科技计划：
其他：
成果形式：新技术、新产品、新装备
合作方式：技术转让、技术开发、技术咨询、技术服务、人才培养
参与活动：
第二届江苏产学研合作对接大会
专利情况：
正在申请 ,其中:发明专利 1 项
已授权专利,其中:发明专利 0 项
成果简介
综合介绍
随着电动汽车的快速发展，无线充电技术凭借其高安全性以及便利性正逐步应用于智能电动车充电场景。但是，在无线充电过程中存在的强磁场可能对活体造成伤害，因此急需开发活体检测与保护系统。相比视频和热成像技术，毫米波雷达具有全天候工作、稳定可靠、高精度等优势。因此，本项目研发了一种基于多毫米波雷达的智能电动车无线充电活体检测系统。首先，对原始ADC数据进行预处理，通过快速多维傅里叶变换和CFAR等算法提取具有活体特征的点云信息。然后，基于椭圆DBSCAN算法对特征点云进行聚类分析，并基于扩展卡尔曼滤波算法实现对聚类后的目标进行实时跟踪。获取活体运动特征后，基于运动预测模型对活体进行轨迹预估，监测活体目标是否会进入预设安全区域。当目标侵入安全区域时，进行报警和断电操作。考虑到车身振动所造成的误警问题，设置ROI对点云进行滤波。此外，单个雷达感知范围有限，为覆盖整个车底充电区域，系统集成了多个毫米波雷达，本项目通过数据融合提高了检测范围与精度。最后，针对不同材质的地面本项目还对雷达各项性能参数进行了配置标定。测试表明本系统可在保证充电效率的同时，充分保护周边生物体的安全。
创新要点
该系统在目标检测与跟踪领域具有创新性的关键要点如下：
1. 高精度点云获取：利用雷达数据采集板中获得的原始ADC数据，通过快速多维傅里叶变换和CFAR等信号处理算法，实现了目标的点云信息提取，包括距离、速度和角度等多维度属性。
2. 基于椭圆DBSCAN的聚类：在点云处理阶段，系统采用了基于椭圆形状的密度扫描聚类（DBSCAN）算法，将点云数据按目标物体进行聚类。这一创新的算法选择使得目标分组更为准确，尤其在复杂环境下的目标聚类表现出色。
3. 车身抖动误报消除策略：为了应对车身抖动可能引发的误报问题，系统引入了ROI的概念，有效地排除了ROI之外的点云数据。这一创新策略提高了系统对目标的准确性和稳定性。
4. 多传感器信息融合：通过对多传感器数据进行信息坐标转换和马氏距离相似度分析，系统实现了不同传感器之间的数据融合，提高了目标检测的全面性和鲁棒性。这一创新技术充分利用了多传感器的优势。
5. 基于实时速度和方向的报警策略：系统的报警策略利用目标的实时速度和方向，通过投影线来预测目标未来位置。这一创新方法有效地增强了系统的安全性。
技术指标
1. 感知距离：4cm~200cm（可覆盖整个车辆底部范围）
2. 感知角度：±70°（水平）±15°（垂直）
3. 距离分辨率7cm
4. 角度分辨率0.5°
5. 被测物体大小参照：球体直径5cm，圆筒直径4，长 30cm（可覆盖常见的人类手臂，猫，狗以及鸟类等）
6. 实际应用速度范围：约1~10m/s（可覆盖常见的人类手臂，猫，狗以及鸟类等）
7. 距离误差±5cm
8. 角度误差±1°
9. 速度误差±0.2m/s
10. 漏检率≤1%
其他说明
1. 针对智能电动汽车无线充电装置，基于多个低成本毫米波雷，实现充电区域周围活体检测和预警，算法包括傅里叶变换、恒虚警检测、聚类、轨迹跟踪、多毫米波融合等。
2. 完成台架和实车测试验证，在乘员上下车、开关后备箱等情况下进行系统误报测试，对检测系统的误报率和漏检率进行多场景测试分析，满足预期性能要求。
3. 基于多种地面材质和多类天气情况，提出完整的毫米波雷达参数标定方法，开发出相应的标定软件，实现自动化标定。
4. 申请1件发明专利，该系统已进行小批量生产。
完成人信息
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黄磊与江苏省生产力促进中心创新平台管理与服务处对接成功
电话：025-85485967 QQ群：1035941228