WO2022022883A1 - Dispositif d'analyse d'un habitacle de vehicule - Google Patents

Dispositif d'analyse d'un habitacle de vehicule Download PDF

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WO2022022883A1
WO2022022883A1 PCT/EP2021/065965 EP2021065965W WO2022022883A1 WO 2022022883 A1 WO2022022883 A1 WO 2022022883A1 EP 2021065965 W EP2021065965 W EP 2021065965W WO 2022022883 A1 WO2022022883 A1 WO 2022022883A1
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cir
analysis device
control unit
impulse response
electronic control
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PCT/EP2021/065965
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Onur Oguz
Pierre AVITAL
Georges DJOKIC
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Valeo Comfort And Driving Assistance
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    • G01S7/415—Identification of targets based on measurements of movement associated with the target

Definitions

  • the present invention relates to a device for analyzing a vehicle interior. It finds a particular but non-limiting application in motor vehicles.
  • a device for analyzing a vehicle interior comprises a dedicated system of 89 GHz sensors for analyzing the interior. This analysis can be used for example to detect the presence of at least one person in the passenger compartment of the vehicle or the absence of people in the passenger compartment.
  • a disadvantage of this state of the art is that this dedicated sensor system is expensive and that if a vehicle is not equipped, it must be equipped with such a dedicated sensor system in order to be able to perform the detection of presence.
  • the present invention aims to provide a device for analyzing the interior of a vehicle which makes it possible to solve the drawback mentioned above.
  • the invention proposes a device for analyzing a vehicle interior for the detection of people, characterized in that said analysis device comprises:
  • At least one ultra-wideband transmitter/receiver configured to transmit a signal over a wireless communication channel
  • At least one ultra-wideband transmitter/receiver configured to receive a signal corresponding to the transmitted signal, calculate from said received signal at least one impulse response of the wireless communication channel, and transmit said at least one impulse response of the wireless communication channel wireless communication to an electronic control unit
  • said electronic control unit configured to determine, from said at least one impulse response of the wireless communication channel, biometric characteristics and/or volumetric occupancy characteristics of the passenger compartment.
  • ultra-wide band transmitters/receivers already present in the vehicle are used which are usually used for an automatic opening/closing function of the vehicle and/or for a function of automatic starting of the vehicle, to perform a function for which they are not intended, namely a function of detecting a person in the passenger compartment of a vehicle.
  • said analysis device may further comprise one or more additional characteristics taken alone or in any technically possible combination, among the following.
  • the electronic control unit transmits the biometric characteristics and/or said volumetric occupancy characteristics to an information processing unit so that the latter executes a function determined according to the characteristics biometrics and/or said volumetric occupancy characteristics.
  • said analysis device comprises an ultra-wideband transmitter/receiver configured to transmit a signal and at least two transmitters/receivers configured to receive said signal corresponding to said transmitted signal.
  • an ultra-wideband transceiver is configured to be in transmitter mode or in receiver mode.
  • said electronic control unit is further configured to determine, from said volumetric occupancy characteristics of the passenger compartment, the presence of at least one person or the absence of people in the cabin.
  • the volumetric occupancy characteristics of the passenger compartment are a distribution in space, and/or an age category.
  • a distribution in space is:
  • an age category is:
  • said electronic control unit comprises a classifier.
  • said classifier is configured to receive as input a portion of said at least one communication channel impulse response, and an index of the time at which said communication channel impulse response was calculated.
  • said classifier is a support vector machine.
  • said electronic control unit is configured to perform a modal decomposition.
  • the biometric characteristics are a respiration rate and/or a heart rate.
  • said electronic control unit is further configured to, from said biometric characteristics, determine a state of health of at least one person in the passenger compartment of said vehicle.
  • said electronic control unit is configured to determine said biometric characteristics by means of spectral analysis.
  • FIG. 1 is a schematic view of a device for analyzing a vehicle interior, said analysis device comprising two transmitters/receivers configured to communicate via a wireless communication channel, and an electronic control unit, according to a first non-limiting embodiment of the invention
  • FIG. 2 is a top view of a vehicle in which there are two people, the top view schematically illustrating the two transmitters/receivers of the analysis device of FIG. 1, according to a non-limiting embodiment,
  • FIG. 3 is a schematic view of a vehicle interior analysis device, said analysis device comprising four transmitters/receivers configured to communicate via a wireless communication channel, and an electronic control unit, according to a second non-limiting embodiment of the invention
  • FIG. 4 is a first example of an impulse response of the wireless communication channel of Figures 1 to 3, when the passenger compartment of the vehicle is unoccupied, according to a non-limiting embodiment,
  • FIG. 5 is a second example of an impulse response of the wireless communication channel of Figures 1 to 3, when the passenger compartment of the vehicle is occupied, according to a non-limiting embodiment,
  • FIG. 6 is a third example of an impulse response of the wireless communication channel of Figures 1 to 3, when the passenger compartment of the vehicle is occupied, according to a non-limiting embodiment,
  • FIG. 7 is a fourth example of an impulse response of the wireless communication channel of Figures 1 to 3, when the passenger compartment of the vehicle is occupied, according to a non-limiting embodiment,
  • FIG. 8 is a fifth example of an impulse response of the wireless communication channel of Figures 1 to 3, when the passenger compartment of the vehicle is occupied, according to a non-limiting embodiment,
  • FIG. 9 is a diagram of an electronic control unit of the analysis device of FIG. 1 or of FIG. 3, with its inputs and its outputs, according to a first non-limiting embodiment
  • FIG. 10 is a diagram of an electronic control unit of the analysis device of FIG. 1 or of FIG. 3, with its inputs and its outputs, according to a second non-limiting embodiment
  • FIG. 11 is a diagram of an electronic control unit of the analysis device of FIG. 1 or of FIG. 3, with its inputs and its outputs, according to a third non-limiting embodiment
  • FIG. 12 is a flowchart of a method for analyzing the passenger compartment of a vehicle, implemented by the analysis device of FIG. 1 or of FIG. 3, according to one non-limiting embodiment.
  • the vehicle 3 is a motor vehicle.
  • the vehicle 3 is non-autonomous, semi-autonomous or autonomous.
  • Motor vehicle means any type of motorized or electric vehicle. This embodiment is taken as a non-limiting example in the remainder of the description. In the remainder of the description, vehicle 3 is thus otherwise called motor vehicle 3.
  • the analysis device 1 comprises:
  • At least one ultra-wide frequency band transmitter/receiver 10 configured to transmit a signal SI (function fl(10, SI, 11)),
  • At least one ultra-wide frequency band transmitter/receiver 12 configured to receive a signal S2 corresponding to said transmitted signal SI (function f2(12, S2, 11)),
  • Figure 2 illustrates a motor vehicle 3 with two people O, and a transmitter/receiver 10 of the analysis device 1 which communicates with a transmitter/receiver 12 of the analysis device 1.
  • An ultra-wide frequency band transmitter/receiver referenced 10 or 12 in the figures, is otherwise called UWB transmitter/receiver for “Ultra Wide Band” in English language. It is recalled that the main band provided for the ultra-wide frequency band is between 3.1 GHz and 10.6 GHz.
  • the signal SI otherwise called transmitted signal SI and the signal S2, otherwise called received signal S2, are ultra-wideband signals. It is recalled that an ultra-wideband signal is a signal whose bandwidth at -10 dB exceeds at any time 500 MHz and 20% of its central frequency.
  • the transmitted signal SI is transmitted over the wireless communication channel 11 (shown in dotted lines in Figures 1 and 3).
  • the received signal S2 is received via this wireless communication channel 11.
  • the transmitted signal SI takes a propagation path Pth illustrated in FIG. 2.
  • these ultra-wide frequency band transmitters/receivers are conventionally used for automatic detection of a person approaching a motor vehicle in order to perform a function automatic opening/closing of the motor vehicle, and/or an automatic start function of the motor vehicle. These functions are commonly called in English language “passive entry - passive start” or referred to as PEPS functions. To this end, for the PEPS functions, these ultra-wide frequency band transmitters/receivers are conventionally coupled with an identification unit (not shown) that the user of the motor vehicle carries with him.
  • the ultra-wide frequency band transmitter/receiver 10 is otherwise called transmitter/receiver 10
  • the ultra-wide frequency band transmitter/receiver 12 is otherwise called transmitter/receiver 12.
  • An ultra-wideband transmitter/receiver is configured to be in Tx transmitter mode or Rx receiver mode. It will be noted that a transmitter/receiver is called “transceiver” in Anglo-Saxon language.
  • the transmitter/receiver 10 which is in Tx transmission mode sends the signal SI periodically. In a non-limiting example, it transmits the signal SI every second.
  • the transmitter/receiver 12 which is in Rx reception mode is further configured to calculate from said received signal S2 at least one impulse response CIR of the wireless communication channel 11 (function f3(12, S2, CIR )).
  • a CIR impulse response of the wireless communication channel 11 is otherwise called CIR impulse response or CIR response. It is called “Channel Impulse Response” in the Anglo-Saxon language.
  • An impulse response CIR reflects all the reflections of the emitted signal SI on all the objects around the motor vehicle 3 (people, trees, other vehicles, buildings, etc.) and on all the people inside the motor vehicle 3.
  • a CIR impulse response is characterized by different amplitudes over different durations.
  • the transmitter/receiver 12 automatically calculates a CIR response as soon as it receives an SI signal. In one embodiment not limiting, the transmitter/receiver 12 calculates a CIR impulse response over a window of about 1 microsecond.
  • Transmitter/receiver 12 is further configured to transmit the CIR impulse response that it has calculated to electronic control unit 13 (function f4(12, 13, CIR)).
  • the electronic control unit 13 is configured to receive said impulse response CIR (function f4'(13, 12, CIR)). It receives it from the transmitter/receiver 12 over a wired communication channel such as, in a non-limiting example, a CAN “Control Area Network” data bus.
  • a wired communication channel such as, in a non-limiting example, a CAN “Control Area Network” data bus.
  • the electronic control unit 13 is further configured to determine from said at least one impulse response CIR the biometric characteristics B and/or the volumetric occupancy characteristics P of the passenger compartment 30 (function f5(13 , CIR, B, P)).
  • the electronic control unit 13 is further configured to determine from said volumetric occupancy characteristics P of the passenger compartment 30 the presence/absence Al the presence of at least one person O in the passenger compartment 30, namely the presence of at least one person O or the absence of persons O in the passenger compartment 30 (function f6(13, P, O, Al)).
  • the electronic control unit 13 is further configured to determine from said biometric characteristics B a state of health A2 of said at least one person O (function f7(13, B, A2)). It will be noted that there may be detection of the presence/absence Al of at least one person O and/or detection of the state of health A2 of at least one person O.
  • the volumetric occupancy characteristics P of the passenger compartment 30 are a distribution in space pl, and/or an age category p2.
  • an age category p2 is: baby, and/or child, and/or
  • a distribution in space p1 is: an unoccupied passenger compartment, or an occupation of the front right space, and/or an occupation of the front left space, and/or an occupation of the rear right space, and/or
  • the age category p2 can be classified into weight ranges p21, and/or height ranges p22.
  • the weight ranges p21 and the size ranges p22 thus make it possible to determine the age categories p2 (baby, child or adult).
  • weight ranges p21 are included: between 0 kg and 100 kg for a baby, and between 11 kg and 39 kg for a child, and
  • size ranges p22 are included: between 0.8m and 1m for a baby, and between 1.05m and 1.40m for a child, and
  • the electronic control unit 13 comprises a classifier 130 (illustrated in FIG. 9) for determining volumetric occupancy characteristics P of the passenger compartment 30. These are determined by function of the people O present in the passenger compartment 30.
  • the function f5(13, CIR, B, P) described above thus uses a classifier 130.
  • the classifier 130 performs a volumetric occupancy analysis of periodically, every 5 seconds in a non-limiting example.
  • the classifier 130 is a support vector machine, otherwise called “Support Vector Machine” in English language.
  • a support vector machine is appropriate for a motor vehicle application because it does not require excessive consumption in terms of the number of calculation cycles for the electronic control unit 13 which is integrated into a motor vehicle. 3.
  • a ground truth database Bdd comprising CIR responses each with an associated SI label (otherwise called "label" in English language). Saxon) is used.
  • 1000 CIR responses per tag can be used for SVM machine learning.
  • the SI labels are:
  • SI labels instead of the baby, child and adult SI labels, it is possible to have the SI labels corresponding to the weight ranges p21 and/or to the size ranges p22 seen previously. Thus, we obtain the following SI labels:
  • the classifier 130 receives as input an impulse response CIR and a time index x at which the impulse response CIR has been calculated.
  • the classifier 130 generates at output the volumetric occupancy characteristics P among those mentioned above.
  • the classifier 130 receives as input portions d of the impulse response CIR.
  • the transmitter/receiver 12 which is in Rx reception mode is also configured to perform thresholding (function flO (12, CIR, d) illustrated in FIGS. 1 or 3). Thresholding is performed in order to recover a portion dl (shown in Figures 5-8) around a first peak ml (shown in Figures 5-8) encountered in the CIR impulse response.
  • the portion dO does not correspond to any signal, namely it is noise. This portion dO will be discarded by thresholding.
  • the portion dO is not representative of the presence of a person O in the passenger compartment 30.
  • the portion d2 selected is representative of the objects which are in the vicinity of the motor vehicle 3, namely outside the motor vehicle 3 It corresponds for example to a distance of 6 meters more with respect to the direct propagation path between the transmitter/receiver 10 and the transmitter/receiver 12. Also, it is not necessary for the classifier 130 to take this portion d2 into consideration for determining the presence/absence of people O in the passenger compartment 30.
  • this portion d2 will also be discarded by the fixed size of d1.
  • a first peak ml which is the emitted signal SI which arrives directly at the transmitter/receiver 12 without encountering any obstacle (namely which imprints a direct propagation path), and the others peaks which are reflections of the signal SI on at least one obstacle such as a person O who is in the passenger compartment 30. Only the portion d1 which corresponds to a distance of up to 3 to 6 meters of detour between the transmitter /receiver 10 and the transmitter/receiver 12 is taken into account.
  • the portion d1 which is selected has a duration comprised between 20 ns (nanoseconds) and 60 ns. This range of values is determined according to the computing power of the electronic control unit 13. It will be noted that 20 ns correspond to approximately 6 meters. This corresponds to a few samples of the CIR impulse response (approximately twenty in a non-limiting example) around a first peak ml. This makes it possible to take into account the reflected signals coming from the emitted signal SI which have bounced off obstacles inside the passenger compartment 30 and which have therefore traveled a path of approximately 6 meters. In the example of FIGS. 5 to 8, the portion d1 is located at a time interval between 700 ns and 800 ns.
  • the electronic control unit 13 is further configured to filter the CIR impulse response or the d portions of the CIR impulse response (wire function (13, CIR(d)) illustrated on figures 1 or 3). This allows for a purer CIR impulse response.
  • the filtering is carried out by means of a blind deconvolution.
  • the classifier 130 can deduce therefrom the volumetric occupancy characteristics P of the passenger compartment 30.
  • the transmitter/receiver 10, which is in Tx transmitter mode is configured to transmit an SI signal every second. This is sufficient for the classifier 13 to obtain a classification, namely to obtain the volumetric occupancy characteristics P of the passenger compartment 30.
  • volumetric occupancy characteristics P is a combination between the distribution in space p21 and the age category p2, one obtains by means of the classifier 130 volumetric occupancy characteristics P classified according to the SI labels cited above in the first non-limiting example, and used for learning.
  • volumetric occupancy characteristics P is a combination between the distribution in space p21 and weight ranges p22 of a person O
  • the classification by the classifier 130 is based on an aggregation of volumetric occupancy characteristics P (in the case where there are combinations).
  • volumetric occupancy characteristics P in the case where there are combinations.
  • Figure 4 illustrates a CIR impulse response when there is no one in the passenger compartment 30. This is a control CIR impulse response when the motor vehicle 3 is empty.
  • Figure 5 illustrates in a non-limiting example a CIR impulse response of a child and being at the front left of the passenger compartment 30.
  • Figure 6 illustrates a CIR impulse response of a child and being at the front right of the passenger compartment 30.
  • Figure 7 illustrates in a non-limiting example a CIR impulse response of an adult and located at the front left of the passenger compartment 30.
  • Figure 8 illustrates in a non-limiting example a CIR impulse response of a child and located at the front right of the passenger compartment 30 and of an adult and located at the front left of the passenger compartment 30.
  • the electronic control unit 13 performs a DM modal decomposition (illustrated in FIG. 10).
  • the DM modal breakdown is based on the same principle as the SVM machine, namely the classification of the volumetric occupancy characteristics P of the passenger compartment 30, but will take into consideration a sum of volumetric occupancy characteristics P instead of a aggregation.
  • the CIR impulse response is filtered (wire function (13, CIR(d)) illustrated in FIGS. 1 or 3).
  • the electronic control unit 13 is configured to carry out a spectral analysis SA (illustrated in FIG. 11) from said impulse response CIR received as input to determine the biometric characteristics B of at least one person O.
  • the function f5(13, CIR, B, P) described above thus makes use of a spectral analysis SA.
  • the biometric characteristics B are a respiration rate RR and/or a heart rate HR.
  • the electronic control unit 13 receives as input the impulse response CIR and a time index n at which the impulse response CIR has been calculated.
  • the transmitter/receiver 10 which is in Tx transmission mode is configured to transmit an SI signal at a frequency between 10ms (milliseconds) and 50ms. This allows the transmitter/receiver 12 to receive several signals S2 corresponding to the signals SI over time. It will be noted that since the electronic control unit 13 can detect the presence/absence A1 of at least one person O and/or the state of health A2 of at least one person O, this third embodiment can be combined with the first embodiment (classifier 130) or the second embodiment (DM modal decomposition).
  • the electronic control unit 13 recovers at least 500 CIR impulse responses per minute, that is approximately 8.5 CIR impulse responses per second. It should be noted that the average HR heart rate of a person at rest is 70 beats/minute and in the event of stress, high concentration or physical effort between 140 and 250 beats/minute. The fact of recovering 500 CIR impulse responses per minute makes it possible to be able to determine a heart rate which goes up to 250 beats/minute.
  • the electronic control unit 13 recovers at least 100 CIR impulse responses per minute, that is approximately 1.5 CIR impulse responses per second. It should be noted that the average RR respiration rate of a 6 month old baby is between 25 to 40 breaths/minute, of a 3 year old child between 20 and 30 breaths/minute, of a 6 year old child between 18 and 25 breaths/minute and of an adult between 12 and 18 breaths/minute. The fact of recovering 100 CIR impulse responses per minute is enough to cover the breaths of a baby, child and adult.
  • the CIR impulse response is filtered (wire function (13, CIR) illustrated in Figures 1 or 2).
  • the spectral analysis is done by Fourier transform, by wavelets, by a frequency estimation algorithm called MUSIC for "Multiple Signal Classification" known to those skilled in the art, etc. .
  • the non-limiting example of spectral analysis by Fourier transform is done as follows.
  • a CIR impulse response is in the time domain.
  • portions d1 of the impulse response CIR are taken over time.
  • the portions d1 are taken over 10 CIR impulse responses received over time. This gives 10 samples of dl portions.
  • the Fourier transform is applied to these 10 samples to recover the peaks in the frequency domain. From these peaks, the frequency of these peaks is determined and it is compared with reference frequencies expected for a baby, a child, an adult, the reference frequencies being heart frequencies H R or respiration frequencies RR. It will be noted that the HR heart rates and the RR respiration rates are different in terms of their distribution of the peaks, so they can be differentiated.
  • the analysis device 1 comprises a transmitter/receiver 11 which is in Tx transmission mode, and a single transmitter/receiver 12 which is in Rx reception mode.
  • the analysis device 1 comprises a transmitter/receiver 11 which is in Tx transmission mode, and a plurality of transmitters/receivers 12 which are in reception mode. Rx.
  • the analysis device 1 comprises a transmitter/receiver 11 which is in Tx transmission mode, and three transmitters/receivers 12 which are in Rx reception mode.
  • the detection of at least one least one person O in the passenger compartment 30 of the vehicle 3 will be more precise and more discriminating. This makes it easier to distinguish different situations which could be seen as identical from the point of view of a single transmitter/receiver 12. Furthermore, this makes it easier to distinguish several people O in the passenger compartment 30, which is more difficult when a single transmitter/receiver 12 in Rx reception mode is used, even if the latter can calculate several impulse responses CIR from a signal SI transmitted periodically.
  • the electronic control unit 13 is further configured to transmit the biometric characteristics B and/or the volumetric characteristics P (function f8(13, 31(F), B, P) illustrated in FIG. 1 or FIG. 3) to an information processing unit 31 which can execute functions F such as security functions, functions detection of abnormal states, energy saving functions, or infotainment functions, etc. These functions F are thus determined as a function of the biometric characteristics B and/or of the volumetric occupancy characteristics P which have been found.
  • the information processing unit 31 is part of the vehicle automobile 3 or is not part of the motor vehicle 3. In the latter case, in a non-limiting example, it is a mobile telephone or an identifier of the motor vehicle 3.
  • the function F will send an alert message to the mobile phone of the user of the vehicle automobile 3 in a non-limiting example
  • the function F will be a safety function, such as the transmission of a voice message, an instruction to the vehicle driving assistance module to brake, park, automatically stop the vehicle, automated contact of the competent authorities, in non-limiting examples,
  • the function F will be the activation of the heating of the seats on which the different people O are seated, the supply of the screens arranged in front of said people O, the prohibition to open the rear doors or windows if there are children or babies, activation of the passenger screen according to one configuration and activation of the driver's screen according to another configuration, deactivation of the screens s there is no one on the seats and any other appropriate service depending on vehicle occupancy.
  • the analysis device 1 makes it possible to implement a method for analyzing a passenger compartment 30 of a vehicle 3.
  • the analysis method 5 is illustrated in FIG. 12.
  • the analysis method 5 further comprises a step of detecting the presence/absence Al of people in the passenger compartment 30, a step of detecting the state of health A2 of at least one person O, and a step of transmitting the volumetric characteristics P and/or the biometric characteristics B to the information processing unit 31.
  • the analysis method 5 comprises the following steps.
  • step El illustrated Fl (10, SI, 11), at least one ultra-wideband transceiver
  • a step E2) illustrated F2(12, S2, 11
  • at least one ultra-wideband transmitter/receiver 12 receives a signal S2 corresponding to the transmitted signal SI.
  • a step E3) illustrated F3(12, S2, CIR), from said received signal S2, said at least one ultra-wideband transmitter/receiver 12 calculates at least one impulse response CIR of the channel wireless communication device 11.
  • the impulse response CIR is transmitted to the control unit 13 (step E4, illustrated F4(12, 13, CIR)) and received by the control unit 13 (step E4' illustrated F4'( 13, 12, CIR)).
  • step E5) illustrated F5(13, CIR, B, P), from said at least one impulse response CIR of the wireless communication channel 11, said electronic control unit 13 determines biometric characteristics B and/or volumetric occupancy characteristics P of the passenger compartment 30.
  • the analysis method 5 further comprises a step E6), illustrated F6(13, P, O, Al), according to which said electronic control unit 13 determines from the occupancy characteristics volumetric P of the passenger compartment 30, the presence/absence Al of people O in the passenger compartment 30.
  • the analysis method 5 further comprises a step E7), illustrated F7(13, B, A2), according to which the electronic control unit 13 determines from said biometric characteristics B a state of health A2 of at least one person O.
  • the analysis method 5 further comprises a step E8), illustrated F8(13, 31(F), B, P), according to which the electronic control unit 13 transmits volumetric characteristics P and/or biometric characteristics B to an information processing unit 31 so that the latter executes a function F determined as a function of the biometric characteristics B and/or of said volumetric occupancy characteristics P which have been found by analysis of CIR impulse response or CIR impulse responses.
  • step E6 and E7 can be executed in parallel. It will be noted that steps E6 to E8 being optional, they are illustrated in broken lines in FIG. 12.
  • the description of the invention is not limited to the embodiments described above and to the field described above.
  • the invention also applies to the occupation of the passenger compartment 30 by at least one animal such as a dog.

Abstract

L'invention concerne un dispositif d'analyse d'un habitacle (30) d'un véhicule (3) pour la détection de personnes (O), caractérisé en ce qu'il comprend : - au moins un émetteur/récepteur à bande ultra large (10) configuré pour émettre un signal (S1) sur un canal de communication sans fil (11), - au moins un émetteur/récepteur à bande ultra large (12) configuré pour recevoir un signal (S2) correspondant au signal émis (S1), calculer à partir dudit signal reçu (S2) au moins une réponse impulsionnelle (CIR) du canal de communication sans fil (11), et transmettre ladite au moins une réponse impulsionnelle (CIR) du canal de communication sans fil (11) à une unité de contrôle électronique (13), - l'unité de contrôle électronique (13) configurée pour déterminer à partir de ladite au moins une réponse impulsionnelle (CIR) du canal de communication sans fil (11) des caractéristiques biométriques (B) et/ou des caractéristiques d'occupation volumétriques (P) de l'habitacle (30).

Description

Description
Titre de l'invention : DISPOSITIF D'ANALYSE D'UN HABITACLE DE VEHICULE
[1] La présente invention se rapporte à un dispositif d'analyse d'un habitacle de véhicule. Elle trouve une application particulière mais non limitative dans les véhicules automobiles.
[2] Dans le domaine des véhicules automobiles, un dispositif d'analyse d'un habitacle de véhicule comprend un système dédié de capteurs à 89GHz pour analyser l'habitacle. Cette analyse peut servir par exemple pour détecter la présence d'au moins une personne dans l'habitacle du véhicule ou l'absence de personnes dans l'habitacle.
[3] Un inconvénient de cet état de la technique est que ce système de capteurs dédié est coûteux et que si un véhicule n'est pas équipé, il faut l'équiper d'un tel système de capteurs dédié pour pouvoir effectuer la détection de présence.
[4] Dans ce contexte, la présente invention vise à proposer un dispositif d'analyse d'un habitacle d'un véhicule qui permettre de résoudre l'inconvénient mentionné précédemment.
[5] A cet effet, l'invention propose un dispositif d'analyse d'un habitacle d'un véhicule pour la détection de personnes, caractérisé en ce que ledit dispositif d'analyse comprend :
- au moins un émetteur/récepteur à bande ultra large configuré pour émettre un signal sur un canal de communication sans fil,
- au moins un émetteur/récepteur à bande ultra large configuré pour recevoir un signal correspondant au signal émis, calculer à partir dudit signal reçu au moins une réponse impulsionnelle du canal de communication sans fil, et transmettre ladite au moins une réponse impulsionnelle du canal de communication sans fil à une unité de contrôle électronique,
- ladite unité de contrôle électronique configurée pour déterminer à partir de ladite au moins une réponse impulsionnelle du canal de communication sans fil des caractéristiques biométriques et/ou des caractéristiques d'occupation volumétriques de l'habitacle.
[6] Ainsi, comme on va le voir ci-après on utilise des émetteurs/récepteurs à bande ultra large déjà présents dans le véhicule qui sont utilisés habituellement pour une fonction d'ouverture/fermeture automatique du véhicule et/ou pour une fonction de démarrage automatique du véhicule, pour réaliser une fonction pour laquelle ils ne sont pas destinés, à savoir une fonction de détection d'une personne dans l'habitacle d'un véhicule. Ainsi, il n'est pas nécessaire d'avoir un système de capteurs dédiés. [7] Selon des modes de réalisation non limitatifs, ledit dispositif d'analyse peut comporter en outre une ou plusieurs caractéristiques supplémentaires prises seules ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles, parmi les suivantes.
[8] Selon un mode de réalisation non limitatif, l'unité de contrôle électronique transmet les caractéristiques biométriques et/ou desdites caractéristiques d'occupation volumétriques à une unité de traitement d'information pour que cette dernière exécute une fonction déterminée en fonction des caractéristiques biométriques et/ou desdites caractéristiques d'occupation volumétriques.
[9] Selon un mode de réalisation non limitatif, ledit dispositif d'analyse comprend un émetteur/récepteur à bande ultra large configuré pour émettre un signal et au moins deux émetteurs/récepteurs configurés pour recevoir ledit signal correspondant audit signal émis.
[10] Selon un mode de réalisation non limitatif, un émetteur/récepteur à bande ultra large est configuré pour être en mode émetteur ou en mode récepteur.
[11] Selon un mode de réalisation non limitatif, ladite unité de contrôle électronique est en outre configurée pour déterminer, à partir desdites caractéristiques d'occupation volumétriques de l'habitacle, la présence d'au moins une personne ou l'absence de personnes dans l'habitacle.
[12] Selon un mode de réalisation non limitatif, les caractéristiques d'occupation volumétriques de l'habitacle sont une répartition dans l'espace, et/ou une catégorie d'âge.
[13] Selon un mode de réalisation non limitatif, une répartition dans l'espace est :
- un habitacle inoccupé,
- une occupation de l'espace avant droit,
- une occupation de l'espace avant gauche,
- une occupation de l'espace arrière droit,
- une occupation de l'espace arrière gauche.
[14] Selon un mode de réalisation non limitatif, une catégorie de d'âge est :
- un bébé,
- un enfant,
- un adulte.
[15] Selon un mode de réalisation non limitatif, ladite unité de contrôle électronique comprend un classificateur. [16] Selon un mode de réalisation non limitatif, ledit classificateur est configuré pour recevoir en entrée une portion de ladite au moins une réponse impulsionnelle du canal de communication, et un indice de temps auquel ladite réponse impulsionnelle du canal de communication a été calculée.
[17] Selon un mode de réalisation non limitatif, ledit classificateur est une machine à vecteurs de support.
[18] Selon un mode de réalisation non limitatif, ladite unité de contrôle électronique est configurée pour réaliser une décomposition modale.
[19] Selon un mode de réalisation non limitatif, les caractéristiques biométriques sont une fréquence de respiration et/ou une fréquence cardiaque.
[20] Selon un mode de réalisation non limitatif, ladite unité de contrôle électronique est en outre configurée pour, à partir desdites caractéristiques biométriques déterminer un état de santé d'au moins une personne dans l'habitacle dudit véhicule.
[21] Selon un mode de réalisation non limitatif, ladite unité de contrôle électronique est configurée pour déterminer lesdites caractéristiques biométriques au moyen d'une analyse spectrale.
[22] Il est en outre proposé un procédé d'analyse d'un habitacle d'un véhicule pour la détection de personnes, caractérisé en ce que ledit procédé d'analyse comprend :
- l'émission par au moins un émetteur/récepteur à bande ultra large d'un signal sur un canal de communication sans fil,
- la réception par au moins un émetteur/récepteur à bande ultra large d'un signal correspondant au signal émis,
- à partir dudit signal reçu, le calcul par ledit au moins un émetteur/récepteur à bande ultra large d'au moins une réponse impulsionnelle du canal de communication sans fil,
- la transmission par ledit au moins un émetteur/récepteur à bande ultra large de ladite au moins une réponse impulsionnelle du canal de communication sans fil à une unité de contrôle électronique,
- à partir de ladite au moins une réponse impulsionnelle du canal de communication sans fil, la détermination par ladite unité de contrôle électronique de caractéristiques biométriques et/ou de caractéristiques d'occupation volumétriques de l'habitacle.
[23] L'invention et ses différentes applications seront mieux comprises à la lecture de la description qui suit et à l'examen des figures qui l'accompagnent :
[24] [Fig. 1] est une vue schématique d'un dispositif d'analyse d'un habitacle de véhicule, ledit dispositif d'analyse comprenant deux émetteurs/récepteurs configurés pour communiquer via un canal de communication sans fil, et une unité de contrôle électronique, selon un premier mode de réalisation non limitatif de l'invention,
[25] [Fig. 2] est une vue de dessus d'un véhicule dans lequel se trouve deux personnes, la vue de dessus illustrant de façon schématique les deux émetteurs/récepteurs du dispositif d'analyse de la figure 1, selon un mode de réalisation non limitatif,
[26] [Fig. 3] est une vue schématique d'un dispositif d'analyse d'un habitacle de véhicule, ledit dispositif d'analyse comprenant quatre émetteurs/récepteurs configurés pour communiquer via un canal de communication sans fil, et une unité de contrôle électronique, selon un deuxième mode de réalisation non limitatif de l'invention,
[27] [Fig. 4] est un premier exemple d'une réponse impulsionnelle du canal de communication sans fil des figures 1 à 3, lorsque l'habitacle du véhicule est inoccupé, selon un mode de réalisation non limitatif,
[28] [Fig. 5] est un deuxième exemple d'une réponse impulsionnelle du canal de communication sans fil des figures 1 à 3, lorsque l'habitacle du véhicule est occupé, selon un mode de réalisation non limitatif,
[29] [Fig. 6] est un troisième exemple d'une réponse impulsionnelle du canal de communication sans fil des figures 1 à 3, lorsque l'habitacle du véhicule est occupé, selon un mode de réalisation non limitatif,
[30] [Fig. 7] est un quatrième exemple d'une réponse impulsionnelle du canal de communication sans fil des figures 1 à 3, lorsque l'habitacle du véhicule est occupé, selon un mode de réalisation non limitatif,
[31] [Fig. 8] est un cinquième exemple d'une réponse impulsionnelle du canal de communication sans fil des figures 1 à 3, lorsque l'habitacle du véhicule est occupé, selon un mode de réalisation non limitatif,
[32] [Fig. 9] est un schéma d'une unité de contrôle électronique du dispositif d'analyse de la figure 1 ou de la figure 3, avec ses entrées et ses sorties, selon un premier mode de réalisation non limitatif,
[33] [Fig. 10] est un schéma d'une unité de contrôle électronique du dispositif d'analyse de la figure 1 ou de la figure 3, avec ses entrées et ses sorties, selon un deuxième mode de réalisation non limitatif,
[34] [Fig. 11] est un schéma d'une unité de contrôle électronique du dispositif d'analyse de la figure 1 ou de la figure 3, avec ses entrées et ses sorties, selon un troisième mode de réalisation non limitatif, [35] [Fig. 12] est un organigramme d'un procédé d'analyse d'un habitacle d'un véhicule, mis en oeuvre par le dispositif d'analyse de la figure 1 ou de la figure 3, selon un mode de réalisation non limitatif.
[36] Les éléments identiques, par structure ou par fonction, apparaissant sur différentes figures conservent, sauf précision contraire, les mêmes références.
[37] Le dispositif d'analyse 1 d'un habitacle 30 de véhicule 3 selon l'invention est décrit en référence aux figures 1 à 10. Dans un mode de réalisation non limitatif, le véhicule 3 est un véhicule automobile. Dans un mode de réalisation non limitatif, le véhicule 3 est non-autonome, semi- autonome ou autonome. Par véhicule automobile, on entend tout type de véhicule motorisé ou électrique. Ce mode de réalisation est pris comme exemple non limitatif dans la suite de la description. Dans la suite de la description, le véhicule 3 est ainsi autrement appelé véhicule automobile 3.
[38] Tel qu'illustré sur la figure 1 ou la figure 3, dans un mode de réalisation non limitatif, le dispositif d'analyse 1 comprend :
- au moins un émetteur/récepteur à bande de fréquence ultra large 10 configuré pour émettre un signal SI (fonction fl(10, SI, 11)),
- au moins un émetteur/récepteur à bande de fréquence ultra large 12 configuré pour recevoir un signal S2 correspondant audit signal émis SI (fonction f2(12, S2, 11)),
- une unité de contrôle électronique 13.
[39] La figure 2 illustre un véhicule automobile 3 avec deux personnes O, et un émetteur/récepteur 10 du dispositif d'analyse 1 qui communique avec un émetteur/récepteur 12 du dispositif d'analyse 1.
[40] Un émetteur/récepteur à bande de fréquence ultra large, référencé 10 ou 12 sur les figures, est autrement appelé émetteur/récepteur UWB pour « Ultra Wide Band » dans le langage anglo-saxon. On rappelle que la bande principale prévue pour la bande de fréquence ultra large se situe entre 3.1 GHz et 10.6 GHz. Le signal SI, autrement appelé signal émis SI et le signal S2, autrement appelé signal reçu S2, sont des signaux ultra large bande. On rappelle qu'un signal ultra large bande est un signal dont la bande passante à -10 dB excède à tout moment 500 MHz et 20% de sa fréquence centrale. Le signal émis SI est émis sur le canal de communication sans fil 11 (illustré en pointillés sur les figures 1 et 3). Le signal reçu S2 est reçu via ce canal de communication sans fil 11. Le signal émis SI emprunte un chemin de propagation Pth illustré sur la figure 2. On notera que ces émetteurs/récepteurs à bande de fréquence ultra large sont utilisés classiquement pour la détection automatique d'une personne qui s'approche d'un véhicule automobile afin de réaliser une fonction d'ouverture/fermeture automatique du véhicule automobile, et/ou une fonction de démarrage automatique du véhicule automobile. Ces fonctions sont couramment appelées dans le langage anglo-saxon « passive entry - passive start » ou référencées fonctions PEPS. A cet effet, pour les fonctions PEPS, ces émetteurs/récepteurs à bande de fréquence ultra large sont classiquement couplés avec une unité d'identification (non illustré) que l'utilisateur du véhicule automobile porte sur lui.
[41] Dans la suite de la description, l'émetteur/récepteur à bande de fréquence ultra large 10 est autrement appelé émetteur/récepteur 10, et l'émetteur/récepteur à bande de fréquence ultra large 12 est autrement appelé émetteur/récepteur 12.
[42] Un émetteur/récepteur à bande de fréquence ultra large est configuré pour être en mode émetteur Tx ou en mode récepteur Rx. On notera qu'un émetteur/récepteur est appelé « transceiver » dans le langage anglo-saxon.
[43] L'émetteur/récepteur 10 qui est en mode émission Tx envoie le signal SI de façon périodique. Dans un exemple non limitatif, il émet le signal SI toutes les secondes.
[44] L'émetteur/récepteur 12 qui est en mode de réception Rx est en outre configuré pour calculer à partir dudit signal reçu S2 au moins une réponse impulsionnelle CIR du canal de communication sans fil 11 (fonction f3(12, S2, CIR)). Dans la suite de la description, une réponse impulsionnelle CIR du canal de communication sans fil 11 est autrement appelée réponse impulsionnelle CIR ou réponse CIR. Elle est appelée « Channel Impulse Response » dans le langage anglo-saxon. Une réponse impulsionnelle CIR reflète toutes les réflexions du signal émis SI sur tous les objets aux alentours du véhicule automobile 3 (personnes, arbres, autres véhicules, bâtiments etc.) et sur toutes les personnes se trouvant à l'intérieur du véhicule automobile 3. Une réponse impulsionnelle CIR est caractérisée par différentes amplitudes sur différentes durées. Des exemples de réponses impulsionnelles CIR sont illustrées sur les figures 4 à 8 expliquées plus loin dans la description. En abscisse on retrouve le temps de trajet T d'un signal réfléchi issu du signal émis SI, et en ordonnée sa puissance Pu. Le temps de trajet T correspond à une distance à laquelle se trouve l'objet sur lequel le signal émis SI s'est réfléchi, autrement dit au chemin de propagation Pth parcouru par le signal SI jusqu'à l'émetteur/récepteur 12. Ainsi, grâce aux réponses impulsionnelles CIR, l'état du canal de communication sans fil 11 est surveillé. Les changements de cet état sont exploités pour déterminer des caractéristiques d'occupation volumétriques P de l'habitacle 30 et des caractéristiques biométriques B. On notera que le fait de calculer une réponse impulsionnelle CIR fait partie des fonctions intrinsèques des émetteurs/récepteurs UWB : l'émetteur/récepteur 12 calcule automatiquement une réponse CIR dès qu'il reçoit un signal SI. Dans un mode de réalisation non limitatif, l'émetteur/récepteur 12 calcule une réponse impulsionnelle CIR sur une fenêtre d'environ 1 microseconde.
[45] L'émetteur/récepteur 12 est en outre configuré pour transmettre la réponse impulsionnelle CIR qu'elle a calculée à l'unité de contrôle électronique 13 (fonction f4(12, 13, CIR)).
[46] L'unité de contrôle électronique 13 est configurée pour recevoir ladite réponse impulsionnelle CIR (fonction f4'(13, 12, CIR)). Elle le reçoit de l'émetteur/récepteur 12 sur un canal de communication filaire tel que dans un exemple non limitatif un bus de données CAN « Control Area Network ».
[47] L'unité de contrôle électronique 13 est en outre configurée pour déterminer à partir de ladite au moins une réponse impulsionnelle CIR des caractéristiques biométriques B et/ou des caractéristiques d'occupation volumétriques P de l'habitacle 30 (fonction f5(13, CIR, B, P)).
[48] Dans un mode de réalisation non limitatif, l'unité de contrôle électronique 13 est en outre configurée pour déterminer à partir desdites caractéristiques d'occupation volumétriques P de l'habitacle 30 la présence/l'absence Al la présence d'au moins une personne O dans l'habitacle 30, à savoir la présence d'au moins une personne O ou l'absence de personnes O dans l'habitacle 30 (fonction f6(13, P, O, Al)).
[49] Dans un mode de réalisation non limitatif, l'unité de contrôle électronique 13 est en outre configurée pour déterminer à partir desdites caractéristiques biométriques B un état de santé A2 de ladite au moins une personne O (fonction f7(13, B, A2)). On notera qu'il peut y avoir détection de la présence/absence Al d'au moins une personne O et/ou détection de l'état de santé A2 d'au moins une personne O.
[50] Dans un mode de réalisation non limitatif, les caractéristiques d'occupation volumétriques P de l'habitacle 30 sont une répartition dans l'espace pl, et/ou une catégorie d'âge p2. On peut définir n'importe quelle combinaison de pl et p2.
[51] Dans un mode de réalisation non limitatif, une catégorie d'âge p2 est: bébé, et/ou enfant, et/ou
- adulte.
[52] Dans un mode de réalisation non limitatif, une répartition dans l'espace pl est: un habitacle 30 inoccupé, ou une occupation de l'espace avant droit, et/ou une occupation de l'espace avant gauche, et/ou une occupation de l'espace arrière droit, et/ou
- une occupation de l'espace arrière gauche.
[53] Dans un mode de réalisation non limitatif, la catégorie d'âge p2 peut être classifiée en plages de poids p21, et/ou en plages de taille p22. Les plages de poids p21 et les plages de taille p22 permettent ainsi de déterminer les catégories d'âge p2 (bébé, enfant ou adulte).
[54] Dans un mode de réalisation non limitatif, des plages de poids p21 sont comprises : entre 0kg et lOKg pour un bébé, et entre 11kg et 39kg pour un enfant, et
- entre 40kg et 100kg pour un adulte.
[55] Dans un mode de réalisation non limitatif, des plages de taille p22 sont comprises: entre 0,8m et lm pour un bébé, et entre 1,05m et 1,40m pour un enfant, et
- entre 1,45m et 2m pour un adulte.
[56] Dans un premier mode de réalisation non limitatif, l'unité de contrôle électronique 13 comprend un classificateur 130 (illustré sur la figure 9) pour déterminer des caractéristiques d'occupation volumétriques P de l'habitacle 30. Ces dernières sont déterminées en fonction des personnes O présentes dans l'habitacle 30. La fonction f5(13, CIR, B, P) décrite précédemment fait ainsi appel à un classificateur 130. Dans un exemple non limitatif, le classificateur 130 effectue une analyse d'occupation volumétrique de façon périodique, toutes les 5 secondes dans un exemple non limitatif.
[57] Dans un mode de réalisation non limitatif, le classificateur 130 est une machine à vecteurs de support, autrement appelé « Support Vector Machine » dans le langage anglo-saxon. L'utilisation d'une machine à vecteurs de support est appropriée pour une application véhicule automobile car elle ne nécessite pas une consommation trop importante en terme de nombre de cycles de calcul pour l'unité de contrôle électronique 13 qui est intégrée dans un véhicule automobile 3. On notera que pour l'apprentissage de la machine à vecteurs de support, autrement appelée machine SVM, une base de données vérité terrain Bdd comprenant des réponses CIR avec chacune une étiquette SI associée (autrement appelée « label » dans le langage anglo-saxon) est utilisée. Dans un mode de réalisation non limitatif, 1000 réponses CIR par étiquette peuvent être utilisées pour l'apprentissage de la machine SVM.
[58] Ainsi, dans un exemple non limitatif, les étiquettes SI sont:
1) un habitacle inoccupé,
2) une occupation de l'espace avant droit,
3) une occupation de l'espace avant gauche, 4) une occupation de l'espace arrière droit,
5) une occupation de l'espace arrière gauche,
6) un bébé,
7) un enfant,
8) un adulte,
- 9) toute combinaison simple ou multiple entre 2 à 8. Cela permet de prendre en compte les cas où il y a plusieurs personnes O dans l'habitacle 30.
[59] Dans un autre exemple non limitatif, au lieu des étiquettes SI bébé, enfant et adulte, on peut avoir les étiquettes SI correspondantes aux plages de poids p21 et/ou aux plages de taille p22 vues précédemment. Ainsi, on obtient les étiquettes SI suivantes:
1) un habitacle inoccupé, ou
- 2) une occupation de l'espace avant droit et plages de poids d'un adulte, et/ou
- 3) une occupation de l'espace avant gauche et plages de poids d'un adulte, et/ou
- 4) une occupation de l'espace arrière droit et plages de poids d'un adulte, et/ou
- 5) une occupation de l'espace arrière gauche et plages de poids d'un adulte, et/ou
- 6) une occupation de l'espace avant droit et plages de poids d'un enfant, et/ou
- 7) une occupation de l'espace avant gauche et plages de poids d'un enfant, et/ou
- 8) une occupation de l'espace arrière droit et plages de poids d'un enfant, et/ou
- 9) une occupation de l'espace arrière gauche et plages de poids d'un enfant, et/ou
- 10) occupation de l'espace avant droit et plages de poids d'un bébé, et/ou
- 11) une occupation de l'espace avant gauche et plages de poids d' un bébé, et/ou
- 12) une occupation de l'espace arrière droit et plages de poids d' un bébé, et/ou
- 13) une occupation de l'espace arrière gauche et plages de poids d'un bébé, et/ou
- 14) toute combinaison simple ou multiple entre les cas 2 à 13. Cela permet de prendre en compte les cas où il y a plusieurs personnes O dans l'habitacle 30.
[60] Dans une première variante de réalisation non limitative, le classificateur 130 reçoit en entrée une réponse impulsionnelle CIR et un indice de temps x auquel la réponse impulsionnelle CIR a été calculée. Le classificateur 130 génère en sortie les caractéristiques d'occupation volumétriques P parmi celle évoquées précédemment.
[61] Dans une deuxième variante de réalisation non limitative, le classificateur 130 reçoit en entrée des portions d de la réponse impulsionnelle CIR. Pour effectuer la sélection de ces portions d, l'émetteur/récepteur 12 qui est en mode réception Rx est en outre configuré pour effectuer un seuillage (fonction flO (12, CIR, d) illustrée sur les figures 1 ou 3). Le seuillage est réalisé afin de récupérer une portion dl (illustré sur les figures 5 à 8) autour d'un premier pic ml (illustré sur les figures 5 à 8) rencontré dans la réponse impulsionnelle CIR.
[62] En effet, tel qu'illustré sur les exemples non limitatifs des figures 5 à 8, la portion dO ne correspond à aucun signal, à savoir c'est du bruit. Cette portion dO va être écartée par le seuillage. La portion dO n'est pas représentative de la présence d'une personne O dans l'habitacle 30. La portion d2 sélectionnée est représentative des objets qui se trouvent aux alentours du véhicule automobile 3, à savoir à l'extérieur du véhicule automobile 3. Elle correspond par exemple à une distance de 6 mètres de plus par rapport au chemin de propagation direct entre l'émetteur/récepteur 10 et l'émetteur/récepteur 12. Aussi, il n'est pas nécessaire que le classificateur 130 prenne cette portion d2 en considération pour la détermination de la présence/l'absence de personnes O dans l'habitacle 30. Aussi, cette portion d2 va également être écartée par la taille fixe de dl. Sur les figures 5 à 8, on peut voir un premier pic ml qui est le signal émis SI qui arrive directement sur l'émetteur/récepteur 12 sans rencontrer d'obstacle (à savoir qui empreinte un chemin de propagation direct), et les autres pics qui sont des réflexions du signal SI sur au moins un obstacle tel qu'une personne O qui se trouve dans l'habitacle 30. Seule la portion dl qui correspond à une distance jusqu'au 3 à 6 mètres de détour entre l'émetteur/récepteur 10 et l'émetteur/récepteur 12 est prise en compte. Dans un mode de réalisation non limitatif, la portion dl qui est sélectionnée a une durée comprise entre 20ns (nanosecondes) et 60ns. Cette plage de valeurs est déterminée en fonction de la puissance de calcul de l'unité de contrôle électronique 13. On notera que 20ns correspondent à environ 6 mètres. Cela correspond à quelques échantillons de la réponse impulsionnelle CIR (environ une vingtaine dans un exemple non limitatif) autour d'un premier pic ml. Cela permet de prendre en compte les signaux réfléchis issus du signal émis SI qui ont rebondis sur des obstacles à l'intérieur de l'habitacle 30 et qui ont donc parcourus un chemin d'environ 6 mètres. Dans l'exemple des figures 5 à 8, la portion dl se situe à un intervalle de temps entre 700ns et 800ns.
[63] Dans un mode de réalisation non limitatif, l'unité de contrôle électronique 13 est en outre configurée pour filtrer la réponse impulsionnelle CIR ou les portions d de la réponse impulsionnelle CIR (fonction fil (13, CIR(d)) illustrée sur les figures 1 ou 3). Cela permet d'obtenir une réponse impulsionnelle CIR plus pure. Dans un exemple non limitatif, le filtrage est réalisé au moyen d'une déconvolution aveugle.
[64] On notera qu'avec une seule réponse impulsionnelle CIR, le classificateur 130 peut en déduire les caractéristiques d'occupation volumétriques P de l'habitacle 30. Dans ce cas, dans un mode de réalisation non limitatif, l'émetteur/récepteur 10, qui est en mode émetteur Tx, est configuré pour émettre un signal SI toutes les secondes. Cela suffit pour le classificateur 13 pour obtenir une classification, à savoir obtenir les caractéristiques d'occupation volumétriques P de l'habitacle 30.
[65] Dans un premier exemple non limitatif, lorsque les caractéristiques d'occupation volumétriques P est une combinaison entre la répartition dans l'espace p21 et la catégorie d'âge p2, on obtient au moyen du classificateur 130 des caractéristiques d'occupation volumétriques P classées selon les labels SI cités précédemment dans le premier exemple non limitatif, et utilisés pour l'apprentissage.
[66] Dans un deuxième exemple non limitatif, lorsque les caractéristiques d'occupation volumétriques P est une combinaison entre la répartition dans l'espace p21 et des plages de poids p22 d'une personne O, on obtient au moyen du classificateur 130 des caractéristiques d'occupation volumétriques P classées selon les labels SI cités précédemment dans le deuxième exemple non limitatif, et utilisés pour l'apprentissage.
[67] On notera que le classement par le classificateur 130 se base sur une agrégation de caractéristiques d'occupation volumétriques P (dans le cas où on a des combinaisons). Ainsi, par exemple si on obtient les deux caractéristiques d'occupation volumétriques P suivantes : une occupation de l'espace avant droit du véhicule par un enfant et occupation de l'espace avant gauche par un adulte ; le classement obtenu donnera une seule étiquette correspondant à cette situation d'occupation volumétrique.
[68] La figure 4 illustre une réponse impulsionnelle CIR lorsqu'il n'y a aucune personne dans l'habitacle 30. C'est une réponse impulsionnelle CIR de contrôle lorsque le véhicule automobile 3 est vide. La figure 5 illustre dans un exemple non limitatif une réponse impulsionnelle CIR d'un enfant et se trouvant à l'avant gauche de l'habitacle 30. La figure 6 illustre une réponse impulsionnelle CIR d'un enfant et se trouvant à l'avant droit de l'habitacle 30. La figure 7 illustre dans un exemple non limitatif une réponse impulsionnelle CIR d'un adulte et se trouvant à l'avant gauche de l'habitacle 30. Enfin, la figure 8 illustre dans un exemple non limitatif une réponse impulsionnelle CIR d'un enfant et se trouvant à l'avant droit de l'habitacle 30 et d'un adulte et se trouvant à l'avant gauche de l'habitacle 30.
[69] Dans un deuxième mode de réalisation non limitatif, l'unité de contrôle électronique 13 réalise une décomposition modale DM (illustrée sur la figure 10). La décomposition modale DM se base sur le même principe que la machine SVM, à savoir la classification des caractéristiques d'occupation volumétriques P de l'habitacle 30, mais prendra en considération une somme de caractéristiques d'occupation volumétriques P au lieu d'une agrégation. Ainsi, par exemple si on obtient les deux caractéristiques d'occupation volumétriques P suivantes : une occupation de l'espace avant droit du véhicule par un enfant et occupation de l'espace avant gauche par un adulte ; le classement obtenu donnera un ensemble d'étiquettes correspondant à des sous-volumes de cette situation d'occupation volumétrique. On notera que de la même manière que pour le premier mode de réalisation avec le classificateur 130, dans un mode de réalisation non limitatif, la réponse impulsionnelle CIR est filtrée (fonction fil (13, CIR(d)) illustrée sur les figures 1 ou 3).
[70] Dans un troisième mode de réalisation non limitatif, l'unité de contrôle électronique 13 est configurée pour réaliser une analyse spectrale SA (illustrée sur la figure 11) à partir de ladite réponse impulsionnelle CIR reçue en entrée pour déterminer les caractéristiques biométriques B d'au moins une personne O. La fonction f5(13, CIR, B, P) décrite précédemment fait ainsi appel à une analyse spectrale SA. Dans un mode de réalisation non limitatif, les caractéristiques biométriques B sont une fréquence de respiration RR et/ou une fréquence cardiaque HR. Tel qu'illustré sur la figure 11, dans ce cas, l'unité de contrôle électronique 13 reçoit en entrée la réponse impulsionnelle CIR et un indice de temps n auquel la réponse impulsionnelle CIR a été calculée. Afin de récupérer des cycles de respiration et/ou des cycles de battement du cœur, dans un mode de réalisation non limitatif, l'émetteur/récepteur 10 qui est en mode émission Tx est configuré pour émettre un signal SI à une fréquence comprise entre 10ms (millisecondes) et 50ms. Cela permet à l'émetteur/récepteur 12 de recevoir plusieurs signaux S2 correspondants aux signaux SI au cours du temps. On notera que puisque l'unité de contrôle électronique 13 peut détecter la présence/absence Al d'au moins une personne O et/ou l'état de santé A2 d'au moins une personne O, ce troisième mode de réalisation peut être combiné avec le premier mode de réalisation (classificateur 130) ou le deuxième mode de réalisation (décomposition modale DM).
[71] Dans un mode de réalisation non limitatif, pour l'analyse spectrale d'une fréquence cardiaque HR, l'unité de contrôle électronique 13 récupère au moins 500 réponses impulsionnelles CIR par minute, soit environ 8.5 réponses impulsionnelles CIR par seconde. On notera que la fréquence cardiaque HR moyenne d'une personne au repos est de 70 battements/minute et en cas de stress, de forte concentration ou d'effort physique entre 140 et 250 battements/minute. Le fait de récupérer 500 réponses impulsionnelles CIR par minute permet de pouvoir déterminer une fréquence cardiaque qui va jusqu'à 250 battements/minute.
[72] Dans un mode de réalisation non limitatif, pour l'analyse spectrale d'une fréquence de respiration RR, l'unité de contrôle électronique 13 récupère au moins 100 réponses impulsionnelles CIR par minute, soit environ 1.5 réponses impulsionnelles CIR par seconde. On notera que la fréquence de respiration RR moyenne d'un bébé de 6 mois se situe entre 25 à 40 respirations/minute, d'un enfant de 3 ans entre 20 et 30 respirations/minute, d'un enfant de 6 ans entre 18 et 25 respirations/minute et d'un adulte entre 12 et 18 respirations/minute. Le fait de récupérer 100 réponses impulsionnelles CIR par minute est suffisant pour couvrir les respirations d'un bébé, d'un enfant et d'un adulte.
[73] On notera que de la même manière que pour le premier mode de réalisation avec le classificateur 130, dans un mode de réalisation non limitatif, la réponse impulsionnelle CIR est filtrée (fonction fil (13, CIR) illustrée sur les figures 1 ou 2).
[74] Dans des modes de réalisation non limitatifs, l'analyse spectrale se fait par transformée de Fourier, par ondelettes, par un algorithme d'estimation de fréquence appelé MUSIC pour « Multiple Signal Classification » connu de l'homme du métier, etc.
[75] Ainsi, l'exemple non limitatif de l'analyse spectrale par transformée de Fourier se fait de la manière suivante. Une réponse impulsionnelle CIR se situe dans le domaine temporel. On va analyser ces pics dans le temps. Dans un exemple non limitatif, on prend des portions dl de la réponse impulsionnelle CIR dans le temps. Par exemple, on prend les portions dl sur 10 réponses impulsionnelles CIR reçues dans le temps. On obtient ainsi 10 échantillons de portions dl. On applique la transformée de Fourier sur ces 10 échantillons pour récupérer les pics dans le domaine fréquentiel. A partir de ces pics, on détermine la fréquence de ces pics et on la compare à des fréquences de référence attendues pour un bébé, un enfant, un adulte, les fréquences de référence étant des fréquences cardiaques H R ou des fréquences de respiration RR. On notera que les fréquences cardiaques H R et les fréquences de respiration RR sont différentes au niveau de leur répartition des pics, on peut donc les différencier.
[76] Comme décrit précédemment, à partir des caractéristiques biométriques B on peut déterminer l'état de santé A2 d'une personne O. On notera que s'il n'y a pas de changements dans le temps des réponses impulsionnelle CIR, cela veut dire qu'il n'y a pas de mouvements, par exemple ceux liés à la respiration ou ceux liés au cœur dans le véhicule et donc pas de caractéristique biométrique B à collecter.
[77] Dans un premier mode de réalisation non limitatif illustré sur la figure 1, le dispositif d'analyse 1 comprend un émetteur/récepteur 11 qui est en mode émission Tx, et un seul émetteur/récepteur 12 qui est en mode réception Rx.
[78] Dans un deuxième mode de réalisation non limitatif illustré sur la figure 3, le dispositif d'analyse 1 comprend un émetteur/récepteur 11 qui est en mode émission Tx, et une pluralité d'émetteurs/récepteurs 12 qui sont en mode réception Rx. Dans l'exemple de réalisation non limitatif illustré sur la figure 3, le dispositif d'analyse 1 comprend un émetteur/récepteur 11 qui est en mode émission Tx, et trois émetteurs/récepteurs 12 qui sont en mode réception Rx. On obtient trois réponses impulsionnelles CIR1, CIR2 et CIR3 calculées par chacun des trois émetteurs/récepteurs 12. Cela permet d'avoir une dimension dans l'espace par émetteur/récepteur 12. On a ainsi plusieurs points de vue concernant la présence d'au moins une personne O dans l'habitacle 30. La détection d'au moins une personne O dans l'habitacle 30 du véhicule 3 sera plus précise et plus discriminante. Cela permet de distinguer plus facilement des situations différentes qui pourraient être vues comme identiques du point de vue d'un seul émetteur/récepteur 12. Par ailleurs, cela permet de distinguer plus facilement plusieurs personnes O dans l'habitacle 30, ce qui est plus difficile lorsqu'un seul émetteur/récepteur 12 en mode réception Rx est utilisé, même si ce dernier peut calculer plusieurs réponses impulsionnelles CIR à partir d'un signal SI émis périodiquement.
[79] Dans ce mode de réalisation d'une pluralité d'émetteurs/récepteurs 12 qui sont en mode réception Rx, dans le cas du mode de réalisation qui fait appel à un classificateur 130, ce dernier est configuré pour recevoir des portions dl des réponses impulsionnelles CIR provenant de chaque émetteur/récepteur 12 (qui sont en mode récepteur Rx). En pratique, ces portions dl et indices de temps x associés seront concaténés en un vecteur d'entrée. La position de ces informations dans le vecteur d'entrée permet de savoir à quelle réponse impulsionnelle CIR elles appartiennent. On peut ainsi distinguer les informations des réponses impulsionnelles CIR provenant des différents émetteurs/récepteurs 12. Il en est de même pour le mode de réalisation qui fait appel à la décomposition modale DM.
[80] Dans ce mode de réalisation d'une pluralité d'émetteurs/récepteurs 12 qui sont en mode réception Rx, dans le cas du mode de réalisation qui fait appel à une analyse spectrale SA, le fait d'avoir des réponses impulsionnelles CIR provenant d'émetteurs/récepteurs 12 différents permet de pouvoir déterminer plusieurs respirations ou plusieurs battements de cœur à la fois s'il y existe plusieurs personnes O dans l'habitacle 30. Cela permet de faire ainsi une distinction entre les occupants du véhicule automobile 3.
[81] Lorsque les caractéristiques biométriques B et/ou les caractéristiques d'occupation volumétriques P ont été déterminées comme décrit ci-dessus, l'unité de contrôle électronique 13 est en outre configurée pour transmettre les caractéristiques biométriques B et/ou les caractéristiques volumétriques P (fonction f8(13, 31(F), B, P) illustrée sur la figure 1 ou la figure 3) à une unité de traitement d'information 31 qui pourra exécuter des fonctions F telles que des fonctions de sécurité, des fonctions de détection d'états anormaux, des fonctions d'économie d'énergie, ou des fonctions d'infotainment, etc. Ces fonctions F sont ainsi déterminées en fonction des caractéristiques biométriques B et/ou des caractéristiques d'occupation volumétriques P qui ont été trouvées. Dans des modes de réalisation non limitatifs, l'unité de traitement d'information 31 fait partie du véhicule automobile 3 ou ne fait pas partie du véhicule automobile 3. Dans ce dernier cas, dans un exemple non limitatif, c'est un téléphone mobile ou un identifiant du véhicule automobile 3.
[82] Dans des exemples non limitatifs, s'il y a une détection :
- de la présence Al d'un enfant ou d'un bébé dans le véhicule automobile 3 alors que ce dernier est verrouillé, la fonction F sera l'envoi d'un message d'alerte sur le téléphone mobile de l'utilisateur du véhicule automobile 3 dans un exemple non limitatif,
- d'un état de santé A2 anormal tel que dans des exemples non limitatifs une fréquence cardiaque HR anormale, une fréquence respiratoire RR anormale, etc. la fonction F sera une fonction de sécurité, tel que la transmission d'un message vocal, une instruction au module d'aide à la conduite du véhicule pour freiner, garer, arrêter automatiquement le véhicule, un contact automatisé des autorités compétentes, dans des exemples non limitatifs,
- de la présence Al de plusieurs personnes O dans l'habitacle 30, la fonction F sera l'activation du chauffage des sièges sur lesquels sont assises les différentes personnes O, l'alimentation des écrans disposés en face desdites personnes O, l'interdiction d'ouvrir les portières ou les fenêtres arrières s'il y a des enfants ou des bébés, l'activation de l'écran passager selon une configuration et l'activation de l'écran conducteur selon une autre configuration, la désactivation des écrans s'il n'y a personne sur les sièges et tout autre service approprié en fonction de l'occupation du véhicule.
[83] On notera que le fait d'activer/désactiver certains éléments électroniques du véhicule automobile 3 permet notamment dans le cadre de véhicules électriques d'économiser la batterie et donc de l'énergie.
[84] Ainsi, le dispositif d'analyse 1 permet de mettre en oeuvre un procédé d'analyse d'un habitacle 30 de véhicule 3. Le procédé d'analyse 5 est illustré sur la figure 12. Dans le mode de réalisation non limitatif illustré, le procédé d'analyse 5 comprend en outre une étape de détection de la présence/absence Al de personnes dans l'habitacle 30, une étape de détection de l'état de santé A2 d'au moins une personne O, et une étape de transmission des caractéristiques volumétriques P et/ou des caractéristiques biométriques B à l'unité de traitement d'information 31. Dans un mode de réalisation non limitatif le procédé d'analyse 5 comprend les étapes suivantes.
[85] Dans une étape El), illustrée Fl(10, SI, 11), au moins un émetteur/récepteur à bande ultra large
10 émet un signal SI sur un canal de communication sans fil 11.
Dans une étape E2), illustrée F2(12, S2, 11), au moins un émetteur/récepteur à bande ultra large 12 reçoit un signal S2 correspondant au signal émis SI. Dans une étape E3), illustrée F3(12, S2, CIR), à partir dudit signal reçu S2, ledit au moins un émetteur/récepteur à bande ultra large 12 calcule au moins une réponse impulsionnelle CIR du canal de communication sans fil 11. La réponse impulsionnelle CIR est transmise à l'unité de contrôle 13 (étape E4, illustrée F4(12, 13, CIR)) et reçue par l'unité de contrôle 13 (étape E4' illustrée F4'(13, 12, CIR)).
Dans une étape E5), illustrée F5(13, CIR, B, P), à partir de ladite au moins une réponse impulsionnelle CIR du canal de communication sans fil 11, ladite unité de contrôle électronique 13 détermine des caractéristiques biométriques B et/ou des caractéristiques d'occupation volumétriques P de l'habitacle 30.
Dans un mode de réalisation non limitatif, le procédé d'analyse 5 comprend en outre une étape E6), illustrée F6(13, P, O, Al), selon laquelle ladite unité de contrôle électronique 13 détermine à partir des caractéristiques d'occupation volumétriques P de l'habitacle 30, la présence/l'absence Al de personnes O dans l'habitacle 30.
[86] Dans un mode de réalisation non limitatif, le procédé d'analyse 5 comprend en outre une étape E7), illustrée F7(13, B, A2), selon laquelle l'unité de contrôle électronique 13 détermine à partir desdites caractéristiques biométriques B un état de santé A2 d'au moins une personne O.
[87] Dans un mode de réalisation non limitatif, le procédé d'analyse 5 comprend en outre une étape E8), illustrée F8(13, 31(F), B, P), selon laquelle l'unité de contrôle électronique 13 transmet des caractéristiques volumétriques P et/ou des caractéristiques biométriques B à une unité de traitement d'information 31 pour que cette dernière exécute une fonction F déterminée en fonction des caractéristiques biométriques B et/ou desdites caractéristiques d'occupation volumétriques P qui ont été trouvées par l'analyse de la réponse impulsionnelle CIR ou des réponses impulsionnelles CIR.
[88] On notera que l'étape E6 et E7 peuvent être exécutées en parallèle. On notera que les étapes E6 à E8 étant optionnelles, elles sont illustrées en traits discontinus sur la figure 12.
[89] Bien entendu la description de l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits ci- dessus et au domaine décrit ci-dessus. Ainsi, l'invention s'applique également à l'occupation de l'habitacle 30 par au moins un animal tel qu'un chien.
[90] On notera qu'on peut appliquer le même principe d'analyse d'une réponse impulsionnelle CIR provenant d'un émetteur/récepteur à bande ultra large 12 pour détecter des obstacles à l'extérieur du véhicule automobile 3. En effet, un signal SI émis par un émetteur/récepteur à bande ultra large 10 va se réfléchir sur un obstacle rencontré, et le signal réfléchi sera reçu par l'émetteur/récepteur à bande ultra large 12 qui est en mode réception Rx. Une réponse impulsionnelle CIR pourra être ainsi calculée et analysée.
[91] Ainsi, l'invention décrite présente notamment les avantages suivants :
- elle permet d'avoir un avantage économique puisqu'elle utilise des émetteurs/récepteurs UWB (référencés 10, 12 sur les figures), déjà couramment déployés dans les véhicules automobiles, pour des fonctions (détection présence/absence, détection état de santé A2 et fonctions F qui en découlent) différentes des fonctions PEPS pour lesquels ils sont normalement utilisés,
- elle permet de remplacer des systèmes dédiés pour détecter la présence/absence d'au moins une personne O dans l'habitacle 30, et/ou son état de santé, systèmes dédiés tels que des caméras et des capteur optiques, des capteurs 89GHz etc.,
- elle permet d'avoir une détection automatique de personnes dans l'habitacle 30 sans intervention humaine.

Claims

Revendications
[Revendication 1] Dispositif-d'analyse d'un habitacle (30) d'un véhicule (3) pour la détection de personnes (O), caractérisé en ce que ledit dispositif d'analyse (1) comprend :
- au moins un émetteur/récepteur à bande ultra large (10) configuré pour émettre un signal (SI) sur un canal de communication sans fil (11),
- au moins un émetteur/récepteur à bande ultra large (12) configuré pour recevoir un signal (S2) correspondant au signal émis (SI), calculer à partir dudit signal reçu (S2) au moins une réponse impulsionnelle (CIR) du canal de communication sans fil (11), et transmettre ladite au moins une réponse impulsionnelle (CIR) du canal de communication sans fil (11) à une unité de contrôle électronique (13),
- ladite unité de contrôle électronique (13) configurée pour déterminer à partir de ladite au moins une réponse impulsionnelle (CIR) du canal de communication sans fil (11) des caractéristiques biométriques (B) et/ou des caractéristiques d'occupation volumétriques (P) de l'habitacle (30).
[Revendication 2] Dispositif d'analyse (1) selon la revendication 1, selon lequel l'unité de contrôle électronique (13) transmet les caractéristiques biométriques (B) et/ou desdites caractéristiques d'occupation volumétriques (P) à une unité de traitement d'information (31) pour que cette dernière exécute une fonction (F) déterminée en fonction des caractéristiques biométriques (B) et/ou desdites caractéristiques d'occupation volumétriques (P).
[Revendication 3] Dispositif d'analyse (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, selon lequel ledit dispositif d'analyse (1) comprend un émetteur/récepteur à bande ultra large (10) configuré pour émettre un signal (SI) et au moins deux émetteurs/récepteurs (12) configurés pour recevoir ledit signal (S2) correspondant audit signal émis (SI).
[Revendication 4] Dispositif d'analyse (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, selon lequel un émetteur/récepteur à bande ultra large (10, 12) est configuré pour être en mode émetteur (Tx) ou en mode récepteur (Rx).
[Revendication 5] Dispositif d'analyse (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, selon lequel ladite unité de contrôle électronique (13) est en outre configurée pour déterminer, à partir desdites caractéristiques d'occupation volumétriques (P) de l'habitacle (30), la présence d'au moins une personne (O) ou l'absence de personnes dans l'habitacle (30).
[Revendication 6] Dispositif d'analyse (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, selon lequel les caractéristiques d'occupation volumétriques (P) de l'habitacle (30) sont une répartition dans l'espace (pl), et/ou une catégorie d'âge (p2).
[Revendication 7] Dispositif d'analyse (1) selon la revendication précédente, selon lequel une répartition dans l'espace (pl) est :
- un habitacle (30) inoccupé,
- une occupation de l'espace avant droit,
- une occupation de l'espace avant gauche,
- une occupation de l'espace arrière droit,
- une occupation de l'espace arrière gauche.
[Revendication 8] Dispositif d'analyse (1) selon la revendication 6, selon lequel une catégorie de d'âge (p2) est :
- un bébé,
- un enfant,
- un adulte.
[Revendication 9] Dispositif d'analyse (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, selon lequel ladite unité de contrôle électronique (13) comprend un classificateur (130).
[Revendication 10] Dispositif d'analyse (1) selon la revendication précédente, selon lequel ledit classificateur (130) est configuré pour recevoir en entrée une portion (dl) de ladite au moins une réponse impulsionnelle du canal de communication (CIR), et un indice de temps (x) auquel ladite réponse impulsionnelle du canal de communication (CIR) a été calculée.
[Revendication 11] Dispositif d'analyse (1) selon la revendication 9 ou la revendication 10, selon lequel ledit classificateur (130) est une machine à vecteurs de support.
[Revendication 12] Dispositif d'analyse (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, selon lequel ladite unité de contrôle électronique (13) est configurée pour réaliser une décomposition modale.
[Revendication 13] Dispositif d'analyse (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, selon lequel les caractéristiques biométriques (B) sont une fréquence de respiration (RR) et/ou une fréquence cardiaque (HR).
[Revendication 14] Dispositif d'analyse (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, selon lequel ladite unité de contrôle électronique (13) est en outre configurée pour, à partir desdites caractéristiques biométriques (B) déterminer un état de santé (A2) d'au moins une personne (O) dans l'habitacle (30) dudit véhicule (3).
[Revendication 15] Dispositif d'analyse (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, selon lequel ladite unité de contrôle électronique (13) est configurée pour déterminer lesdites caractéristiques biométriques (B) au moyen d'une analyse spectrale (SA). [Revendication 16] Procédé d'analyse (5) d'un habitacle (30) d'un véhicule (3) pour la détection de personnes (O), caractérisé en ce que ledit procédé d'analyse (5) comprend :
- l'émission par au moins un émetteur/récepteur à bande ultra large (10) d'un signal (SI) sur un canal de communication sans fil (11),
- la réception par au moins un émetteur/récepteur à bande ultra large (12) d'un signal (S2) correspondant au signal émis (SI),
- à partir dudit signal reçu (S2), le calcul par ledit au moins un émetteur/récepteur à bande ultra large (12) d'au moins une réponse impulsionnelle (CIR) du canal de communication sans fil (11),
- la transmission par ledit au moins un émetteur/récepteur à bande ultra large (12) de ladite au moins une réponse impulsionnelle (CIR) du canal de communication sans fil (11) à une unité de contrôle électronique (13),
- à partir de ladite au moins une réponse impulsionnelle (CIR) du canal de communication sans fil (11), la détermination par ladite unité de contrôle électronique (13) de caractéristiques biométriques (B) et/ou de caractéristiques d'occupation volumétriques (P) de l'habitacle (30).
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