专利名称：生命探测器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及救援设备领域，具体涉及一种生命探测器。
背景技术：
由于自然原因或人类活动往往导致各种地质灾害或灾难发生，例如地震、泥石流、矿井塌方、透水等。这些灾害或灾难会将人掩埋或封堵底下，如果得不到及时救援很可能造成人员死亡。“黄金72小时”是地质灾害发生后的黄金救援期，这是救援(学)界的共识。救援界认为，灾难发生之后存在一个“黄金72小时”，在此时间段内，灾民的存活率极高。每多挖一块土，多掘一分地，都可以给伤者透气和生命的机会。在世界各地历次大地震中，72小时内的国际化救援是最有效的救援方式。但由于幸存者被深埋地下，救援人员经常无法及时找到幸存者的所在位置，只能盲目的进行挖掘，以期碰到幸存者。这种实施救援方向性不强，效率低，有时由于挪动或切割表层覆盖物甚至可能对幸存者造成二次伤害。
实用新型内容实用新型本实用新型提供了 一种生命探测器。本实用新型所提供的生命探测器能够通过声音定位幸存者的所在位置。为了达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的，生命探测器，包括指向性扬声器、拾音器、麦克风、第一放大电路、第二放大电路和密码信息处理装置；所述密码信息处理装置、所述麦克风、所述第一放大电路以及所述指向性扬声器依次连接；所述拾音器、所述第二放大电路以及所述密码信息处理装置依次连接；所述密码信息处理装置用于 根据初值生成一组包括多个密码信息的密码序列，并将所述密码序列中的密码信息依次发送至麦克风；将预先设定的回应规则发送至麦克风；将拾音器采集的音频信息与预先设定的回应规则进行对比，并依次得出结果信息，组成结果信息序列；将密码序列与结果信息序列进行匹配运算，计算密码序列与结果信息序列的相似程度，据此判断该方向上是否有幸存者；所述麦克风用于接收所述密码信息以及回应规则，并发送至第一放大电路；所述第一放大电路用于接收并放大所述密码信息以及回应规则，之后将放大后的密码信息和回应规则发送至所述指向性扬声器；所述指向性扬声器用于接收放大后的所述密码信息和回应规则，并向预定方向发送；[0018]所述拾音器用于采集环境中的音频信息，并发送至所述第二放大电路；[0019]所述第二放大电路用于接收并放大所述音频信息，之后将放大后的音频信息发 送至所述密码信息处理装置。[0020]进一步地，前述的生命探测器中，所述密码信息处理装置包括密码信息生成单元 和密码信息判断单元；[0021]所述密码信息生成单元用于[0022]储存混沌映射方式、转换规则以及回应规则；[0023]根据指令选择混沌映射方式；根据所选的混沌映射，通过赋予初值，生成一组包括 多个混沌数的混沌数序列；[0024]得出混沌数序列的阈值；[0025]将混沌数序列中的每个混沌数依次与阈值进行比较，并根据预先设定的转换规则 将混沌数序列转换为密码信息，组成密码序列；将所述密码序列中的密码信息依次发送至 麦克风；[0026]将预先设定的回应规则发送至麦克风；[0027]所述密码信息判断单元用于将密码序列与结果信息序列进行匹配运算，计算密 码序列与结果信息序列的相似程度，据此判断该方向上是否有幸存者。[0028]进一步地，前述的生命探测器中，所述密码信息生成单元包括输入子单元、控制子 单元、密码库和密码信息存储子单元；所述控制子单元分别与所述输入子单元、所述密码库 以及所述密码信息存储子单元连接；[0029]所述输入子单元用于接收用户的指令以及初值，并发送至控制子单元；[0030]所述控制子单元用于[0031]根据所述指令从所述密码库中选择相应的混沌映射方式，根据所选的混沌映射， 通过赋予初值，生成一组包括多个混沌数的混沌数序列；[0032]得出混沌数序列的阈值；将混沌数序列中的每个混沌数依次与阈值进行比较，并 根据预先设定的转换规则，将比较结果转换为密码信息，组成密码序列；[0033]将所述密码序列中的密码信息依次发送至麦克风以及所述密码信息存储子单 元;[0034]将预先设定的回应规则发送至麦克风；[0035]所述密码库用于储存混沌映射方式、转换规则以及回应规则；[0036]所述密码信息存储子单元用于存储所述密码序列。[0037]进一步地，前述的生命探测器中，所述密码信息处理装置进一步包括显示子单元； 所述显示子单元与所述控制子单元连接；[0038]所述显示子单元用于显示所述指令、所述初值、所述密码序列以及所述结果信息 序列。[0039]进一步地，前述的生命探测器中，还包括信号处理电路；所述拾音器与所述第二放 大电路通过所述信号处理电路相连；[0040]所述信号处理电路用于将所述拾音器采集的音频信息进行过滤去除噪声后发送 至所述第二放大电路。[0041]进一步地，前述的生命探测器中，所述第二放大电路为二级放大电路。[0042]进一步地，前述的生命探测器中，还包括扬声器支架；所述扬声器支架包括底座和放置架；所述放置架竖直设置在所述底座上；所述指向性扬声器置于所述放置架远离所述底座的一端。进一步地，前述的生命探测器中，所述底座上设置有轴承；所述放置架与所述底座通过所述轴承连接。进一步地，前述的生命探测器中，还包括外筒，所述外筒竖直设置在所述底座上；所述放置架的下部伸入所述外筒内；所述外筒与放置架之间设置有紧固组件。进一步地，前述的生命探测器中，所述紧固组件包括设置在所述外筒的侧壁上的螺纹孔以及与所述螺纹孔配合的螺栓；所述螺栓伸入所述外筒的一端与所述放置架相抵。与现有技术相比，本实用新型提供的生命探测器通过根据初值生成一组包括多个密码信息的密码序列，之后使用第一放大电路将密码信息进行放大后经由指向性扬声器发出，可以使被放大后的密码信息被散播到指定方向，其它方向上的人无法听到；并且同时还将预先设定好的回应规则也一并发出，让幸存者知晓。之后拾音器会采集环境中的音频信息，经过第二放大电路放大后传入密码信息处理装置，之后将经放大后的音频信息与预先设定的回应规则进行对比，并依次得出结果信息，组成结果信息序列；最后将密码序列与结果信息序列进行匹配运算，计算密码序列与结果信息序列的相似程度，据此判断该方向上是否有幸存者。通过这种方式便可快速对幸存的幸存者进行方向定位，之后通过移动指向性扬声器的位置便可通过多点定位方式准确确定幸存者的所在位置，并进行营救。
为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式
或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式
或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本实用新型实施例一所提供的生命探测器的整体结构示意图；图2为本实用新型实施例二所提供的生命探测器的整体结构示意图；图3为本实用新型实施例二所提供的密码信息生成单元的结构示意图；图4为本实用新型实施例二所提供的扬声器支架的整体结构示意图；图5为本实用新型实施例二所提供的定位方法的空间位置示意图；图6至8为实施例二所提供的定位方法的三角定位算法示意图。图9为本实用新型实施例三所提供的生命探测方法的流程图；图10为本实用新型实施例四所提供的生命探测方法的流程图；图11为本实用新型实施例四中根据初值生成密码序列的流程图；图12为本实用新型实施例四中对密码序列和结果信息序列进行匹配运算的流程图；附图标记1_指向性扬声器，2-拾音器,3-麦克风,4-第一放大电路,5-第二放大电路，6-密码信息处理装置；7_信号处理电路，8-密码信息生成单元，9-密码信息判断单元，10-输入子单元，11-控制子单元，12-密码库，13-密码信息存储子单元，14-显示子单元，15-底座，16-放置架，17-轴承，18-外筒，19-螺纹孔，20-螺栓，21—关节轴承。
具体实施方式
[0060]为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本实用新型的技术 方案进行清楚、完整的描述，基于本实用新型中的具体实施方式
，本领域普通技术人员在 没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本实用新型所保护的范围。[0061]本实用新型的实施例一提供了一种生命探测器，如图1所示，包括指向性扬声器1、拾音器2、麦克风3、第一放大电路4和第二放大电路5和密码信息处理装置6 ；[0062]密码信息处理装置6、麦克风3、第一放大电路4以及所述指向性扬声器I依次连 接；拾音器2、第二放大电路5以及密码信息处理装置6依次连接；[0063]密码信息处理装置6用于[0064]根据初值生成一组包括多个密码信息的密码序列，并将所述密码序列中的密码信 息依次发送至麦克风3 ；[0065]将预先设定的回应规则发送至麦克风3 ；[0066]将音频信息与预先设定的回应规则进行对比，并依次得出结果信息，组成结果信 息序列；将密码序列与结果信息序列进行匹配运算，计算密码序列与结果信息序列的相似 程度，据此判断该方向上是否有幸存者；[0067]麦克风3用于接收密码信息及回应规则，并发送至第一放大电路4 ；[0068]第一放大电路4用于接收并放大所述密码信息以及回应规则，之后将放大后的 密码信息和回应规则发送至指向性扬声器I ;[0069]指向性扬声器I用于接收放大后的所述密码信息和回应规则，并向预定方向发 送;[0070]拾音器2用于采集环境中的音频信息，并发送至第二放大电路5 ;[0071]第二放大电路5用于接收并放大所述音频信息，之后将放大后的音频信息发送 至密码信息处理装置6。[0072]通过根据初值生成一组包括多个密码信息的密码序列，之后使用第一放大电路4 将密码信息进行放大后经由指向性扬声器I发出，可以使被放大后的密码信息被散播到指 定方向，其它方向上的人无法听到。并且同时还将预先设定好的回应规则也一并发出，让幸 存者知晓。之后拾音器2会采集环境中的音频信息，经过第二放大电路5放大后发送至密 码信息处理装置6，之后将经放大后的音频信息与预先设定的回应规则进行对比，并依次得 出结果信息，组成结果信息序列；最后将密码序列与结果信息序列进行匹配运算，计算密码 序列与结果信息序列的相似程度，据此判断该方向上是否有幸存者。[0073]通过这种方式便可快速对幸存的幸存者进行方向定位，之后通过移动指向性扬声 器I的位置和指向便可通过多点定位方式准确确定幸存者的所在位置，并进行营救。[0074]为了提高生命探测器的性能，本实用新型的实施例二提供了一种改进型的生命探 测器，如图2所不,包括指向性扬声器1、拾音器2、麦克风3、第一放大电路4、第二放大电路 5、密码信息处理装置6和信号处理电路7 ;其中，密码信息处理装置6又进一步包括密码信 息生成单元8和密码信息判断单元9 ；[0075]密码信息处理装置6、麦克风3、第一放大电路4以及指向性扬声器I依次连接；拾 音器2、信号处理电路7、第二放大电路5以及密码信息处理装置6依次连接；第二放大电路 5为二级放大电路；[0076]所述密码信息生成单元8用于[0077]储存混沌映射方式、转换规则以及回应规则；[0078]根据指令选择混沌映射方式；[0079]根据所选的混沌映射，通过赋予初值，生成一组包括多个混沌数的混沌数序列；[0080]得出混沌数序列的阈值；[0081 ] 将混沌数序列中的每个混沌数依次与阈值进行比较，并根据预先设定的转换规则 将比较结果转换为密码信息，组成密码序列；[0082]将所述密码序列中的密码信息依次发送至麦克风3 ；[0083]将预先设定的回应规则发送至麦克风3 ；[0084]密码信息判断单元9用于将密码序列与结果信息序列进行匹配运算，计算密码 序列与结果信息序列的相似程度，据此判断该方向上是否有幸存者；[0085]所述麦克风3用于接收密码信息及回应规则，并发送至第一放大电路4 ；[0086]第一放大电路4用于接收并放大所述密码信息以及回应规则，之后将放大后的 密码信息和回应规则发送至指向性扬声器I ;[0087]指向性扬声器I用于接收放大后的所述密码信息和回应规则，并向预定方向发 送;[0088]拾音器2用于采集环境中的音频信息，并发送至第二放大电路5 ;[0089]信号处理电路7用于将拾音器2采集的音频信息进行过滤去除噪声后发送至第 二放大电路5。[0090]第二放大电路5用于接收并放大所述音频信息，之后将放大后的音频信息发送 至密码信息处理装置6。[0091]实施例二所提供的生命探测器与实施例一相比，将密码信息处理装置6又进一步 分为了密码信息生成单元8和密码信息判断单元9，并且增加了信号处理电路7，将第二放 大电路5设置为二级放大电路。[0092]环境中有各种各样的声音，例如流水、风吹、滚石等自然现象都会发出声音，环境 中的动物、昆虫也会发出声音。如果幸存的幸存者听到指向性扬声器I发出的密码信息并 作出了回应，这些回应便会夹杂在环境中的其它声音里一起被拾音器2接收。但是由于所 接收到的声音是多种声音的混合体，所以救援人员想要从混合体中分辨出幸存者的回应是 非常困难的。尤其是当幸存者距离较远，或体力消耗严重的情况下，由于初始音量较低或距 离较远而严重衰减，都可导致拾音器2收集到的回应音量很微弱，很有可能被覆盖在环境 中的其它声音里使救援人员无法分辨。[0093]声音是由物体的振动产生的，有其自身的频率和规则，不同的声音其频率和规则 是不同的。通过设置信号处理电路7可以将一般环境中各种声音的频率和规则储存起来， 然后与拾音器2发来的音频信息进行对比，分离出环境声音并加以去除，可以起到滤除杂 音的作用。[0094]之后通过二级放大电路对滤除杂音后的音频信息进行二级放大后再与回应规则进行对比，就更容易分辨出幸存者的回应。[0095]通过将密码信息处理装置6进行细分，使其功能得到优化，各部件各司其职互不 干扰，相互配合，可达到更好的探测效果。[0096]如图3所示，密码信息生成单元8进一步还可由输入子单元10、控制子单元11、密 码库12、密码信息存储子单元13和显示子单元14组成；控制子单元11分别与所述输入子 单元10、密码库12、密码信息存储子单元13以及显示子单元14连接；[0097]输入子单元10用于接收用户的指令以及初值，并发送至控制子单元11 ；[0098]控制子单元11用于根据所述指令从所述密码库12中选择相应的混沌映射方式， 根据所选的混沌映射，通过赋予初值，生成一组包括多个混沌数的混沌数序列；[0099]得出混沌数序列的阈值；将混沌数序列中的每个混沌数依次与阈值进行比较，并 根据预先设定的转换规则将比较结果转换为密码信息，组成密码序列；[0100]将所述密码序列中的密码信息依次发送至麦克风3以及所述密码信息存储子单 元13 ；[0101]将所述指令、所述初值、所述密码序列以及所述结果信息序列发送至显示子单元 14；[0102]将预先设定的回应规则发送至麦克风3 ；[0103]密码库12用于储存混沌映射方式、转换规则以及回应规则；[0104]所述密码信息存储子单元13用于存储所述密码序列；[0105]显示子单元14用于显示所述指令、所述初值、所述密码序列以及所述结果信息 序列。[0106]这样可使生命探测器的功能更加全面，提高探测的准确性。[0107]在进行搜索时，指向性扬声器I 一般都需要被固定�。荒芩嬉庖贫裨蚨耘卸� 回应的来源地会产生不利影响。[0108]本实用新型还提供了一种用于固定指向性扬声器I的扬声器支架，包括底座15和 放置架16 ;放置架16竖直设置在底座15上；指向性扬声器I置于放置架16远离底座15 的一端。这样便可实现固定指向性扬声器I的目的。[0109]但在对其它方向进行搜索时，需要将指向性扬声器I转至所需方向，如果只用单 纯的固定架固定指向性扬声器1，则在转动指向性扬声器I时需要将固定架与指向性扬声 器I 一起转动，非常麻烦。这时可在底座15上设置轴承17 ;使放置架16与底座15通过轴 承17连接。这样便可实现简单的转向功能，不必将扬声器支架整体进行转动。[0110]在进行搜索时，可能还会需要对指向性扬声器I的高度进行调整。可使扬声器支 架进一步包括外筒18，外筒18竖直设置在底座15上；放置架16的下部伸入外筒18内；并 在外筒18与放置架16之间设置紧固组件。[0111]当对放置架16伸入外筒18的长度进行调整后通过紧固组件起到固定作用，可使 扬声器支架具备调整指向性扬声器I高度的能力。[0112]所述紧固组件可以有多种形式，例如包括设置在外筒18的侧壁上的螺纹孔19以 及与螺纹孔19配合的螺栓20 ;所述螺栓20伸入外筒18的一端与放置架16相抵。[0113]此外，如图4所示，还可将外筒18与轴承17进行配合，这样通过转动外筒18可达 到改变朝向的目的，改变放置架16伸入外筒18的长度可达到改变高度的目的，使得指向性扬声器I的探测范围更加全面。[0114]在放置架16的顶端还可设置用以调整指向性扬声器I的发送方向与水平面之间夹角的关节轴承21。[0115]如图5至图8所示，下面结合例子说明实现幸存者定位的具体方法[0116](I)根据救援现场地形环境，调整放置架16位于合适的高度，并通过螺纹孔19和螺栓20进行固定。[0117](2)通过步骤(I)使指向性扬声器I位于图5中Al位置，转动轴承17和关节轴承 21调整指向性扬声器I的方向，假设当关节轴承21转动至指向性扬声器I的指向与z轴角度为α 1，轴承17转动至指向性扬声器I的指向与X轴角度为β I时，探测到该方向存在幸存者。[0118](3)移动指向性扬声器支架，使指向性扬声器I位于图5中Α2位置，再次转动轴承17和关节轴承21调整指向性扬声器I的方向，假设当关节轴承21转动至指向性扬声器 I的指向与ζ轴角度为α 2，轴承17转动至指向性扬声器103的指向与χ轴角度为β 2时， 探测到该方向存在幸存者。[0119]需要说明的是，在步骤(3)转动指向性扬声器I时，要使得指向性扬声器的指向与步骤(2)中指向性扬声器I的指向有交点。[0120]在图9中，假设C点代表幸存者，Al与Α2之间距离为L，根据图6至图8，计算出 AiBiU Iaic1、Bic I，计算公式如下
权利要求1.生命探测器，其特征在于，包括指向性扬声器、拾音器、麦克风、第一放大电路、第二放大电路和密码信息处理装置； 所述密码信息处理装置、所述麦克风、所述第一放大电路以及所述指向性扬声器依次连接；所述拾音器、所述第二放大电路以及所述密码信息处理装置依次连接； 所述密码信息处理装置用于 根据初值生成一组包括多个密码信息的密码序列，并将所述密码序列中的密码信息依次发送至麦克风； 将预先设定的回应规则发送至麦克风；所述麦克风用于接收所述密码信息以及回应规则，并发送至第一放大电路； 所述第一放大电路用于接收并放大所述密码信息以及回应规则，之后将放大后的密码信息和回应规则发送至所述指向性扬声器； 所述指向性扬声器用于接收放大后的所述密码信息和回应规则，并向预定方向发送; 所述拾音器用于采集环境中的音频信息，并发送至所述第二放大电路； 所述第二放大电路用于接收并放大所述音频信息，之后将放大后的音频信息发送至所述密码信息处理装置。
2.如权利要求1所述的生命探测器，其特征在于，所述密码信息处理装置进一步包括显示子单元。
3.如权利要求1所述的生命探测器，其特征在于，还包括信号处理电路；所述拾音器与所述第二放大电路通过所述信号处理电路相连； 所述信号处理电路用于将所述拾音器采集的音频信息进行过滤去除噪声后发送至所述第二放大电路。
4.如权利要求1所述的生命探测器，其特征在于，所述第二放大电路为二级放大电路。
5.如权利要求1至4中任意一项所述的生命探测器，其特征在于，还包括扬声器支架；所述扬声器支架包括底座和放置架；所述放置架竖直设置在所述底座上；所述指向性扬声器置于所述放置架远离所述底座的一端。
6.如权利要求5所述的生命探测器，其特征在于，所述底座上设置有轴承；所述放置架与所述底座通过所述轴承连接。
7.如权利要求5所述的生命探测器，其特征在于，还包括外筒，所述外筒竖直设置在所述底座上；所述放置架的下部伸入所述外筒内；所述外筒与放置架之间设置有紧固组件。
8.如权利要求7所述的生命探测器，其特征在于，所述紧固组件包括设置在所述外筒的侧壁上的螺纹孔以及与所述螺纹孔配合的螺栓；所述螺栓伸入所述外筒的一端与所述放置架相抵。
专利摘要本实用新型涉及救援设备领域，具体涉及一种生命探测器。该探测器包括指向性扬声器、拾音器、麦克风、第一放大电路、第二放大电路和密码信息处理装置。本实用新型提供的生命探测器通过根据初值生成一组包括多个密码信息的密码序列，之后进行放大后经由指向性扬声器发出，可以使被放大后的密码信息被散播到指定方向；并且同时还将回应规则也一并发出，让幸存者知晓。之后拾音器会采集环境中的音频信息，经过第二放大电路放大后传入密码信息处理装置，之后将经放大后的音频信息与预先设定的回应规则进行对比组成结果信息序列；最后将密码序列与结果信息序列进行匹配运算，计算密码序列与结果信息序列的相似程度，据此判断该方向上是否有幸存者。
文档编号G01V1/00GK202870306SQ201220505019
公开日2013年4月10日 申请日期2012年9月28日 优先权日2012年9月28日
发明者姚振静, 宋燕星, 杨敬松 申请人:防灾科技学院
专业数控铣床产品供应商
20年生产经验，实力工厂，精工品质，质量有保障
