用于交通工具操作的基于智能设备的雷达系统的制作方法

用于交通工具操作的基于智能设备的雷达系统


背景技术：

1.在交通工具环境中实施雷达技术已经实现了许多种形式的增强的驾驶员体验和增加的交通工具安全性。虽然一些交通工具制造商正在将基于雷达的系统构建到他们的交通工具中，但这些系统通常被限制于更新或更昂贵的模型，这限制了许多交通工具购买者的访问。此外，虽然一些交通工具可以能够利用雷达传感器、处理器和显示器进行改装，但这种装备的集成通常是昂贵的、复杂的和耗时的。因此，需要在技术不存在或缺少功能的交通工具环境中容易地使更大百分比的驾驶员能够受益于雷达技术。


技术实现要素：

2.描述了实施用于交通工具操作的基于智能设备的雷达系统的技术和装置。具体地，系统使智能设备能够进行雷达实现的交通工具操作，诸如避免碰撞、乘员检测和停车辅助。通过使用智能设备来进行这种动作，现有交通工具环境(例如，汽车、卡车、摩托车、船、飞机、自行车或户外交通工具)能够受益于基于雷达的交通工具操作，即使那些现有交通工具不具有集成的基于雷达的系统也是如此。
3.下面描述的方面包括一种用于基于雷达的交通工具操作的装置，该装置包括处理器和计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质包含指令，该指令使装置经由设备的雷达系统从交通工具的内部发射雷达发射信号，接收包括雷达发射信号从交通工具的外部的对象反射的雷达接收信号并且基于从雷达接收信号确定的对象的特点来发起操作。
4.下面描述的方面还包括一种用于基于雷达的交通工具操作的装置，该装置包括处理器和计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质包含指令，该指令使装置经由装置的雷达系统发射雷达发射信号穿过装置的显示屏，接收包括雷达发射信号从交通工具的乘员反射的雷达接收信号并且基于从雷达接收信号确定的乘员的所确定的活动来发起操作。
5.下面描述的方面还包括一种用于基于雷达的交通工具操作的装置，该装置包括处理器和计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质包含指令，该指令使装置在设备被安装在户外交通工具上时发射雷达发射信号，接收包括雷达发射信号从在户外交通工具附近的对象反射的雷达接收信号并且基于从雷达接收信号确定的对象的特点来发起操作。
6.下面描述的方面还包括一种进行基于雷达的交通工具操作的方法，其中，设备经由装置内的雷达系统从交通工具的内部发射雷达发射信号，接收包括雷达发射信号从交通工具的外部的对象反射的雷达接收信号并且基于从雷达接收信号确定的对象的特点来发起操作。
7.下面描述的方面还包括一种进行基于雷达的交通工具操作的方法，其中，设备经由设备的雷达系统发射雷达发射信号穿过设备的显示屏，接收包括雷达发射信号从交通工具的乘员反射的雷达接收信号并且基于从雷达接收信号确定的乘员的所确定的活动来发起操作。
8.下面描述的方面还包括一种进行基于雷达的交通工具操作的方法，其中，设备在设备被安装在户外交通工具上时发射雷达发射信号，接收包括雷达发射信号从在户外交通
工具附近的对象反射的雷达接收信号并且基于从雷达接收信号确定的对象的特点来发起操作。
9.下面描述的方面包括一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质包含指令，该指令使处理器引起经由雷达系统从交通工具的内部发射雷达发射信号，经由雷达系统接收包括雷达发射信号从交通工具的外部的对象反射的雷达接收信号并且基于从雷达接收信号确定的对象的特点来发起操作。
10.下面描述的方面包括一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质包含指令，该指令使处理器引起经由装置的雷达系统发射雷达发射信号穿过装置的显示屏，接收包括雷达发射信号从交通工具的乘员反射的雷达接收信号并且基于从雷达接收信号确定的乘员的所确定的活动来发起操作。
11.下面描述的方面还包括一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质包含指令，该指令使处理器引起在装置正在被安装在户外交通工具上时发射雷达发射信号，接收包括雷达发射信号从在户外交通工具附近的对象反射的雷达接收信号并且基于从雷达接收信号确定的对象的特点来发起操作。
12.下面描述的方面还包括从交通工具的内部发射雷达发射信号的手段、接收包括雷达发射信号从在交通工具的外部的对象反射的雷达接收信号的手段以及基于从雷达接收信号确定的对象的特点来发起操作的手段。
13.下面描述的方面还包括发射雷达发射信号穿过设备的显示屏的手段、接收包括雷达发射信号从在交通工具的乘员反射的雷达接收信号的手段以及基于从雷达接收信号确定的乘员的所确定的活动来发起操作的手段。
14.下面描述的方面还包括在设备被安装在户外交通工具上时发射雷达发射信号的手段、接收包括雷达发射信号从在户外交通工具附近的对象反射的雷达接收信号的手段以及基于从雷达接收信号确定的对象的特点来发起操作的手段。
15.进一步关于上面和下面的描述，可以为用户提供控件，该控件允许用户就如下内容进行选择：本文中所描述的系统、程序或特征是否以及何时可以能够收集用户信息(例如，关于用户的社交网络、社交动作、社交活动、职业、用户的偏好、用户的当前地点、速度和朝向的信息、关于交通工具中或周围的对象、交通工具的类型或模型、乘客的数量、乘客的类型的信息或关于乘客的健康信息)以及是否从服务器向用户发送内容或通信。另外，在存储或使用特定数据之前，可以按照一种或多种方式来处理该特定数据，使得可以移除个人身份信息。例如，可以处理用户的身份，使得无法确定用户的个人可标识信息，或可以将用户的可以从其中获得地点信息(诸如城市、邮政编码、或州县等级)的地理地点、速度或朝向一般化，使得无法确定用户的特定地点。因此，用户可以控制关于用户的什么信息被收集、该信息如何被使用以及什么信息被提供给用户。
附图说明
16.参考以下附图描述了用于实施能够进行交通工具操作的基于智能设备的雷达系统的设备和技术。贯穿附图，相同的附图标记用于指示相同的特征和组件：
17.图1图示了能够实施能够进行交通工具操作的基于智能设备的雷达系统的示例环境。
18.图2图示了作为智能设备的一部分的雷达系统的示例实施方式。
19.图3图示了用于发射穿过智能设备的显示屏和/或穿过交通工具的风挡的雷达系统的示例操作。
20.图4图示了用于与交通工具外部的对象相对应的交通工具操作的基于智能设备的雷达系统的示例实施方式。
21.图5图示了用于与交通工具内的乘员相对应的交通工具操作的基于智能设备的雷达系统的示例实施方式。
22.图6图示了用于与在户外交通工具附近的对象相对应的交通工具操作的基于智能设备的雷达系统的示例实施方式。
23.图7图示了用于进行基于智能设备的雷达系统的操作的示例方法，该基于智能设备的雷达系统能够穿过交通工具的风挡检测关于对象的信息。
24.图8图示了用于进行基于智能设备的雷达系统的操作的示例方法，该基于智能设备的雷达系统能够检测关于交通工具外部的对象的信息。
25.图9图示了用于进行基于智能设备的雷达系统的操作的示例方法，该基于智能设备的雷达系统能够检测关于交通工具内的乘员的信息。
26.图10图示了用于进行基于智能设备的雷达系统的操作的示例方法，该基于智能设备的雷达系统能够检测关于在户外交通工具附近的对象的信息。
具体实施方式
27.概述
28.雷达技术在某些类型的交通工具中实现了许多交通工具/驾驶员辅助操作，诸如停车辅助、避免碰撞、驾驶员监测、自动驾驶和路线引导。为了进行这些动作中的一些，通常为交通工具定制传统雷达系统，包括相对于交通工具固定的雷达组件(例如，安装在前保险杠中的雷达传感器)。一般地，这些传统系统无法在不同环境(例如，另一交通工具)中实施，在传统系统相对于交通工具移动的情况下也无法有效地工作。
29.利用基于智能设备的雷达系统来实现雷达增强型交通工具操作具有许多挑战，在传统雷达实施方式中没有遇到这些挑战中的大多数。例如，雷达系统可能需要生成能够穿透风挡的雷达发射信号。此外，系统可能需要忽略交通工具在雷达的发射场内的对于特定操作而言不需要的部分(例如，风挡或内部装饰反射)。在一些情况下，智能设备可能需要确定系统相对于交通工具的位置，使得能够生成有意义的数据。
30.因此，本文中所描述的装置和技术提出了基于智能设备的雷达系统和方法，它们能够检测交通工具外部的对象、交通工具内的乘员和户外交通工具(例如，自行车或摩托车)近侧的对象的特点。这些检测到的特点经由支持雷达的智能设备实现雷达增强型交通工具操作。
31.示例环境
32.图1是示例环境的图示，在该示例环境中可以体现能够检测交通工具外部的对象、交通工具内的乘员和户外交通工具近侧的对象的特点的基于智能设备的雷达系统。在所描绘的环境100-1、100-2和100-3中，智能设备102包括雷达系统104，该雷达系统104能够进行交通工具外部的对象(100-1)、交通工具内的乘员(100-2)和户外交通工具近侧的对象
(100-3)的表征。尽管在图1中将智能设备102示出为智能电话，但能够将智能设备102实施为任何合适的计算或电子装置，如相对于图2进一步详细描述的。
33.在环境100-1至100-3中，雷达系统104的发射场内的对象/乘员的各种特点由雷达系统104检测。例如，环境100-1示出了对交通工具外部的对象的特点的检测，诸如另一交通工具接近。环境100-2示出了对交通工具内的乘员的特点的检测，诸如驾驶员的活动或注意力水平。环境100-3示出了对户外交通工具近侧的对象的特点的检测，诸如接近的树或交通工具。
34.雷达系统104的一些实施方式在应用于智能设备102的场境中时是特别有利的，针对智能设备102的场境，存在问题的汇集。这能够包括需要限制雷达系统104的间距和布局以及低功率。智能设备102的示例性整体横向尺寸能够是例如大约八厘米乘大约十五厘米。雷达系统104的示例性覆盖区甚至能够是更加有限的，诸如包括有天线的大约四毫米乘六毫米。雷达系统104的示例性功耗可以是大约几毫瓦到几十毫瓦(例如，在大约两毫瓦与二十毫瓦之间)。对雷达系统104的这种有限的覆盖区和功耗的要求使智能设备102能够在空间有限的封装中包括其它期望的特征(例如，相机传感器、指纹传感器、显示器等)。在交通工具环境中的传统雷达实施方式中，这些特征通常很少受到关注。将相对于图2进一步描述智能设备102和雷达系统104。
35.图2图示了作为智能设备102的一部分的雷达系统104。智能设备102能够是任何合适的计算设备或电子设备，例如，平板、膝上型计算机、智能电话、智能手表或可穿戴设备。智能设备102能够为可穿戴的或不可穿戴但可移动的。雷达系统104能够被用作独立式雷达系统(例如，外围设备)或嵌入在智能设备102中。
36.智能设备102包括至少一个计算机处理器202和至少一个非暂时性计算机可读介质204。计算机可读介质204包括存储器介质和存储介质。体现为计算机可读介质204上的计算机可读指令的操作系统(未示出)和至少一个应用能够由计算机处理器202执行以提供本文中所描述的功能中的一些。例如，计算机可读介质204包括至少一个基于雷达的应用206，该基于雷达的应用206使用由雷达系统104生成的雷达数据来进行本文中所描述的功能，诸如交通工具外部的对象、交通工具的乘员或户外交通工具近侧的对象的表征。
37.智能设备102还包括用于通过有线、无线或光网络传送数据的网络接口208。例如，网络接口208通过局域网(lan)、无线局域网(wlan)、个域网(pan)、有线局域网(wan)、内联网、互联网、对等网络、点对点网络、网状网络等传送数据。智能设备102还可以包括显示器、扬声器或触觉反馈设备(未示出)。
38.雷达系统104包括通信接口210以将雷达数据发射到智能设备102，但如果雷达系统104被集成在智能设备102内，那么可能不需要通信接口210。通常，由通信接口210提供的雷达数据呈由基于雷达的应用206可用的格式。
39.雷达系统104还包括至少一个天线212和至少一个收发器214以发射和接收雷达信号。天线212能够是圆极化的、水平极化的或垂直极化的。在一些情况下，雷达系统104包括实施为天线阵列的天线元件的多个天线212。天线阵列能够包括至少一个发射天线元件和至少两个接收天线元件。在一些情况下，天线阵列包括多个发射天线元件以实施能够在给定时间发射多个不同波形(例如，每发射天线元件的不同波形)的多输入多输出(mimo)雷达。针对包括三个或更多个接收天线元件的实施方式，接收天线元件能够被定位成一维形
状(例如，线)或二维形状(例如，三角形、矩形或l形)。一维形状使雷达系统104能够测量一个角尺寸(例如，方位角或仰角)，而二维形状能够测量两个角尺寸(例如，方位角和仰角)。
40.通过使用天线阵列，雷达系统104能够形成波束，该波束是转向的或非转向的、宽或窄或成形(例如，为半球、立方体、扇形、圆锥或圆柱)。通过利用多个阵列(例如，一个面向前和一个面向后)，可以生成完整球体，使得雷达系统104能够相对于智能设备102在所有方向上检测对象。发射天线元件可以具有非转向全向辐射图或可以能够产生宽可控波束。这些技术中的任一种都使雷达系统104能够利用雷达信号照射大量空间。为了实现目标角精度和角分辨率，接收天线元件能够被用于利用数字波束成形生成数千个窄的转向波束(例如，2000个波束、4000个波束或6000个波束)。以这种方式，雷达系统104能够高效地监测外部环境并且表征对象。
41.收发器214包括用于经由天线212发射和接收雷达信号的电路系统和逻辑。收发器214的组件能够包括用于调节雷达信号的放大器、混频器、开关、模数转换器、滤波器等。收发器214还包括用于进行同相/正交(i/q)操作的逻辑，诸如调制或解调。各种调制能够被用于产生雷达信号，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。收发器214能够被配置为支持连续波或脉冲雷达操作。
42.收发器214能够使用以生成雷达信号的频谱(例如，频率的范围)能够涵盖1与400吉赫(ghz)之间、1与24ghz之间、2与6ghz之间、4与100ghz之间或57与63ghz之间的频率。在一些情况下，频谱能够被划分为具有相似或不同带宽的多个子频谱。示例带宽能够是大约500兆赫(mhz)、1ghz、2ghz等的数量级。不同频率子频谱可以包括，例如，大约57与59ghz之间、59与61ghz之间或61与63ghz之间的频率。尽管上面描述的示例频率子频谱是连续的，但其它频率子频谱可以不是连续的。为了实现相干性，可以由收发器214使用具有相同带宽的多个频率子频谱(连续的或不连续的)来生成多个雷达信号，这些雷达信号被同时发射或在时间上分开。在一些情况下，多个连续频率子频谱可以被用于发射单个雷达信号，从而使雷达信号能够具有宽的带宽。
43.雷达系统104还可以包括其自身的专用系统处理器(未示出)和/或其自身的专用系统介质(也未示出)。例如，专用系统处理器可以与收发器214分开或可以在收发器214内被实施为数字信号处理器或低功率处理器。专用系统处理器可以执行存储在专用系统介质或计算机可读介质204内的计算机可读指令。由专用系统处理器进行的示例数字操作可以包括快速傅里叶变换(fft)、滤波、调制或解调、数字信号生成、数字波束成形等。相对于图3进一步描述了雷达系统104。
44.图3图示了智能设备102内的雷达系统104的示例实施方式300的附加细节。在该示例中，天线212被定位于电子设备102的外壳下方，诸如玻璃盖和/或外部壳体。此外，如下面所讨论的，由天线212发射的雷达信号也可能需要穿透智能设备102的风挡或显示屏。取决于它们的材料特性，这些组件可以充当衰减器，其使由雷达系统104发射和接收的雷达信号衰减或失真。衰减器302代表来自天线212的发射可能需要穿透的任何材料或材料组合(例如，外壳、壳体、显示屏和/或风挡)。衰减器302可以包括具有在大约4与10之间的对应介电常数(例如，相对介电常数)的各种材料。因此，衰减器302对于雷达信号306是不透明的或半透明的，并且可以使发射或接收的雷达信号306的一部分被反射(如反射部分304所示出的)。针对常规雷达，衰减器302可以减小可以监测的有效范围，防止小目标被检测到，或降
低整体精度。
45.假设雷达系统104的发射功率是有限的，并且重新设计衰减器302是不期望的或不可能的，可以调整雷达信号306的一个或多个衰减相关特性(例如，频率子频谱308或转向角310)以减轻衰减器302的影响。此外，可以调整衰减器302的部分的一些衰减相关特点(例如，衰减器302的组件与雷达系统104之间的距离312或衰减器302的一部分的厚度314)以减轻衰减器302的影响。这些特点中的一些能够在制造期间设置，而一些可能需要由衰减减轻器(未示出)在雷达系统104的操作期间调节。
46.例如，衰减减轻器能够使收发器214使用所选择的频率子频谱308或转向角310发射雷达信号306，使平台将雷达系统104移动得更接近或更远离衰减器302的一部分(例如，对改变距离312有效)，或提示用户改变衰减器302的方面(例如，对改变厚度314有效)。能够由衰减减轻器基于衰减器302的预定特点(例如，存储在计算机可读介质204或专用系统存储器内的特点)或通过处理雷达信号306的返回以测量衰减器302的一个或多个特点来进行适当调整。在交通工具环境的情况下，每个风挡可以具有不同衰减特性。此外，设备102相对于相同风挡的不同地点可以导致不同的衰减特性。即使一些衰减相关特点是固定的或受约束的，衰减减轻器能够考虑这些限制来平衡每个参数并且实现期望的雷达性能。因此，衰减减轻器使雷达系统104能够实现增强的精度和更大的有效范围，以用于检测和追踪位于充当衰减器302的任何对象(例如，壳体、显示屏和/或风挡)的相对侧的对象。这些技术提供了增加发射功率(这可能是不可能的)以及因此增加雷达系统104的功耗的替代方案。这些技术还防止需要改变衰减器302的材料特性，其在智能设备材料的情况下，一旦装置投入生产，这能够是困难的并且昂贵的，或在风挡的情况下，这几乎不可能(风挡特性必须遵守各种认证和法规)。
47.外部对象检测
48.图4图示了用于与交通工具外部的对象相对应的基于雷达的交通工具操作的智能设备102的示例实施方式。
49.在操作期间，智能设备102生成并且提供雷达发射信号402。作为示例，雷达发射信号402是由雷达系统104生成的连续波频率调制信号。雷达发射信号402撞击内部对象，例如，风挡缘饰404、风挡406；以及外部对象，例如，交通工具408。因此，可以接收包含雷达反射410、412和414的雷达接收信号，该雷达反射410、412和414分别由雷达发射信号402从风挡饰边404、风挡406和交通工具408反射而引起。雷达反射410、412和414中的每一个都包含雷达发射信号402的至少一部分。内部反射是指从交通工具的部分反射的任何雷达信号(例如，雷达反射410和412)。尽管雷达反射410和412已经从交通工具的内部的部分被反射，但内部反射也可以来自交通工具的外部的部分，例如，侧视镜、发动机盖标志、发动机盖或翼子板。外部反射是指从不作为交通工具的部分的对象反射的任何雷达信号(例如雷，达反射414)。
50.尽管图4示出了单个外部对象(例如，交通工具408)，但系统可以区别和追踪多个外部对象，使得可以基于外部对象中的一个或多个的那些所确定的特点来进行操作，诸如，避免碰撞和停车辅助。例如，在停车辅助操作中，可以追踪前方的交通工具和交通工具的两侧的范围以帮助避免碰撞。此外，尽管将智能设备102示出为以“竖向”定向安装并且在仪表板上偏左，但以下技术适用于任何位置和定向，只要要被感测的对象(例如，交通工具408)
将雷达发射信号402反射回给定位置中的智能设备102即可。
51.为了确定外部对象的特点，计算智能设备102的位置(相对于交通工具的位置和定向)。智能设备102可以分析雷达接收信号以将内部反射(例如，雷达反射410和412)与外部反射(例如，雷达反射414)区分开。例如，如果交通工具正在移动，那么与外部反射相比，内部反射具有非常小的相对速度。智能设备102然后可以分析内部反射以确定交通工具的内部相对于智能设备102的空间表示，例如，从智能设备102的视角看交通工具的内部的视图。基于交通工具的已知特点和交通工具的内部相对于设备的空间表示，可以确定智能设备102相对于交通工具设备的位置。该确定可以是通过空间表示与已知特点的比较、对交通工具内部的已知地标的计算、其它距离等进行的。
52.交通工具的已知特点可以包括交通工具映射，该交通工具映射包括内部以及外部映射，使得能够基于已知的内部地点来确定与交通工具的外部范围的相对地点。在一个示例中，用户进行交通工具设置过程以映射特定交通工具。在另一示例中，从交通工具空间映射库中取出交通工具空间地图。一旦智能设备102相对于交通工具的位置是已知的，那么可以由智能设备102确定交通工具的范围和相对于交通工具的方向。
53.可以单独利用或结合内部反射利用其它传感器，诸如加速度计、陀螺仪、成像器和接近传感器，来确定智能设备102相对于交通工具的位置。
54.为了使外部对象的可检测性最大化，内部反射，诸如来自风挡404的反射，也可以被用于衰减减轻。例如，雷达反射412可以被用于调节未来的传出雷达发射信号，如上面关于衰减减轻器所描述的。以这种方式，随着智能设备的位置相对于风挡改变，能够调节雷达发射信号以补偿这种改变。此外，智能设备102可以利用来自雷达反射412的位置和/或信息在例如从风挡404向前的有意义的方向上对雷达发射信号402进行波束成形。
55.智能设备可以周期性地确定其相对于交通工具的位置。该周期性确定协助智能设备更新衰减减轻和/或更新其位置以用于外部对象检测(下面讨论的)。这样，设备能够在不对系统的性能产生实质性的负面影响的情况下在交通工具内移动。
56.可以在不首先确定智能设备102的位置的情况下确定外部对象的某些特点。例如，可以在不知道智能设备102的位置的情况下确定特点，诸如大小、相对速度和从智能设备102到外部对象的距离。然而，如上面所讨论的，为了确定外部对象相对于交通工具的方向和距离，智能设备102利用智能设备102的已知位置和已知交通工具方面。
57.可以基于智能设备102相对于交通工具的所确定的位置以及因此交通工具的范围相对于智能设备102的地点来确定外部对象的其它特点。可以分析外部雷达反射(例如，雷达反射414)以确定外部对象相对于交通工具的地点、距离、大小、标识和速度。为了这样做，可以将对象的某些特点，例如，距离和方向，与交通工具的范围的距离和方向(上面确定的)相比较，以确定相对于交通工具的距离和方向。例如，交通工具的操作者通常希望知道对象正在从哪个方向接近以供使信息有用。例如，在停车时，知道交通工具的右前角附近的对象正在“接近”是有用的，使得可以校正转向输入。由于交通工具地图包含关于交通工具的外部范围的信息(例如，保险杠地点、反射镜地点、外部轮廓/足迹)，并且智能设备已经确定了范围的地点和外部对象的地点，因此可以确定对象的朝向和距离。
58.智能设备102然后可以利用关于外部对象的所确定的特点(具有或不具有智能设备102的已知位置)来进行功能。例如，该功能可以涉及将外部对象中的一个或多个的标识
连同对象的距离、方向和/或相对速度一起显示在设备的显示屏上。可以相对于交通工具的“环绕视角”或“驾驶员视角”或相对于交通工具的某一其它表示显示该信息。在一些实施方式中，可以基于外部对象的所确定的特点来显示警告或通知。例如，如果智能设备102确定碰撞即将发生，那么可以呈现通知以警示驾驶员(视觉、听觉、触觉等)。智能设备102还可以将车载传感器用作操作的一部分。例如，gps系统可能能够确定交通工具的速度并且基于交通工具的所确定的速度来调节阈值以用于避免碰撞操作。智能设备102还能够与交通工具通信，以便确定速度、方向、转向输入、制动输入、油门输入、横摆、俯仰、侧倾或在交通工具处可用的任何其它数据。
59.就停车辅助操作而言，可以显示外部对象相对于交通工具的地点。例如，可以在停车时显示到交通工具前面的汽车的距离。类似地，当拉入或退回到垂直点时，可以相对于交通工具的拐角(例如，前保险杠的拐角)显示交通工具到交通工具侧面的距离。
60.系统还基于外部对象来实现任何数量的其它基于雷达的操作，这些外部对象并未在此处具体地列出并且将被普通技术人员识别。只要对象能够将雷达发射信号反射回智能设备，就能够查明关于该对象的信息并且相对于其进行操作。
61.乘员检测
62.图5图示了用于与交通工具内的乘员相对应的基于雷达的交通工具操作的智能设备102的示例实施方式。可以结合上面关于图4描述的技术利用以下技术。
63.在操作期间，智能设备102生成并且提供雷达发射信号502。作为示例，雷达发射信号502是由雷达系统104生成的连续波频率调制信号。雷达发射信号502撞击内部对象，例如，驾驶员座椅504；以及乘员，例如，驾驶员506和乘客508。因此，可以接收包含雷达反射510、512和514的雷达接收信号，该雷达反射510、512和514分别由雷达发射信号502从驾驶员座椅504、驾驶员506和乘客508反射而引起。雷达反射510、512和514中的每一个都包含雷达发射信号502的至少一部分。内部反射是指来自交通工具的部分的任何雷达反射(例如，雷达反射510)。尽管雷达反射510已经从交通工具的内部的一部分被反射，但内部反射也可以来自交通工具的外部的部分，例如，侧视镜、发动机盖标志、发动机盖或翼子板。乘员反射是指来自交通工具内的乘员的任何雷达反射(例如，雷达反射512和514)。
64.尽管图5示出了两个乘员(驾驶员506和乘客508)，但智能设备102可以区别和确定许多乘客的特点。此外，类似于图4，只要雷达发射信号502能够从乘员(例如，驾驶员506，直接或间接地从智能设备102)反射并且由智能设备102在给定位置中接收，就可以利用智能设备102的许多位置或定向。
65.可以在不首先确定智能设备102的位置的情况下确定乘员的某些特点。例如，在一些实施方式中，检测到乘员在距方向盘的特定距离内可以使智能设备102能够确定乘员是驾驶员506。类似地，汽车座椅近侧的移动将表明相关联的乘员是后座中的儿童。此外，可以对乘员做出假设，诸如当智能设备102的屏幕通常指向交通工具的后部时，来自右侧的雷达反射将来自驾驶员506(至少在左侧驾驶员交通工具中)。
66.为了确定乘员的某些特点，可以计算智能设备102的位置(相对于交通工具的位置和定向)。智能设备102分析雷达接收信号以将内部反射(例如，雷达反射510)与乘员反射(例如，雷达反射512和514)区分开。例如，与内部反射相对应的对象通常将不相对于智能设备102移动，然而，乘员通常确实移动。智能设备102然后可以分析内部反射以确定交通工具
的内部相对于智能设备102的空间表示。基于交通工具的已知特点和交通工具的内部相对于设备的空间表示，装置可以确定智能设备102相对于交通工具的位置。
67.交通工具的已知特点能够包括交通工具映射，该交通工具映射包括内部映射，使得可以基于已知内部地点来知道与交通工具的相应座椅的相对地点。在一个示例中，用户进行交通工具设置过程以映射特定交通工具的内部。在另一示例中，从交通工具空间映射库中取出交通工具空间映射。以这些和其它方式，确定智能设备102相对于交通工具的位置，这使座椅地点以及因此乘员区别能够由智能设备102进行。
68.可以单独利用或结合内部反射利用其它传感器，诸如加速度计、陀螺仪、成像器和接近传感器，来确定智能设备102相对于交通工具的位置。智能设备102可以周期性地确定其相对于交通工具的位置，以便更新其位置以供乘员检测(下面讨论的)。以这种方式，智能设备102可以在不对系统的性能产生负面影响的情况下围绕交通工具的内部移动。
69.可以响应于确定智能设备102相对于交通工具的位置而确定关于乘员的某些数据。可以分析乘员反射(例如，雷达反射506和508)以确定关于相应乘员的特点。例如，系统可以监测驾驶员506的注意力水平，但忽略乘客508的注意力水平。
70.智能设备102然后可以利用关于乘员的所确定的特点来进行功能。例如，如果智能设备102确定驾驶员506正在入睡或在没有集中注意力达到一段时间，那么可以生成警报(视觉、听觉、触觉等)。作为操作的一部分，如上面所讨论的，智能设备102还可以使用车载传感器或与交通工具的传感器接口。例如，gps系统可以能够确定交通工具的速度并且基于交通工具的所确定的速度来调节基于注意力的操作的阈值。
71.在另一示例中，智能设备102可以能够确定儿童存在于交通工具的后座中。如上面所讨论的，智能设备102能够确定存在乘员和乘员相对于交通工具的地点。通过进一步确定乘员是汽车座椅中的儿童(基于与汽车座椅的接近度、大小、移动、心跳、来自组织的特点反射等)，如果驾驶员离开交通工具(通过还追踪驾驶员或如果驾驶员从交通工具中移除智能设备102)，那么智能设备102可以向驾驶员506警示儿童在汽车座椅中的存在。
72.在另一示例中，智能设备102能够监测乘员，例如，驾驶员506、乘客508、汽车座椅中的儿童中的一个或多个的生命体征，并且在智能设备102确定需要服务的情况下生成警报和/或请求紧急服务。
73.可以利用上面讨论的系统来进行基于乘员的任何数量的其它基于雷达的操作。只要乘员能够将雷达发射信号(直接或间接地)反射回智能设备，就可以查明关于该乘员的信息并且相对于其进行操作。
74.户外交通工具操作
75.图6图示了用于与户外交通工具，例如，交通工具的范围是未知的或几乎不关注交通工具操作的交通工具，近侧的对象相对应的基于雷达的交通工具操作的智能设备102的示例实施方式。尽管示出了典型的自行车，但以下技术适用于许多交通工具，诸如斜躺单车、四轮摩托车、沙滩车、具有或不具有汽车风挡的摩托车、踏板车、轻便摩托车、人力车、高尔夫球车、手推车、电动单车和三轮车。
76.在操作期间，智能设备102生成并且提供雷达发射信号602。尽管将雷达发射信号602示出为向前和向后发射，例如，如上面所讨论的球形波束图，但智能设备102可以仅在前向或后向或其某一部分上发射。作为示例，雷达发射信号602是由雷达系统104生成的连续
波频率调制信号。雷达发射信号602撞击户外交通工具对象，例如，乘坐者604和户外交通工具606(示出为自行车)；以及外部对象，例如，外部交通工具608和树610。因此，可以接收包含雷达反射612、614、616和618的雷达接收信号，该雷达反射612、614、616和618分别由雷达发射信号602从乘坐者604、户外交通工具606、外部交通工具608和树610反射而引起。雷达反射612、614、616和618中的每一个都包含雷达发射信号602的至少一部分。户外交通工具反射是指来自户外交通工具606的部分或户外交通工具606的乘坐者604的雷达反射(例如，雷达反射612和614)。外部反射是指来自不作为乘坐者604或户外交通工具606的部分的对象的雷达反射(例如，雷达反射616和618)。
77.为了确定外部对象的特点，计算智能设备102相对于户外交通工具或地平面的定向。智能设备102可以分析雷达接收信号以确定来自地面的反射。可以确定垂直于地面的方向，这能够计算智能设备102的定向。可以单独利用或结合反射利用其它传感器，诸如加速度计、陀螺仪、成像器和接近传感器，来确定智能设备102的定向。智能设备可以周期性地更新其定向以用于外部对象检测(下面讨论的)。这可以在不对性能产生负面影响的情况下使智能设备102能够围绕户外交通工具606移动。
78.可以在不确定智能设备102的定向的情况下确定外部对象的某些特点。例如，可以在不知道智能设备102的定向的情况下确定外部对象的方面，诸如大小、相对速度和到智能设备102的距离，然而，外部对象相对于户外交通工具的方向基于智能设备102的已知定向，如下面将讨论的。
79.然而，可以基于智能设备102的所确定的定向来确定关于外部对象的某些其它特点。可以使用已知定向分析外部雷达反射(例如，雷达反射616和618)以确定外部对象相对于户外交通工具606的地点、方向、距离、大小、标识和速度。在一些实施方式中，出于外部对象的目的，可以忽略来自乘坐者604和户外交通工具606的反射(例如，雷达反射612和614)。
80.智能设备102然后可以利用关于外部对象的所确定的信息(基于或不基于智能设备102的所确定的定向)来进行功能。例如，该功能可以涉及将外部对象中的一个或多个的标识与对象的距离、方向和/或相对速度一起显示在智能设备102的显示屏上。可以相对于户外交通工具的“环绕视角”或“驾驶员视角”或相对于户外交通工具的某一其它表示显示该信息。虽然存在由乘坐者604或户外交通工具606的部分引起的潜在雷达“盲点”，但系统在安装在车把上时仍然能够追踪从后方接近的汽车，例如，由于来自交通工具的反射非常强并且通常不会被乘坐者604或户外交通工具606完全遮挡。在一些实施方式中，可以基于外部对象的所确定的特点来显示警告或通知。例如，如果智能设备102确定例如与外部交通工具608的碰撞即将发生，那么可以呈现通知以警示乘坐者604。智能设备102可以使用车载传感器作为操作的一部分。例如，gps系统可以能够确定户外交通工具的速度并且基于户外交通工具606的所确定的速度来调节避免碰撞操作的阈值。
81.可以利用上面讨论的系统来进行用于户外交通工具操作的其它基于雷达的操作。只要对象能够将雷达发射信号反射回智能设备，就可以查明关于该对象的信息并且相对于其进行操作。
82.示例方法
83.在以下讨论的部分中，可以参考图1的环境100-1到100-3以及图4到图6中详述的实体，对其的参考仅仅作为示例。这些技术不限于由一个实体或在一个设备上运行的多个
实体来进行。图4到图6被示出为所进行的操作(或行动)集合，但并不一定限于在本文中示出这些操作的顺序或组合。进一步地，可以重复、组合、重新组织或链接操作中的一个或多个中的任何一个以提供广泛的附加和/或替代方法。
84.图7描绘了用于进行基于智能设备的雷达系统的操作的示例方法700，该基于智能设备的雷达系统能够穿过交通工具的风挡表征对象。
85.在702，智能设备从交通工具的内部将雷达发射信号发射穿过交通工具的风挡。例如，如图4中所示出，智能设备102可以被安装在交通工具的仪表板或车柱上的一些地方，使得雷达发射信号402能够到达外部对象(例如，汽车408)。智能设备可以调节雷达发射信号来以有效的方式穿透风挡。例如，可以发射第一雷达发射信号以便确定由风挡引起的衰减，并且可以基于第一雷达发射信号的接收到的反射来调节雷达发射信号。
86.在704，智能设备接收穿过风挡的外部雷达反射信号，该外部雷达反射信号由雷达发射信号从交通工具外部的对象反射而引起。例如，外部雷达反射信号可以包含来自另一交通工具的反射(例如，反射414)。
87.在706，分析外部雷达反射信号以检测对象的特点。特点可以包含对象的标识、对象相对于智能设备的方向、对象与智能设备之间的距离或对象与智能设备之间的相对速度。在一些实施方式中，智能设备滤除或以其它方式补偿由风挡引起的衰减以便确定特点。
88.在708，基于对象的检测到的特点来发起操作。该操作可以涉及将特点显示在智能设备的显示屏上、如果该特点满足或超过某些阈值，那么生成并且呈现通知或警告、将该特点连同交通工具的一个或多个表示一起显示，等等。
89.图8描绘了用于进行基于智能设备的雷达系统的操作的示例方法800，该基于智能设备的雷达系统能够表征交通工具外部的对象。
90.在802，智能设备从交通工具的内部发射一个或多个雷达发射信号。例如，如图4中所示出，智能设备102可以被安装在交通工具的仪表板或车柱上的一些地方，使得雷达发射信号402能够到达外部对象(例如，汽车408)。
91.在804，智能设备接收内部雷达反射信号，该内部雷达反射信号由雷达发射信号中的一个从交通工具的一部分反射而引起。例如，内部雷达反射可以是由交通工具的风挡的反射(例如，反射412)引起的。在一些实施例中，内部雷达反射信号可以来自交通工具的外部的一部分，例如，侧视镜、发动机盖标志、发动机盖或翼子板。
92.在806，智能设备确定智能设备相对于交通工具的位置。位置确定可以单独或结合智能设备的其它传感器(例如，加速度计、倾角计或陀螺仪)基于雷达接收信号的第一反射部分。该确定还可以利用从库中选择或用户创建的预定义交通工具映射。此外，可以基于另一雷达接收信号(在雷达接收信号之前、与雷达接收信号并行或在雷达接收信号之后接收到的)来确定智能设备的位置。
93.在808，智能设备接收外部雷达反射信号，该外部雷达反射信号由雷达发射信号中的一个从交通工具外部的对象反射而引起。外部雷达反射信号可以是引起内部雷达反射信号的相同雷达发射信号的反射或不同雷达发射信号的反射(例如，在不同调制方案之前、之后或基于该不同调制方案发射的)。例如，外部雷达反射信号可以从另一交通工具被反射(例如，反射414)并且穿过风挡406接收。
94.在810，外部雷达反射信号被分析以检测对象的特点。特点可以包括对象的标识、
对象相对于智能设备的方向、对象与智能设备之间的距离或智能设备与对象之间的相对速度。
95.在812，基于所确定的特点连同智能设备的所确定的位置来确定对象的增强特点。对象的增强特点可以包括从交通工具的范围到对象的距离和/或朝向。例如，智能设备可以确定对象在10米外，但因为智能设备可以与交通工具的范围(例如，前保险杠)相距2米，所以对象可能距撞击交通工具只有8米。
96.在814，基于对象的增强特点来发起操作。该操作可以涉及将增强特点显示在智能设备的显示屏上、如果该增强特点满足或超过某些阈值，那么生成并且呈现通知或警告、将该增强特点连同交通工具的一个或多个表示一起显示，等等。
97.图9描绘了用于进行基于智能设备的雷达系统的操作的示例方法900，该基于智能设备的雷达系统能够进行交通工具内的乘员检测和追踪。
98.在902，智能设备从交通工具的内部发射一个或多个雷达发射信号。例如，如图5中所示出，智能设备102可以被安装在交通工具的仪表板或车柱上的一些地方，使得雷达发射信号502能够到达乘员(例如，驾驶员506和乘客508)。
99.在904，智能设备接收乘员雷达反射信号，该乘员雷达反射信号由雷达发射信号中的一个从交通工具的乘员反射而引起。例如，乘员雷达反射信号可以从交通工具的驾驶员被反射(例如，雷达反射512)。
100.在906，分析乘员雷达反射信号以检测乘员的特点。例如，该特点可以是注视方向、面部表情、睁眼或闭眼的确定或仅乘员的存在。
101.在908，基于检测到的特点来确定乘员的活动。例如，所确定的活动可以是乘员没有注意道路或乘员具有健康的心跳或呼吸频率。
102.在910，智能设备接收内部雷达反射信号，该内部雷达反射信号由雷达发射信号中的一个从交通工具的内部表面反射而引起。内部雷达反射信号可以是引起乘员雷达反射信号的相同雷达发射信号的反射或不同雷达发射信号的反射(例如，在不同调制方案之前、之后或基于该不同调制方案发射的)。例如，内部雷达反射信号可以包含来自座椅的反射(例如，雷达反射510)或来自方向盘的反射。在一些实施例中，内部雷达反射信号可以来自交通工具的外部的一部分，例如，侧视镜、发动机盖标志、发动机盖或翼子板。
103.在912，智能设备基于内部雷达反射信号来确定乘员相对于交通工具的地点。例如，智能设备可以确定乘员是驾驶员506、乘客508或汽车座椅中的儿童。可以结合智能设备的其它传感器(例如，加速度计、倾角计或陀螺仪)进行确定。该确定可以利用预定义交通工具映射，该预定义交通工具映射是从库中选出的或是用户创建的，或基于在乘员附近的检测到的对象，例如，方向盘或汽车座椅。
104.在914，基于所确定的活动和乘员的地点来发起操作。例如，一些所确定的活动可以仅适用于交通工具的驾驶员(看着道路、注意驾驶等)，而诸如活着的其它活动可以适用于任何乘员位置。该操作可以涉及警告乘员(例如，视觉地、听觉地、通过触觉设备、通过交通工具的声音系统)或自动地联系紧急服务(例如，如果检测到撞车或如果未检测到心跳)。作为另一示例，如果交通工具的驾驶员离开交通工具，而交通工具中的儿童座椅中仍有儿童，那么也可以生成警报。
105.图10描绘了用于进行基于智能设备的雷达系统的操作的示例方法1000，该基于智
能设备的雷达系统能够表征户外交通工具近侧的对象。
106.在1002，智能设备在安装在户外交通工具上时发射雷达发射信号。户外交通工具可以是任何形式的交通工具，诸如自行车、斜躺单车、四轮摩托车、沙滩车、具有或不具有风挡的摩托车、踏板车、轻便摩托车、人力车、高尔夫球车、手推车、电动单车、三轮车或交通工具范围可能无关紧要的任何其它小型交通工具。例如，如图6中所示出，智能设备102可以被安装在自行车的车把上的一些地方，使得雷达发射信号602能够到达外部对象(例如，外部交通工具608)。
107.在1004，智能设备接收外部雷达反射信号，该外部雷达反射信号由雷达发射信号从乘坐者/户外交通工具外部的对象反射而引起。
108.在1006，分析外部雷达反射信号以检测对象的特点。特点可以包含对象的标识(例如608，作为汽车，610作为树)或对象相对于智能设备的距离、朝向或速度。
109.在1008，智能设备确定智能设备相对于乘坐者、户外交通工具或地面的定向。该确定可以是基于雷达反射(例如，来自地面、乘坐者或户外交通工具)和/或基于来自智能设备的其它传感器(例如，加速度计、倾角计或陀螺仪)的数据。
110.在1010，基于对象的特点和智能设备的所确定的定向来确定对象的增强特点。例如，智能设备可以确定对象在10米外并且通常在户外交通工具的路径中。
111.在1012，基于对象的增强特点来发起操作。该操作可以涉及将增强特点显示在智能设备的显示屏上、如果该增强特点满足或超过某些阈值(例如，碰撞可能即将发生)，那么生成并且呈现通知或警告、将该增强特点连同乘坐者或户外交通工具的一个或多个表示一起显示，等等。
112.结论
113.尽管已经利用特定于特征和/或方法的语言描述了使用交通工具环境中的基于智能设备的雷达系统的技术和包括交通工具环境中的基于智能设备的雷达系统的设备，但将理解，随附权利要求书的主题并不一定限于所描述的特定特征或方法。相反，特定特征和方法被公开为交通工具环境中的基于智能设备的雷达系统的示例实施方式。