[发明专利]一种基于FMCW雷达的驾驶员状态监视方法及系统

权利要求书

1.一种基于FMCW雷达的驾驶员状态监视系统，其特征在于，系统包括FMCW雷达子系统、生物特征提取及分析子系统和告警子系统，所述生物特征提取及分析子系统分别与所述FMCW雷达子系统、告警子系统连接；

所述FMCW雷达子系统用于发射电磁波信号，并接收到驾驶员反射的目标回波，将目标回波与发射信号经过混频后生成基带信号；

所述生物特征提取及分析子系统用于对基带信号进行信号处理后提取驾驶员的运动特征，对运动特征进行分析后，获取驾驶员的姿态，并根据驾驶员的姿态确定是否生成告警信号；

所述告警子系统用于在所述生物特征提取及分析子系统生成告警信号后，接收所述告警信号，根据告警信号进行告警操作。

2.根据权利要求1所述的基于FMCW雷达的驾驶员状态监视系统，其特征在于，所述生物特征提取及分析子系统包括生物特征提取模块、生物特征分析模块以及决策模块，所述生物特征分析模块分别与所述生物特征提取模块、所述决策模块连接；

所述生物特征提取模块将FMCW雷达子系统生成的基带信号作为模块的输入，并将基带信号经过信号处理后提取出驾驶员的运动特征；

所述生物特征分析模块用于对生物特征提取模块提取的运动特征进行分析，获取驾驶员当前的姿态；

所述决策模块，用于根据所述驾驶员的姿态判断是否生成告警信号。

3.根据权利要求2所述的基于FMCW雷达的驾驶员状态监视系统，其特征在于，所述FMCW雷达子系统包括射频前端模块以及信号处理模块，所述信号处理模块与所述射频前端模块连接；

所述射频前端模块用于产生线性调频信号，经过能量转换后辐射到自由空间中，接收目标回波并与发射波进行混频后得到高信噪比的基带信号；

所述信号处理模块用于根据高信噪比的基带信号，经过信号处理后得到驾驶员身体部位的运动状态和位置信息。

4.根据权利要求3所述的基于FMCW雷达的驾驶员状态监视系统，其特征在于，所述射频前端模块包括天线、信号发生器、放大器、匹配滤波器、混频器及A/D采样器，所述天线包括发射天线阵列和接收天线阵列，所述接收信号天线阵列与所述放大器连接，所述放大器还与所述匹配滤波器连接，所述匹配滤波器还与所述混频器连接，所述混频器还与所述A/D采样器连接；

信号发生器生成线性调频信号，经发射天线阵列的能量转换，将线性调频信号辐射到自由空间中；电磁场在自由空间中遇到驾驶员后，部分的电磁能沿原路返回进入到接收天线阵列中，接收天线阵列通过能量转换，放大器进行信号放大，匹配滤波器获取最到大信噪比信号，混频器进行混频、A/D采样器进行A/D采样后，将采样数据发送至信号处理模块。

5.根据权利要求4所述的基于FMCW雷达的驾驶员状态监视系统，其特征在于，所述告警子系统包括语音播报器、视频显示器、警告灯以及处理器，所述处理器分别与所述语音播报器、视频显示器、警告灯连接；

所述处理器用于接收到所述告警信号后，决定告警的方式及级别，由对应的告警级别采用语音播报器、视频显示器、警告灯中一种或多种的结合进行告警。

6.根据权利要求5所述的基于FMCW雷达的驾驶员状态监视系统，其特征在于，所述告警信号包括注意力分散预警信号、危险驾驶预警信号及疲劳驾驶预警信号。

7.根据权利要求1所述的基于FMCW雷达的驾驶员状态监视系统，其特征在于，所述FMCW雷达子系统还用于获取驾驶员人体表面振动的波形图，并将波形图分别与预先设置的滤波器分别进行卷积，卷积后选择波形幅度最大所对应的人体状态，生成驾驶员的当前振动状态对应的时域信号。

8.根据权利要求6所述的基于FMCW雷达的驾驶员状态监视系统，其特征在于，所述处理器还用于预先对告警的方式和级别进行设置，所述告警级别至少包括两个告警级别。