CN113495263B - 对有生命对象的基于调频连续波(fmcw)雷达的检测 - Google Patents

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Abstract

本公开的技术使得能够对有生命对象进行基于调频连续波雷达的检测。雷达不是生成由空闲时段间隔开的每个啁啾的啁啾模式，而是生成具有由空闲时段间隔开的多个啁啾的啁啾模式。通过将傅立叶变换应用于每个帧的接收器信号，雷达确定每个帧的作为距离的函数的振幅。雷达计算两个帧的振幅之间的标准偏差，并且随后，针对每个附加帧，雷达递增地更新标准偏差，以包括附加帧的振幅贡献。也就是说，雷达不是针对每个新帧重新计算标准偏差，而是将标准偏差递增新帧的振幅的一部分，新帧的振幅的该部分与迄今为止生成的帧的总数量成比例。响应于标准偏差满足噪声阈值，雷达输出对有生命对象的指示。

Description

对有生命对象的基于调频连续波(FMCW)雷达的检测
背景技术
各种传感器可用作交通工具(vehicle)内的乘员检测器。雷达特别适用于检测甚至是最难检测到的有生命对象，诸如睡着的或保持静止的乘客。睡在毯子下和/或汽车座椅中的婴幼儿的生命体征(例如心跳信号、呼吸信号)具有独特的(distinct)雷达特征。具有长积分时间和小占空比的调频连续波(FMCW)雷达系统可以将由睡着的儿童所引入的细微信号变化与由噪声和视场中的其他对象所引入的信号变化隔离开来，由噪声和视场中的其他对象所引入的信号变化与由睡着的儿童所引入的细微信号变化不同。由FMCW雷达生成的热噪声可以轻易地掩盖由静止的有生命对象随时间推移而引入的细微的信号振幅变化；有生命对象，尤其是处于久坐状况下(例如睡觉)的儿童的雷达横截面(radar cross-section)比交通工具内其他对象的雷达横截面小得多，因此可以很容易被交通工具内其他对象的雷达横截面遮盖。雷达横截面是雷达对对象的可检测程度的度量。较大的雷达横截面指示更容易被检测到对象。指示小孩的心跳或呼吸的雷达反射可能与热噪声无法区分开。
提高该区别的一种方法是：通过利用增大FMCW雷达的辐射功率来增大来自有生命对象的雷达反射与无生命对象的雷达反射(包括噪声)之间的信噪比(SNR)，增大FMCW雷达的辐射功率除了使用更多的电力之外，还可引起一些健康问题。增大SNR的另一种方法是：增大FMCW雷达的占空比，并对雷达反射应用傅立叶变换，以将由有生命对象引起的反射与由静止的对象或噪声引起的反射区分开。然而，这是以显著增加FMCW雷达的计算负荷和功耗为代价的。
发明内容
本公开的技术使得能够对有生命对象进行基于调频连续波(FMCW)雷达的检测。雷达收发器不是针对每个帧都生成具有由长的空闲时段间隔开的个体啁啾的典型啁啾(chirp)模式，而是生成具有由长的空闲时段间隔开的多个啁啾的群组的多啁啾模式。帧是如下的持续时间：在该持续时间期间，啁啾模式具有：多个啁啾的第一时段，在第一时段之后是空闲时间的第二时段。通过将傅立叶变换(例如，快速傅立叶变换或“FFT”)应用于每个帧的接收器信号(例如，包括基带数据的数字拍频信号(beat signal))，雷达确定每个帧的、作为距离(range)的函数的、接收器信号的振幅。雷达系统计算两个帧的振幅之间的标准偏差，并且对于每个附加帧，雷达将递增地(incrementally)更新两个帧的振幅之间的标准偏差，以包括附加帧的振幅贡献。也就是说，雷达系统不是响应于每个新帧从零开始重新计算标准偏差，而是将先前的标准偏差“递增地”调整新帧的振幅的一部分(fraction)，该部分与迄今为止生成的帧总数量成比例。响应于经调整的标准偏差满足噪声阈值，雷达输出对有生命对象的指示。与常规的FMCW雷达系统相比，本公开的技术以改进的信噪比实现对有生命对象的基于雷达的检测，并因此实现更高的准确性。相对于常规的FMCW雷达系统，所描述的系统和技术改进了有生命对象检测，而没有增加辐射功率、功耗、成本或计算负荷。
在一些方面，FMCW雷达系统包括：天线阵列、被配置成经由天线阵列生成雷达信号的收发器、以及处理单元。在一个示例中，处理单元被配置成指令(direct)收发器通过在多个帧上生成具有啁啾模式的雷达信号来检测对象，该啁啾模式具有：多个啁啾的第一时段，在第一时段之后是空闲时间的第二时段。处理单元对在多个帧中每个帧内获得的雷达信号的反射应用傅立叶变换，以确定多个帧中每个帧的、作为距离的函数的相应振幅，并基于多个帧中每个帧的相应振幅，确定多个帧的、作为距离的函数的振幅的标准偏差。处理单元被进一步配置成：响应于多个帧的振幅的标准偏差满足噪声阈值，输出对在多个帧期间检测到有生命对象的指示。
在另一示例中，处理单元被配置成：指令收发器通过针对第一多个帧生成具有啁啾模式的雷达信号来检测对象，该啁啾模式具有多个啁啾的第一时段，在第一时段之后是空闲时间的第二时段；针对第一多个帧中的每个帧，确定作为距离的函数的相应振幅；以及基于针对第一多个帧中每个帧确定的相应振幅，确定第一多个帧的振幅的基线标准偏差。处理单元被进一步配置成：通过平滑振幅的基线标准偏差并将自适应噪声阈值设置为振幅的基线标准偏差，来基于雷达系统的动态噪声响应而调整自适应噪声阈值。处理单元被进一步配置成：响应于使用啁啾模式生成的第二多个帧的作为距离的函数的振幅的标准偏差满足自适应噪声阈值，输出对在第二多个帧期间检测到有生命对象的指示。
在进一步的示例中，处理单元被配置成指令收发器通过针对第一多个帧生成具有啁啾模式的雷达信号来检测对象，该啁啾模式具有：多个啁啾的第一时段，在第一时段之后是空闲时间的第二时段。处理单元针对第一多个帧中每个帧确定作为距离的函数的相应振幅，并且基于针对第一多个帧中每个帧确定的相应振幅，确定第一多个帧的第一标准偏差。处理单元被进一步配置成：在存储器中存储先前平均振幅，该先前平均振幅等于第一多个帧的、作为距离的函数的平均振幅；指令收发器在第一多个帧的后续帧中生成啁啾模式，并且确定当前平均振幅，该当前平均振幅等于用后续帧的作为距离的函数的振幅的一部分调整的先前平均振幅。后续帧的振幅的该部分等于：后续帧的振幅与先前平均振幅之间的差，该差除以第一多个帧和后续帧中的帧的总数量。处理单元被进一步配置成：通过将振幅的第一标准偏差调整基于后续帧的振幅、先前平均振幅和当前平均振幅的量，来确定第一多个帧和后续帧的作为距离的函数的振幅的第二标准偏差。响应于第二标准偏差满足噪声阈值，处理单元输出对在第一多个帧和后续帧期间检测到有生命对象的指示。
本文档还描述了计算机可读介质，该计算机可读介质具有用于通过以上概述的FMCW雷达系统执行方法的指令。本文阐述了其他FMCW雷达系统、计算机可读介质和方法，以及用于执行前述方法的系统和装置，下面将对其进行进一步描述。
提供本发明内容是为了介绍对有生命对象的FMCW雷达检测的简化概念，该对有生命对象的FMCW雷达检测在下面的具体实施方式和附图中进一步描述。为了便于描述，本公开集中在基于交通工具或基于汽车的雷达系统，用于检测作为有生命对象的乘客，诸如在汽车座椅中睡觉的儿童或婴幼儿。然而，本文所述的技术和系统不限于交通工具或汽车情境，而且还适用于其中雷达可用于在噪声中检测有生命对象的其他环境。本发明内容并非旨在标识出要求保护的主题的必要特征，亦非旨在用于确定要求保护的主题的范围。
附图说明
本文档中参考以下附图描述了对有生命对象的基于FMCW雷达的检测的一个或多个方面的细节。贯穿附图使用相同的数字来引用相似的特征和部件：
图1示出了其中示例FMCW雷达系统可以检测有生命对象的示例交通工具。
图2示出了作为交通工具的一部分的FMCW雷达系统的示例实现。
图3示出了示例FMCW雷达系统的示例操作。
图4-1示出了来自示例FMCW雷达系统的雷达信号的振幅(作为距离的函数)。
图4-2示出了来自图4-2的振幅的标准偏差。
图5-1示出了由FMCW雷达系统执行的示例操作。
图5-2和图5-3示出了FMCW雷达系统的有生命对象检测器的不同示例。
图5-4示出了与常规雷达系统的振幅的标准偏差相比，由图5-2和图5-3的有生命对象检测器确定的、作为距离的函数的、雷达反射的振幅的标准偏差的示例。
图6-1示出了由FMCW雷达系统执行的示例操作。
图6-2和图6-3示出了FMCW雷达系统的自适应阈值调整器的不同示例。
图6-4示出了在由使用图6-2或图6-3的示例自适应阈值调整器的FMCW雷达系统生成的帧的一部分期间的示例自适应阈值。
图7-1示出了由FMCW雷达系统执行的示例操作。
图7-2至图7-4示出了FMCW雷达系统中的功率漂移的示例。
图7-5示出了在由校正功率漂移的FMCW雷达系统生成的帧的一部分期间的示例自适应阈值。
具体实施方式
下面描述了对有生命对象的基于雷达的检测的一个或多个方面的细节。由于积分时间长且占空比小，常规FMCW雷达系统特别适合从由其他非生命对象引入的雷达反射变化中标识出大部分静止的有生命对象引入的雷达反射的细微变化。然而，雷达生成的热噪声以及来自其他源的噪声会模糊人类身体(尤其是小孩的身体)的雷达横截面(RCS)，这可能使检测有生命对象变得困难或不可靠。
与这些常规的FMCW雷达系统相比，本文档描述了一种用作有生命对象检测器的更可靠的FMCW雷达系统。根据本公开的技术，FMCW雷达系统针对每个帧使用非典型(多个)啁啾模式。这会增加来自有生命对象的反射的振幅与来自非生命对象的反射和噪声(包括来自雷达本身的热噪声)的振幅之间的信噪比(SNR)。例如，来自其他对象的运动模式通常与儿童的移动胸壁的周期性和振幅不同。在不增加辐射功率的情况下增大SNR，这除了保留电力外，还可以减少一些健康问题。示例FMCW雷达系统增大了SNR，而不会增加计算负荷、功耗或成本。
雷达系统不是生成具有由长的空闲时段间隔开的个体啁啾的典型啁啾模式，而是针对多个帧生成重复多次啁啾模式，该重复多次啁啾模式针对每个帧具有多个啁啾的第一时段和空闲时间的第二较长时段。空闲时间时段可以比帧的第一时段长几个数量级。通过对根据在多个帧期间获得的反射确定的个体或平均接收器信号(例如，包括基带数据的数字拍频信号)应用傅立叶变换，FMCW雷达系统针对多个帧中每个帧确定作为距离的函数的相应振幅。根据多个帧中每个帧的相应振幅，FMCW雷达系统计算多个帧的振幅的标准偏差。FMCW可在生成每个新帧时，递增地更新作为距离的函数的标准偏差。也就是说，FMCW雷达系统不是在每次生成新帧时重新计算标准偏差，而是可以将标准偏差调整一量，该量与新帧的振幅相对于先前帧的标准偏差的个体贡献成比例。
响应于振幅的标准偏差满足噪声阈值，FMCW雷达系统输出对在多个帧期间检测到有生命对象的指示。FMCW雷达系统可以依赖于预定阈值，该预定阈值基于FMCW雷达系统的观察到的特性而被设置为预定水平。在其他示例中，FMCW雷达系统使用自适应噪声阈值，该自适应噪声阈值根据雷达系统的动态噪声响应(包括补偿接收器信号的振幅的功率漂移，尤其是在上电期间)而变化。与其他基于雷达的检测系统相比，本公开的技术以改进的信噪比实现对有生命对象的基于FMCW雷达的检测，并因此实现更高的准确性。
示例环境
图1示出了交通工具100，其中示例性FMCW雷达系统102可以检测有生命对象，例如人类和动物乘员。尽管图示为汽车，但交通工具100可以表示其他类型的机动交通工具(例如，摩托车、公共汽车、拖拉机、半挂车、或施工装备)、各类型的非机动交通工具(例如，自行车)、各类型的有轨交通工具(例如，火车或有轨电车)、水运工具(例如，船只或船舶)、飞行器(例如，飞机或直升机)、或航天器(例如，卫星)。
将FMCW雷达系统102(被简单地称为“雷达系统102”)安装到交通工具100或集成在交通工具100内。本文所述的技术和系统不限于交通工具或汽车情境，而且还适用于其中有生命对象检测可能有用的其他移动和非移动环境(例如，住宅或商用供暖和制冷系统、照明系统、安全系统)，包括机器、机器人装备、建筑物和其他结构。
雷达系统102能够检测在交通工具100附近区域内的一个或多个对象。具体地，雷达系统102被配置用于内部的交通工具感测而不是外部的交通工具感测。雷达系统102被配置成检测来自活的并且在交通工具100内的对象的生命迹象。
在所描绘的实现中，雷达系统102位于交通工具100内部靠近顶棚。在其他实现中，雷达系统102可以安装在交通工具100的其他部分中。雷达系统102在由视场104包围的交通工具100的一部分中发射雷达信号并接收雷达反射。视场104包括由交通工具100的乘客或其他有生命乘员占用的一个或多个区域。有时可被称为有生命目标的有生命对象108坐在在视场104内的前排或后排乘客座椅中。
雷达系统102被示出为具有位于交通工具100的不同位置处的三个不同部分。在一些实现中，雷达系统102可以包括更多或更少的部分。有时被称为模块或雷达系统本身，雷达系统102的各部分可以被设计和定位，以提供涵盖特定感兴趣区域的特定视场104。示例视场104包括360度视场、一个或多个180度视场、一个或多个90度视场等，它们可以重叠(例如，用于产生特定大小的视场)。有生命对象108是在汽车座椅中的婴幼儿。有生命对象108可以是反射雷达信号的任何其他人类或动物乘员。相对于图2进一步描述雷达系统102和交通工具100。
通常，雷达系统102被配置成通过在多个帧上生成啁啾模式来检测有生命对象108，该啁啾模式针对每个帧具有：多个啁啾的第一时段，在第一时段之后是空闲时间的第二时段。例如，图1中示出了雷达信号112，雷达信号112包括所描述的啁啾模式，其中在每个帧中，雷达信号112包括重复模式，该重复模式具有两个或更多个啁啾，在这两个或更多个啁啾之后是空闲时段，在该空闲时段中雷达信号112保持沉默(silent)直到下一帧为止。空闲时间的时段长于多个啁啾的时段。例如，每个帧的具有多个啁啾的第一时段大约为两微秒或更多微秒，而第二时段小于大约100毫秒。
雷达系统102被配置成对与雷达信号112的多个帧中每个帧内的多个啁啾的模式相对应的反射信号应用傅立叶变换。使用从应用该变换获得的结果，雷达系统102被配置成针对多个帧中每个帧确定作为距离的函数的相应振幅。根据相应的振幅，雷达系统102被配置成针对雷达信号112的帧确定作为距离的函数的振幅的标准偏差。
雷达系统102可在生成每个帧时递增地更新振幅的标准偏差。例如，雷达系统102不是在每次生成新帧时都重新计算标准偏差，而是被配置成将标准偏差调整新帧的振幅的一部分。振幅的该部分与新帧的相对于先前帧的贡献的个体贡献成比例。
雷达系统102根据噪声阈值操作。在一些示例中，噪声阈值是随时间调整的自适应阈值。通过基于雷达系统102的动态噪声响应的变化来调整噪声阈值，包括通过补偿雷达信号112的振幅的功率漂移(特别是在上电期间)，雷达系统102可以更准确地检测有生命对象。
响应于标准偏差满足噪声阈值，雷达系统102被配置成输出对在雷达信号112的多个帧期间检测到有生命对象108的警报或其他指示。例如，视场104包括由交通工具100的乘客占用的一个或多个区域，并且雷达系统输出对在交通工具100中检测到有生命对象108的指示。雷达系统102的处理单元将对有生命对象108的指示输出到警报系统，该警报系统作为响应将与无人看管的交通工具内的乘员有关的听觉反馈、视觉反馈或触觉反馈输出给人或机器。警报系统可以提供警报监测服务，该警报监测服务经由电话通知交通工具100的所有者(多个)，并且如果未能成功联系所有者，则联系帮助(例如，当地警察、消防或救护服务)。响应于对有生命对象108的指示，警报系统可以采取行动，例如通过响应于接收到对有生命对象108的指示而指令交通工具100对交通工具100的内部进行加热、冷却或通风。
雷达信号的非典型啁啾模式包括具有多个啁啾的啁啾模式，而不是包括如下的啁啾模式：单个啁啾、接着是由雷达系统102生成的啁啾模式的每个空闲时段。雷达信号的非典型啁啾模式会增大从有生命对象检测到的雷达反射与从静止的对象检测到的其他雷达反射和噪声之间的SNR。SNR被增大，而不会增加雷达系统102的辐射功率，除了保留电力之外，还可以减少与操作在交通工具100的有生命对象108或其他乘员附近的雷达系统102有关的一些健康问题。因此，雷达系统102增大了SNR，而不会增加计算负荷、功耗或成本。
图2示出了作为交通工具100的一部分的雷达系统102的示例实现。交通工具100包括基于交通工具的系统200，基于交通工具的系统200依赖于来自雷达系统102(诸如占用检测器系统202和/或自主驾驶系统204)的数据。通常，基于交通工具的系统200使用由雷达系统102提供的雷达数据来执行功能。例如，自主驾驶系统204响应于雷达系统102检测到正在睡觉的驾驶员而接管对交通工具100的控制，以使交通工具安全地停止。占用检测器202响应于雷达系统102检测到无意中留在无人看管的交通工具100中的儿童或宠物而发出交通工具100的警报和/或使交通工具100通风。
雷达系统102包括通信接口206，以通过交通工具100的通信总线将雷达数据发射到基于交通工具的系统200或(例如，当雷达系统102中所示的各个部件被集成在交通工具100内(包括在不同的定位或位置处)时)发射到交通工具100的另一部件。通常，由通信接口206提供的雷达数据是呈由基于交通工具的系统200可使用的格式。通信接口206可以向雷达系统102提供信息，诸如交通工具100的速度、交通工具100的内部温度等。雷达系统102可以使用该信息来适当地配置自身。例如，雷达系统102可以进入“乘员检测模式”，在该乘员检测模式中雷达系统102配置其自身，以响应于接收到交通工具100停车和/或内部温度高于或接近人类或动物乘员的不安全温度的指示，而生成具有多个啁啾模式的每个帧。
雷达系统102还包括至少一个天线阵列208和收发器210以发射和接收雷达信号。天线阵列208包括发射天线元件，例如，每一个发射通道一个发射天线元件。天线阵列208的接收天线元件耦合到每个接收通道，以响应于雷达信号来接收雷达反射。天线阵列208可以包括多个发射天线元件和多个接收天线元件，以将雷达系统102配置为能够在给定的时间处发射多个不同波形(例如，每个发射天线元件不同波形)的MIMO(多输入多输出)雷达系统。天线元件可以是圆极化的、水平极化的、垂直极化的、或它们的组合。
雷达系统102可以使用天线阵列208来形成转向的(steered)或未转向的、以及宽的或窄的波束。可以通过模拟波束成形或数字波束成形来获得转向和成形。一个或多个发射天线元件可以具有未转向的全向辐射图，或者一个或多个发射天线元件可以产生宽的、可转向的波束以照亮大空间容积。为了获得目标角度准确性和角分辨率，接收天线元件可以用于生成具有数字波束成形的数百个窄的转向波束。以这种方式，雷达系统102可以有效地监测交通工具100的外部或内部环境以检测视场104内的一个或多个对象。
可以包括多个收发器的收发器210包括用于经由天线阵列208发射雷达信号并接收雷达反射(有时也被称为雷达接收信号或雷达回波)的电路系统和逻辑。收发器210的发射器包括一个或多个发射通道，并且收发器210的接收器包括一个或多个接收通道，接收通道的数量可以与发射通道的数量相似或不同。发射器和接收器可以共享本地振荡器(LO)以同步操作。收发器210还可以包括未示出的其他部件，诸如，放大器、混频器、移相器、开关、模数转换器、组合器等。
收发器210主要被配置为用于执行FMCW操作的连续波收发器210，并且它还可以包括用于以各种方式(包括线性频率调制、三角频率调制、步进频率调制或相位调制)执行同相/正交(in phase/quadrature，I/Q)操作和/或调制或解调的逻辑。收发器210也可以被配置成支持脉冲雷达操作。
作为一个示例，雷达信号和雷达反射的频谱(例如，频率范围)可以包括一到十千兆赫兹(GHz)之间的频率。带宽可以小于1GHz，诸如在大约300兆赫兹(MHz)和500MHz之间。收发器210的频率可以与毫米波长相关联。
雷达系统102还包括至少一个处理单元212和计算机可读存储介质(CRM)214。CRM214包括原始数据处理模块218和雷达控制模块220。可以使用硬件、软件、固件或它们的组合来实现原始数据处理模块218和雷达控制模块220。在该示例中，处理单元212执行用于实现原始数据处理模块218和雷达控制模块220的指令。原始数据处理模块218和雷达控制模块220一起使得处理单元212能够处理来自天线阵列208中的接收天线元件的响应，以检测有生命对象108并为基于交通工具的系统200生成雷达数据。
原始数据处理模块218将包括由收发器210提供的原始数据(例如，包括基带数据的数字拍频信号)的接收器信号转换为雷达控制模块220可用的雷达数据(例如，作为距离的函数的振幅)。雷达控制模块220分析随时间获得的雷达数据以映射(例如，有生命对象的)一个或多个检测。雷达控制模块220使用有生命对象检测器222和可选的自适应阈值调整器224来确定视场104内是否存在有生命对象108。
有生命对象检测器222使雷达控制模块220以乘员检测模式操作，在该乘员检测模式中，雷达信号112被分析以获得被(例如，热)噪声模糊的有生命对象的迹象。有生命对象检测器222确定多个帧之间的标准偏差，以将即使只是呼吸而运动的静止的有生命对象与从一帧到下一帧大部分保持静止的非生命对象隔离开。有生命对象检测器222使用噪声阈值来确定距雷达系统102的特定距离处的标准偏差是否是有生命对象。噪声阈值被设置为确保运动足以指示有生命对象的存在。使用噪声阈值，雷达系统102可以在有生命对象与静止的对象或由雷达系统102产生的热噪声之间进行区分。
有生命对象检测器222可以通过对每个帧中的N个啁啾的相应接收器信号应用傅立叶变换(诸如FFT)，来确定M个多个帧中每个帧的、作为距离的函数的相应振幅。例如，在处理雷达信号112时，有生命对象检测器222对每个帧中的每个啁啾的接收器信号应用傅立叶变换。使用非相干积分(NCI)，将傅立叶变换中的每一个的结果在帧上进行积分。有生命对象检测器222针对M个多个帧中每个帧，确定作为距离的函数的相应振幅。通过利用在先前接收到的多个帧1到(M–1)内的振幅的标准偏差使用非相干积分对被应用于每个新帧M的相应接收器信号的傅立叶变换的结果进行积分，来确定多个帧中的两个或更多个帧之间的、作为距离的函数的振幅的标准偏差。
自适应阈值调整器224是雷达系统102的可选部件。当雷达系统102以乘员检测模式操作时，有生命对象检测器222可以依靠自适应阈值调整器224来设置由有生命对象检测器222使用的噪声阈值。当交通工具100内的环境改变时，自适应阈值调整器224自动地设置由雷达系统102使用的噪声阈值，以通过考虑环境变化来检测有生命对象。例如，在上电期间，雷达信号112可能经历功率漂移，直到稳定到正常水平为止。随着功率漂移的影响变小，自适应阈值调整器224将噪声阈值修改成稳定到标称水平。随着时间的流逝，当环境继续变化时，自适应阈值调整器224随着噪声水平的变化来增大和减小噪声阈值，从而平滑顺序帧之间的噪声阈值的变化。
雷达控制模块220产生用于基于交通工具的系统200的雷达数据。雷达数据的示例类型包括：指示在特定的感兴趣区域内是否存在对象108的布尔值、表示对象108的特性(例如，位置、速度或运动方向)的数字、或指示检测到的对象108的类型(例如，有生命或无生命)的值。雷达控制模块220配置收发器210经由天线阵列208发射雷达信号并检测雷达反射。雷达控制模块220输出与从到达对象(诸如对象108)的雷达信号检测到的雷达反射相关联的信息。
图3示出了雷达系统102的示例操作300。在交通工具100内，有生命对象108位于距离雷达系统102的天线阵列特定倾斜距离(slant range)和角度处。为了检测有生命对象108，雷达系统102发射和接收雷达信号112-1，雷达信号112-1是雷达信号112的帧308的示例。雷达信号112-1被发射作为雷达发射信号302。雷达发射信号302的至少一部分被有生命对象108反射。该反射部分表示雷达反射或雷达接收信号304。雷达系统处理雷达接收信号304以提取用于基于交通工具的系统(诸如基于交通工具的系统200)的数据。如图3所示的，由于在传播和反射期间引起的损耗，雷达接收信号304的振幅小于雷达发射信号302的振幅。
尽管雷达发射信号302被示为具有单个波形，但是雷达发射信号302可以由具有不同波形的多个雷达发射信号302组成以支持MIMO操作。同样，雷达接收信号304可以由也具有不同波形的多个雷达接收信号302组成。
雷达发射信号302包括一个或多个啁啾306-1至306-N，其中N表示正整数。雷达系统102可以以连续序列发射啁啾306-1、306-2、……、306-N(统称为“啁啾306”)，或者将啁啾发射为时间分离的脉冲。当啁啾306之后是空闲时间时段时，啁啾306表示帧308。雷达发射信号302可以包括数量为M个的帧308，其中M表示正整数。
啁啾306的各个频率可以随时间增大或减小，但是啁啾306之间的各个频率的斜率或变化率可以是一致的。在所描绘的示例中，雷达系统102采用单斜率周期来随时间线性地减小啁啾306的频率。其他类型的频率调制也是可能的，包括双斜率周期和/或非线性频率调制。一般而言，啁啾306的发射特性(例如，带宽、中心频率、持续时间和发射功率)可以被定制以实现用于检测有生命对象108的特定检测范围、距离分辨率、或多普勒覆盖。
在雷达系统102处，雷达接收信号304表示雷达发射信号302的延迟版本。延迟量与从雷达系统102的天线阵列208到有生命对象108的倾斜距离(例如，间距(distance))成比例。具体而言，该延迟表示雷达发射信号302从雷达系统102传播到有生命对象108所花费的时间、以及雷达接收信号304从有生命对象108传播到雷达系统102所花费的时间的总和。如果有生命对象108和/或雷达系统102正在运动，则由于多普勒效应，雷达接收信号304相对于雷达发射信号302在频率上移位。换言之，雷达接收信号304的特性取决于有生命对象108的运动和/或交通工具100的运动。类似于雷达发射信号302，雷达接收信号304由啁啾306中的一个或多个啁啾组成。啁啾306使雷达系统102能够在帧308中的每个帧期间的第一时间段内对有生命对象108进行多次观察。
在雷达系统102用于检测非常慢的运动(诸如在呼吸和心跳期间的胸壁的移动)的情况下，雷达接收信号304的振幅在几微秒内将不会有太大变化。雷达信号112-1是基于在每个帧308中具有快速啁啾和非常慢的啁啾(或空闲时间)的组合的波形结构的。快速啁啾306之后是空闲时段。该波形在几微秒的重复时段期间包括N个快速啁啾306。在N个快速啁啾306之后，波形的长空闲时段在下一帧308的开始之前。空闲时段可长达100毫秒。与空闲时段相结合的每组N个快速啁啾306形成慢帧308。
在图2的背景下进一步描述操作300。在发射期间，收发器210从处理单元212接受控制信号。使用控制信号，处理单元212指令收发器210以特定的配置或操作模式(诸如，乘员检测模式)进行操作。作为示例，控制信号可以指定要由收发器210的发射通道生成的波形的类型。不同的波形类型可以具有不同的数量N个啁啾306、数量M个帧308、啁啾持续时间、帧持续时间、中心频率、带宽、频率调制类型(例如，单斜率调制、双斜率调制、线性调制、或非线性调制)、或相位调制的类型(例如，不同的正交编码序列)。附加地，控制信号可以指定启用或禁用哪些发射通道。在图3的示例中，控制信号将雷达信号112-1的特性指定为具有数量N个啁啾306，在每个帧308的末尾处具有重现的空闲时间、以及具有总数量M个帧308。
基于控制信号，收发器210在发射通道上以射频生成调频雷达信号112-1。在使用相位调制的情况下，收发器210的相位调制器可以调制调频雷达信号内的啁啾的相位，以生成经调频且经调相的雷达信号。例如，可以基于由控制信号所指定的编码序列来确定啁啾306的相位。控制信号指令收发器210发射FMCW雷达信号，并进而接收来自视场104中的对象的FMCW雷达反射。
在接收期间，天线阵列208的接收天线元件接收雷达接收信号304的版本。这些版本的雷达接收信号304之间的相对相位差是由于天线阵列208的接收天线元件和发射天线元件的位置的差异引起的。在每个接收通道内，混频器执行拍频操作，该拍频操作对雷达接收信号304进行下变频和解调以生成对应的拍频信号。
依赖于在每个空闲时段之间具有单个啁啾306的啁啾模式的啁啾模式的拍频信号的频率对应于雷达发射信号302与雷达接收信号304之间的频率差。该频率差和天线阵列208与对象108之间的倾斜距离成比例。每个帧308的拍频信号表示每个帧308内的啁啾306中的一些或全部的拍频信号的组合。
图4-1示出了由示例FMCW雷达系统接收到的多个雷达信号的振幅(作为距离的函数)。如图4-1所描绘的，雷达系统102接收雷达信号112-2至112-6，雷达信号112-2至112-6各自是雷达信号112的帧308的示例。雷达系统102确定雷达信号112-2至112-6的作为距离的函数的振幅。雷达信号112-2至112-6中的每一个对于单个帧308而言都是唯一的。在距离402处，雷达信号112-2至112-6中的每一个的峰值振幅从一个信号到下一个信号减小。在距离402处的一序列帧308内的振幅变化指示在距离402处的运动。相比之下，在404和大多数其他距离处，雷达信号112-2至112-6的振幅从一个帧308到下一个保持一致。帧308之间的一致振幅(例如在距离404和除距离402之外的其他距离处)指示在特定距离处没有运动。
由于在特定距离处的雷达横截面去相关(radar-cross-section-decorrelation)，雷达系统102检测到足够的振幅变化。当对雷达横截面的观测通过时间、频率或角度的改变而显著改变时，发生去相关(decorrelation)。一旦目标在某个距离内运动，反射表面的几何形状就会经历一些变化，并且因此会发生雷达横截面去相关。这种雷达横截面去相关是检测有生命对象的振幅变化的来源。对频率的选择取决于对于反射表面的特定几何形状预期的波动量。
在从一个帧308到下一帧308，雷达信号112-2至112-6在距离402处的可变峰值可以指示在该距离处的运动的或有生命的对象。然而，从一个帧308到下一帧308，在特定距离处缺乏运动可以指示在该距离处的静止的或无生命的对象。为了确定可变峰值是否指示有生命对象，雷达系统计算雷达信号112-2至112-6的、作为距离的函数的振幅的标准偏差400。
图4-2示出了来自图4-1的雷达信号112的标准偏差400。如图4-1中，雷达信号112-2至112-6的标准偏差400被描绘为距离的函数。对于多个帧308，标准偏差400基本上是一致的，并且低于噪声阈值。然而，在距离402(其中雷达信号112-2至112-6中的每一个以不同的振幅达到峰值)处，雷达信号112-2至112-6的标准偏差400高于噪声阈值，这指示运动。例如，当标准偏差400超过噪声阈值和/或具有其他特性(例如重复率)时，某些运动可以指示来自有生命对象的生命体征。对于多组帧308，高于噪声阈值的振幅偏差可能是呼吸或心跳的迹象。雷达系统102响应于在多个连续帧(该多个连续帧具有足够的偏差以指示有生命对象)上检测到运动而检测到有生命对象。例如，响应于确定多个帧308的标准偏差400在距离402处超过噪声阈值，雷达系统102输出对检测到有生命对象的指示。
图5-1示出了由FMCW雷达系统(诸如雷达系统102)执行的示例操作。例如，处理单元212通过执行与雷达控制模块220、有生命对象检测器222或自适应阈值调整器224相关联的指令，将雷达系统102配置成执行操作502至512。执行操作(或动作)502到512，但不一定限于本文中所示的操作的顺序或组合。此外，一个或多个操作中的任何一个可以被重复、组合或重组以提供其他操作。
在502处，雷达系统102使用啁啾模式生成多个帧，该啁啾模式具有：多个啁啾的第一时段，在第一时段之后是空闲时间的第二时段。例如，针对多个帧308生成包括啁啾306的雷达信号112。
在504处，雷达系统102将傅立叶变换应用于多个帧中每个帧内的第一时段的生成。例如，雷达系统将快速傅立叶变换应用于啁啾306中的每一个的接收器信号。通过将傅立叶变换应用于每个帧308中的啁啾306的组合接收器信号(例如，平均接收器信号、经求和的接收器信号)，雷达系统102可以替代地将傅立叶变换共同地应用于啁啾306。
在506处，雷达系统102针对多个帧中每个帧确定作为距离的函数的相应振幅。在508处，雷达系统102确定多个帧中的至少两个帧之间的、作为距离的函数的相应振幅的标准偏差。当在若干个帧308上被捕获时，雷达信号112可以具有标准偏差400。
在510处，雷达系统确定标准偏差是否满足噪声阈值。如果在510处为“否”，则标准偏差在任何距离处都不满足噪声阈值，并且雷达系统102返回操作502以重复生成过程。如果在510处为“是”，则标准偏差范围满足噪声阈值，并且检测到运动的对象，特别是有生命对象。当在若干个帧308上被捕获时，雷达信号112可以具有标准偏差400，标准偏差400指示在距离402处检测到有生命对象。
在512处，输出对在帧中的至少两个帧期间检测到有生命对象的指示。例如，雷达系统102生成由基于交通工具的系统200可用于控制交通工具100的雷达数据。基于交通工具的系统200可以控制加热或冷却以维持交通工具100内的特定温度或温度范围。例如，响应于在交通工具100正朝着不安全的温度加热或冷却时在交通工具100中检测到有生命对象，基于交通工具的系统200打开加热和冷却系统或打开窗户以使交通工具100通风并将交通工具100保持在安全的温度范围内。
图5-2和图5-3示出了雷达系统102的有生命对象检测器222的不同示例。图5-2和图5-3中的每一个都是在来自图1的雷达信号112的背景下描述的，为了可读性，在图5-2和图5-3中再现了雷达信号112。雷达系统102可以通过使处理单元212执行与有生命对象检测器222-1或222-2相关联的指令，来执行操作502至512，生命对象检测器222-1或222-2中的每一个都是有生命对象检测器222的示例。雷达信号112包括使用以下啁啾模式的多个(M个)帧：该啁啾模式具有多个(N个)啁啾306的时段，在该时段之后是空闲时间的第二时段，空闲时间的第二时段没有啁啾。
有生命对象检测器222-1被配置成将傅立叶变换(FT)520-1至520-N(统称为“傅立叶变换520”)中的一个应用至啁啾306-1至306-N中的对应一个的相应接收器信号。例如，有生命对象检测器222-1将傅立叶变换520-1应用于第一啁啾306-1的接收器信号，有生命对象检测器222-1将傅立叶变换520-2应用于第二啁啾306-2的接收器信号等等。在每个帧M中，有生命对象检测器222-1将傅立叶变换520中的相应一个用于N个啁啾306中的每一个啁啾的接收器信号。
在将傅立叶变换520中的相应一个应用于N个啁啾306中的每一个的相应的接收器信号之后，当在一序列M个帧308上积分时，有生命对象检测器222-1的非相干积分器522使用非相干积分来对傅立叶变换520的每一个结果进行积分，以确定与N个啁啾306中的每一个相关联的、作为距离的函数的相应振幅。非相干积分器522输出非相干积分(NCI)结果524，非相干积分(NCI)结果524各自指示，在M个帧308上，N个啁啾306中的每个啁啾的、作为距离的函数的相应振幅。结果524可以表示如图4-1所示的振幅/距离图。
有生命对象检测器222-1的统计检测器526对NCI结果524应用统计操作(诸如标准偏差)，以确定M个帧308的、作为距离的函数的振幅的标准偏差。例如，统计检测器526响应于接收到根据雷达信号112-2至112-6确定的结果524而输出标准偏差400。
响应于标准偏差满足阈值，有生命对象检测器222-1输出检测警报528。处理单元212被配置成将对交通工具100的乘客的指示输出到警报系统(例如，移动电话)，该警报系统被配置成输出与交通工具的乘客有关的警报。
代替如由有生命对象检测器222-1进行的在逐个啁啾的基础上应用傅立叶变换，图5-3中的有生命对象检测器222-2在由处理单元212执行时，配置雷达系统102以在帧的水平(frame-level)上应用傅立叶变换。将傅立叶变换应用于每个帧308的共同接收器信号。共同接收器信号表示每个帧308中的一些或所有啁啾306的接收器信号。
例如，处理单元212通过对每个帧308中的多个啁啾306的相应接收器信号求平均，来确定该帧308中的多个啁啾306的共同接收器信号。处理单元212可通过对每个帧308中的多个啁啾306的相应接收器信号求和，来替代地确定该帧308中的多个啁啾306的共同接收器信号。
响应于标准偏差满足阈值，有生命对象检测器222-2输出检测警报528。例如，处理单元212将对交通工具100的乘客的指示输出到紧急警报系统或汽车警报器，该紧急警报系统或汽车警报器被配置成输出与无人看管的交通工具中的乘客有关的警报。
可以使用帧308中的所有啁啾306来确定共同接收器信号。在其他情况下，仅啁啾306中的一些被用于确定共同接收器信号。雷达信号112-2至112-6中的一个或多个相对于雷达信号112-2至112-6中的另一个可能被破坏或是冗余的，因此可以从共同接收器信号确定中被排除。
图5-4示出了与常规雷达系统的振幅的标准偏差相比，由图5-2和图5-3的有生命对象检测器确定的、作为距离的函数的、雷达反射的振幅的标准偏差的示例。图5-4示出了相对于使用非典型(多个)啁啾模式(给定不同数量N个啁啾，在数量M个帧上(其中M等于50))的雷达系统102的SNR，使用具有由长的空闲时段间隔开的个体啁啾的典型啁啾模式的常规雷达系统的SNR。当使用五个啁啾时，与常规雷达系统相比的SNR改善约为6分贝。与常规雷达系统相比，每帧使用十个啁啾可以将SNR提高10分贝。最终，如果雷达系统102在50个帧中的一个帧上使用30个啁啾，则SNR改善将仅低于15分贝。
图6-1示出了由FMCW雷达系统(诸如雷达系统102)执行的示例操作。处理单元212可通过执行与雷达控制模块220、有生命对象检测器222或自适应阈值调整器224相关联的指令，将雷达系统102配置成执行操作602至614。可以重复、组合或重组操作602至614以提供其他操作，而不必限于图6-1所示的顺序和组合。
为了将有生命对象108与噪声(诸如来自雷达系统102本身的热噪声或交通工具100的环境噪声)区分开来，雷达系统102使用噪声阈值来确定作为时间的函数的雷达信号112的振幅的标准偏差是否足够强到触发输出对有生命对象108的指示。换句话说，噪声阈值防止对检测或具有低振幅的检测的误触发，这提高了雷达系统102的准确性。
在一些示例中，可以基于预定义的雷达特性集合将噪声阈值设置为预定值。预定阈值取决于应用，并被设置为这样的值：该值在振幅的标准偏差超过预期的噪声水平时，使得有生命对象可检测到。雷达系统102使用自适应阈值，而不是预定阈值，该自适应阈值是通过执行操作602至614设置的。
总之，自适应阈值最初在雷达系统102上电、通电或以其他方式开始操作时被确定。每当雷达系统102执行操作602至614时，也可以周期性地、随机地或根据需要以其他方式更新自适应阈值。为了计算阈值，雷达发射N个快速啁啾。对于每个快速啁啾，使用傅立叶变换来处理与啁啾相关联的接收器信号，该接收器信号随后被用于生成跨M个帧的距离分布(range profile)。距离分布表示用于确定雷达接收信号的、作为距离的函数的振幅的函数。确定针对M个帧生成的距离分布的振幅的标准偏差。自适应阈值，作为距离的函数，是在添加偏移量(offset)并平滑先前帧1至(M–1)到当前帧M的标准偏差之后获得的。
在602处，雷达系统102使用啁啾模式生成多个帧，该啁啾模式具有：多个啁啾的第一时段，在第一时段之后是空闲时间的第二时段。例如，针对多个帧308(例如，帧1到帧M)生成包括啁啾306的雷达信号112。在604处，雷达系统102将傅立叶变换应用于在多个帧中每个帧内的第一时段期间获得的雷达反射。雷达系统将傅立叶变换应用于啁啾306中的每一个的相应接收器信号。通过将傅立叶变换应用于在多个帧308上的每个不同的啁啾306的组合接收器信号(例如，平均接收器信号、经求和的接收器信号)，雷达系统102可以替代地将傅立叶变换共同地应用于啁啾306。
在606处，雷达系统102针对多个帧中每个帧确定作为距离的函数的相应振幅。在608处，雷达系统102确定多个帧中的至少两个帧的相应振幅的基线标准偏差。例如，处理单元212被配置成基于帧1至3的振幅的标准偏差来确定要用于帧4的基线标准偏差。当前帧的、作为距离的函数的振幅的基线标准偏差被设置为多个先前帧、作为距离的函数的振幅的标准偏差。
在610处，在将偏移量添加到基线标准偏差之前，雷达系统102平滑至少两个帧的基线标准偏差。在612处，在平滑基线标准偏差之后，雷达系统102通过向基线标准偏差应用偏移量来确定自适应噪声阈值。换句话说，处理单元212被配置成通过平滑先前的第一帧和第二帧的基线标准偏差，来确定第三帧的自适应噪声阈值。以这种方式调整自适应噪声阈值，即使是在动态和有噪声的环境中，也可以实现准确的检测。
例如，自适应阈值调整器224可以将基线标准偏差增加偏移量。基于增加的基线标准偏差，自适应阈值调整器224确定并平滑其他多个帧的标准偏差。这样，自适应阈值调整器224通过将自适应噪声阈值设置为经平滑的基线标准偏差来更新自适应噪声阈值。响应于后续帧的标准偏差满足自适应噪声阈值，雷达系统102输出对在后续帧期间检测到有生命对象108的指示。
在614处，雷达系统在所接收的雷达反射中的振幅的标准偏差的峰值高于噪声阈值的距离处检测到有生命对象。例如，处理单元212被配置成指令收发器(例如，收发器210)跨多个M个帧生成快速N个啁啾的模式。处理单元212部分地基于当前标准偏差和后续帧的作为距离的函数的相应振幅，来确定M个帧的新的、经更新的标准偏差。响应于新的标准偏差不满足噪声阈值，处理单元212指令雷达系统102抑制输出对对象的指示。替代地，响应于新的标准偏差满足噪声阈值，处理单元212指令雷达系统102输出对对象的指示。例如，响应于在交通工具100正朝着不安全的温度加热或冷却时在交通工具100中检测到有生命对象108，基于交通工具的系统200打开加热和冷却系统或打开窗户以使交通工具100通风并将交通工具100保持在安全的温度内。
图6-2和图6-3示出了雷达系统102的自适应阈值调整器224的不同示例。自适应阈值调整器224的其他示例是可能的，包括比图6-2和图6-3所示的部件更多或更少的部件。在任一示例中，自适应阈值调整器224-1和224-2每个都将傅立叶变换应用于来自多个啁啾模式的每个啁啾的相应接收器信号。
如图6-2所描绘的，自适应阈值调整器224-1将傅立叶变换520-1至520-N应用于多个M帧中的每个啁啾306-1至306-N的接收器信号。标准偏差部件616计算基线标准偏差620，并且在使用平滑和偏移部件618平滑并应用偏移量之后，自适应阈值调整器224-1输出自适应阈值622。例如，标准偏差部件606使用非相干积分来对如下的进行积分：将傅立叶变换520-1至520-N应用于来自多个帧308中的每个帧中的多个啁啾306的每个啁啾的相应接收器信号的结果。
自适应阈值622根据基线标准偏差620加上偏移量来被确定，以将雷达系统102调整(tune)成或多或少地易于受到噪声的影响。为了确定自适应噪声阈值622，可以在平滑基线标准偏差之后将偏移添加到基线标准偏差。
在图6-3中，自适应阈值调整器224-2将傅立叶变换520-1至520-N应用于与每个啁啾306-1至306-N相关联的共同接收器信号。共同接收器信号表示，在多个M个帧上，对于啁啾306中的特定一个啁啾的接收器信号的组合(例如，平均、总和)。组合器522-1至522-N馈送傅立叶变换520-1至520-N中的相应一个。例如，在五个帧(例如，M等于五个)的情况下，通过将帧1的啁啾306-1的接收器信号与帧2的啁啾306-1、…、并且与帧M的啁啾306-1进行平均或求和，来确定五个帧内的与啁啾306-1相关联的组合接收器信号。
标准偏差部件616基于来自傅立叶变换520-1至520-N的输出来计算基线标准偏差620。使用平滑和偏移部件618来平滑基线标准偏差620以及应用偏移量。自适应阈值调整器224-2输出自适应阈值622。自适应阈值622根据基线标准偏差620加上偏移量来被确定，以将雷达系统102调整(tune)成或多或少地易于受到噪声的影响。为了确定自适应阈值622，可以在平滑基线标准偏差之后将偏移添加到基线标准偏差。
图6-4示出了在由使用图6-2或图6-3的示例自适应阈值调整器的FMCW雷达系统生成的帧的一部分期间的示例自适应阈值。如图6-4所示，自适应阈值能够跟随雷达系统102的噪声响应，并且使得来自有生命对象108的特征(signature)容易被检测到。
在平滑基线标准偏差之后，自适应阈值调整器224通过将偏移量添加到先前多个帧的基线标准偏差来计算自适应噪声阈值。基于基线标准偏差，自适应阈值调整器224确定并平滑当前多个帧(例如，包括先前的多个帧)的当前标准偏差。这样，自适应阈值调整器224通过将使用啁啾模式生成的多个帧的自适应噪声阈值设置为先前多个帧的经平滑的标准偏差，来更新自适应噪声阈值。响应于使用啁啾模式生成的多个帧的标准偏差满足自适应噪声阈值，雷达系统102输出对在多个帧期间检测到有生命对象108的指示。
图7-1示出了由FMCW雷达系统(诸如雷达系统102)执行的示例操作。处理单元212可通过执行与雷达控制模块220、有生命对象检测器222或自适应阈值调整器224相关联的指令，将雷达系统102配置成执行操作702至716。可以重复、组合或重组操作702至716以提供其他操作，而不必限于图7-1所示的顺序和组合。
当由雷达系统102执行时，操作702至716将雷达系统102配置成递增地计算作为距离的函数的、与多个啁啾306相关联并且在多个帧308上的振幅的标准偏差。为了计算多个测量的标准偏差，常规雷达系统在执行计算之前等待直到从收发器(多个)收集到足够的雷达数据为止。这种常规方式要求大的存储器来存储所有雷达数据，并最终增加了检测有生命对象的时间(响应时间)量。雷达系统102不是等待计算标准偏差，而是执行操作702至716以例如在每个帧308的末尾处递增地更新平均振幅μ和振幅的标准偏差σ计算。
用于计算算术平均值μ的标准等式是通过使用等式1，其中n是样本的总数量，xi是数量i个样本中一个特定样本：
每个样本xi表示帧中的特定啁啾或啁啾群组的雷达接收信号或雷达反射的作为距离的函数的振幅。常规雷达在根据等式1计算作为距离的函数的平均μ振幅之前收集并存储所有样本xi，这要求如果样本xi的数量i大，则处理单元访问大的存储器。另外，如果样本xi的数量i之和为对于处理单元而言太大而无法处理的值，则该计算可能在求和期间经历溢出条件。
雷达系统102执行操作702至716，以基于表示为等式2的递增平均值μn计算来执行递增平均值和标准偏差计算。等式2基于等式1，但被重写如下：
每个新的或更新的平均值μn被设置为旧的或当前的平均值μn-1，但通过当前样本xn与当前平均值μn-1之差的1/n部分(fraction)来被调整。与等式1相比，等式2提供了更稳定的计算，因为等式2避免了大的总和的累积。
以下是等式3，这是常规雷达系统用于计算标准偏差σ的等式：
在简单的实现中，常规雷达系统对累积的雷达数据执行两次(pass)，以计算从等式3导出的标准偏差σ。在第一次中，常规雷达系统计算所有样本xi的平均值μ。随后，在第二次中，雷达系统对样本xi中的每一个与平均值μ的差距的平方求和。
在某种重新排列后，等式3中的标准偏差σ的计算可以被重写为等式4，如下所示：
根据等式4计算标准偏差σ要求所有样本xi已经被收集和存储。其次，等式4取决于算术平均值μ计算(等式1)，其在大样本尺寸(例如，在i为大整数的实现中)的情况下具有溢出精度问题。通过使用递增更新的方差(variance)公式Sn可以解决这两个问题，如下所述。
如下面的等式5所示，雷达系统102通过假设如下来递增地更新方差Sn：
Sn＝σ2n 等式5
当与等式2结合时，等式5的方差Sn可被重写如以下的等式6所示：
在进一步导出后，等式5和等式6可以被简化为等式7，方差Sn：
Sn＝Sn-1+(xn-μn-1)(xn-μn) 等式7
等式7的方差Sn导致递增标准偏差σ，如等式8所示：
计算等式7和等式8不要求雷达系统102维持所有帧的累积和，雷达系统102也不会遭受常规雷达系统可能通过严格遵循等式3计算标准偏差σ而经历的潜在溢出问题。
雷达系统102不需要存储样本x中的任何样本以用于最终计算。相反，雷达系统102可以简单地存储先前的方差Sn-1值，并在雷达系统102接收到新的样本xn时持续地更新先前存储的方差值Sn-1以根据等式8来计算标准偏差σ。鉴于以上推导，雷达系统102基于等式8的原理执行操作702至714以利用每个新样本xn递增地更新标准偏差。
在702处，雷达系统102的处理单元212指令收发器210，以通过使用啁啾模式生成第一多个帧1至(n-1)来检测有生命对象，该啁啾模式具有：多个啁啾的第一时段，在第一时段之后是空闲时间的第二时段。在704处，处理单元212将傅立叶变换(例如，FFT)应用于在第一多个帧中每个帧内的第一时段期间获得的雷达反射，以确定第一多个帧中每个帧的、作为距离的函数的相应振幅。
在706处，处理单元212基于针对第一多个帧中每个帧确定的相应振幅，来确定作为距离的函数的振幅的第一标准偏差σn-1。在计算第一标准偏差时，处理单元计算平均振幅。处理单元212在708处将先前的平均振幅μn-1设置并存储为等于第一多个帧的平均振幅μn-1的值。
随后，在710处，处理单元212指令收发器210，以通过使用在702处使用的同一啁啾模式生成后续帧n，来检测有生命对象。处理单元212将傅立叶变换应用于在后续帧期间获得的雷达反射，以确定后续帧的接收器信号的作为距离的函数的振幅。
处理单元212根据等式2确定当前平均值μn等于先前平均值μn-1递增后续帧n的振幅xn的一部分。后续帧n的振幅xn的该部分等于：后续帧n的振幅xn与先前平均值μn-1之间的差，该差除以多个帧1至n中的帧的总数量n。
通过将标准偏差σn-1递增后续帧n的距离xn、先前平均值μn-1和当前平均值μn的函数，来确定多个帧和后续帧的标准偏差σn。例如，后续帧n的距离xn、先前平均值μn-1和当前平均值μn的函数基于后续帧的振幅减去先前平均值与后续帧的振幅减去当前平均值的乘积(参见等式7，等式7控制等式8的结果)。
在712处，雷达系统确定振幅的标准偏差σn是否满足噪声阈值。响应于在712处标准偏差σn-1满足噪声阈值，处理单元212在714处输出对在多个帧1至n期间检测到有生命对象108的指示。否则，响应于在712处标准偏差σn-1不满足噪声阈值，处理单元212返回到操作710，以用于生成附加帧以检测有生命对象108。
每次雷达系统102计算当前平均值μn时，雷达系统102随后将当前平均值μn存储为将在后续平均值μn+1的计算期间使用的先前平均值μn。例如，有生命对象检测器222使用先前的平均值μn-1来确定当前平均值μn，并将当前平均值μn作为先前的平均值μn-1存储在计算机可读存储介质214或处理单元212以其他方式可访问的存储介质中。
操作710和712可以重复，直到检测到有生命对象108为止，或者操作710和712可以基于某些其他标准(例如，帧的数量、持续时间)而重复。例如，在生成另一多个帧(n+1)之后，处理单元212确定当前平均值μn+1。当前平均值μn+1等于先前平均值μn递增当前多个帧的作为距离的函数的振幅xn+1的一部分。振幅xn+1的该部分等于：新帧的振幅xn+1与先前平均值μn之间的差，该差除以帧的总数量(n+1)。
可以通过将标准偏差σn递增多个帧n+1的振幅xn+1、先前平均值μn和当前平均值μn+1的函数，来确定多个帧(n+1)的标准偏差σn+1。在712处，雷达系统确定标准偏差σn+1是否满足噪声阈值，该噪声阈值可以是自适应阈值。响应于在712处标准偏差σn+1满足噪声阈值，处理单元212在714处输出对在多个帧1至n+1期间检测到的有生命对象108的指示。
否则，响应于在712处标准偏差σn+1不满足噪声阈值，处理单元212将当前平均值μn+1存储为先前平均值μn+1，并返回到操作710以用于生成附加帧以检测有生命对象108。响应于在712处标准偏差σn+1不满足噪声阈值，处理单元212抑制输出对有生命对象的指示。
图7-2至图7-4示出了FMCW雷达系统中的功率漂移的示例。为了对有生命目标进行响应性和快速检测，一旦雷达系统102上电，雷达系统102就处理雷达数据。然而，通常雷达系统102的部件(例如，可以由硅制成)在雷达系统102上电之后、在部件稳定之前需要一段时间。在图7-2至图7-4的序列中示出功率漂移的示例。雷达系统102花费例如超过四分钟来报告雷达反射的作为距离的函数的正确且稳定的振幅x。功率漂移可通过在标准偏差σ的计算中引入误差，而将误触发引入到对有生命目标的检测。
雷达系统102可以通过校正功率漂移的斜率k来防止对检测的误触发。在xn是最后一个样本而x1是第一个样本的情况下，雷达系统102通过计算如下的等式9来获得样本的斜率k：
为了确定作为距离的函数的振幅的标准偏差σ和/或平均值μn，雷达系统102基于样本x的斜率k补偿对检测的误触发。为了提高性能，雷达系统102可以递增地补偿由功率漂移引起的对检测的误触发。
图7-5示出了在由校正功率漂移的FMCW雷达系统生成的帧的一部分期间的示例自适应阈值。图7-5示出了漂移校正对原始信号的影响；在使用漂移校正之后，虚假峰值显著降低。原始信号可以表示来自有生命对象的返回。类似地，跟随雷达系统102的噪声响应的自适应阈值可受益于漂移校正以使有生命对象108易于被检测到。
为了将斜率校正放入等式7和等式8的递增平均值和标准偏差计算中，在等式10至等式13中定义了新的平均值mn：
mn＝μn-kIn 等式13
因为μn和In两者都可以被递增地计算，所以mn也可以被递增地计算。将斜率校正添加到等式4和等式5中可得出等式14，用于用斜率校正来计算新的方差v：
等式14可以简化为等式15至等式19。基于等式15到等式19，可以将新方差v的等式14重写为等式20，这实现了包括补偿功率漂移的对标准偏差σ的递增计算。
因为Sn、An、Bn、In和μn可以被递增地计算，所以等式20和新方差v2也可以被递增地计算。以这种方式从计算方差来计算标准偏差可以显著地降低存储需求。在递增计算和斜率校正的情况下，雷达系统102检测有生命目标，而没有溢出或误触发检测的可能性。
以下是对有生命对象的基于雷达的检测的附加示例。
示例1.一种雷达系统，包括：天线阵列；被配置成经由天线阵列生成雷达信号的收发器；以及处理单元，被配置成用于：指令收发器以针对多个帧生成具有啁啾模式的雷达信号，该啁啾模式具有：多个啁啾的第一时段，在第一时段之后是空闲时间的第二时段；将傅立叶变换应用于在多个帧中每个帧期间获得的雷达信号的相应反射，以确定多个帧中每个帧的作为距离的函数的反射的相应振幅；基于多个帧中每个帧的反射的相应振幅，确定多个帧中每个帧内的反射的相应振幅的标准偏差；并且响应于在多个帧内的反射中的任何反射的相应振幅的标准偏差满足噪声阈值，而输出对在多个帧期间检测到有生命对象的指示。
示例2.在前示例中的任一个的雷达系统，其中，处理单元被配置成：通过将傅立叶变换应用于每个帧中的多个啁啾中每个啁啾的相应接收器信号，来确定多个帧中每个帧的作为距离的函数的反射的相应振幅，每个帧中的多个啁啾中每个啁啾的相应接收器信号包括相应的数字拍频信号，该相应的数字拍频信号包括相应的基带数据。
示例3.在前示例中的任一个的雷达系统，其中，处理单元被进一步配置成：通过使用非相干积分对将傅立叶变换应用于多个帧上的每个帧中的多个啁啾中每个啁啾的相应接收器信号的结果进行积分，来确定多个帧中每个帧的作为距离的函数的反射的相应振幅。
示例4.在前示例中的任一个的雷达系统，其中，处理单元被配置成：通过将傅立叶变换应用于多个帧上的每个帧中的多个啁啾的共同接收器信号，来将傅立叶变换应用于多个啁啾。
示例5.在前示例中的任一个的雷达系统，其中，处理单元被配置成：通过对每个帧中的多个啁啾中每个啁啾的相应接收器信号进行平均，来确定该帧中的多个啁啾的共同接收器信号。
示例6.在前示例中的任一个的雷达系统，其中，处理单元被配置成：通过对每个帧中的多个啁啾中每个啁啾的相应接收器信号进行求和，来确定该帧中的多个啁啾的共同接收器信号。
示例7.在前示例中的任一个的雷达系统，其中：该雷达系统集成在交通工具中；雷达系统的视场包括交通工具的乘客所占用的一个或多个区域；对在多个帧期间检测到有生命对象的指示是对交通工具的乘客的指示；并且处理单元被进一步配置成：将对交通工具的乘客的指示输出到警报系统，该警报系统被配置成输出与交通工具的乘客有关的警报。
示例8.在前示例中的任一个的雷达系统，其中，空闲时间的第二时段长于多个啁啾的第一时段。
示例9.在前示例中的任一个的雷达系统，其中，第一时段大约是两微秒或两微秒以上，并且第二时段小于大约100毫秒。
示例10.在前示例中的任一个的雷达系统，其中，噪声阈值是基于雷达系统的预定特性的预定阈值。
示例11.在前示例中的任一个的雷达系统，其中，噪声阈值是作为距离的函数的自适应噪声阈值，并且处理单元被进一步配置成基于雷达系统的动态噪声响应来调整自适应噪声阈值。
示例12.在前示例中的任一个的雷达系统，其中，标准偏差是当前标准偏差，处理单元被进一步配置成：基于至少两个先前帧中的每个帧的作为距离的函数的相应振幅，来确定在至少两个先前帧中获得的反射的振幅的基线标准偏差；并通过平滑基线标准偏差并将自适应噪声阈值设置为基线标准偏差,来确定自适应噪声阈值。
示例13.在前示例中的任一个的雷达系统，其中，处理单元被进一步配置成：在平滑基线标准偏差之后向基线标准偏差添加偏移量,以确定自适应噪声阈值。
示例14.在前示例中的任一个的雷达系统，其中，标准偏差是第一标准偏差，其中处理单元被进一步配置成：指令收发器，以针对后续帧生成啁啾模式，该啁啾模式具有：多个啁啾的第一时段，在第一时段之后是空闲时间的第二时段；部分地基于第一标准偏差和后续帧的作为距离的函数的相应振幅，来确定后续帧和多个帧中每个帧内的反射的相应振幅的第二标准偏差；并且响应于第二标准偏差不满足噪声阈值，而抑制输出对对象的指示。
示例15.在前示例中的任一个的雷达系统，其中，标准偏差是第一标准偏差，其中处理单元被进一步配置成：指令收发器，以针对后续帧生成啁啾模式，该啁啾模式具有：多个啁啾的第一时段，在第一时段之后是空闲时间的第二时段；部分地基于第一标准偏差和后续帧的作为距离的函数的振幅，来确定后续帧和多个帧中每个帧内的反射的振幅的、作为距离的函数的第二标准偏差；并且响应于第二标准偏差满足噪声阈值，而输出对对象的指示。
示例16.在前示例中的任一个的雷达系统，其中，处理单元被进一步配置成：确定先前平均振幅等于多个帧的平均振幅；确定当前平均振幅等于先前平均振幅递增后续帧的振幅的一部分，后续帧的振幅的该部分等于：后续帧的距离与先前平均值之间的差，该差除以多个帧和后续帧中的帧的总数量；并且通过根据后续帧的振幅、先前平均振幅和当前平均振幅的函数递增第一标准偏差，来确定第二标准偏差。
示例17.在前示例中的任一个的雷达系统，其中，后续帧的振幅、先前平均振幅和当前平均振幅的函数计算如下两项的乘积：后续帧的振幅与先前平均振幅之间的第一差、和后续帧的振幅与当前平均振幅之间的第二差。
示例18.在前示例中的任一个的雷达系统，其中，处理单元被进一步配置成：将当前平均振幅存储为先前平均振幅，以用于后续地响应于新帧确定新的当前平均值。
示例19.一种计算机可读存储介质，包括指令，该指令当由雷达系统的处理单元执行时，使该处理单元：指令雷达系统的收发器生成雷达信号的多个帧，该雷达信号具有啁啾模式，该啁啾模式具有：多个啁啾的第一时段，在第一时段之后是空闲时间的第二时段；将傅立叶变换应用于在多个帧中每个帧的第一时段期间获得的相应反射，以确定多个帧中每个帧的作为距离的函数的反射的相应振幅；基于多个帧中每个帧的反射的相应振幅，确定多个帧中每个帧内的反射的相应振幅的标准偏差；并且响应于在多个帧内的反射中的任何反射的相应振幅的标准偏差满足噪声阈值，而输出对在多个帧期间检测到有生命对象的指示。
示例20.一种方法，包括：由雷达系统生成具有啁啾模式的雷达信号的多个帧，该啁啾模式具有：多个啁啾的第一时段，在第一时段之后是空闲时间的第二时段；由雷达系统将傅立叶变换应用于在多个帧中每个帧的第一时段的生成期间获得的相应反射，以确定多个帧中每个帧的作为距离的函数的反射的相应振幅；基于多个帧中每个帧的反射的相应振幅，由雷达系统确定多个帧中每个帧内的反射的相应振幅的标准偏差；并且响应于在多个帧内的反射中的任何反射的相应振幅的标准偏差满足噪声阈值，而输出对在多个帧期间检测到有生命对象的指示。
示例21.一种雷达系统，包括：天线阵列；被配置成经由天线阵列生成雷达信号的收发器；以及处理单元，被配置成用于：指令收发器在第一多个帧上生成具有啁啾模式的雷达信号，该啁啾模式具有：多个啁啾的第一时段，在第一时段之后是空闲时间的第二时段；确定在第一多个帧中每个帧期间获得的反射的、作为距离的函数的相应振幅；基于在多个帧中每个帧期间获得的反射的相应振幅，确定第一多个帧的作为距离的函数的振幅的基线标准偏差；通过平滑第一多个帧的基线标准偏差并在平滑之后将自适应噪声阈值设置为基线标准偏差，来基于雷达系统的动态噪声响应而调整自适应噪声阈值；并且响应于使用啁啾模式生成的第二多个帧的作为距离的函数的振幅的标准偏差满足自适应噪声阈值，输出对在第二多个帧期间检测到有生命对象的指示。
示例22.在前示例中的任一个的雷达系统，其中，处理单元被进一步配置成：在平滑基线标准偏差之后向基线标准偏差添加偏移量。
示例23.在前示例中的任一个的雷达系统，其中，处理单元被进一步配置成：平滑第二多个帧的标准偏差；将使用啁啾模式生成的第三多个帧的自适应噪声阈值设置为第二多个帧的经平滑的标准偏差；并且响应于第三多个帧的作为距离的函数的振幅的标准偏差满足针对第三多个帧设置的自适应噪声阈值，输出对在第三多个帧期间检测到有生命对象的指示。
示例24.在前示例中的任一个的雷达系统，其中，处理单元被进一步配置成：在将自适应噪声阈值设置为第二多个帧的经平滑的标准偏差之前，将偏移量添加到第二多个帧的经平滑的标准偏差。
示例25.在前示例中的任一个的雷达系统，其中，处理单元被配置成：通过将傅立叶变换应用于第一多个帧中每个帧中的多个啁啾的相应接收器信号，来确定第一多个帧中每个帧的相应振幅。
示例26.在前示例中的任一个的雷达系统，其中，处理单元被配置成：通过使用非相干积分来对将傅立叶变换应用于第一多个帧中每个帧中的多个啁啾中每个啁啾的相应接收器信号的结果进行积分，来确定第一多个帧中每个帧的相应振幅。
示例27.在前示例中的任一个的雷达系统，其中，处理单元被配置成：通过将傅立叶变换应用于第一多个帧中每个帧中的多个啁啾的共同接收器信号，来确定第一多个帧中每个帧的相应振幅。
示例28.在前示例中的任一个的雷达系统，其中，处理单元被配置成：通过对第一多个帧中每个帧中的多个啁啾中每个啁啾的相应接收器信号进行平均，来确定该帧中的多个啁啾的共同接收器信号。
示例29.在前示例中的任一个的雷达系统，其中，处理单元被配置成：通过对第一多个帧中每个帧中的多个啁啾中每个啁啾的相应接收器信号进行求和，来确定该帧中的多个啁啾的共同接收器信号。
示例30.在前示例中的任一个的雷达系统，其中，空闲时间的第二时段长于多个啁啾的第一时段。
示例31.在前示例中的任一个的雷达系统，其中，空闲时间的第二时段比多个啁啾的第一时段长五个数量级。
示例32.在前示例中的任一个的雷达系统，其中，第一时段大约是两微秒或两微秒以上，并且第二时段小于大约100毫秒。
示例33.在前示例中的任一个的雷达系统，其中，处理单元被进一步配置成：指令收发器以在第二多个帧之后的第三帧中生成啁啾模式；基于第二多个帧的振幅的标准偏差和第三帧的作为距离的函数的振幅，确定第三帧的作为距离的函数的振幅的标准偏差；并且基于第三帧的振幅的标准偏差是否满足自适应噪声阈值，输出或抑制输出对在第三帧期间检测到有生命对象的指示。
示例34.在前示例中的任一个的雷达系统，其中，处理单元被进一步配置成：平滑第二多个帧的振幅的标准偏差；并将第三帧的自适应噪声阈值设置为第二多个帧的振幅的经平滑的标准偏差。
示例35.在前示例中的任一个的雷达系统，其中，处理单元被进一步配置成：在将第三帧的自适应噪声阈值设置为第二多个帧的经平滑的标准偏差之前，将偏移量添加到第二多个帧的振幅的经平滑的标准偏差。
示例36.在前示例中的任一个的雷达系统，其中，处理单元被进一步配置成：响应于第三帧的标准偏差满足自适应噪声阈值，输出对在第三帧期间检测到有生命对象的指示。
示例37.在前示例中的任一个的雷达系统，其中，处理单元被进一步配置成：确定先前平均振幅等于第二多个帧的平均振幅；确定当前平均振幅等于先前平均振幅递增第三帧的振幅的一部分，第三帧的振幅的该部分等于：第三帧的振幅与先前平均振幅之间的差，该差除以第二多个帧和第三帧中的帧的总数量；通过将基线标准偏差递增基于第三帧的振幅、先前平均振幅和当前平均振幅确定的量，来确定第三帧的振幅的标准偏差；并将当前平均振幅存储为先前平均振幅，以用于后续地递增当前平均振幅。
示例38.在前示例中的任一个的雷达系统，其中，基于第三帧的距离、先前平均值和当前平均值确定的量是基于如下两项的乘积：第三帧的振幅减去先前平均振幅、与第三帧的振幅减去当前平均振幅。
示例39.一种计算机可读存储介质，包括指令，该指令当由雷达系统的处理单元执行时，使该处理单元：指令收发器在第一多个帧上生成具有啁啾模式的雷达信号，该啁啾模式具有：多个啁啾的第一时段，在第一时段之后是空闲时间的第二时段；确定在第一多个帧中每个帧期间获得的雷达信号的反射的、作为距离的函数的相应振幅；基于在多个帧中每个帧期间获得的反射的相应振幅，确定第一多个帧的作为距离的函数的振幅的基线标准偏差；通过平滑第一多个帧的基线标准偏差并在平滑之后将自适应噪声阈值设置为基线标准偏差，来基于雷达系统的动态噪声响应而调整自适应噪声阈值；并且响应于使用啁啾模式生成的第二多个帧的作为距离的函数的振幅的标准偏差满足自适应噪声阈值，输出对在第二多个帧期间检测到有生命对象的指示。
示例40.一种方法，包括：由雷达系统在第一多个帧上生成具有啁啾模式的雷达信号，该啁啾模式具有：多个啁啾的第一时段，在第一时段之后是空闲时间的第二时段；由雷达系统确定在第一多个帧中每个帧期间获得的雷达信号的反射的、作为距离的函数的相应振幅；基于在多个帧中每个帧期间获得的反射的相应振幅，由雷达系统确定第一多个帧的作为距离的函数的振幅的基线标准偏差；通过平滑第一多个帧的基线标准偏差并在平滑之后将自适应噪声阈值设置为基线标准偏差，由雷达系统基于雷达系统的动态噪声响应而调整自适应噪声阈值；并且响应于使用啁啾模式生成的第二多个帧的作为距离的函数的振幅的标准偏差满足自适应噪声阈值，由雷达系统输出对在第二多个帧期间检测到有生命对象的指示。
示例41.一种雷达系统，包括：天线阵列；被配置成经由天线阵列生成雷达信号的收发器；以及处理单元，被配置成用于：指令收发器生成具有啁啾模式的雷达信号的第一多个帧，该啁啾模式具有：多个啁啾的第一时段，在第一时段之后是空闲时间的第二时段；将傅立叶变换应用于在第一多个帧内获得的雷达信号的反射，以确定第一多个帧中每个帧的作为距离的函数的相应振幅；基于为第一多个帧中每个帧确定的相应振幅，确定第一多个帧的振幅的第一标准偏差；存储等于第一多个帧的平均振幅的先前平均振幅；指令收发器在第一多个帧的后续帧中生成啁啾模式；确定当前平均振幅等于先前平均振幅递增后续帧的作为距离的函数的振幅的一部分，后续帧的距离的该部分等于：后续帧的振幅与先前平均振幅之间的差，该差除以第一多个帧和后续帧中的帧的总数量；通过将振幅的第一标准偏差递增基于后续帧的振幅、先前平均振幅和当前平均振幅的量，来确定第一多个帧和后续帧的振幅的第二标准偏差；并且响应于第二标准偏差满足噪声阈值，输出对在第一多个帧和后续帧期间检测到有生命对象的指示。
示例42.在前示例中的任一个的雷达系统，其中，处理单元被进一步配置成：将当前平均振幅存储为先前平均振幅，以用于后续地为另一后续帧递增当前平均值。
示例43.在前示例中的任一个的雷达系统，其中，处理单元被进一步配置成：指令收发器在另一后续帧中生成啁啾模式；确定当前平均振幅等于先前平均振幅递增另一后续帧的作为距离的函数的振幅的一部分，另一后续帧的振幅的该部分等于：另一后续帧的振幅与先前平均振幅之间的差，该差除以第一多个帧、后续帧和另一后续帧中的帧的总数量；并且通过将第二标准偏差递增后续帧的距离、先前平均值和当前平均值的函数，来确定第一多个帧、后续帧和另一后续帧的振幅的第三标准偏差；并且响应于第三标准偏差满足噪声阈值，输出对在第一多个帧、后续帧和另一后续帧期间检测到有生命对象的指示。
示例44.在前示例中的任一个的雷达系统，其中，后续帧的距离、先前平均振幅和当前平均振幅的函数是基于如下两项的乘积：后续帧的振幅减去先前平均振幅、与后续帧的振幅减去当前平均振幅。
示例45.在前示例中的任一个的雷达系统，其中，处理单元被配置成：通过将傅立叶变换应用于每个帧中的多个啁啾中每个啁啾的相应接收器信号，来将傅立叶变换应用于第一多个帧。
示例46.在前示例中的任一个的雷达系统，其中，处理单元被进一步配置成：通过使用非相干积分对将傅立叶变换应用于来自每个帧中的多个啁啾的每个啁啾的相应接收器信号的结果进行积分，来将傅立叶变换应用于第一多个帧。
示例47.在前示例中的任一个的雷达系统，其中，处理单元被配置成：通过将傅立叶变换应用于每个帧中的多个啁啾的共同接收器信号，来将傅立叶变换应用于第一多个帧。
示例48.在前示例中的任一个的雷达系统，其中，处理单元被配置成：通过对每个帧中的多个啁啾的相应接收器信号进行平均，来确定该帧中的多个啁啾的共同接收器信号。
示例49.在前示例中的任一个的雷达系统，其中，处理单元被配置成：通过对每个帧中的多个啁啾的相应接收器信号进行求和，来确定该帧中的多个啁啾的共同接收器信号。
示例50.在前示例中的任一个的雷达系统，其中，空闲时间的第二时段长于多个啁啾的第一时段。
示例51.在前示例中的任一个的雷达系统，其中，处理单元被进一步配置成：通过补偿由雷达系统的功率漂移引起的对检测的误触发，来确定第一多个帧的第一标准偏差或第一多个帧的平均振幅。
示例52.在前示例中的任一个的雷达系统，其中，处理单元被进一步配置成：递增地补偿由功率漂移引起的对检测的误触发。
示例53.在前示例中的任一个的雷达系统，其中，噪声阈值是基于雷达系统的雷达特性的预定阈值。
示例54.在前示例中的任一个的雷达系统，其中，噪声阈值是自适应噪声阈值，并且处理单元被进一步配置成：基于雷达系统的动态噪声响应来调整自适应噪声阈值。
示例55.在前示例中的任一个的雷达系统，其中，第一标准偏差是基线标准偏差，并且处理单元被进一步配置成：通过平滑基线标准偏差并将自适应噪声阈值设置为基线标准偏差，来确定自适应噪声阈值。
示例56.在前示例中的任一个的雷达系统，其中，处理单元被进一步配置成：在平滑基线标准偏差之后向基线标准偏差添加偏移量，以确定自适应噪声阈值。
示例57.在前示例中的任一个的雷达系统，其中，处理单元被进一步配置成：指令收发器在后续帧之后的另一后续帧中生成啁啾模式；部分地基于第二标准偏差和另一后续帧的相应振幅来确定第三标准偏差；并且响应于第三标准偏差不满足噪声阈值，而抑制输出对在另一后续帧中检测到对象的指示。
示例58.在前示例中的任一个的雷达系统，其中，收发器包括发射器和接收器。
示例59.一种计算机可读存储介质，包括指令，该指令当由雷达系统的处理单元执行时，使该处理单元：指令雷达系统的发射器和接收器生成具有啁啾模式的雷达信号的第一多个帧，该啁啾模式具有：多个啁啾的第一时段，在第一时段之后是空闲时间的第二时段；将傅立叶变换应用于在第一多个帧内获得的雷达信号的反射，以确定第一多个帧中每个帧的作为距离的函数的相应振幅；基于为第一多个帧中每个帧确定的相应振幅，确定第一多个帧的振幅的第一标准偏差；存储等于第一多个帧的平均振幅的先前平均振幅；指令收发器在第一多个帧的后续帧中生成啁啾模式；确定当前平均振幅等于先前平均振幅递增后续帧的作为距离的函数的振幅的一部分，后续帧的距离的该部分等于：后续帧的振幅与先前平均振幅之间的差，该差除以第一多个帧和后续帧中的帧的总数量；通过将振幅的第一标准偏差递增基于后续帧的振幅、先前平均振幅和当前平均振幅的量，来确定第一多个帧和后续帧的振幅的第二标准偏差；并且响应于第二标准偏差满足噪声阈值，输出对在第一多个帧和后续帧期间检测到有生命对象的指示。
示例60.一种方法，包括：由雷达系统生成具有啁啾模式的雷达信号的第一多个帧，该啁啾模式具有：多个啁啾的第一时段，在第一时段之后是空闲时间的第二时段；将傅立叶变换应用于在第一多个帧内获得的雷达信号的反射，以确定第一多个帧中每个帧的作为距离的函数的相应振幅；基于为第一多个帧中每个帧确定的相应振幅，确定第一多个帧的振幅的第一标准偏差；由雷达系统存储等于第一多个帧的平均振幅的先前平均振幅；由雷达系统在第一多个帧的后续帧中生成啁啾模式；确定当前平均振幅等于先前平均振幅递增后续帧的作为距离的函数的振幅的一部分，后续帧的距离的该部分等于：后续帧的振幅与先前平均振幅之间的差，该差除以第一多个帧和后续帧中的帧的总数量；通过将振幅的第一标准偏差递增基于后续帧的振幅、先前平均振幅和当前平均振幅的量，来确定第一多个帧和后续帧的振幅的第二标准偏差；并且响应于第二标准偏差满足噪声阈值，由雷达系统向交通工具的系统输出在第一多个帧和后续帧期间在交通工具中检测到有生命对象的指示。
虽然在前述描述中描述并且在附图中示出了本公开的各种实施例，但是应当理解，本公开不限于此，而是可以在接下来的权利要求的范围内以各种方式实施为实践。从前述描述中，将显而易见的是，可以做出各种更改而不偏离由接下来的权利要求所限定的本公开的精神和范围。

Claims (20)

1.一种雷达系统，包括：
天线阵列；
收发器，所示收发器被配置成经由所述天线阵列生成雷达信号；以及
处理单元，所述处理单元被配置成用于：
指令所述收发器针对多个帧生成具有啁啾模式的所述雷达信号，所述啁啾模式具有：多个啁啾的第一时段，在所述第一时段之后是空闲时间的第二时段，空闲时间的所述第二时段长于多个啁啾的所述第一时段；
将傅立叶变换应用于在所述多个帧中每个帧期间获得的所述雷达信号的相应反射，以确定所述多个帧中每个帧的作为距离的函数的所述反射的相应振幅；
基于所述多个帧中每个帧的所述反射的所述相应振幅，确定所述多个帧中每个帧内的所述反射的所述相应振幅的标准偏差；并且
响应于在所述多个帧内的所述反射中的任何反射的所述相应振幅的所述标准偏差满足噪声阈值，而输出对在所述多个帧期间检测到有生命对象的指示。
2.如权利要求1所述的雷达系统，其特征在于，所述处理单元被配置成：通过将所述傅立叶变换应用于每个帧中的所述多个啁啾中每个啁啾的相应接收器信号，来确定所述多个帧中每个帧的作为距离的函数的反射的所述相应振幅，每个帧中的所述多个啁啾中每个啁啾的所述相应接收器信号包括相应的数字拍频信号，所述相应的数字拍频信号包括相应的基带数据。
3.如权利要求2所述的雷达系统，其特征在于，所述处理单元被进一步配置成：通过使用非相干积分对在所述多个帧上将所述傅立叶变换应用于每个帧中的所述多个啁啾中每个啁啾的所述相应接收器信号的结果进行积分，来确定所述多个帧中每个帧的作为距离的函数的反射的所述相应振幅。
4.如权利要求1所述的雷达系统，其特征在于，所述处理单元被配置成：通过在所述多个帧上将所述傅立叶变换应用于每个帧中的所述多个啁啾的共同接收器信号，来将所述傅立叶变换应用于所述多个啁啾。
5.如权利要求4所述的雷达系统，其特征在于，所述处理单元被配置成：通过对每个帧中的所述多个啁啾中每个啁啾的相应接收器信号进行平均，来确定该帧中的所述多个啁啾的所述共同接收器信号。
6.如权利要求4所述的雷达系统，其特征在于，所述处理单元被配置成：通过对每个帧中的所述多个啁啾中每个啁啾的相应接收器信号进行求和，来确定该帧中的所述多个啁啾的所述共同接收器信号。
7.如权利要求1所述的雷达系统，其特征在于：
所述雷达系统集成在交通工具中；
所述雷达系统的视场包括由所述交通工具的乘客所占用的一个或多个区域；
对在所述多个帧期间检测到所述有生命对象的所述指示是对所述交通工具的乘客的指示；并且
所述处理单元被进一步配置成：将对所述交通工具的所述乘客的所述指示输出到警报系统，所述警报系统被配置成输出与所述交通工具的所述乘客有关的警报。
8.如权利要求1所述的雷达系统，其特征在于，所述多个啁啾的各个频率以恒定的斜率随时间增大或减小。
9.如权利要求1所述的雷达系统，其特征在于，所述第一时段是两微秒或两微秒以上，并且所述第二时段小于100毫秒。
10.如权利要求1所述的雷达系统，其特征在于，所述噪声阈值是基于所述雷达系统的预定特性的预定阈值。
11.如权利要求1所述的雷达系统，其特征在于，所述噪声阈值是作为距离的函数的自适应噪声阈值，并且所述处理单元被进一步配置成：基于所述雷达系统的动态噪声响应来调整所述自适应噪声阈值。
12.如权利要求11所述的雷达系统，其特征在于，所述标准偏差是当前标准偏差，所述处理单元被进一步配置成：
基于至少两个先前帧中每个帧的作为距离的函数的相应振幅，来确定在所述至少两个先前帧中获得的反射的振幅的基线标准偏差；并且
通过平滑所述基线标准偏差并将所述自适应噪声阈值设置为经平滑的基线标准偏差，来确定所述自适应噪声阈值。
13.如权利要求12所述的雷达系统，其特征在于，所述处理单元被进一步配置成：在平滑所述基线标准偏差之后向所述经平滑的基线标准偏差添加偏移量，以确定所述自适应噪声阈值。
14.如权利要求1所述的雷达系统，其特征在于，所述标准偏差是第一标准偏差，其中所述处理单元被进一步配置成：
指令所述收发器针对后续帧生成所述啁啾模式，所述啁啾模式具有：多个啁啾的所述第一时段，在所述第一时段之后是空闲时间的所述第二时段；
部分地基于所述第一标准偏差和所述后续帧的作为距离的函数的相应振幅，来确定所述后续帧和所述多个帧中每个帧内的反射的所述相应振幅的第二标准偏差；并且
响应于所述第二标准偏差不满足所述噪声阈值，而抑制输出对所述对象的所述指示。
15.如权利要求1所述的雷达系统，其特征在于，所述标准偏差是第一标准偏差，其中所述处理单元被进一步配置成：
指令所述收发器针对后续帧生成所述啁啾模式，所述啁啾模式具有：多个啁啾的所述第一时段，在所述第一时段之后是空闲时间的所述第二时段；
部分地基于所述第一标准偏差和所述后续帧的作为距离的函数的振幅，来确定所述后续帧和所述多个帧中每个帧内的反射的所述振幅的、作为距离的函数的第二标准偏差；并且
响应于所述第二标准偏差满足所述噪声阈值，而输出对所述对象的所述指示。
16.如权利要求15所述的雷达系统，其特征在于，所述处理单元被进一步配置成：
确定先前平均振幅等于所述多个帧的平均振幅；
确定当前平均振幅等于所述先前平均振幅递增了所述后续帧的所述振幅与所述先前平均振幅之间的差的一部分，所述差的所述一部分是所述差除以所述多个帧和所述后续帧中的帧的总数量；并且
通过根据所述后续帧的所述振幅、所述先前平均振幅和所述当前平均振幅的函数递增所述第一标准偏差，来确定所述第二标准偏差。
17.如权利要求16所述的雷达系统，其特征在于，所述后续帧的所述振幅、所述先前平均振幅和所述当前平均振幅的所述函数计算如下两项的乘积：所述后续帧的所述振幅与所述先前平均振幅之间的第一差、和所述后续帧的所述振幅与所述当前平均振幅之间的第二差。
18.如权利要求16所述的雷达系统，其特征在于，所述处理单元被进一步配置成：将所述当前平均振幅存储为所述先前平均振幅，以用于后续地响应于新帧而确定新的当前平均振幅。
19.一种计算机可读存储介质，包括指令，所述指令当由雷达系统的处理单元执行时，使所述处理单元：
指令所述雷达系统的收发器生成雷达信号的多个帧，所述雷达信号具有啁啾模式，所述啁啾模式具有：多个啁啾的第一时段，在所述第一时段之后是空闲时间的第二时段，空闲时间的所述第二时段长于多个啁啾的所述第一时段；
将傅立叶变换应用于在所述多个帧中每个帧的所述第一时段期间获得的相应反射，以确定所述多个帧中每个帧的作为距离的函数的所述反射的相应振幅；
基于所述多个帧中每个帧的所述反射的所述相应振幅，确定所述多个帧中每个帧内的所述反射的所述相应振幅的标准偏差；并且
响应于在所述多个帧内的所述反射中的任何反射的所述相应振幅的所述标准偏差满足噪声阈值，而输出对在所述多个帧期间检测到有生命对象的指示。
20.一种用于检测生命对象的方法，包括：
由雷达系统生成具有啁啾模式的雷达信号的多个帧，所述啁啾模式具有：多个啁啾的第一时段，在所述第一时段之后是空闲时间的第二时段，空闲时间的所述第二时段长于多个啁啾的所述第一时段；
由所述雷达系统将傅立叶变换应用于在所述多个帧中每个帧的所述第一时段的生成期间获得的相应反射，以确定所述多个帧中每个帧的作为距离的函数的反射的相应振幅；
基于所述多个帧中每个帧的反射的所述相应振幅，由所述雷达系统确定所述多个帧中每个帧内的反射的所述相应振幅的标准偏差；以及
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