本發(fā)明涉及一種根據(jù)在權(quán)利要求1的前序部分中詳細(xì)定義的類型的用于檢測車輛內(nèi)部空間中的生物的方法，以及一種根據(jù)在權(quán)利要求10的前序部分中詳細(xì)定義的類型的車輛。

背景技術(shù)：

1、在日常生活中可能出現(xiàn)兒童或動物被遺忘或故意留在車輛內(nèi)部空間中的情況。例如，狗主人想快速購物，但又不想帶上他的狗。特別是在夏季陽光強(qiáng)烈以及冬季天氣寒冷時，這可能會導(dǎo)致危及生命的情況，因為車輛內(nèi)部空間溫度可能會急劇升高或降低，從而使對應(yīng)的兒童或?qū)櫸锩媾R過熱或過冷的風(fēng)險。因此，需要一種用于提醒車輛用戶在車輛中留有兒童或動物的裝置和方法。

2、因此，例如de?10?2019?212?412?a1公開了一種用于監(jiān)測車輛的內(nèi)部空間中的生物的監(jiān)測裝置和方法。該文獻(xiàn)描述了借助視覺檢測裝置（例如，攝像頭）、聲學(xué)采集裝置（例如，麥克風(fēng)）和溫度傳感器對車輛內(nèi)部空間進(jìn)行監(jiān)測的方法。上述攝像頭、麥克風(fēng)和溫度傳感器所生成的數(shù)據(jù)由計算單元使用人工智能進(jìn)行評估。計算單元執(zhí)行分類以確定相應(yīng)的存在情況。為了確定在車輛內(nèi)部空間中是否存在生物，還可考慮其他傳感器（例如，座椅占用傳感器、運(yùn)動傳感器和/或安全帶傳感器）的數(shù)據(jù)。通過使用攝像頭和麥克風(fēng)以及通過在車輛中存在顯示裝置和揚(yáng)聲器，可以提供嬰兒監(jiān)測器功能。這樣，可將在車輛內(nèi)部空間中記錄的視頻內(nèi)容和音頻內(nèi)容傳輸?shù)杰囕v用戶的智能手機(jī)，并將由智能手機(jī)記錄的音頻內(nèi)容和視頻內(nèi)容傳回車輛。這使得車輛用戶安撫車輛內(nèi)部空間中的兒童成為可能。然而，由于需要設(shè)置各種類型的傳感器，對應(yīng)的監(jiān)測裝置相對復(fù)雜且昂貴。

3、因此，希望提供一種用于使用結(jié)構(gòu)上配置簡單的且由此成本低廉的裝置來檢測在車輛內(nèi)部空間中存在生物的功能。

4、通過聲音采集間距信息是眾所周知的。為此，目前有各種各樣的裝置，例如，回聲測深儀、聲納或用于形成倒車輔助系統(tǒng)（俗稱“停車蜂鳴器”）的超聲波傳感器系統(tǒng)。

5、對環(huán)境的聲學(xué)特性的空間建模也是當(dāng)前研究的主題。因此，andrew?luo等人描述了單純通過聲學(xué)能夠獲取關(guān)于場景的結(jié)構(gòu)信息的方法和裝置。為此，研究人員介紹了神經(jīng)聲場（naf）的概念，在他們的論文中稱為neural?acoustic?field。這種神經(jīng)聲場包含描述被測環(huán)境的結(jié)構(gòu)的幾何信息。為了生成這種神經(jīng)聲場，在待測繪的環(huán)境（例如，房間或公寓）中執(zhí)行聲音測量。這些聲音測量要求執(zhí)行大量單個測量。在每次單個測量時，將聲源和聲接收器任意放置在待研究環(huán)境中，并經(jīng)由聲源輸出聲脈沖，該聲脈沖由聲接收器采集。通過使用短時傅里葉變換將測得的脈沖響應(yīng)轉(zhuǎn)換為聲譜圖。然后，這樣生成的聲譜圖由人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)處理，該人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)將找到的神經(jīng)聲場確定為輸出變量。詳情參見：“l(fā)earningneural?acoustic?fields（學(xué)習(xí)神經(jīng)聲場），andrew?luo、yilun?du、michael?j.?tarr、joshua?b.?tenenbaum、antonio?torralba、chuang?gan，https://doi.org/10.48550/arxiv.2204.00628”。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種經(jīng)改進(jìn)的用于檢測車輛內(nèi)部空間中的生物的方法，該方法即使使用簡單的硬件也可靠地運(yùn)行。

2、根據(jù)本發(fā)明，該目的通過一種具有權(quán)利要求1的特征的用于檢測車輛內(nèi)部空間中的生物的方法來實現(xiàn)。有利的設(shè)計方案和改進(jìn)方案以及用于執(zhí)行該方法的車輛從相關(guān)的權(quán)利要求中產(chǎn)生。

3、根據(jù)本發(fā)明，一種符合所述類別的用于檢測車輛內(nèi)部空間中的生物的方法，其中通過至少兩個麥克風(fēng)對車輛內(nèi)部空間進(jìn)行聲學(xué)監(jiān)測，并且計算單元使用人工智能評估由麥克風(fēng)生成的信號，通過以下方法步驟改進(jìn)：a)在計算單元中實現(xiàn)naf數(shù)據(jù)庫，其中naf數(shù)據(jù)庫包括針對各種存在場景的車輛內(nèi)部空間的多個神經(jīng)聲場，其中naf數(shù)據(jù)庫是通過在代表性車輛內(nèi)部空間中進(jìn)行初始測量活動生成的，具體方式為，在至少改變假人類型、假人數(shù)量和假人座椅位置的情況下各自記錄至少一個神經(jīng)聲場；b)至少在車門關(guān)閉時，借助麥克風(fēng)記錄車輛內(nèi)部空間中的背景噪聲；c)通過計算單元將所記錄的背景噪聲與存儲在naf數(shù)據(jù)庫中的神經(jīng)聲場進(jìn)行比較；d)通過計算單元確定與所記錄的背景噪聲具有最高匹配度的至少一個神經(jīng)聲場；以及e)根據(jù)基于步驟d)中確定的神經(jīng)聲場的相應(yīng)的存在場景，由計算單元判定在車輛內(nèi)部空間中存在生物。

4、借助根據(jù)本發(fā)明的方法，使得以全新的方式方法對車輛內(nèi)部空間進(jìn)行聲學(xué)監(jiān)測成為可能，這可靠地允許利用簡單的手段判定在車輛內(nèi)部空間中存在生物。神經(jīng)聲場構(gòu)成對車輛內(nèi)部空間的聲學(xué)測繪。為了檢測車輛內(nèi)部空間中的生物，針對所有可能發(fā)生的存在場景生成對應(yīng)的地圖。這些測量活動例如由車輛制造商執(zhí)行。

5、假人（例如，碰撞假人、玩偶、裝滿水的罐子等）用于模擬生物的存在。成年人、兒童以及動物可通過不同的假人類型（即，例如較大或較小的假人）來進(jìn)行抽象化處理。假人還可覆蓋有絨氈、羽毛或頭發(fā)，以模擬毛皮或羽毛。在車輛內(nèi)部空間中的零到最大座位數(shù)量之間改變假人數(shù)量。在此，將假人布置在所有可能的座椅位置上。由此確保神經(jīng)聲場覆蓋所有可能的存在場景。

6、如果后續(xù)使用車輛，并且例如成年駕駛員處于駕駛座、兒童和狗處于車輛的后座，則在車輛內(nèi)部空間中產(chǎn)生對應(yīng)的聲學(xué)效果。這些聲學(xué)效果由對應(yīng)的神經(jīng)聲場映射。在這種情況下，存在與初始測量活動中的具有以下存在場景的神經(jīng)聲場的相關(guān)性：駕駛座上有大型假人，車輛的后座左側(cè)座椅和右側(cè)座椅上分別有小型假人和超小型假人。在naf數(shù)據(jù)庫中，與相應(yīng)的神經(jīng)聲場對應(yīng)關(guān)聯(lián)有這樣的信息：相應(yīng)的存在場景基于哪種假人類型、多少假人數(shù)量和哪個假人座椅位置。

7、為了使得測得的背景噪聲與存儲在naf數(shù)據(jù)庫中的神經(jīng)聲場之間的盡可能高的匹配度成為可能，針對不同的代表性車輛單獨(dú)地執(zhí)行對應(yīng)的測量活動。在這種情況下，“代表性”即意味著，用于執(zhí)行初始測量活動的車輛至少對應(yīng)于與最終應(yīng)用該方法的車輛一樣的車型系列。這確保了車輛內(nèi)部空間的幾何形狀基本相同，這對于車輛內(nèi)部空間的聲學(xué)特性至關(guān)重要。

8、初始測量活動可任意地全面地設(shè)計。因此，可研究其他影響因素，例如座椅調(diào)節(jié)（即，特別是座椅靠背傾斜度）、整個車輛座椅的位置或移動位置、兒童座椅和/或在車輛中攜帶的其他物品的存在。因此，除了假人類型、假人數(shù)量和假人座椅位置外，還可針對不同座椅調(diào)節(jié)以及例如針對放置在車輛的后座的手提包、置于乘客座椅上的筆記本電腦包等各自記錄對應(yīng)的神經(jīng)聲場。

9、在此，對于每個參數(shù)組合，在初始測量活動中記錄至少一個神經(jīng)聲場。然而，優(yōu)選地也可記錄多個神經(jīng)聲場，由此可減少由統(tǒng)計事件引起的測量不準(zhǔn)確性或誤差。特別地，在相同的存在場景下，針對不同的聲源配置記錄多個神經(jīng)聲場。為此，特別地改變聲源的類型和/或相對于車輛內(nèi)部空間的聲源位置。

10、在此，特別實用的是，在后續(xù)使用中為了采集車輛內(nèi)部空間中的背景噪聲，使用車門關(guān)閉作為聲源。車門關(guān)閉特別適合用作聲源，因為由此生成短促且簡潔的聲脈沖。此外，無需在車輛內(nèi)部空間中輸出人工激勵信號。在該上下文中，“關(guān)閉時”意味著在從車門關(guān)閉到隨后不久的時間段內(nèi)對與處理相關(guān)的聲信號進(jìn)行分析。該時間段可處于幾秒或甚至幾毫秒的量級。在此，麥克風(fēng)必須至少在記錄期間激活。在此，麥克風(fēng)也可在實際記錄時段前激活，并在記錄時段結(jié)束后的一段時間內(nèi)停用。例如，當(dāng)通過傳感器判定車門打開時，可激活麥克風(fēng)。當(dāng)車門打開和關(guān)閉時，車輛通常處于靜止?fàn)顟B(tài)。這特別地為車輛乘員進(jìn)出車輛的時刻。這是用于確定在車輛內(nèi)部空間中存在生物的重要時刻。然而，一般來說也可行的是，還在駕駛期間重新激活麥克風(fēng)并記錄音頻信號。這將在下文討論。

11、通過在車輛內(nèi)部空間中設(shè)置多個麥克風(fēng)，可在單個聲學(xué)信號源的情況下同時記錄多個神經(jīng)聲場。對應(yīng)的麥克風(fēng)的安裝位置在代表性車輛與執(zhí)行該方法的車輛之間是對應(yīng)地一致的。通常，車輛具有多個這樣的車輛內(nèi)部空間麥克風(fēng)，例如用于提供電話的免提設(shè)備或用于采集語音助手的語音命令。其中，為了能夠盡可能好地采集不同車輛乘員的聲音，通常將麥克風(fēng)設(shè)置在不同的安裝位置處。

12、在步驟d)中，計算單元確定至少一個與所記錄的背景噪聲最匹配的神經(jīng)聲場。其中，步驟c)中所述的背景噪聲的比較特別地設(shè)置為，從所記錄的背景噪聲生成神經(jīng)聲場，并將其與naf數(shù)據(jù)庫進(jìn)行比較。其中，如果在存儲在naf數(shù)據(jù)庫中的整體神經(jīng)聲場中有一個這樣的場表現(xiàn)尤為突出，則可明確存在哪種存在場景，即在車輛內(nèi)部空間中留有多少生物、他們坐在哪個座椅位置處以及他們是什么類型的生物（即，例如成人、兒童還是動物）。

13、其中，計算單元還可在適當(dāng)時通過處理聲學(xué)信號確定是哪種動物，例如通過識別犬吠聲、貓叫聲、鳥鳴聲等。

14、然而，也可出現(xiàn)這樣的情況，在這些情況下，naf數(shù)據(jù)庫中的多個神經(jīng)聲場具有與所記錄的背景噪聲的相似性。計算單元于是比較與相應(yīng)的存在場景關(guān)聯(lián)的信息。即，例如可能正好是在車輛內(nèi)部空間中存在兩個生物的那些神經(jīng)聲場具有高匹配度。但同時例如相應(yīng)的座椅位置不同。在這種情況下，借助根據(jù)本發(fā)明的方法可確定在車輛內(nèi)部空間中存在的生物數(shù)量，但無法確定確切的座椅位置定位。

15、然而，借助根據(jù)本發(fā)明的方法至少可區(qū)分在車輛內(nèi)部空間中是否存在至少一個生物。

16、根據(jù)本發(fā)明的方法的一種有利的改進(jìn)方案設(shè)置為，在初始測量活動中，為了生成naf數(shù)據(jù)庫，充當(dāng)聲學(xué)信號源的是車門的關(guān)合，其中特別地還記錄在所關(guān)合的車門發(fā)生變化的情況下的神經(jīng)聲場。由于至少在車輛的靜止?fàn)顟B(tài)下，根據(jù)本發(fā)明的用于確定在車輛內(nèi)部空間中存在生物的方法是在車門打開和關(guān)閉時執(zhí)行的，在此充當(dāng)聲源的是車門的關(guān)合，因此，在特別有利的方式方法中，在初始測量活動中，為了生成naf數(shù)據(jù)庫，充當(dāng)聲源的也是車門的關(guān)合。因此，在初始測量活動中生成的神經(jīng)聲場基于與隨后在車輛中執(zhí)行該方法時使用的同一聲源。由此能夠提高在車輛內(nèi)部空間中記錄的背景噪聲（即，特別是從背景噪聲中推導(dǎo)的神經(jīng)聲場）與存儲在naf數(shù)據(jù)庫中的神經(jīng)聲場之間的匹配度。

17、根據(jù)該方法的另一有利的設(shè)計方案，在關(guān)閉車門時，計算單元在考慮車門關(guān)閉傳感器的情況下確定關(guān)閉的是哪扇車門。根據(jù)哪扇車門被關(guān)閉并因此充當(dāng)聲源，由于聲源位置變化，這對對應(yīng)的神經(jīng)聲場產(chǎn)生影響。因此，針對每種可行的所關(guān)合的車門的組合，單獨(dú)記錄神經(jīng)聲場。在此，可關(guān)合單個車門，也可同時或快速相繼地關(guān)合多個車門。在初始測量活動中，對應(yīng)地考慮這些情況。在此，考慮到車門關(guān)閉傳感器所傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，計算單元可精確地檢測出關(guān)合的是哪扇車門。然后，計算單元可以在確定在車輛內(nèi)部空間中記錄的背景噪聲與存儲在naf數(shù)據(jù)庫中的神經(jīng)聲場之間的匹配度時考慮這些信息。因此，計算單元從naf數(shù)據(jù)庫中僅選擇將對應(yīng)的車門用作聲源的、可能達(dá)成匹配的神經(jīng)聲場。

18、根據(jù)本發(fā)明的方法的另一有利的設(shè)計方案還設(shè)置為，根據(jù)車輛配置，執(zhí)行不同的初始測量活動以生成naf數(shù)據(jù)庫。除了已經(jīng)提到的影響變量外，車輛配置也影響相應(yīng)的神經(jīng)聲場。例如，如果安裝了特定類型的車輛座椅（例如，運(yùn)動座椅），其具有特定的材料成分（例如，皮革），或者如果在車輛內(nèi)部空間中布置其他特殊部件（例如，胡桃木裝飾條），則這可影響車輛內(nèi)部空間中的聲景。因此例如聲音在光滑表面上的反射方式與在粗糙表面上（例如，天鵝絨或紋理塑料）的反射方式不同。

19、因此，車輛制造商不僅可針對不同的車型系列，還可根據(jù)同一車型系列針對不同車輛配置執(zhí)行對應(yīng)的測量活動。然后，可在車輛的計算單元中實現(xiàn)這樣生成的所有神經(jīng)聲場，或者僅實現(xiàn)在具有相應(yīng)車輛配置的代表性車輛內(nèi)部空間中記錄的那些神經(jīng)聲場。由此能夠節(jié)省計算單元中的存儲空間。然而，如果車輛配置在車輛壽命期間發(fā)生變化，則在此必須將缺失的naf數(shù)據(jù)庫或缺失的神經(jīng)聲場后續(xù)加入計算單元中。這可例如借助更新（優(yōu)選通過無線“空中下載”更新）來實現(xiàn)。

20、根據(jù)本發(fā)明的方法的另一有利的設(shè)計方案，計算單元在車輛的使用階段中執(zhí)行測量活動以擴(kuò)展naf數(shù)據(jù)庫，其中，主動向用戶詢問描述當(dāng)前的存在場景的信息。換句話說，計算單元因此具有學(xué)習(xí)能力。車輛用戶可在使用階段中（即，就車輛的生命周期而言在用戶使用車輛的時間段中）記錄新的神經(jīng)聲場。為此，不再使用假人，而是使用通常與車輛一起行駛的生物，例如家庭成員或?qū)櫸?。由此能夠進(jìn)一步提高在車輛中所能記錄的背景噪聲與存儲在naf數(shù)據(jù)庫中的神經(jīng)聲場之間的匹配度。為了能夠?qū)?yīng)的存在場景告知給計算單元，必須手動將這些信息預(yù)先提供給計算單元。為此，用戶可使用合適的人機(jī)界面，例如觸敏式顯示裝置。

21、根據(jù)本發(fā)明的方法的另一有利的設(shè)計方案還設(shè)置為，方法步驟b)至e)在關(guān)閉車門后的較晚時間點再次執(zhí)行，其中，在此經(jīng)由布置在車輛中的至少一個揚(yáng)聲器輸出聲學(xué)激勵信號。如前所述，借助根據(jù)本發(fā)明的方法不僅可在車門的關(guān)合時，還可在較晚時間點（例如，駕駛期間）檢測在車輛內(nèi)部空間中生物的存在。由此可驗證先前確定的生物存在，特別是數(shù)量、生物類型和座椅位置定位。由于在駕駛期間不應(yīng)開關(guān)車門，因此優(yōu)選使用其他聲源。車輛的揚(yáng)聲器可用于此目的，特別地，音頻信號經(jīng)由布置在車輛內(nèi)部空間中不同位置處的揚(yáng)聲器輸出。在此，激勵信號也特別優(yōu)選地與在初始測量活動中使用的激勵信號匹配。

22、例如，寵物可能是在車輛靜止?fàn)顟B(tài)下通過打開的車門窗被帶入車輛內(nèi)部空間的。對應(yīng)地，在駕駛期間也能夠確定正確的生物數(shù)量。

23、在此優(yōu)選地，經(jīng)由至少一個揚(yáng)聲器輸出的聲學(xué)激勵信號僅包括超聲頻帶和/或次聲頻帶中的頻率。這樣做的優(yōu)點在于，對應(yīng)的激勵信號不會被車輛乘員感知到。由此使得根據(jù)本發(fā)明的方法在車輛乘員察覺不到的情況下執(zhí)行成為可能。因此特別地改善用戶舒適度。

24、根據(jù)本發(fā)明的方法的另一有利的設(shè)計方案還設(shè)置為，計算單元在方法步驟d)中同樣使用人工智能來確定與背景噪聲匹配的神經(jīng)聲場。對此，考慮采用人工智能的成熟辦法和方法，例如人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，特別是深度人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。這允許能夠更可靠地確定在所記錄的背景噪聲與存儲在naf數(shù)據(jù)庫中的神經(jīng)聲場之間的匹配度。特別地，對應(yīng)的機(jī)器學(xué)習(xí)模型將從所記錄的背景噪聲中提取的神經(jīng)聲場與naf數(shù)據(jù)庫進(jìn)行比較。

25、根據(jù)本發(fā)明的方法的另一有利的設(shè)計方案，僅當(dāng)在車輛內(nèi)部空間中檢測到生物并且車輛隨后接收到車門鎖定信號時，計算單元才執(zhí)行緊急措施。作為緊急措施可執(zhí)行各種行動，例如激活照明裝置（例如，前大燈、尾燈、方向指示燈等），以及輸出聲學(xué)警告信號（例如，經(jīng)由車輛喇叭）。由此能夠提醒車輛周圍的行人。同樣可將警告信息通過無線通信連接傳輸?shù)嚼畿囍鞯囊苿咏K端或者還傳輸?shù)骄o急服務(wù)部門。此外，計算單元可控制車輛功能，例如通過操作電動車窗升降器打開車窗或激活車輛空調(diào)設(shè)備。由此例如能夠防止夏季過熱。

26、通過僅在車輛鎖定時才執(zhí)行緊急措施，防止了不必要地采取對應(yīng)的緊急措施。如果車門未鎖定，則這通常意味著駕駛員在場或在附近。因此，通常車輛內(nèi)部空間中的兒童和動物不會面臨危險。相反，如果車輛鎖定，則駕駛員離開，并且留在車輛內(nèi)部空間中的兒童和/或動物的危險對應(yīng)地增加。因此將這種情況考慮在內(nèi)。

27、在包括至少兩個麥克風(fēng)和計算單元的車輛中，根據(jù)本發(fā)明，麥克風(fēng)和計算單元被適配為執(zhí)行上述方法。車輛可以是任意車輛，例如汽車、卡車、廂式貨車、公共汽車等。麥克風(fēng)布置在車輛內(nèi)部空間中的不同位置處。這允許特別全面且差異化地記錄各種神經(jīng)聲場。計算單元可以是中央車載計算機(jī)、車輛子系統(tǒng)的控制設(shè)備、遠(yuǎn)程信息處理單元等。需由計算單元執(zhí)行的各個步驟也可分布在多個物理上彼此分開的計算單元上。該一個或多個計算單元包括計算機(jī)可讀存儲介質(zhì)，在這些存儲介質(zhì)上各自存儲計算機(jī)程序產(chǎn)品，該計算機(jī)程序產(chǎn)品由處理器執(zhí)行，使得在車輛中實施結(jié)合根據(jù)本發(fā)明的方法闡述的方法步驟。

28、根據(jù)本發(fā)明的用于檢測車輛內(nèi)部空間中的生物的方法以及車輛的進(jìn)一步有利的設(shè)計方案也從實施例中得到，下面將參照附圖更詳細(xì)地描述這些實施例。