雷達(dá)生命探測(cè)儀

生命探測(cè)儀之雷達(dá)生命探測(cè)儀原理及其應(yīng)用生命探測(cè)儀是借著感應(yīng)人體所發(fā)出超低頻電波產(chǎn)生之電場（由心臟產(chǎn)生）來找到〃活人〃的位置。配備特殊電波過濾器可將其它動(dòng)物，諸如狗、貓、牛、馬、豬等不同于人類的頻率加以過濾去除，使生命探測(cè)儀只會(huì)感應(yīng)到人類所發(fā)出的頻率產(chǎn)生之電場。儀器配備兩種不同偵測(cè)桿，長距離偵測(cè)桿偵測(cè)距離可達(dá)500公尺，短距離20公尺。人體發(fā)出的超低頻電場可穿過鋼筋混凝墻、鋼板。儀器在碰到上述障礙物時(shí)，偵測(cè)距離會(huì)減少，但只要操作者向前靠近偵測(cè)地點(diǎn)，仍可精準(zhǔn)地找到欲搜尋的人體目標(biāo)。一、 生命探測(cè)儀的種類：目前所知的生命探測(cè)儀按原理結(jié)構(gòu)可分為：雷達(dá)波探測(cè)器、視頻探測(cè)器、音頻探測(cè)器等。音頻探測(cè)器：.聲波音頻探測(cè)器原理:通過獲取在空氣中傳播的微弱聲波并放大信號(hào)來探測(cè)目標(biāo)。.震動(dòng)波音頻探測(cè)器原理:通過震動(dòng)探頭拾取并放大地面?zhèn)鱽淼恼饎?dòng)波來探測(cè)目標(biāo)兩者的共同特點(diǎn)就是：價(jià)格較低，比較簡單易用。局限性：現(xiàn)場需要有一定的孔洞和裂隙才能伸入探測(cè)設(shè)備；或只適用于淺表層、大空間的探測(cè)；在下雨或有消防用水的情況下會(huì)受到一定的環(huán)境干擾。視頻探測(cè)器原理:利用可見光或非可見光，通過CCD傳感器攝像轉(zhuǎn)送到顯示屏成像。有視頻形象化，直觀簡單、易用、價(jià)廉一般在使用中需要線纜傳輸音頻信號(hào)，或縫隙孔洞。雷達(dá)波生命探測(cè)儀原理：由雷達(dá)天線定向集中地發(fā)射電磁波，該電磁波能穿透混凝土墻壁、碎石瓦礫等，與人體接觸后反射并產(chǎn)生變化。由于這種變化受人的身體活動(dòng)、呼吸甚至心跳活動(dòng)的影響，反射后變化了的電磁波被接收器接收，經(jīng)過過濾背景干擾，某些特有的波譜經(jīng)計(jì)算機(jī)軟件分析處理，在顯示屏顯示。特點(diǎn)：具有易攜帶、移動(dòng)快、無需與物體接觸的特點(diǎn)，無需由孔洞、裂隙等進(jìn)入，可在被各種物質(zhì)隔離覆蓋的情況下探測(cè)到被困者。二、 雷達(dá)生命探測(cè)儀具體原理：無線探測(cè)發(fā)射器首先發(fā)射雷達(dá)波，雷達(dá)波可穿透普通的建筑墻體和碎石等材料，到達(dá)最遠(yuǎn)6米的被測(cè)目標(biāo)。目標(biāo)物的移動(dòng)或呼吸心跳等使雷達(dá)波產(chǎn)生一定的改變，并把變化后的雷達(dá)波通過天線發(fā)送回掌上電腦上。經(jīng)過電腦內(nèi)專業(yè)軟件的數(shù)據(jù)處理，得出相應(yīng)的波形圖及信號(hào)顯示，從而判斷被測(cè)范圍內(nèi)是否有幸存人員。在操作該探測(cè)雷達(dá)時(shí)，要確保掌上電腦與無線探測(cè)發(fā)射器之間的距離在1.5-15米范圍內(nèi)，并保證在距探測(cè)器天線6.1米的范圍內(nèi)沒有其他可疑的移動(dòng)。該設(shè)備通常能夠在3分鐘之內(nèi)在有效空間范圍內(nèi)完成搜尋，并進(jìn)一步定位被困人員。

圖2.無幸存者時(shí)波形圖3.有幸存者時(shí)波形圖3.有幸存者時(shí)波形圖4.(a)人體呼吸信號(hào)的時(shí)域波形；(b)狗呼吸信號(hào)的時(shí)域波形；(c)人體呼吸信號(hào)的功率譜；(d)狗呼吸信號(hào)的功率譜。DuCbL?nig￡h[N]0.2Frequency[Hz]'」5432]

□pin===<； ■■-- -IDuCbL?nig￡h[N]0.2Frequency[Hz]'」5432]

□pin===<； ■■-- -I1—qo0.2FrequcncyfHz]圖5.(a)人體呼吸信號(hào)的時(shí)頻域三維圖形(b)狗呼吸信號(hào)的時(shí)頻域三維圖形怎樣區(qū)別人和動(dòng)物？區(qū)別人體和動(dòng)物的分析方法：時(shí)頻分析。時(shí)頻分析是近年來發(fā)展起來研究非平穩(wěn)信號(hào)的一種有效方法，在生理信號(hào)分析中得到了廣泛的應(yīng)用。該方法通過在時(shí)頻平面上表示信號(hào)的時(shí)變特征，能夠反映出信號(hào)的頻率特性隨時(shí)間的變化，其中短時(shí)傅立葉變換因其概念簡單、方法有效而得到廣泛應(yīng)用。本文利用短時(shí)傅立葉變換方法對(duì)人體和狗的呼吸信號(hào)進(jìn)行分析，并通過奇異值構(gòu)造特征矢量，實(shí)現(xiàn)對(duì)人體和狗的識(shí)別。生命探測(cè)雷達(dá)發(fā)射的電磁波，采用了超寬帶雷達(dá)非接觸式生命特征提取技術(shù)，可穿透非金屬介質(zhì)照射到人體，雷達(dá)波被人體生命活動(dòng)（人的體動(dòng)和呼吸）所調(diào)制并被反射，這樣雷達(dá)反射波中就包含有人體生命信息，雷達(dá)接收機(jī)接收含有這些信息的反射波后，對(duì)其信號(hào)進(jìn)行解調(diào)、放大、濾波，經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，后送至信號(hào)處理器，由信號(hào)處理器對(duì)數(shù)字信號(hào)進(jìn)行特殊的生命信息分析處理，提取出人體生命特征信息，最后由計(jì)算機(jī)進(jìn)行智能判斷，并對(duì)分析判斷的結(jié)果進(jìn)行顯示，從而實(shí)現(xiàn)“生命探測(cè)”的功能。三、 雷達(dá)生命探測(cè)儀系統(tǒng)構(gòu)成：救雷達(dá)主機(jī)天線、發(fā)射機(jī)、接收機(jī)、信號(hào)預(yù)處理機(jī)、信號(hào)采集板、前端信號(hào)控制系統(tǒng)、電源系統(tǒng)等，主要完成電磁波的發(fā)射和接收，對(duì)接收的信號(hào)進(jìn)行前期處理，以及探測(cè)數(shù)據(jù)的通訊等。顯示控制器通過顯示控制器對(duì)搜救雷達(dá)主機(jī)實(shí)施遠(yuǎn)距離無線操縱與控制，并顯示搜救探測(cè)結(jié)果。支撐配件等。四、 雷達(dá)生命探測(cè)器優(yōu)點(diǎn)：對(duì)比常規(guī)的生命探測(cè)手段，如音頻探測(cè)、視頻探測(cè)、紅外熱成像探測(cè)、搜救犬搜索等，雷達(dá)生命探測(cè)儀具有以下優(yōu)點(diǎn)：可有效穿透各類障礙物進(jìn)行探測(cè)，穿透障礙物的厚度可達(dá)數(shù)米甚至數(shù)十米；探測(cè)過程不受外界雜音、光線、溫度等環(huán)境因素的影響；對(duì)于生命體，只要有呼吸、心跳、體動(dòng)等生理特征，即可被成功探測(cè)到，所以不僅對(duì)動(dòng)目標(biāo)可成功探測(cè)到，對(duì)靜止的生命目標(biāo)也有極佳的探測(cè)效果；對(duì)比搜救犬等動(dòng)物搜索方式，雷達(dá)生命探測(cè)儀作為一種電子設(shè)備，連續(xù)工作時(shí)間長，不受體力、心理等因素限制，訓(xùn)練、戰(zhàn)備簡單等。五、 雷達(dá)生命探測(cè)器性能指標(biāo)：穿透能力：搜救雷達(dá)主機(jī)穿透磚混結(jié)構(gòu)實(shí)體墻：1m，對(duì)綜合類廢墟探測(cè)深度達(dá)12米；探測(cè)距離：在空曠環(huán)境下非接觸探測(cè)的有效距離不應(yīng)小于35m；無線通訊能力：可實(shí)現(xiàn)100米工作溫度：一10°C?+50°C；儲(chǔ)存溫度：搜救雷達(dá)主機(jī)：一20C?+60C；顯示控制器：一10C?+50C。時(shí)間適應(yīng)性：展開時(shí)間W1min；目標(biāo)響應(yīng)時(shí)間W3s；撤收時(shí)間W1min；結(jié)果顯示：直觀顯示被測(cè)目標(biāo)的具體位置；電源：可充電大容量內(nèi)置鋰電池，保證系統(tǒng)連續(xù)工作＞8小時(shí)；主要工作部件防水；防震、抗沖擊。六、 生命探測(cè)儀的具體應(yīng)用：救難隊(duì)員可在傾倒的大樓中找到埋在瓦礫中的災(zāi)民。警方人員可偵測(cè)到歹徒與人質(zhì)的位置，供攻堅(jiān)時(shí)的參考。海巡署、海關(guān)、邊界、港口、安檢人員可偵測(cè)貨柜和車輛夾層是否有偷渡人員。長距離天線偵搜距離達(dá)500公尺，可協(xié)助海岸巡防人員偵測(cè)偷渡人員上岸位置。七、 小結(jié)：雷達(dá)生命探測(cè)儀雷達(dá)生命探測(cè)儀是融合雷達(dá)技術(shù)、生物醫(yī)學(xué)工程技術(shù)于一體的生命探測(cè)設(shè)備。它主要利用電磁波的反射原理制成，通過檢測(cè)人體生命活動(dòng)所引起的各種微動(dòng)，從這些微動(dòng)中得到呼吸、心跳的有關(guān)信息，從而辨識(shí)有無生命。雷達(dá)生命探測(cè)儀是目前世界上最先進(jìn)的生命探測(cè)儀，它主動(dòng)探測(cè)的方式使其不易受到溫度、濕度、噪音、現(xiàn)場地形等因素的影響，電磁信號(hào)連續(xù)發(fā)射機(jī)制更增加了其區(qū)域性偵測(cè)的功能。生命探測(cè)儀生命探測(cè)儀之雷達(dá)