对天线罩10进行拆卸，进而方便对毫米波雷达1进行检修，而且也便于将雷达本身通过卡扣的方式安装在车身上，结构简单，操作方便。
如图3所示，报警组件5包括声光报警器51以及闪光报警器52，声光报警器51通过通讯线与毫米波雷达1进行电连接，闪光报警器52位于车体外侧，闪光报警器52，的接电端通过磁吸式充电线与汽车内的供电设备进行电连接。
本发明在使用过程中，通过声光报警器51的运行便于对车体内熟睡的婴幼儿进行叫醒，而且通过声音便于控制闪光报警器52进行报警，进而便于对周围人群进行吸引，而通过磁吸式充电线则便于对闪光报警器52进行拆装。
如图6所示，视频监控模块17为云台摄像头7，且云台摄像头7的顶端具有磁吸底座，云台摄像头7通过无线通信模块与毫米波雷达1内部的微控制器模块15进行无线通信连接。
红外测温模块18为红外测温仪6，且红外测温仪6通过束紧件固定连接在云台摄像头7的头部上，红外测温仪6与云台摄像头7的头部进行同步运行，且红外测温仪6的测温方向与云台摄像头7的监控方向一致，红外测温仪6通过无线通信模块与毫米波雷达1内部的微控制器模块15进行无线通信连接，红外测温仪6以及云台摄像头7均通过磁吸式充电线与汽车内的供电电源进行电连接，无线通信模块为频率为2.4GHz的ZigBee无线通信芯片。
本发明在使用过程中，通过磁吸底座便于将云台摄像头7固定在下盖8、天线罩10或车体内部任一位置，且通过磁吸式充电线进行供电，实现了将云台摄像头7与雷达本身进行组合设置在一起，也便于将云台摄像头7与雷达本身进行分离，扩大了安装方式，也扩大了放置范围，而通过云台摄像头7的运行则便于同步带动红外测温仪6进行转动，实现了通过云台摄像头7对待测物体进行摄像监控，也便于通过红外测温仪6对待测物体的温度进行检查，进一步提高了对待测物体的精准度，而通过无线通信模块则实现了无线通信以及控制的目的，方便进行拆装以及调节。
以上仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。
Claims (10)
1.一种基于毫米波雷达检测车内活体的方法，其特征在于，包括以下步骤：
通过毫米波雷达(1)上的感知模块(2)对车内的物体进行检测，采用IQ复信号调解；
根据待测物体是否具备活体特征，并滤掉机械振动杂波，区分活体与非活体；
若是活体，则通过毫米波雷达(1)上自带的微控制器模块(15)来控制报警组件(5)报警，且通过5G通信模块向驾驶员手机发送远程报警信息；
通过视频监控模块(17)的运行以及转动，对车内的检测物体进行摄像，且确定物体的形状及种类，并制作成视频远程发送到驾驶员手机上；
通过红外测温模块(18)对物体进行远程测温，从而快速确定检测物体的温度信号，并将信号远程发送到驾驶员手机上。
2.根据权利要求1所述的一种基于毫米波雷达检测车内活体的方法，其特征在于，所述将检测信号与毫米波雷达(1)所发出的信号进行混频处理，并形成IQ复信号；
采用IQ复信号算法根据IQ行为差距90°的特征实时获取IQ相位的最佳探测区间；
对IQ复信号进行微位移以及呼吸信息来进行检测，并判断是否有活体；
对IQ复信号利用DOA频谱来检测活体的具***置。
3.一种基于权利要求1-2所述的基于毫米波雷达检测车内活体的装置，其特征在于，所述毫米波雷达包括，
感知模块(2)，所述感知模块(2)用于对物体进行探测，来判断是否有活体并确定活体的位置；
分析模块(3)，所述分析模块(3)用于将探测到检测信号与毫米波雷达(1)所发出的信号进行混频处理；
控制模块(4)，所述控制模块(4)用于接收结果信息，并进行报警。
4.根据权利要求3所述的一种基于毫米波雷达检测车内活体的装置，其特征在于，所述毫米波雷达(1)还包括微控制器模块(15)、天线模块(16)、存储模块(13)以及模式选择模块(12)；
所述天线模块(16)，用于发射电磁波并接收检测对象反射波束；
所述存储模块(13)，用于存储***数据以及微控制器模块(15)的处理数据；
所述微控制器模块(15)，用于对检测信息进行处理以及判断车内是否有活体，且控制报警；
所述模式选择模块(12)，用于对天线模块(16)的阵列的排布以及物理通道进行控制。
5.根据权利要求3所述的一种基于毫米波雷达检测车内活体的装置，其特征在于，所述毫米波雷达(1)上还包括天线模块(16)，所述天线模块(16)为MIMO广角天线。
6.根据权利要求3所述的一种基于毫米波雷达检测车内活体的装置，其特征在于，所述毫米波雷达(1)上还包括定时模块(14)，所述定时模块(14)与微控制器模块(15)的输出端电性连接。
7.根据权利要求6所述的一种基于毫米波雷达检测车内活体的装置，其特征在于，所述毫米波雷达(1)集成设置在电路板(9)上，所述电路板(9)设置在下盖(8)与天线罩(10)之间，且电路板(9)下表面涂抹有导热硅胶(11)，且导热硅胶(11)底面与下盖(8)相接触，所述天线罩(10)通过三层螺丝锁附在下盖(8)上，所述毫米波雷达(1)分别与报警组件(5)、视频监控模块(17)以及红外测温模块(18)进行电连接。
8.根据权利要求7所述的一种基于毫米波雷达检测车内活体的装置，其特征在于，所述报警组件(5)包括声光报警器(51)以及闪光报警器(52)，所述声光报警器(51)通过通讯线与毫米波雷达(1)进行电连接，所述闪光报警器(52)位于车体外侧，所述闪光报警器(52)为闪光报警器(52)，且闪光报警器(52)的接电端通过磁吸式充电线与汽车内的供电设备进行电连接。
9.根据权利要求7所述的一种基于毫米波雷达检测车内活体的装置，其特征在于，所述视频监控模块(17)为云台摄像头(7)，且云台摄像头(7)的顶端具有磁吸底座，所述云台摄像头(7)通过无线通信模块与毫米波雷达(1)内部的微控制器模块(15)进行无线通信连接。
10.根据权利要求7所述的一种基于毫米波雷达检测车内活体的装置，其特征在于，所述红外测温模块(18)为红外测温仪(6)，且红外测温仪(6)通过束紧件固定连接在云台摄像头(7)的头部上，所述红外测温仪(6)与云台摄像头(7)的头部进行同步运行，且红外测温仪(6)的测温方向与云台摄像头(7)的监控方向一致，所述红外测温仪(6)通过无线通信模块与毫米波雷达(1)内部的微控制器模块(15)进行无线通信连接，所述红外测温仪(6)以及云台摄像头(7)均通过磁吸式充电线与汽车内的供电电源进行电连接，所述无线通信模块为频率为2.4GHz的ZigBee无线通信芯片。
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