一种震动与雷达探测融合的搜索救援装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开一种震动与雷达探测融合的搜索救援装置，该装置包括主机模块、震动检测模块以及雷达探测模块，震动检测模块以及雷达探测模块分别与主机模块连接，震动检测模块检测目的区域中震动信号，并将震动检测结果发送给主机模块，雷达探测模块探测待测区域中待救目标信号，并将雷达探测结果发送给主机模块。本实用新型专利技术具有实现简单、搜索效率与精度高且抗干扰性强等优点。

A Search and Rescue Device Fused with Vibration and Radar Detection

【技术实现步骤摘要】
一种震动与雷达探测融合的搜索救援装置
本技术涉及搜索救援
，尤其涉及一种震动与雷达探测融合的搜索救援装置。
技术介绍
当发生如地震塌方等自然灾害后，关键的难题就在于对废墟内部被困、幸存人体目标识别、定位，以能够快速、高效的搜索废墟下被困人体。针对自然灾害场景中搜索救援，目前通常都是采用生命探测雷达（生物雷达）进行探测搜索，生命探测雷达是一种融合雷达技术和生物医学工程技术的生命体征目标搜索设备，可穿透非金属介质(砖墙、废墟等)非接触、远距离地探测人体生命体征(如呼吸、心跳、体动等)。生命探测雷达是利用电磁波结合微多普勒原理工作，电磁波具有良好的废墟（非金属）穿透性，因而可以探测到废墟内部的被困人员，结合解析出来的多普勒频率和时差、相位信息，实现生命体征目标有无的判断和距离的计算，解析的多普勒频率与人体心跳、呼吸有相关性。但是直接采用生命探测雷达进行自然灾害场景中搜索救援时会存在以下问题：1、生命探测雷达无法区分目标类型，废墟下被困生命体征目标除人体外，还有犬、猫、猪等较大家禽，人体目标在废墟掩埋下，随着时间推移、受伤等状况加剧，其心跳、呼吸的频率、幅度变化范围较大，以至于难以区分是人还是动物，使用生命探测雷达实际检测到的目标可能是家禽等动物，造成救援力量的浪费；2、生命探测雷达的工作频率一般较低，因此其辐射器（天线）尺寸较大，多为单元天线，其方向图波束宽，易受环境的干扰，而灾害场景中环境复杂，废墟表面四周/附近区域的人员、设备等动作，都可能会导致误报；3、生命探测雷达通常为单发单收体制，只能实现二维定位功能，难以精确的实现目标三维定位，且二维定位功能的生命探测雷达中通道数量一般较少，电磁波在混合结构废墟内传播的路径复杂，存在明显的多径效应，会进一步影响定位精度。
技术实现思路
本技术要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的技术问题，本技术提供一种结构简单、成本低、搜索效率与精度高且抗干扰性强的震动与雷达探测融合的搜索救援装置，及实现方法简单、搜索效率与精度高且抗干扰性强的搜索救援方法。为解决上述技术问题，本技术提出的技术方案为：一种震动与雷达探测融合的搜索救援装置，包括主机模块、震动检测模块以及雷达探测模块，所述震动检测模块以及雷达探测模块分别与所述主机模块连接，所述震动检测模块检测待测区域中震动信号，并将震动检测结果发送给所述主机模块，所述雷达探测模块探测待测区域中待救目标信号，并将雷达探测结果发送给所述主机模块。作为本技术装置的进一步改进：所述雷达探测模块布置在待测区域的中心区域，所述震动检测模块包括多个震动检测单元，各个所述震动检测单元分别以所述雷达探测模块为中心按照指定间隔距离、间隔角度布置在待测区域中。作为本技术装置的进一步改进：所述震动检测单元为四个，各个所述震动检测单元分别以所述雷达探测模块为中心按照间隔90度布置在待测区域的四周。作为本技术装置的进一步改进：所述雷达探测模块、各所述震动检测单元中均设置有用于组网及定位的自组网模块，各所述震动检测单元中的所述自组网模块为从机，所述雷达探测模块中的自组网模块为主机。作为本技术装置的进一步改进：还包括与所述主机模块连接的控制端，所述控制端通过所述主机模块发送控制指令给所述雷达探测模块、各所述震动检测单元，以及所述控制端接收所述主机模块上传的探测结果。作为本技术装置的进一步改进：所述震动检测单元的底部设置有锥形固定件。作为本技术装置的进一步改进：所述震动检测单元为微震动传感器。作为本技术装置的进一步改进：所述雷达探测为低频超宽带MIMO体制的二维定位生物雷达。与现有技术相比，本技术的优点在于：本技术震动与雷达探测融合的搜索救援装置，针对复杂灾害环境下被困人员的搜索救援，通过同时配置震动检测模块以及雷达探测模块进行目标探测，将震动检测引入到废墟掩埋情况下生命体征的目标探测中，可以同时探测到待救目标生命体征信号以及所发出的震动信号，实现震动检测与雷达探测两种方式的结合，可以相互复核验证各自探测结果，同时可以提高待救目标搜索的精度，减小因动物等干扰目标产生的误报，有效消除虚警、提升检测概率与定位精度。附图说明图1是本实施例震动与雷达探测融合的搜索救援装置的结构示意图。图2是本技术具体应用实施例中震动传感器与雷达传感器的布置原理示意图。图3是本实施例中震动检测单元的具体结构示意图。图4是本技术具体应用实施例中得到的第一种（两类传感器探测到目标的区域重合）目标探测结果。图5是本技术具体应用实施例中得到的第二种（两类传感器探测到目标的区域不重合、同一侧）目标探测结果。图6是本技术具体应用实施例中得到的第三种（两类传感器探测到目标的区域不重合、非同一侧）目标探测结果。图例说明：1、主机模块；2、震动检测模块；21、震动检测单元；211、锥形固定件；3、雷达探测模块；4、自组网模块；5、控制端。具体实施方式以下结合说明书附图和具体优选的实施例对本技术作进一步描述，但并不因此而限制本技术的保护范围。如图1所示，本实施例震动与雷达探测融合的搜索救援装置包括主机模块1、震动检测模块2以及雷达探测模块3，震动检测模块2以及雷达探测模块3分别与主机模块1连接，震动检测模块2检测待测区域中震动信号，并将震动检测结果发送给主机模块1，雷达探测模块3探测待测区域中待救目标信号，并将雷达探测结果发送给主机模块1。由于与动物不同，被困人员在废墟内部出于本能，通常会以呼喊、有规律的敲打、有规律的肢体摆动等行为进行呼救。本实施例针对复杂灾害环境下被困人员的搜索救援，通过同时配置震动检测模块2以及雷达探测模块3进行目标探测，将震动检测引入到废墟掩埋情况下生命体征的目标探测中，实现震动与生物雷达融合探测方式，可以同时探测到待救目标（被困人员）的生命体征信号以及所发出的震动信号，从而通过结合震动检测与雷达探测两种方式，可以相互复核验证各自探测结果，同时可以提高待救目标搜索的精度，减小因动物等干扰目标产生的误报，有效消除虚警、提升检测概率与定位精度。本实施例中，雷达探测模块3布置在待测区域的中心区域，震动检测模块2包括多个震动检测单元21，各个震动检测单元21分别围绕雷达探测模块3，以雷达探测模块3为中心按照指定间隔距离、间隔角度布置在待测区域中，每个震动检测单元21覆盖待测区域中部分区域，所有震动检测单元21覆盖的范围能够完全覆盖待测区域的全部范围。各震动检测单元21覆盖的检测范围可以根据实际需求配置为不重叠，也可以配置为相邻两个震动检测单元21之间覆盖范围有部分重叠以进一步提高检测精度。通过上述布置方式，由雷达探测模块3以及各震动检测单元21同时检测到目标时的位置对应关系即可判定存在待救目标的可能性，实现建筑废墟内部被困人体目标的准确识别定位，如雷达探测模块3在目的区域检测到目标时，若目的区域对应的震动检测单元21也检测到震动信号，则判定在目的区域较大概率存在待救目标。如图2所示，本技术具体应用实施例中震动检测单元21具体为四个，各个震动检测单元21分别以雷达探测模块3为中心按照间隔90度布置在待测区域的四周，每个震动检测单元21覆盖待测区域中一个半球形子区域，且四个震动检测单元21能够完本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种震动与雷达探测融合的搜索救援装置，其特征在于：包括主机模块（1）、震动检测模块（2）以及雷达探测模块（3），所述震动检测模块（2）以及雷达探测模块（3）分别与所述主机模块（1）连接，所述震动检测模块（2）检测待测区域中震动信号，并将震动检测结果发送给所述主机模块（1），所述雷达探测模块（3）探测待测区域中待救目标信号，并将雷达探测结果发送给所述主机模块（1）。

【技术特征摘要】
1.一种震动与雷达探测融合的搜索救援装置，其特征在于：包括主机模块（1）、震动检测模块（2）以及雷达探测模块（3），所述震动检测模块（2）以及雷达探测模块（3）分别与所述主机模块（1）连接，所述震动检测模块（2）检测待测区域中震动信号，并将震动检测结果发送给所述主机模块（1），所述雷达探测模块（3）探测待测区域中待救目标信号，并将雷达探测结果发送给所述主机模块（1）。2.根据权利要求1所述的震动与雷达探测融合的搜索救援装置，其特征在于：所述雷达探测模块（3）布置在待测区域的中心区域，所述震动检测模块（2）包括多个震动检测单元（21），各个所述震动检测单元（21）以所述雷达探测模块（3）为中心按照指定间隔距离、间隔角度布置在待测区域中。3.根据权利要求2所述的震动与雷达探测融合的搜索救援装置，其特征在于：所述震动检测单元（21）为四个，各个所述震动检测单元（21）分别以所述雷达探测模块（3）为中心按照间隔90度布置在待测区域的四周。4.根据权利要求2或3所述的震动与雷达探测融合的搜...

【专利技术属性】
技术研发人员：王生水，韩明华，熊毅，屈胜，衣晓飞，
申请(专利权)人：湖南华诺星空电子技术有限公司，
类型：新型
国别省市：湖南,43