用于人类行为建模和功率控制的系统和方法及存储介质技术方案

公开了一种用于人类行为建模和功率控制的方法和系统以及存储介质。该方法包括：基于由毫米波雷达传感器接收的雷达数据识别毫米波雷达传感器的视场内的一组目标；在宏多普勒帧内捕获对应于该组目标的雷达数据；对宏多普勒帧执行宏多普勒处理，并基于宏多普勒处理而确定宏多普勒帧中是否存在宏多普勒信号；在微多普勒帧内捕获对应于该组目标的雷达数据，其中微多普勒帧的持续时间大于或等于第一多个宏多普勒帧的持续时间；对微多普勒帧执行微多普勒处理，并基于微多普勒处理而确定微多普勒帧中是否存在微多普勒信号；以及响应于确定存在宏多普勒信号或微多普勒信号中的至少一个，激活多个距离筐中的至少一个距离筐。

Systems and Methods for Human Behavior Modeling and Power Control and Storage Media

【技术实现步骤摘要】
用于人类行为建模和功率控制的系统和方法及存储介质
本公开内容一般涉及用于使用毫米波雷达传感器进行人类行为建模和功率控制的的系统和方法。
技术介绍
由于诸如硅锗(SiGe)和精细几何形状互补金属氧化物半导体(CMOS)工艺的低成本半导体技术的快速发展，在毫米波频率范围中的应用在过去几年中获得了显著的关注。高速双极和金属氧化物半导体(MOS)晶体管的可用性导致对用于60GHz、77GHz和80GHz以及超过100GHz的毫米波应用的集成电路的需求不断增长。这样的应用包括例如机动车辆雷达系统和多吉比特通信系统。在一些雷达系统中，通过发射调频信号，接收调频信号的反射，以及基于调频信号的发射和接收之间的时间延迟和/或频率差确定距离，来确定雷达与目标之间的距离。因此，一些雷达系统包括发射RF信号的发射天线、接收RF的接收天线、以及用于产生发射信号和接收RF信号的相关RF电路。在一些情况下，可以使用多个天线来使用相控阵技术来实现定向波束。具有多个芯片组的MIMO配置也可用于执行相干和非相干信号处理。可以对由雷达系统接收的RF信号进行处理以确定各种参数，其示例包括确定一个区域内的人或无生命对象的存在或数量，并对该区域内的人或无生命对象的行为进行分类。可能需要对由雷达系统接收的RF信号进行处理的有效方法。
技术实现思路
根据一个实施方式的方法包括：基于毫米波雷达传感器接收的雷达数据识别毫米波雷达传感器的视场内的一组目标；在宏多普勒(macro-Doppler)帧内(across)捕获对应于该组目标的雷达数据；对宏多普勒帧执行宏多普勒处理，并基于宏多普勒处理确定宏多普勒帧中是否存在宏多普勒信号；在微多普勒(micro-Doppler)帧内捕获对应于该组目标的雷达数据，其中微多普勒帧的持续时间大于或等于第一多个宏多普勒帧的持续时间；对微多普勒帧执行微多普勒处理，并基于微多普勒处理确定微多普勒帧中是否存在微多普勒信号；以及响应于确定存在宏多普勒信号或微多普勒信号中的至少一个，激活多个距离筐(rangebin)中的至少一个距离筐。根据一个实施方式的系统包括处理系统，该处理系统被配置为耦合到毫米波雷达传感器。处理系统被配置为指示毫米波雷达传感器在毫米波雷达传感器的视场内发射一系列啁啾；基于由毫米波雷达传感器接收的响应于一系列啁啾的发射的雷达数据，识别视场内的一组目标；在宏多普勒帧内捕获对应于该组目标的雷达数据；在第一频率范围内对宏多普勒帧执行宏多普勒处理，并基于宏多普勒处理确定宏多普勒帧中是否存在宏多普勒信号；在微多普勒帧内捕获对应于该组目标的雷达数据，其中微多普勒帧的持续时间大于或等于第一多个宏多普勒帧的持续时间；在与第一频率范围正交的第二频率范围内对微多普勒帧执行微多普勒处理，并基于微多普勒处理确定微多普勒帧中是否存在微多普勒信号；以及响应于确定存在宏多普勒信号或微多普勒信号中的至少一个，激活多个距离筐中的至少一个距离筐。存储在非暂态计算机可读存储介质上的根据一个实施方式的可执行程序包括指示毫米波雷达传感器在毫米波雷达传感器的视场内发射一系列啁啾的指令；基于由毫米波雷达传感器接收的响应于一系列啁啾的发射的雷达数据，识别视场内的一组目标；在宏多普勒帧内捕获对应于该组目标的雷达数据；对宏多普勒帧执行宏多普勒处理，并基于宏多普勒处理确定宏多普勒帧中是否存在宏多普勒信号；在微多普勒帧内捕获对应于该组目标的雷达数据，其中微多普勒帧的持续时间大于或等于第一多个宏多普勒帧的持续时间；在微多普勒帧内执行微多普勒处理，并根据微多普勒处理确定微多普勒帧中是否存在微多普勒信号；响应于确定存在宏多普勒信号或微多普勒信号中的至少一个，激活多个距离筐中的至少一个距离筐。附图说明为了更完整地理解本专利技术及其优点，现在参考以下结合附图的描述，其中：图1A示出了根据一个实施方式的基于雷达的检测系统；图1B示出了展示根据一个实施方式的基于雷达的检测系统如何对对象进行分类的示例的表；图2A示出了根据一个实施方式的毫米波雷达传感器的框图；并且图2B和图2C示出了根据一个实施方式的毫米波雷达传感器电路的平面图；图3示出了根据一个实施方式的用于检测一个区域内的人数的方法的框图；图4更详细地示出了根据一个实施方式的、可以在图3所示方法的粗略目标选择步骤期间执行的各个步骤；图5A示出了根据一个实施方式的、说明多个宏多普勒帧中的每个的持续时间和构造的定时图；图5B示出了根据一个实施方式的说明单个微多普勒帧的持续时间和构造的定时图；图5C示出了根据一个实施方式的、说明单个生命多普勒帧的持续时间和构造的定时图；图5D总结了根据一个实施方式的宏多普勒帧、微多普勒帧和生命多普勒帧的相对帧结构；图6示出了根据一个实施方式的、沿着图3所示方法的生命多普勒处理路径的滤波步骤、信号处理和检测步骤以及距离筐激活步骤的实现；图7A至图7B示出了根据各种实施方式的、沿着图3中所示方法的宏多普勒和微多普勒处理路径的滤波步骤、信号处理和检测步骤以及距离筐激活步骤的实现；图8示出了根据一个实施方式的距离保持方案；图9A至图9D示出了根据一个实施方式的、在各种功率模式期间的宏多普勒帧、微多普勒帧和生命多普勒帧的相对帧结构；图10示出了根据一个实施方式的逐步增加的睡眠时间，其被执行以确定是否需要从低功率模式唤醒；图11示出了可用于实现根据一个实施方式的基于雷达的检测系统的一部分的处理系统的框图；图12示出了根据依次执行宏多普勒、微多普勒和生命多普勒处理的实施方式的、用于检测一个区域内的人数的方法的框图。除非另外指出，否则不同附图中的相应的附图号码和符号通常指代相应的部分。附图被绘制成清楚地说明各实施方式的相关方面，并且不一定按比例绘制。具体实施方式下面详细讨论各个实施方式的制备和使用。然而，应该理解，本文中描述的各个实施方式可以适用于各种各样的指定背景。所讨论的特定实施方式仅示出实现和使用各个实施方式的特定方式，并且不应以有限的范围来解释。将关于指定背景下——即，用于使用毫米波雷达传感器进行检测、人行为建模以及功率控制的系统和方法——的优选实施方式来描述本专利技术。本专利技术还可以应用于其他检测一个或更多个对象的存在的基于RF的系统和应用。在本专利技术的实施方式中，提供了检测宏多普勒、微多普勒和生命多普勒签名的简化方法。毫米波雷达用于通过在不同帧下对多个多普勒场景进行分隔来瞄准它们，并且在一帧内使用单个毫米波雷达传感器(例如，代替传统方法中的多个传感器)。图1A示出了根据一个实施方式的基于雷达的检测系统100的框图。如图1A所示，基于雷达的检测系统100包括毫米波雷达传感器102、以及控制毫米波雷达传感器102的工作的处理器104。处理器104对由毫米波雷达传感器102生成的数据执行各种雷达信号处理操作。在工作期间，毫米波雷达传感器102发射由存在于区域110内的各个对象112、114以及116-1至116-11反射的毫米波RF信号。区域110表示毫米波雷达传感器102的视场内的任何有限区域，并且可以表示例如会议室、办公室、机动车辆、商店、公共区域、私人区域或其中毫米波雷达传感器102可以检测到对象的存在的任何其他物理区域。被对象112、114和116-1至116-11反射的毫米波RF信号被毫米波雷达传感器1本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于处理信号的方法，包括：基于由毫米波雷达传感器接收的雷达数据识别所述毫米波雷达传感器的视场内的一组目标；在宏多普勒帧内捕获对应于所述一组目标的雷达数据；对所述宏多普勒帧执行宏多普勒处理，并基于所述宏多普勒处理而确定所述宏多普勒帧中是否存在宏多普勒信号；在微多普勒帧内捕获对应于所述一组目标的雷达数据，其中，所述微多普勒帧的持续时间大于或等于第一多个宏多普勒帧的持续时间；对所述微多普勒帧执行微多普勒处理，并基于所述微多普勒处理而确定所述微多普勒帧中是否存在微多普勒信号；以及响应于确定存在所述宏多普勒信号或所述微多普勒信号中的至少一个，激活多个距离筐中的至少一个距离筐。

【技术特征摘要】
2018.01.22 US 15/876,7691.一种用于处理信号的方法，包括：基于由毫米波雷达传感器接收的雷达数据识别所述毫米波雷达传感器的视场内的一组目标；在宏多普勒帧内捕获对应于所述一组目标的雷达数据；对所述宏多普勒帧执行宏多普勒处理，并基于所述宏多普勒处理而确定所述宏多普勒帧中是否存在宏多普勒信号；在微多普勒帧内捕获对应于所述一组目标的雷达数据，其中，所述微多普勒帧的持续时间大于或等于第一多个宏多普勒帧的持续时间；对所述微多普勒帧执行微多普勒处理，并基于所述微多普勒处理而确定所述微多普勒帧中是否存在微多普勒信号；以及响应于确定存在所述宏多普勒信号或所述微多普勒信号中的至少一个，激活多个距离筐中的至少一个距离筐。2.根据权利要求1所述的方法，其中，对所述微多普勒帧执行微多普勒处理并确定所述微多普勒信号是否存在，与对所述宏多普勒帧执行宏多普勒处理并确定所述宏多普勒信号是否存在并行发生。3.根据权利要求2所述的方法，其中，激活所述多个距离筐中的至少一个距离筐包括：响应于确定存在所述宏多普勒信号而激活所述多个距离筐中的第一距离筐，以及响应于确定存在所述微多普勒信号而激活所述多个距离筐中的第二距离筐。4.根据权利要求1所述的方法，其中，在对所述宏多普勒帧执行宏多普勒处理并确定是否存在所述宏多普勒信号之后、以及响应于确定不存在所述宏多普勒信号，对所述微多普勒帧执行微多普勒处理并且确定是否存在所述微多普勒信号。5.根据权利要求4所述的方法，其中，激活所述多个距离筐中的至少一个距离筐包括：响应于确定存在所述微多普勒信号而激活所述至少一个距离筐。6.根据权利要求1所述的方法，还包括：在生命多普勒帧内捕获对应于所述一组目标的雷达数据，其中，所述生命多普勒帧的持续时间等于第二多个宏多普勒帧，其中，所述第二多个宏多普勒帧中的宏多普勒帧数量大于所述第一多个宏多普勒帧中的宏多普勒帧数量；以及对所述生命多普勒帧执行生命多普勒处理，并基于所述生命多普勒处理而确定所述生命多普勒帧中是否存在生命多普勒信号。7.根据权利要求6所述的方法，其中，对所述生命多普勒帧执行生命多普勒处理并且确定是否存在所述生命多普勒信号，与对所述宏多普勒帧执行宏多普勒处理并且确定是否存在所述宏多普勒信号、以及与对所述微多普勒帧执行微多普勒处理并确定是否存在所述微多普勒信号并行地发生。8.根据权利要求6所述的方法，其中，在对所述宏多普勒帧执行宏多普勒处理并且确定是否存在所述宏多普勒信号之后，在对所述微多普勒帧执行微多普勒处理并确定是否存在所述微多普勒信号之后，以及响应于确定不存在所述宏多普勒信号和所述微多普勒信号，对所述生命多普勒帧执行生命多普勒处理并且确定是否存在所述生命多普勒信号。9.根据权利要求6所述的方法，其中，对所述生命多普勒帧执行生命多普勒处理并确定是否存在所述生命多普勒信号包括：对所述生命多普勒帧执行第一滤波，以产生第一经滤波的生命多普勒帧；基于所述第一经滤波的生命多普勒帧而确定当前呼吸周期；确定所述当前呼吸周期是否在第一预定范围内；以及响应于确定所述当前呼吸周期在所述第一预定范围内，确定存在所述生命多普勒信号。10.根据权利要求6所述的方法，其中，对所述生命多普勒帧执行生命多普勒处理并确定是否存在所述生命多普勒信号包括：对所述生命多普勒帧执行第二滤波，以产生第二经滤波的生命多普勒帧；基于所述第二经滤波的生命多普勒帧而确定当前心率；确定所述当前心率是否在第二预定范围内；以及响应于确定所述当前心率在所述第二预定范围内，确定存在所述生命多普勒信号。11.根据权利要求6所述的方法，还包括：响应于确定存在所述宏多普勒信号和所述微多普勒信号，以第一功率模式操作所述毫米波雷达传感器；响应于确定不存在所述宏多普勒信号而存在所述微多普勒信号，以第二功率模式操作所述毫米波雷达传感器，其中，与所述第一功率模式相比，所述第二功率模式使得所述毫米波雷达传感器消耗更少的功率；响应于确定不存在所述宏多普勒信号和所述微多普勒信号而存在所述生命多普勒信号，以第三功率模式操作所述毫米波雷达传感器，其中，与所述第二功率模式相比，所述第三功率模式使得所述毫米波雷达传感器消耗更少的功率；以及响应于确定不存在所述宏多普勒信号、所述微多普勒信号和所述生命多普勒信号，以第四功率模式操作所述毫米波雷达传感器，其中，与所述第三功率模式相比，所述第四功率模式使得所述毫米波雷达传感器消耗更少的功率。12.根据权利要求6所述的方法，其中，所述生命多普勒处理被配置成以0.1Hz的频率分辨率检测52Hz的最大多普勒频率。13.根据权利要求1所述的方法，其中，对所述宏多普勒帧执行宏多普勒处理并确定是否存在所述宏多普勒信号包括：使用第一多个滤波器对所述宏多普勒帧执行宏多普勒滤波；确定所述第一多个滤波器的输出信号的能量；将所述第一多个滤波器的所述输出信号的能量与第一噪声阈值进行比较；以及响应于所述第一多个滤波器的所述输出信号的能量大于所述第一噪声阈值，确定存在所述宏多普勒信号。14.根据权利要求13所述的方法，其中，对所述微多普勒帧执行微多普勒处理并确定是否存在所述微多普勒信号包括：使用第二多个滤波器对所述微多普勒帧执行微多普勒滤波；确定所述第二多个滤波器的输出信号的能量；将所述第二多个滤波器的所述输出信号的能量与第二噪声阈值进行比较；以及响应于所述第二多个滤波器的所述输出信号的能量大于所述第二噪声阈值，确定存在所述微多普勒信号。15.根据权利要求14所述的方法，其中，所述第一多个滤波器的通带与所述第二多个滤波器的通带正交。16.根据权利要求1所述的方法，其中，对所述宏多普勒帧执行宏多普勒处理并确定是否存在所述宏多普勒信号包括：从所述宏多普勒帧减去所述宏多普勒帧的均值，以生成均值补偿的宏多普勒帧；生成所述均值补偿的宏多普勒帧的距离宏多普勒映射；将所述距离宏多普勒映射与第三噪声阈值进行比较；以及响应于所述距离宏多普勒映射的至少一个点大于所述第三噪声阈值，确定存在所述宏多普勒信号。17.根据权利要求16所述的方法，其中，对所述微多普勒帧执行微多普勒处理并确定是否存在所述微多普勒信号包括：从所述微多普勒帧减去所述微多普勒帧的均值，以生成均值补偿的微多普勒帧；生成所述均值补偿的微多普勒帧的距离微多普勒映...

【专利技术属性】
技术研发人员：阿维克·珊特拉，阿素托史·巴赫提，托马斯·芬克，赖因哈德沃尔夫冈·荣迈尔，萨韦尔奥·特罗塔，拉希韦恩德兰·沃格阿拉潘·乌拉加纳唐，
申请(专利权)人：英飞凌科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE