用于对车辆舱室进行监控的系统和方法技术方案

车辆舱室监控使用被定位在舱室中央的雷达单元来获取车辆舱室的图像数据并且使用处理器来生成对车辆舱室内的座位的占用进行检测、对占用者进行分类、对姿势进行检测、对安全带状态进行确定、以及对占用者的生命体征进行监控。输出单元可以执行适合于车辆舱室的占用者的状态的响应。者的状态的响应。者的状态的响应。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于对车辆舱室进行监控的系统和方法
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求于2020年5月6日提交的美国临时专利申请第63/020,691号、2020年4月28日提交的美国临时专利申请第63/016,314号、2020年7月26日提交的美国临时专利申请第63/056,629号、2020年7月9日提交的美国临时专利申请第63/049,647号、以及2021年1月11日提交的美国临时专利申请第63/135,782号的优先权益，这些文献的内容通过引用以其整体的方式并入本文。


[0003]本文的公开内容涉及用于基于雷达对车辆的舱室进行监控的系统和方法。具体地，但非排他地，本公开内容涉及对车辆的占用者的占用、姿势和分类进行检测，并且基于诸如占用对象的质量或体型或方向之类的监测到的参数来对车辆系统进行控制。

技术介绍

[0004]了解车辆内有多少占用者以及他们坐在哪里很重要。
[0005]出于各种原因，了解车辆的座位是否被占用是有用的。
[0006]现代车辆的实施方式包括用于对车辆的占用进行确定的过量的传感器。这些传感器包括用于识别每个座位是否被占用、婴儿是否在前排座位中以禁用安全气囊等的传感器。
[0007]车辆允许搭载的乘客的数目是有限制的。关于车辆的不同座位也有尺寸和重量(weight)限制。例如，特定年龄以下的乘客不允许坐在前排座位中。
[0008]在某些司法管辖区，为了鼓励拼车，如果私家车辆除驾驶员外还至少搭载有特定数目的乘客，则允许私家车辆使用诸如公共汽车专用道之类的优待道路。
[0009]基于紧凑型天线阵列的宽带MIMO雷达设备目前被用在各种成像应用中，以使近场对象以及远场对象可视化并且基于它们的反射特性对这些对象进行表征。
[0010]当前最先进的技术使用MIMO雷达信号来创建3D图像。然而，当前的MIMO成像技术在识别彼此非常接近的目标或在移动环境中发现的目标时缺乏实现足够分辨率的能力。
[0011]具有不同部分的复杂目标对象，每个部分都有自己的移动模式，还使具有足够分辨率的成像复杂化。因此，需要推进当前的MIMO雷达成像技术以实现更高程度的分辨率。
[0012]拥有大量传感器对车辆的内部进行监控会导致费用问题和可靠性问题。需要用更简单的系统来获得相同的信息。本公开内容解决了这种需要。
[0013]汽车制造商利用大量传感器来对汽车性能和安全目的进行监控。对舱室的占用并且尤其是车辆的座位是否被占用以及是否车载有幼儿进行监控也很有用。例如，压力传感器被使用以对车辆内的占用进行检测，位置检测器对汽车座位的配置和位置进行检测，检测器用于对留在车内的婴儿进行检测等。
[0014]拥有大量传感器对车辆的内部进行监控会导致费用问题和可靠性问题。实际上，一些现代车辆包括用于确定车辆的占用的过量的传感器。另外地，这些传感器不会基于乘
客的年龄和身体结构来对乘客进行识别和区分。这些传感器包括用于对每个座位是否被占用、婴儿是否在前部座位以禁用安全气囊等进行识别的传感器。期望用更简单的系统获得相同的信息。
[0015]因此，需要一种更简单的系统来替代车辆传感器并且根据乘客的座位位置来对安全系统进行操作。本文描述的本专利技术解决了上述需求。

技术实现思路

[0016]实施方式的第一方面涉及一种雷达传感器阵列，该雷达传感器阵列被安装在允许对车辆的舱室及其占用者进行监控的位置。
[0017]传感器可以位于车辆的顶棚的稍微中央位置，以对驾驶员和前部座位、以及后部座位进行监测。
[0018]雷达传感器阵列可以被定位在顶棚室内装饰后面或顶棚下方的盒子中。
[0019]替代性地，可以将传感器安装在挡风玻璃或后窗的高度处。
[0020]在其他实施方式中，雷达传感器可以被结合到头枕中，例如位于头枕、诸如驾驶员座位的头枕的中央位置。在适当的情况下，双面传感器可以包括面向前方和面向后方的收发器阵列，从而提供整个车辆的360度覆盖范围。
[0021]雷达传感器阵列可以是芯片上雷达设备的一部分，该芯片上雷达设备包括处理器和存储器以及输出到车辆的数据。
[0022]雷达传感器阵列被配置成对舱室以及舱室内的对象和乘客进行监控，并且可以区分不同类型的乘客，诸如成人和儿童、婴儿、宠物以及无生命对象。
[0023]此外，检测到的数据包括随时间的宏观移动和轻微移动，可以对姿势、手势、呼吸和心率进行监测。
[0024]在一些实施方式中，也可以仅每隔几分钟对雷达传感器阵列进行操作，诸如响应于车辆移动或停止、或者门打开或关闭而对雷达传感器阵列进行操作。
[0025]另外地，它可以被配置成经由通信网络与远程服务器进行通信、经由云或物联网进行通信，以向车队运营商、租赁车辆提供商、警察、紧急救援服务等提供占用者及其行为的详细信息。
[0026]在一些实施方式中，雷达传感器阵列始终操作，至少当车辆在使用中时，以连续周期经历活动时段和空闲时段。在其他实施方式中，车辆的中央计算机在特定条件下唤醒传感器，诸如响应车门打开或关闭、速度的变化、检测到的路况等来唤醒传感器。
[0027]通过在脉冲模式下操作，脉冲发信号的时段之后是数据处理的时段和空闲时段，热量的生成可以被控制。
[0028]在通过数据导管线联接到车辆的情况下，可以使用数据导管线从雷达传感器阵列提取热量。
[0029]也可以将金属散热器附接至传感器阵列，传感器阵列延伸到车辆的外部并由穿过散热器上方的空气冷却，或者将其联接至车辆的金属框架以提取热量。
[0030]一些实施方式涉及传感器被嵌入诸如天窗之类的玻璃部件中，或者替代性地被嵌入车辆的挡风玻璃或后窗中。这允许单个安装位置，使性能最大化并且使各种车型的产生的安装成本最小化。
[0031]如本文所用，术语天窗包括部分玻璃顶棚、全景玻璃顶棚和顶棚中的窗板。
[0032]雷达传感器阵列可以被集成到天窗并且嵌入天窗的材料中，或者可以被陷入层之间或至少具有上层和下层的层压天窗之间。
[0033]替代性地，雷达传感器阵列可以被附接至天窗的下侧。
[0034]同样替代性地，雷达传感器阵列可以被嵌入天窗内的腔室中，可能被嵌入优选具有高热传导性的热塑性塑料或环氧树脂中。
[0035]这类实施方式的特征在于天窗由具有良好散热特性的玻璃材料制造。该天窗从传感器传导热量，并且凭借天窗的大表面积，很容易冷却。实际上，天窗的外侧表面通过车辆的移动进行对流冷却。
[0036]本专利技术的一个方面涉及一种车辆的天窗，该天窗具有用于对车辆中的乘客进行监控的集成的雷达传感器阵列。
[0037]其他实施方式涉及本专利技术的雷达传感器阵列，该雷达传感器阵列附接在玻璃前照灯单元、镜子、挡风玻璃和后窗内，以用于对车辆的外部进行监测。这里同样，大玻璃或其他热传导表面可以充当大散热器，从而防止雷达单元过热。同样，雷达传感器阵列可以与存储器和数字信号处理器一起被集成到本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种车辆舱室监控系统，所述系统包括：雷达单元，所述雷达单元包括：至少一个发射器天线，所述至少一个发射器天线连接至振荡器，并且所述至少一个发射器天线被配置成将电磁波发射至所述车辆舱室中，以及至少一个接收器天线，所述至少一个接收器天线被配置成接收由所述车辆舱室内的对象反射的电磁波，并且所述至少一个接收器天线能够操作成生成原始数据；处理器单元，所述处理器单元被配置成从所述雷达单元接收原始数据，并且所述处理器单元能够操作成基于所接收到的数据而生成图像数据；存储器单元，所述存储器单元被配置成且能够操作成对所述图像数据进行存储；以及至少一个输出单元；其中，所述处理器单元被配置成并且能够操作成：基于所述RF响应来生成至少一个3D(三维)图像；通过从3D图像中去除背景，来对获得的所述3D图像中的一幅或更多幅连续3D图像进行处理；通过去除旁瓣、多径、热噪声和杂波中的至少一者的贡献来对所述3D图像进行滤波；对所述车辆舱室内的座位的占用进行检测；对所述车辆舱室内的座位的至少一名占用者进行分类；对所述车辆舱室内的座位的至少一名占用者的姿势进行检测；以及对所述车辆舱室内的座位的至少一名占用者的安全带状态进行确定；以及其中，所述输出单元被配置成并且能够操作成：根据所述车辆舱室的占用者的状态来执行响应。2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述雷达单元位于所述车辆舱室的车顶中的中央位置。3.根据权利要求1所述的系统，其中，所述雷达单元被嵌入在两层玻璃之间。4.根据权利要求1所述的系统，其中，所述雷达单元通过热传导环氧树脂被附接至玻璃表面。5.根据权利要求1所述的系统，其中，所述雷达单元被结合到天窗中。6.根据权利要求1所述的系统，其中，所述雷达单元被结合到头枕中。7.根据权利要求1所述的系统，其中，所述处理器能够被操作成：对经滤波的3D图像进行集群；将至少一个座位与至少一名占用者相关联；以及基于所述3D图像中用于每个集群的点的分布并且根据车辆几何形状对所述一名或更多名占用者进行分类。8.根据权利要求1所述的系统，其中，所述处理器能够被操作成：从接收到的信号中提取人类关键点；以及对所述车辆舱室的座位的至少一名占用者的骨骼点进行识别。9.根据权利要求8所述的系统，其中，所述人类关键点选自以下各者中的至少一者：头部、左肩部、右肩部、左骨盆、右骨盆、左膝盖、右膝盖、左大腿、右大腿、以及它们的组合。10.根据权利要求1所述的系统，其中，所述处理器能够被操作成：对所述车辆舱室的至
少一名占用者的生命体征进行监测。11.根据权利要求10所述的系统，其中，所述生命体征包括所述占用者的热速率和呼吸速率中的至少一者。12.根据权利要求1所述的系统，其中，所述输出单元被配置成：在异常的情况下生成警报。13.根据权利要求12所述的系统，其中，所述异常选自：占用者未系安全带、儿童坐在前部座位上、占用者处于不安全姿势、驾驶员表现出低警觉性、以及它们的组合。14.根据权利要求1所述的系统，其中，所述输出单元被配置成并且能够操作成：如果不安全，则取消安全气囊操作。15.根据权利要求1所述的系统，其中，所述输出单元被配置成并且能够操作成...

【专利技术属性】
技术研发人员：伊恩，
申请(专利权)人：沃伊亚影像有限公司，
类型：发明
国别省市：