一种人员遗留检测系统的制作方法

本发明涉及汽车技术领域，特别涉及一种人员遗留检测系统。

背景技术：

据报道世界各地每年都有相当数量的儿童被驾驶员遗留在车内并导致伤亡的案例。为了提升车辆安全性，欧洲和北美都要求未来车辆配备儿童遗忘检测系统(childpresencedetection，cpd)。cpd的现有方法有基于视觉的(可见光和红外摄像头)、基于后座/儿童座椅压力传感器、基于无线雷达(毫米波/wifi等)。但大部分方法都需要加装额外硬件，导致硬件成本高。基于视觉的方法还存在鲁棒性和用户隐私保护的问题。

目前超宽带(ultrawideband，简称为uwb)无线通信技术已得到应用，uwb利用纳秒至微秒级的非正弦波窄脉冲传输数据，具有功耗低、抗多径效果好、安全性高、系统复杂度低的优点。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种人员遗留检测系统，以解决在采用现有技术检测车内是否有人员遗留时，硬件成本高、鲁棒性低且无法对用户隐私进行保护的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供一种人员遗留检测系统，包括：一超宽带主节点和至少一超宽带辅节点，所述超宽带主节点和各所述超宽带辅节点设于车内；其中，

各所述超宽带辅节点用于采集与所述超宽带主节点通信所产生的信道冲击响应信息，并将所述信道冲击响应信息发送给所述超宽带主节点；

所述超宽带主节点用于检测车辆是否熄火闭锁且车主位于车外，若是，则发起周期性超宽带广播，以建立与所有所述超宽带辅节点之间的通信，并在接收到当前广播周期内所有所述超宽带辅节点发送的信道冲击响应信息后，运行人员遗留检测算法以根据接收的所有所述信道冲击响应信息判定是否有人员遗留。

可选的，在所述的人员遗留检测系统中，所述超宽带辅节点采集所述信道冲击响应信息包括：

所述超宽带辅节点采集与所述超宽带主节点通信所产生的多个信道冲击响应信号；

对所有所述信道冲击响应信号进行解析和封装后，得到所述信道冲击响应信息。

可选的，在所述的人员遗留检测系统中，所述信道冲击响应信息包括：多个信道冲击响应信号的特征值，所述特征值包括：幅度值、索引位置及功率值。

可选的，在所述的人员遗留检测系统中，所述超宽带主节点还用于在接收到当前广播周期内所有所述超宽带辅节点发送的所述信道冲击响应信息后，仅保留以最短传输时间的索引位置为起始点的预设数量的所述信道冲击响应信号的所述特征值，以用于是否有人员遗留的判定。

可选的，在所述的人员遗留检测系统中，所述人员遗留检测算法采用训练好的随机森林模型，所述超宽带主节点运行人员遗留检测算法判定是否有人员遗留包括：

对保留的所有所述功率值根据噪声功率水平做归一化处理以得到第一特征值；

计算最大幅度传输功率的索引位置和最短传输时间的索引位置之间的时间差以得到第二特征值；

计算保留的所有所述功率值之和以得到第三特征值；

将所述第一特征值、所述第二特征值和所述第三特征值输入至训练好的所述随机森林模型，以判定是否有人员遗留。

可选的，在所述的人员遗留检测系统中，所述超宽带主节点还用于在判定出有人员遗留时，向车主的移动终端发送提示信号。

可选的，在所述的人员遗留检测系统中，所述人员遗留检测系统还包括：车身控制器；

所述超宽带主节点还用于在判定出有人员遗留时，广播人员遗留信号；

所述车身控制器用于当接收到所述人员遗留信号时，控制相应执行器发出警示信号。

可选的，在所述的人员遗留检测系统中，所述警示信号包括闪灯和/或鸣笛。

可选的，在所述的人员遗留检测系统中，所述超宽带主节点和各所述超宽带辅节点之间通过can总线或车载以太网建立通信。

可选的，在所述的人员遗留检测系统中，所述人员遗留检测系统包括多个所述超宽带辅节点，多个所述超宽带辅节点在车内分散分布。

综上所述，本发明提供的人员遗留检测系统，包括设于车内的一超宽带主节点和至少一超宽带辅节点；各所述超宽带辅节点用于采集与所述超宽带主节点通信所产生的信道冲击响应信息，并将所述信道冲击响应信息发送给所述超宽带主节点；所述超宽带主节点用于检测车辆是否熄火闭锁，若是，则发起周期性超宽带广播，以建立与所有所述超宽带辅节点之间的通信，并在接收到当前广播周期内所有所述超宽带辅节点发送的信道冲击响应信息后，运行人员遗留检测算法以根据接收的所有所述信道冲击响应信息判定是否有人员遗留。即，本发明提供的人员遗留检测系统，利用多节点超宽带的信道冲击响应信号和机器学习算法来判断是否有人员遗留在车内，由于超宽带信号不易受到人体和环境遮挡影响，且超宽带通用芯片自带信道冲击响应信息解析功能，无需芯片固件刷新，因此硬件成本低且检测鲁棒性高，另外，由于无需进行生物特征数据采集，因此也保护了用户隐私。

附图说明

图1为本发明实施例提供的所述人员遗留检测系统的通信示意图；

图2为本发明实施例提供的所述人员遗留检测系统的工作流程图。

具体实施方式

为使本发明的目的、优点和特征更加清楚，以下结合附图和具体实施例对本发明作详细说明。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且未按比例绘制，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。此外，附图所展示的结构往往是实际结构的一部分。特别的，各附图需要展示的侧重点不同，有时会采用不同的比例。还应当理解的是，除非特别说明或者指出，否则说明书中的术语“第一”、“第二”、“第三”等描述仅仅用于区分说明书中的各个组件、元素、步骤等，而不是用于表示各个组件、元素、步骤之间的逻辑关系或者顺序关系等。

如图1所示，本发明实施例提供一种人员遗留检测系统，包括：一超宽带(uwb)主节点和至少一超宽带(uwb)辅节点，所述uwb主节点和各所述uwb辅节点设于车内；其中，

各所述uwb辅节点用于采集与所述uwb主节点通信所产生的信道冲击响应(cir)信息，并将所述cir信息发送给所述uwb主节点；

所述uwb主节点用于检测车辆是否熄火闭锁且车主位于车外，若是，则周期性广播uwb信号，以建立与所有所述uwb辅节点之间的通信，并在接收到当前周期内所有所述uwb辅节点发送的cir信息后，运行人员遗留检测算法以根据接收的所有所述cir信息判定是否有人员遗留。

本实施提供的人员遗留检测系统，利用多节点uwb的信道冲击响应信号和机器学习算法来判断是否有人员遗留在车内，由于uwb信号不易受到人体和环境遮挡影响，且uwb通用芯片自带cir信息解析功能，无需芯片固件刷新，因此硬件成本低且检测鲁棒性高，另外，由于无需进行生物特征数据采集，因此也保护了用户隐私。

本实施例中，所述uwb主节点可运行在车内微处理器(mcu)上，集成了uwb芯片，各所述uwb辅节点可分别运行在单独mcu上。

另外，较佳的，所述人员遗留检测系统包括多个uwb辅节点，例如为3个、4个、5个等，多个所述uwb辅节点的位置可根据具体车型进行设置。所述uwb主节点和所述uwb辅节点还可以复用现有具有peps系统的车辆的uwb模块。

随着智能汽车的发展，无钥匙进入系统(peps，passiveentryandpassivestart)越来越普及，新一代的peps系统会在车内和车外部署多节点uwb模块，通过uwb模块广播uwb测距信号，与移动终端(用作汽车钥匙)，如手机等，进行信息交互，以完成对于汽车的解闭锁操作。

在此基础上，本施例中，若所述uwb主节点和所述uwb辅节点复用peps系统的uwb模块，在提高检测鲁棒性高的同时，也可进一步降低硬件成本。应当理解，本实施例提供的所述人员遗留检测系统，所述uwb主节点和所述uwb辅节点也可单独设置，本申请对此不作限制。

本实施例提供的所述人员遗留检测系统还可包括车身控制器，所述uwb主节点还用于在判定出有人员遗留时，广播人员遗留信号；所述车身控制器用于当接收到所述人员遗留信号时，控制相应执行器发出警示信号。所述警示信号包括闪灯和/或鸣笛，如此，当车辆熄火闭锁，车主离开车辆时，便可通过闪灯和/或鸣笛引起还未走远的车主，或者车辆周围其它人员的注意。

所述uwb主节点可通过can总线侦听车辆是否熄火闭锁。另外，所述uwb主节点和各所述uwb辅节点之间可通过can总线以太网立通信，如此，当在所述uwb主节点周期广播uwb信号，所述uwb辅节点收集与所述uwb主节点通信产生的cir信息，通过解析和封装后，便可通过can总线将封装的cir信息发送给所述uwb主节点，另外，在所述uwb主节点判定出有人员遗留的情况下，也可通过can总线广播人员遗留信号，从而使得所述车身控制器当接收到所述uwb主节点发出的人员遗留can广播信号时，控制相应执行器发出警示信号。在另外一些实施例中，所述uwb主节点和各所述uwb辅节点之间还可通过车载以太网等建立通信，在此不再赘述。

另外，本实施例提供的所述超宽带主节点还可用于判断出有人员遗留时，向移动终端发送提示信号。具体可通过近场通讯(蓝牙/uwb等)向移动终端发送提示信号。与前文所述，这里所述移动终端为可用作汽车钥匙，对汽车进行解闭锁操作的智能手机、智能手表或手环等。如此，即使车辆熄火闭锁后，车主较快离开，也可通过发送提示信号的形式及时通知到车主。

本实施例中，所述超宽带辅节点采集所述cir信息包括：所述uwb辅节点采集与所述uwb节点通信所产生的多个cir信号；对所有所述cir信号进行解析和封装后，得到所述cir信息。

进一步的，所述cir信息包括：cir信号的幅度特征值、索引位置及功率值。所述uwb主节点还用于在接收到所有所述uwb辅节点发送的所述cir信息后，仅保留最短传输时间的索引位置(firstpathindex)和firstpathindex之后的预设数量的幅度特征值((amplitude＝sqrt(real*real+image*image))及功率值，以用于是否有人员遗留的判定。

如图2所示，本实施提供的所述人员遗留检测系统具体工作过程如下：

步骤s1，所述uwb主节点检测车辆是否熄火闭锁，且车主是否位于车外，若是，则执行步骤s2；

步骤s2，所述uwb主节点发起周期性uwb广播，周期间隔(10ms-100ms)和广播周期次数均可进行配置；

步骤s3，各所述uwb辅节点收集当前周期的cir信息，包括：cir信号的幅度特征值、索引位置及功率值，打包后通过can总线发送给所述uwb主节点；

步骤s4，所述uwb主节点舍弃各所述uwb辅节点最短传输时间的索引位置之前的cir采样(包括幅度特征值及功率值)，仅保留最短传输时间的索引位置和最短传输时间的索引位置之后的n个cir采样，其中n根据不同车型标定后确定。

步骤s5，所述uwb主节点将收集当前广播周期内各所述uwb辅节点的cir信息收集完整后，运行人员遗留检测算法；

步骤s6，所述uwb主节点根据算法检测是否有人员遗留；

步骤s7，当检测到有人员遗留时，所述uwb主节点停止uwb广播，并通过can总线广播人员遗留信息，并执行步骤s8.1和s8.2；

步骤s8.1，所述uwb主节点向移动终端发送提示信号；

步骤s8.2，车身控制器控制相应执行器发出闪灯和/或鸣笛的警示信号。

步骤s1中，所述uwb主节点可通过从所述超宽带辅节点获取车主的移动终端的蓝牙信号强度，以判断车主位于车内或车外。且较佳的，当判断出车主位于车外且与车身之间的距离超过安全距离时，例如大于15米时，才发起周期性uwb广播，如此，可避免车主临时下车，例如去后备箱拿东西等场景下的误操作。

本实施例中，所述人员遗留检测算法可采用训练好的随机森林模型。步骤s6中，所述uwb主节点运行人员遗留检测算法判定是否有人员遗留包括如下步骤：

对保留的所有所述功率值根据噪声功率水平做归一化处理以得到第一特征值；

计算最大幅度传输功率的索引位置和最短传输时间的索引位置之间的时间差以得到第二特征值；

计算保留的所有所述功率值之和以得到第三特征值；

将所述第一特征值、所述第二特征值和所述第三特征值输入至训练好的所述随机森林模型，以判定是否有人员遗留。

即，所述随机森林模型的输入包括如下数据：

uwb广播周期内各个uwb辅节点的cir信息，包括：

-n个幅度特征值：firstpathindex之后的采样保留n个采样，得到n个幅度特征值，其中n根据不同车型标定后确定；

-最短传输时间的索引位置：firstpathindex；

-最短传输时间的功率值(dbm)：firstpathpower；

-最大传输功率的索引位置：maxtapindex；

-最大传输功率的功率值(dbm)：maxtappower；

-timeoffsetbetweenfirstpath&maxtap：firstpathindex和maptapindex之间的时间差；

-cir总接收功率水平(dbm)：overallrxpowerlevel；

-对所有的功率值根据cir噪声功率水平(noiselevel)做归一化处理得到的值：normalize(x)＝log10(x/noise_level)。

其中，所述随机森林模型的最大特征数和决策数个数据可根据特定车型的训练集数据超参数调优后确定。

综上所述，本发明提供的人员遗留检测系统，包括设于车内的一超宽带主节点和至少一超宽带辅节点；各所述超宽带辅节点用于采集与所述超宽带主节点通信所产生的信道冲击响应信息，并将所述信道冲击响应信息发送给所述超宽带主节点；所述超宽带主节点用于检测车辆是否熄火闭锁，若是，则发起周期性超宽带广播，以建立与所有所述超宽带辅节点之间的通信，并在接收到当前广播周期内所有所述超宽带辅节点发送的信道冲击响应信息后，运行人员遗留检测算法以根据接收的所有所述信道冲击响应信息判定是否有人员遗留。即，本发明提供的人员遗留检测系统，利用多节点超宽带的信道冲击响应信号和机器学习算法来判断是否有人员遗留在车内，由于超宽带信号不易受到人体和环境遮挡影响，且超宽带通用芯片自带信道冲击响应信息解析功能，无需芯片固件刷新，因此硬件成本低且检测鲁棒性高，另外，由于无需进行生物特征数据采集，因此也保护了用户隐私。

此外还应该认识到，虽然本发明已以较佳实施例披露如上，然而上述实施例并非用以限定本发明。对于任何熟悉本领域的技术人员而言，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围。