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申请/专利权人:公安消防部队士官学校;湖南华诺星空电子技术有限公司
摘要:本发明公开一种用于救援训练的人体生命体征模拟装置及模拟方法,该模拟装置包括相互连接的主控模块以及用于模拟人体生命体征的模拟模块,模拟模块包括用于模拟人体心跳、呼吸状态的体动模拟单元、用于模拟人体体表温度的体温模拟单元、用于模拟发出的救援音频信号的音频信号模拟单元以及壳体,上述各模拟单元布置在壳体上或壳体内,通过主控模块送控制指令给上述各模拟单元;该方法为上述模拟装置的模拟方法。本发明具有结构简单、成本低、能够同时应用于雷达生命探测仪、音视频生命探测仪、红外生命探测仪的生命体征模拟,便于适用于救援训练等优点。
主权项:1.一种用于救援训练的人体生命体征模拟装置,其特征在于:包括相互连接的主控模块(1)以及用于模拟人体生命体征的模拟模块(2),所述模拟模块(2)包括用于模拟人体心跳、呼吸状态的体动模拟单元(21)、用于模拟人体体表温度的体温模拟单元(22)、用于模拟发出的救援音频信号的音频信号模拟单元(23)以及壳体(24),上述各模拟单元布置在所述壳体(24)上或所述壳体(24)内,通过所述主控模块(1)发送控制指令给上述各模拟单元;所述体动模拟单元(21)包括具有指定面积大小的雷达散射截面模拟片(211),以模拟雷达探测人体目标时对应的雷达散射截面的截面大小,所述雷达散射截面模拟片(211)按照指定幅度、频率进行摆动以模拟人体的心跳、呼吸状态,所述雷达散射截面模拟片(211)通过一固定轴(212)对称固定在所述壳体(24)的中轴线上,所述雷达散射截面模拟片(211)绕所述壳体(24)的中轴线进行摆动,所述体温模拟单元(22)包括一个以上的体温模拟环(221),所述音频信号模拟单元(23)包括一个以上的音频模拟器(231),所述音频模拟器(231)设置在所述壳体(24)的外表面上。
全文数据:用于救援训练的人体生命体征模拟装置及模拟方法技术领域本发明涉及救援训练技术领域,尤其涉及一种用于救援训练的人体生命体征模拟装置及模拟方法。背景技术地震塌方泥石流等灾害发生后,如何快速搜索定位营救幸存者,是迫切需要解决的问题,目前各地也全面加强了搜救器材装备的配备和救援训练。在救援搜索过程当中常用的生命探测仪根据探测原理不同,可分为雷达探测方式、红外探测方式、音频探测方式,雷达生命探测仪即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;音频式生命探测仪是应用的声波和振动波的原理,收集人体发出的呼喊、敲击震动等音频信号和振动波信号,实现对人员生命状态、位置等信息的获取与判别,从而分析是否有生命存在;红外探测式生命探测仪是利用人体的红外辐射特性与周围环境的红外辐射特性的差别,以成像的方式把要搜索的目标和背景分开。上述各类型生命探测仪的操作使用需要具备一定专业知识,因而为保证救援过程中有效的发挥生命探测仪的作用,日常的模拟训练是必不可少的环节。上述各类型生命探测仪搜救时对生命体征的模拟需求不同,根据不同类型生命探测仪的工作原理,结合人体的生命体征特点,对于雷达生命探测仪,需要模拟人体的呼吸、心跳、体动等活动;对于音视频生命探测仪,需要模拟人体在废墟埋压环境下的呼喊、敲击震动等活动;对于红外生命探测仪,需要模拟人体在废墟埋压环境下的体温变化。目前针对救援训练通常是直接使用真人充当被困人员,存在着效率低、场景简单、训练单一以及安全性差等众多弊端。雷达生命探测仪设备厂家虽有产品出厂检验设备,但通常设备体积较大,且各类型生命探测仪由不同厂家研制,各类型生命探测仪厂家仅关注与自己所产产品相关的生命体征模拟设备,导致现有模拟器的通用性差,存在搜救训练使用不方便、信号源类型单一普遍是采用机械式、通用性不强、环境耐受度不高以及寿命不可靠等问题,不能同时满足雷达生命探测仪、音视频生命探测仪、红外生命探测仪等对生命体征模拟的需求。现有技术中存在部分能够实现生命体征模拟的设备,但是通常都是应用于医学领域,即为各类医疗救护设备提供仿真信号,该类信号的种类和形式显著不同于救援用生命探测仪器所需信号,且医用生命体征模拟设备通常体积较大、不适合废墟下藏取,同时也存在生命体征模拟设备功能单一、通用性不强,难以同时覆盖雷达生命探测仪、音视频生命探测仪、红外生命探测仪等对生命体征模拟需求等问题。发明内容本发明要解决的技术问题就在于:针对现有技术存在的技术问题,本发明提供一种结构简单、成本低、能够同时应用于雷达生命探测仪、音视频生命探测仪、红外生命探测仪的生命体征模拟,便于适用于救援训练的用于救援训练的人体生命体征模拟装置,以及实现方法简单、能够精确模拟不同类型人体生命特征的模拟方法。为解决上述技术问题,本发明提出的技术方案为:一种用于救援训练的人体生命体征模拟装置,包括相互连接的主控模块以及用于模拟人体生命体征的模拟模块,所述模拟模块包括用于模拟人体心跳、呼吸状态的体动模拟单元、用于模拟人体体表温度的体温模拟单元、用于模拟发出的救援音频信号的音频信号模拟单元以及壳体,上述各模拟单元布置在所述壳体上或所述壳体内,通过所述主控模块发送控制指令给上述各模拟单元。作为本发明装置的进一步改进:所述体动模拟单元包括具有指定面积大小的金属模拟片,以模拟雷达探测人体目标时对应的雷达散射截面大小,所述雷达散射截面模拟片按照指定幅度、频率进行摆动以模拟人体的心跳、呼吸状态。作为本发明装置的进一步改进:所述雷达散射截面模拟片通过一固定轴对称固定在所述壳体的中轴线上,所述雷达散射截面模拟片绕所述壳体的中轴线进行摆动。作为本发明装置的进一步改进:所述壳体为圆柱状;所述体温模拟单元包括一个以上的体温模拟环,所述体温模拟环围绕所述壳体的外表周布置。作为本发明装置的进一步改进:所述音频信号模拟单元包括一个以上的音频模拟器,所述音频模拟器设置在所述壳体的外表面上。作为本发明装置的进一步改进:所述壳体上设置有一个以上的把手。作为本发明装置的进一步改进:还包括与所述主控模块连接的人机交互模块,所述人机交互模块接收外部控制指令并发送给所述主控模块。本发明进一步公开一种利用上述用于救援训练的人体生命体征模拟装置的模拟方法,步骤包括:S1.接收对所述体动模拟单元、体温模拟单元以及音频信号模拟单元的配置信息,按照接收到的配置信息发送控制指令给对应的模拟单元;S2.所述体动模拟单元使用具有指定面积的雷达散射模拟片模拟雷达探测人体目标时对应的雷达散射截面大小;将所述生命体征模拟装置布置在指定位置处,并使得所述雷达散射截面模拟片按照目标摆动幅度、目标摆动频率进行摆动,实现所需类型人体目标的模拟;S3.分别使用雷达生命探测仪、红外生命探测仪以及音频生命探测仪对所述生命体征模拟装置进行探测。作为本发明方法的进一步改进:所述步骤S1前还包括预先确定模拟不同类型人体目标时对应的雷达散射截面模拟片的面积、摆动幅度以及摆动频率步骤SA,具体步骤为:SA1.在指定环境中使用雷达分别对不同类型人体目标进行测量,获取得到对应不同类型人体目标的测量信号并进行统计,计算对应各类型人体目标的测量信号的统计特征值,将各所述统计特征值分别作为对应各类型人体目标的标准特征值;SA2.在当前环境中布置不同面积、不同摆动幅度以及不同摆动频率的所述雷达散射截面模拟片并使用雷达进行测量,当获取得到的测量信号达到目的类型人体目标所对应的所述标准特征值时,确定得到所述雷达散射截面模拟片的面积、摆动幅度以及摆动频率以模拟目的类型人体目标,直至得到模拟各类型人体目标时对应的所述雷达散射截面模拟片的面积、摆动幅度以及摆动频率。作为本发明方法的进一步改进:所述步骤S2中使得所述雷达散射截面模拟片按照目标摆动幅度、目标摆动频率进行摆动时,还包括使得雷达散射截面模拟片的摆动幅度、摆动频率按照预设的线性函数变化以模拟不同埋压时长的人体目标步骤;所述雷达散射截面模拟片的摆动幅度、摆动频率具体按照如下线性函数变化:A=A0*1-tt0;F=F0*1-tt0;其中,A为实时摆动幅度,A0为初始摆动幅度,t为实时时长,t0总测试时长;F为实时摆动频率,F0为初始摆动频率。与现有技术相比,本发明的优点在于:1、本发明通过同时设置体动模拟单元、体温模拟单元以及音频信号模拟单元来模拟人体生命体征,由体动模拟单元模拟人体心跳、呼吸状态以适用于雷达生命探测仪的模拟训练,由体温模拟单元模拟人体体表温度以适用于红外生命探测仪的模拟训练,由音频信号模拟单元模拟发出的救援音频信号以适用于音视频生命探测仪的模拟训练,由主控模块发送控制指令给各模拟单元,各模拟单元通过壳体进行布置,使得可以同时应用于雷达生命探测仪、音视频生命探测仪、红外生命探测仪的生命体征模拟,满足救援训练的需求。2、本发明进一步利用雷达生命探测仪工作特性,体动模拟单元采用金属模拟片来模拟雷达探测人体目标时对应的雷达散射截面大小,雷达散射截面模拟片的摆动来模拟人体呼吸、心跳的生命特征,实现人体生命体征的模拟,通过调整金属模拟片的面积、摆动状态,即可方便的模拟不同类型、不同状态的人体目标,使得体动模拟单元的体积、重量小,可便于应用于各类复杂的雷达生命探测设备的救援训练环境中。3、本发明通过由体动模拟单元模拟人体由于呼吸和心跳产生的微动信号、体温模拟单元模拟人体产生的红外辐射、音频信号模拟单元模拟地下被困者微弱的呻吟、呼喊等音频声波,以及被困着爬动、敲打等产生的振动波,可以同时应用于雷达生命探测仪、音视频生命探测仪、红外生命探测仪的生命体征模拟,且整套装置的体积、重量小,可以实现全向性探测,可以满足各种复杂救援环境的模拟需求。4、本发明进一步通过将雷达散射截面模拟片固定在壳体的中轴线上,雷达散射截面模拟片绕壳体的中轴线进行摆动,基于该安装、摆动方式可以使得整个生命体征模拟装置具有全向性,可以实现全向性探测,不论如何摆放雷达生命探测仪都能够探测到,从而可以满足各种复杂救援场景的模拟需求,将金属模拟片对称的布置于模拟装置的中轴线上时,整套模拟装置在360°范围内均能够具有对称性。5、本发明进一步由不同面积的雷达散射截面模拟片模拟不同类型人体目标对应的雷达雷达散射截面,由雷达散射截面模拟片的不同摆动幅度、摆动频率模拟不同类型人体目标的呼吸、心跳频率及强度,可以准确的模拟不同类型人体目标的呼吸、心跳体动特征,同时通过对体温模拟单元以及音频信号模拟单元配置,可以实现不同类型人体、不同埋压时长的人体体温、发出的救援音频信号模拟。6、本发明进一步通过先测量并统计不同类型人体目标的统计特征值,再使用不同状态的雷达散射截面模拟片进行测量,达到标准特征值时确定得到雷达散热截面模拟片的面积、摆动状态以模拟对应类型人体目标,能够基于统计学方式确定人体目标与雷达散射截面模拟片之间的对应关系,从而保证不同类型人体目标的真实模拟。附图说明图1是本实施例用于救援训练的人体生命体征模拟装置的结构示意图。图2是本实施例中人体生命体征模拟装置的具体结构示意图。图3是本实施例中体温模拟环的布置原理示意图。图4是本实施例中音频模拟器的布置原理示意图。图5是本实施例中主控模块的实现功能原理示意图。图6是本实施例中人机交互界面的原理示意图。图例说明:1、主控模块;2、模拟模块;21、体动模拟单元;211、雷达散射截面模拟片;212、固定轴;22、体温模拟单元;221、体温模拟环;23、音频信号模拟单元;231、音频模拟器;24、壳体;3、人机交互模块。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发明作进一步描述,但并不因此而限制本发明的保护范围。如图1、2所示,本实施例用于救援训练的人体生命体征模拟装置包括相互连接的主控模块1以及用于模拟人体生命体征的模拟模块2,模拟模块2包括用于模拟人体心跳、呼吸状态的体动模拟单元21、用于模拟人体体表温度的体温模拟单元22、用于模拟发出的救援音频信号的音频信号模拟单元23以及壳体24,上述各模拟单元布置在壳体24上或壳体24内,通过主控模块1发送控制指令给上述各模拟单元,电源管理模块为整个系统提供能量。本实施例通过同时设置体动模拟单元21、体温模拟单元22以及音频信号模拟单元23来模拟人体生命体征,由体动模拟单元21模拟人体心跳、呼吸状态以适用于雷达生命探测仪的模拟训练,由体温模拟单元22模拟人体体表温度以适用于红外生命探测仪的模拟训练,由音频信号模拟单元23模拟发出的救援音频信号以适用于音视频生命探测仪的模拟训练,由主控模块1发送控制指令给各模拟单元,各模拟单元通过壳体24进行布置,使得可以同时应用于雷达生命探测仪、音视频生命探测仪、红外生命探测仪的生命体征模拟,满足救援训练的需求。如图2所示,本实施例中体动模拟单元21包括具有指定面积大小的雷达散射截面模拟片211,以模拟雷达探测人体目标时对应的雷达散射截面大小,雷达散射截面模拟片211按照指定幅度、频率进行摆动以模拟人体的心跳、呼吸状态。雷达生命探测仪探测工作时,是通过检测反射回波的强度、频率信息来判断生命体征状态,人体目标在呼吸、心跳时胸肺部规律的收缩扩张,不同类型的人体目标对应得到的雷达散射截面RCS大小及频率不同,本实施例利用雷达上述工作特性,体动模拟单元21采用雷达散射截面模拟片211来模拟雷达探测人体目标时对应的雷达散射截面大小,雷达散射截面模拟片211的摆动来模拟人体呼吸、心跳的生命特征,实现人体生命体征的模拟,通过调整雷达散射截面模拟片211的面积、摆动状态,即可方便的模拟不同类型、不同状态的人体目标,使得体动模拟单元21的体积、重量小,可便于应用于各类复杂的雷达生命探测设备的救援训练环境中。本实施例中,雷达散射截面模拟片211通过一固定轴212对称固定在壳体24的中轴线上,雷达散射截面模拟片211绕壳体24的中轴线进行转动,具体雷达散射截面模拟片211绕中轴线是以设定的频率转动。救援搜索的人体目标所处的环境非常复杂,如通常是在废墟下的缝隙中,而不同废墟下缝隙的形状结构是不同的,将模拟装置放置在废墟下时需要依据废墟下缝隙的形状结构确定放置位置、朝向,即不同位置处的模拟装置的姿态、朝向可能是不同的。雷达生命探测仪工作时是在废墟表层向下穿透探测,本实施例通过将雷达散射截面模拟片211对称固定在壳体24的中轴线上,雷达散射截面模拟片211绕壳体24的中轴线进行摆动,基于该安装、摆动方式可以使得体动模拟单元21具有全向性,可以匹配雷达生命探测仪实现全向性探测,即不论如何摆放雷达生命探测仪都能够探测到,可以满足各种复杂救援场景的模拟需求。本实施例中,雷达散射截面模拟片211具体为矩形金属片,可对应适用于线极化的雷达生命探测仪,由矩形金属片的面积模拟人体目标产生对应的雷达散射截面,由矩形金属片的摆动状态模拟人体目标的呼吸、心跳特征,矩形金属片的面积S0依据所需模拟的人体目标预先确定得到。雷达散射截面模拟片211的形状可依据雷达生命探测仪的极化方式调整,如雷达为圆极化,则可以采用圆形或方形金属片,甚至也可以根据实际需求采用其他形状的模拟片结构,采用金属片的形式可以极大的减小模拟片所需面积,便于实现整套模拟装置的小型化,雷达散射截面模拟片211的面积、摆动状态可由所需模拟的人体目标进行确定。考虑到模拟装置需要能够放置于各种不同形状结构的废墟下缝隙,本实施例中壳体24具体采用圆柱状,基于圆柱状结构可以保证360°全向性放置需求,可以进一步满足全向性探测需求。本实施例中,体温模拟单元22包括一个以上的体温模拟环221,体温模拟环221围绕壳体24的外表周布置。如图3所示,本实施例具体在圆柱状的壳体24的上、下两端各设置一个体温模拟环221,体温模拟环221为金属结构,呈环状嵌在圆柱体部分的两端,可以方便的将温度外传,同时基于环状结构可以实现温度的360°全方位探测。体温模拟环221温度范围控制在32-43°之间,可通过由主控模块1接收用户控制端的控制指令进行区间配置或调整,也可以控制按照一定的时间范围在设定的温度范围内按照线性、或非线性变化,以更好的模拟受困人员在恶劣环境下的体温变化。本实施例中,音频信号模拟单元23包括一个以上的音频模拟器231,音频模拟器231设置在壳体24的外表面上。如图4所示,本实施例具采用呈蜂窝口状的音频模拟器,嵌在圆柱体部分的两端,由音频模拟器231模拟呼喊敲击等震动音频信号,音频模拟器231中呼喊、敲击震动等的声音内容具体可以预先录制,播放声音的强度、内容、频度可以由主控模块1接收用户控制端的控制指令进行配置,以模拟受困人员的埋压时长及受困空间的大小等内容。考虑到废墟缝隙等结构,本实施例进一步在壳体24上设置有一个以上的可手握的把手25,通过把手4可以便于进行模拟装置的取出、布置操作,具体在圆柱状外壳的上下两端各设置一个椭圆环形把手,便于在建筑废墟等缝隙中放置该模拟装置。本实施例上述生命体征模拟系统中,主控模块1作为控制核心,体动模拟单元21模拟人体由于呼吸和心跳产生的微动信号、体温模拟单元22模拟人体产生的红外辐射、音频信号模拟单元23模拟地下被困者微弱的呻吟、呼喊等音频声波,以及被困着爬动、敲打等产生的振动波,可以同时应用于雷达生命探测仪、音视频生命探测仪、红外生命探测仪的生命体征模拟,满足救援训练的需求,且整套装置的体积、重量小,可以实现全向性探测,满足各种复杂救援环境的模拟需求。本实施例中,还包括与主控模块1连接的人机交互模块3,人机交互模块3接收外部控制指令并发送给主控模块1,人机交互模块3与主控模块1可以采用无线连接,由人机交互模块3为用户提供一个良好地人机交互界面,基于该人机交互界面把人体生命体征参数融合到一个仪器设备上显示。主控模块1具体可以与各模拟单元集成设置,也可以设置为主控模块1与各模拟单元通过无线连接,主控模块1与用户交互端进行无线连接,接收用户交互端的控制指令,用户交互端具体可采用平板电脑等,以无线如WIFI方式与主控模块1进行通信,可具体配置为通信距离视距情况下满足100m以上。在具体应用实施例中,主控模块1采用单片机实现,包括单片机最小系统,调试电路,串行通信接口等,调试电路用于程序的调试和下载,串行通信接口用于程序调试以及与上位机进行通信,如图5所示,主控模块1实现功能包括:开机自检及设备初始化、故障报警、与用户控制端通信接收用户端指令并执行,将整机状态反馈到用户控制端、控制各个模拟单元的参数实现人体生命体征的模拟等,单片机具体可采用低功耗类型以减少功耗。在具体应用实施例中,本实施例人机交互模块3具体预先通过软件设计实现人工交互界面,如图6所示,人工交互界面包括状态指示、雷达生命探测仪模拟、红外生命探测仪模拟、音频生命探测仪模拟合计4部分,各部分包括对应的参数设置等界面选择,通过各界面选择来对各模拟单元进行配置。本实施例利用上述用于救援训练的人体生命体征模拟装置的模拟方法,步骤包括:S1.接收对体动模拟单元21、体温模拟单元22以及音频信号模拟单元23的配置信息,按照接收到的配置信息发送控制指令给对应的模拟单元;S2.体动模拟单元21使用具有指定面积的雷达散射截面模拟片211模拟雷达探测人体目标时对应的雷达散射截面大小;将生命体征模拟装置布置在指定位置处,并使得雷达散射截面模拟片211按照目标摆动幅度、目标摆动频率进行摆动,实现所需类型人体目标肢体摆动、呼吸产生的胸腔有规律的收缩扩展、心跳等生命体征的模拟;S3.分别使用雷达生命探测仪、红外生命探测仪以及音频生命探测仪对生命体征模拟装置进行探测。本实施例通过上述方法,可以同时适用于雷达生命探测仪、红外生命探测仪以及音频生命探测仪的模拟应用,同时由不同面积的雷达散射截面模拟片211模拟不同类型人体目标对应的雷达散射截面,由雷达散射截面模拟片211的不同摆动幅度A、摆动频率F模拟不同类型人体目标的呼吸、心跳频率及强度,可以准确的模拟不同类型人体目标,使得模拟的生命体征与被测目标状态具有一致性,有效提高测试数据的准确度。本实施例中,步骤S1前还包括预先确定模拟不同类型人体目标时对应的雷达散射截面模拟片211的面积、摆动幅度以及摆动频率步骤SA,具体步骤为:SA1.在指定环境中使用雷达分别对不同类型人体目标进行测量,获取得到对应不同类型人体目标的测量信号并进行统计,计算对应各类型人体目标的测量信号的统计特征值,将各统计特征值分别作为对应各类型人体目标的标准特征值;SA2.在当前环境中布置不同面积、不同摆动幅度以及不同摆动频率的雷达散射截面模拟片211并使用雷达进行测量,当获取得到的测量信号达到目的类型人体目标所对应的标准特征值时,确定得到雷达散射截面模拟片211的面积、摆动幅度以及摆动频率以模拟目的类型人体目标,直至得到模拟各类型人体目标时对应的雷达散射截面模拟片211的面积、摆动幅度以及摆动频率。本实施例中,测量信号的统计特征值具体为测量信号的信噪比统计值,即步骤S12中以信噪比SNR的值一致性作为确定雷达散射截面模拟片211状态的评判依据,当获取得到的测量信号达到目的类型人体所需标准信噪比值后,对应即为对应该目的类型人体的雷达散射截面模拟片211的面积、摆动幅度、摆动频率,基于信噪比统计特征值,易于提取且提取精度高,可以进一步提高模拟精度,当然也可以根据实际需求采用其他如灵敏度、信号回波强度等信号参数。信噪比统计值具体可以取信噪比均值,即为多个人体目标的信噪比的均值,当然也可以根据实际需求采用信噪比的其他统计值,如最值、方差、协方差等。考虑不同年龄段、不同性别人员体征,本实施例步骤SA1中具体通过对不同年龄段、不同性别的人体目标进行测量,获取对应不同年龄段、不同性能人体的标准特征值,步骤SA2确定得到模拟不同年龄段、不同性别时对应的所述散雷达散射面模拟片211的面积、摆动幅度以及摆动频率,由不同雷达散射截面模拟片211的面积、摆动幅度以及摆动频率表征不同年龄段、不同性别的人体心跳呼吸生命体征,从而可以实现不同年龄段、不同性别的人体目标生命特征模拟。人体在埋压过程中呼吸、心跳等会呈逐渐降低的变化趋势,本实施例步骤S2中使得雷达散射截面模拟片211按照目标摆动幅度、目标摆动频率进行摆动时,还包括使得雷达散射截面模拟片211的摆动幅度、摆动频率按照预设的线性函数变化以模拟不同埋压时长的人体目标步骤,,使得可以实现不同埋压时长人体生命特征的模拟。本实施例中,雷达散射截面模拟片211的摆动幅度、摆动频率具体按照如下线性函数变化:A=A0*1-tt0;F=F0*1-tt0;其中,A为实时摆动幅度,A0为初始摆动幅度,t为实时时长,t0为测试模拟总时长;F为实时摆动频率,F0为初始摆动频率。在具体应用实施例中,基于统计学方式确定模拟不同年龄段、不同性别时对应的雷达散射截面模拟片211的面积、摆动幅度以及摆动频率流程为:1样本选择:选择样本数量100人,包括成年男性68人,成年女性32人,年龄区间介于20-48周岁之间;2基于统计学方式测量①在微波暗室中进行测量,以数据处理的信噪比SNR作为判定依据,测试所有成年男性获得的信噪比SNR的均值并作为成年男性的标准SNR1值,测试所有成年女性获得的信噪比SNR的均值并作为成年女性的标准SNR2值,再计算得到成年人的标准SNR值SNR0=SNR1+SNR22;②以SNR0值作为标准参照对模拟片进行测量,当达到相应SNR值时,确定模拟片面积S0、摆动幅度A0、摆动频率F0,将参数S0、A0、F0为模拟成年人时模拟片的标准参数;③以SNR1值作为成年男性标准参照对模拟片进行测量,当达到相应SNR值时,确定模拟片摆动幅度A1、摆动频率F1,将参数S0、A1、F1为模拟成年男性时模拟片的标准参数,同理可以确定模拟成年女性的模拟片的标准参数S0、A2、F2;④采用上述①~③同样原理,还可以进一步得到相同的金属片面积S0、不同的摆动幅度、摆动频率来对应的儿童、老年人的标准生命体征参数,从而可以实现成年男性、女性、老人以及儿童的生命体征模拟。上述只是本发明的较佳实施例,并非对本发明作任何形式上的限制。虽然本发明已以较佳实施例揭露如上,然而并非用以限定本发明。因此,凡是未脱离本发明技术方案的内容,依据本发明技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰,均应落在本发明技术方案保护的范围内。
权利要求:1.一种用于救援训练的人体生命体征模拟装置,其特征在于:包括相互连接的主控模块1以及用于模拟人体生命体征的模拟模块2,所述模拟模块2包括用于模拟人体心跳、呼吸状态的体动模拟单元21、用于模拟人体体表温度的体温模拟单元22、用于模拟发出的救援音频信号的音频信号模拟单元23以及壳体24,上述各模拟单元布置在所述壳体24上或所述壳体24内,通过所述主控模块1发送控制指令给上述各模拟单元。2.根据权利要求1所述的用于救援训练的人体生命体征模拟装置,其特征在于:所述体动模拟单元21包括具有指定面积大小的雷达散射截面模拟片211,以模拟雷达探测人体目标时对应的雷达散射截面截面大小,所述雷达散射截面截面模拟片211按照指定幅度、频率进行摆动以模拟人体的心跳、呼吸状态。3.根据权利要求2所述的用于救援训练的人体生命体征模拟装置,其特征在于:所述雷达散射截面模拟片211通过一固定轴212对称固定在所述壳体24的中轴线上,所述雷达散射截面模拟片211绕所述壳体24的中轴线进行摆动。4.根据权利要求1或2或3所述的用于救援训练的人体生命体征模拟装置,其特征在于,所述壳体24为圆柱状;所述体温模拟单元22包括一个以上的体温模拟环221,所述体温模拟环221围绕所述壳体24的外表周布置。5.根据权利要求1或2或3所述的用于救援训练的人体生命体征模拟装置,其特征在于:所述音频信号模拟单元23包括一个以上的音频模拟器231,所述音频模拟器231设置在所述壳体24的外表面上。6.根据权利要求1或2或3所述的用于救援训练的人体生命体征模拟装置,所述壳体24上设置有一个以上的把手25。7.根据权利要求1或2或3所述的用于救援训练的人体生命体征模拟装置,还包括与所述主控模块1连接的人机交互模块3,所述人机交互模块3接收外部控制指令并发送给所述主控模块1。8.一种利用权利要求1~7中任意一项所述的用于救援训练的人体生命体征模拟装置的模拟方法,其特征在于,步骤包括:S1.接收对所述体动模拟单元21、体温模拟单元22以及音频信号模拟单元23的配置信息,按照接收到的配置信息发送控制指令给对应的模拟单元;S2.所述体动模拟单元21使用具有指定面积的雷达散射截面模拟片211模拟雷达探测人体目标时对应的雷达散射截面大小;将所述生命体征模拟装置布置在指定位置处,并使得所述雷达散射截面模拟片211按照目标摆动幅度、目标摆动频率进行摆动,实现所需类型人体目标生命体征的模拟;S3.分别使用雷达生命探测仪、红外生命探测仪以及音频生命探测仪对所述生命体征模拟装置进行探测。9.根据权利要求8所述的模拟方法,其特征在于,所述步骤S1前还包括预先确定模拟不同类型人体目标时对应的雷达散射截面模拟片211的面积、摆动幅度以及摆动频率步骤SA,具体步骤为:SA1.在指定环境中使用雷达分别对不同类型人体目标进行测量,获取得到对应不同类型人体目标的测量信号并进行统计,计算对应各类型人体目标的测量信号的统计特征值,将各所述统计特征值分别作为对应各类型人体目标的标准特征值;SA2.在当前环境中布置不同面积、不同摆动幅度以及不同摆动频率的所述雷达散射截面模拟片211并使用雷达进行测量,当获取得到的测量信号达到目的类型人体目标所对应的所述标准特征值时,确定得到所述雷达散射截面模拟片211的面积、摆动幅度以及摆动频率以模拟目的类型人体目标,直至得到模拟各类型人体目标时对应的所述雷达散射截面模拟片211的面积、摆动幅度以及摆动频率。10.根据权利要求8或9所述的模拟方法,其特征在于,所述步骤S2中使得所述雷达散射截面模拟片211按照目标摆动幅度、目标摆动频率进行摆动时,还包括使得雷达散射截面模拟片211的摆动幅度、摆动频率按照预设的线性函数变化以模拟不同埋压时长的人体目标步骤;所述雷达散射截面模拟片211的摆动幅度、摆动频率具体按照如下线性函数变化:A=A0*1-tt0;F=F0*1-tt0;其中,A为实时摆动幅度,A0为初始摆动幅度,t为实时时长,t0为模拟的总时长;F为实时摆动频率,F0为初始摆动频率。
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