CN109392754A - 一种犬用头盔及训练警犬的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种犬用头盔，包括本体（1），本体（1）上设置有第一ARM嵌入系统模块（2），第一ARM嵌入系统模块（2）与第一无线通信模块（3）相连，第一无线通信模块（3）与后端数据指挥端相连；第一ARM嵌入系统模块（2）还与内置传感机构（20）相连。通过内置传感机构（20）中的各个传感器，感应犬所在的位置、加速度、光线、温度、气压、运动轨迹、生理等，然后再通过第一ARM嵌入系统模块（2）处理后，把相关数据传送到后端数据指挥端，从而实现人犬灵活有效的战术交互作用。

Description

一种犬用头盔及训练警犬的方法

技术领域

本发明涉及一种头盔，特别是涉及一种犬用头盔及训练警犬的方法。

背景技术

目前市面上的犬用头盔都是比较注重外观，眼部多为普通镜片，有的是为了防止警犬咬人，有的是为了防止犬吠，华而不实，功效单一，不能适用于警犬的日常训练及作战，不能保护警犬的眼部及头部，也不能实现人犬灵活有效的战术交互作用，从而不能有效的训练警犬。同时，在警犬受到刺激时，不能及时制止警犬产生过激行为。

因此本领域技术人员致力于开发一种犬用头盔及训练警犬的方法，以解决现有技术中的头盔不能实现人犬灵活有效的战术交互作用的技术问题。

发明内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种犬用头盔及训练警犬的方法。

为实现上述目的，本发明提供了一种犬用头盔，包括本体，本体上设置有第一ARM嵌入系统模块，第一ARM嵌入系统模块与第一无线通信模块相连，第一无线通信模块与后端数据指挥端相连；第一ARM嵌入系统模块还与内置传感机构（20）相连。

较佳的，第一ARM嵌入系统模块与内置脑电采集电极相连。

较佳的，第一ARM嵌入系统模块与颈部电击高压发生器相连。

较佳的，第一无线模块通过数据桥与后端数据指挥端相连，数据桥包括第二无线通信模块，第二无线通信模块与第三无线通信模块相连。

较佳的，内置传感机构包括电子陀螺仪、电子加速计、心率及血氧传感器、光线温度传感器、线性运动传感器。

较佳的，内置脑电采集电极的个数为6个，包括第一内置脑电采集电极，第一内置脑电采集电极、第六内置脑电采集电极、第三内置脑电采集电极的圆心设置在第一直线上，第六内置脑电采集电极设置在第一内置脑电采集电极与第三内置脑电采集电极中间，第六内置脑电采集电极与第一内置脑电采集电极的间隔距离与第六内置脑电采集电极与第三内置脑电采集电极的间隔距离相等；

还包括第四内置脑电采集电极，第四内置脑电采集电极、第五内置脑电采集电极、第二内置脑电采集电极的圆心设置在第二直线上，第五内置脑电采集电极设置在第四内置脑电采集电极与第二内置脑电采集电极中，第五内置脑电采集电极与第四内置脑电采集电极的间隔距离与第五内置脑电采集电极与第二内置脑电采集电极的间隔距离相等；

第一直线与第二直线互相平行。

较佳的，后端数据指挥端包括第四无线通信模块，第四无线通信模块与第三无线通信模块相连；第四无线通信模块与第二ARM嵌入系统模块相连，第二ARM嵌入系统模块与控制台相连，控制台与图像显示终端相连。

较佳的，本体上设置有图像语音数据接口，图像语音数据接口与第一ARM嵌入系统模块相连；本体上设置有可控电源数据接口，可控电源数据接口与第一ARM嵌入系统模块相连。

较佳的，本体上设置有液晶调光膜镜片，液晶调光膜镜片与所述第一ARM嵌入系统模块相连，还与内置传感机构相连。

本发明还公开了一种了利用上述头盔训练警犬的方法，包括以下步骤：

1）利用的犬用头盔收集警犬所处环境信息、警犬运动信息、警犬体质信息；

2）数据桥传输头盔收集警犬所处环境信息、警犬运动信息、警犬体质信息至后台数据处理指挥端；

3）分析警犬所处环境信息、警犬运动信息、警犬体质信息后，发出训练指令。

本发明的有益效果是：

1）本发明所涉的犬用头盔采用本体上设置有第一ARM嵌入系统模块，第一ARM嵌入系统模块与第一无线通信模块相连，第一无线通信模块与后端数据指挥端相连；第一ARM嵌入系统模块还与内置传感机构相连的设计，通过内置传感机构中的传感器，感应警犬所在的位置、加速度、光线、温度、气压、运动轨迹、生理等，然后再通过第一ARM嵌入系统模块处理后，把相关数据传送到后端数据指挥端，从而实现人犬灵活有效的战术交互作用。

2）本发明所涉的犬用头盔采用后端数据指挥端包括第四无线通信模块，第四无线通信模块与第三无线通信模块相连；第四无线通信模块与第二ARM嵌入系统模块相连，第二ARM嵌入系统模块与控制台相连，控制台与图像显示终端相连的设计，通过第四无线通信模块与第三无线通信模块传送相关的数据，经过第二ARM嵌入系统模块的处理后，警官或者是工作犬协同人员通过控制台与图像显示终端获取相关的信息，并以此为基础进行基本的判断，从而实现人犬灵活有效的战术交互作用。

附图说明

图1是本发明一具体实施方式的结构示意图；

图2是本发明一具体实施方式的结构示意图；

图3是本发明所涉的犬用头盔的数据信号传递图；

图4是本发明所涉的犬用头盔的第一ARM嵌入系统模块、第二ARM嵌入系统模块的电路图；

图5是本发明所涉的犬用头盔的图像语音数据接口、可控电源数据借口的接口图；

图6是本发明所涉的犬用头盔的TGAM脑电波模块的硬件连接示意图；

图7是本发明所涉的犬用头盔的颈部电击高压发生器的电路图；

图8是本发明所涉的犬用头盔的内置脑电采集电极具体结构图。

其中，1为本体；2为第一ARM嵌入系统模块；3为第一无线模块；4为第二无线模块；5为第三无线模块；6为电子陀螺仪；7为电子加速器；8为心率及血氧传感器；9为光线温度传感器；10为线性运动传感器；11为第四无线模块；12为第二ARM嵌入系统模块；13为控制台；14为图像显示终端；15为图像语音数据接口；16为可控电源数据接口；17为状态指示灯；18为液晶调光膜镜片；19为内置脑电采集电极；20为内置传感结构；21为颈部电击高压发生器；22为TGAM脑电波模块；191为第一内置脑电采集电极；192为第二内置脑电采集电极；193为第三内置脑电采集电极；194为第四内置脑电采集电极；195为第五内置脑电采集电极；196为第六内置脑电采集电极；197为第一直线；198为第二直线。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明，需注意的是，在本发明的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方式构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安 装”、“相连”、“连通”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接;可以是机械连接，也可以是电连接;可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如图1所示，为解决上述技术问题，本发明提供了一种犬用头盔，包括本体1，本体1上设置有第一ARM嵌入系统模块2，第一ARM嵌入系统模块2与第一无线通信模块3相连，第一无线通信模块3与后端数据指挥端相连；第一ARM嵌入系统模块2还与内置传感机构20相连。本发明所涉的犬用头盔，通过内置传感机构20中的各个传感器，感应警犬所在的位置、加速度、光线、温度、气压、运动轨迹、生理等，然后再通过第一ARM嵌入系统模块2处理后，把相关数据传送到后端数据指挥端，从而实现人犬灵活有效的战术交互作用。

进一步的，第一ARM嵌入系统模块2与内置脑电采集电极19相连。内置脑电采集电极19 设置在头盔的里侧。内置脑电采集电极19的个数为6个，包括第一内置脑电采集电极191，第一内置脑电采集电极191、第六内置脑电采集电极196、第三内置脑电采集电极193的圆心在第一直线197上，第六内置脑电采集电极196设置在第一内置脑电采集电极191与第三内置脑电采集电极193之间，第六内置脑电采集电极196与第一内置脑电采集电极191的间隔距离与第六内置脑电采集电极196与第三内置脑电采集电极193的间隔距离相等；第四内置脑电采集电极194、第五内置脑电采集电极195、第二内置脑电采集电极192设置在第二直线198上，第五内置脑电采集电极195设置在第四内置脑电采集电极194与第二内置脑电采集电极192之间，第五内置脑电采集电极195与第四内置脑电采集电极194的间隔距离与第五内置脑电采集电极195与第二内置脑电采集电极192的间隔距离相等；第一直线197与第二直线198互相平行。

内置脑电采集电极19通过TGAM脑电波模块22与第一ARM嵌入系统模块2进行数据信号的传输。

进一步的，第一ARM嵌入系统模块2与颈部电击高压发生器21相连。

进一步的，第一无线通信模块3通过数据桥与后端数据指挥端相连，数据桥包括第二无线通信模块4，所述第二无线通信模块4与所述第三无线通信模块5相连。

液晶调光膜镜片18、第一无线通信模块3的个数均为两个，两个第一无线通信模块3分别对称设置在图像语音数据接口15的两侧。

以下是本发明所涉犬用头盔的部件或构造的相关参数：博通BCM2837 64位CPU1.2GHz四核ARM Cortex-A53 ；1GB内存储器；10/100自适应网卡；802.11n Wi-Fi 无线网卡；低功耗蓝牙4.1 (BLE)；HDMI接口；USB 2.0接口 x 4；MicroSD 卡插槽；3.5 mm 音频输出接口；40PIN GPIO接口；CSI摄像头接口；DSI显示接口；2.5A以上电源供电。

需要说明的是，光线温度传感器9是由德国的罗伯特·博世有限公司生产的型号为BMP180低功耗高精度的传感器，其中，Texas Advanced Optoelectronic Solutions(Taos)公司生产的第二代光强数字转换芯片TSL2561 光线强度动态测试范围：0.1-40000（Lux），工作电压：3.3V或5V；电子加速计是MPU-6050三轴加速度计；电子陀螺仪6组合模组（包括线性运动传感器10） 的具体型号是MPU-6050 Six-Axis (Gyro + Accelerometer)MEMS MotionTracking™ Devices。

心率及血氧传感器8的型号是HXDZ-30102，其中，相关的硬件接口为VCC: LED电源输入端，即 I2C总线上拉电平，可以接3.3V或者5V ；GND: 地线；SCL: I2C总线的时钟；SDA:I2C总线的数据；INT: MAX30102芯片的中断引脚。

进一步的，本体1上设置有状态指示灯17，状态指示灯17与第一ARM嵌入系统模块2相连。

进一步的，第一无线通信模块3、第二无线通信模块4、第三无线通信模块5、第四无线通信模块11均为RTL8811芯片USB接口双频Wi-Fi 模块。Wi-Fi 模块 WG217是基于瑞昱（Realtek）芯片 RTL8811 的高度集成的 USB 接口Wi-Fi 模块，拥有 433Mbps 的物理传输速率，符合IEEE 802.11ac 无线网络标准，可以提供功能更丰富的无线连接和可靠的吞吐量。支持 2.4G/5G 1T1R 模式；支持 433Mbps PHY 速率。

进一步的，液晶调光膜镜片18，在无外加电压的情形下，膜间不能形成有规律的电场，液晶微粒的光轴取向随机，呈现无序状态，其有效折射率n0 不与聚合物的折射率np匹配。入射光线被强烈散射，薄膜呈不透明或半透明状；施加了外电压，液晶微粒的光轴垂直于薄膜表面排列，即与电场方向一致。微粒之寻常光折射率与聚合物的折射率基本匹配，无明显介面，构成了一基本均匀的介质，所以入射光不会发生散射，薄膜呈透明状。因此，在外加电场的驱动下，PDLC具备光开关特性。

本发明还公开了一种了利用上述头盔训练警犬的方法，包括以下步骤：

1）利用所犬用头盔收集警犬所处环境信息、警犬运动信息、警犬体质信息；

2）数据桥传输头盔收集警犬所处环境信息、警犬运动信息、警犬体质信息至后台数据处理指挥端；

3）分析警犬所处环境信息、警犬运动信息、警犬体质信息后，发出训练指令。

具体利用本发明所涉头盔训练警犬的工作模式和机能效用如下：警官或者工作犬协同人员通过此设计可以得到警犬回传的警犬所处的环境图像信息，比如警官或者工作犬协同人员可以通过头盔图像语音数据接口15搭配的不同摄像头包括但不限于可见光摄像头和红外、热成像等，传回警犬视角图像信息，以方便警官或工作犬协同人员作出指挥方案和图像记录。

头盔两侧的可控电源数据接口16外挂LED可调手电和红外补光手电，在通过第一ARM嵌入系统模块2的感光器件或者手动协同控制下，警官或者工作犬协同人员可以得到更好的得到辅助视角和高效图像信息。

内置传感结构20包括电子陀螺仪6、电子加速计7、心率及血氧传感器8、光线温度传感器9、线性运动传感器10（以上各个传感器均与第一ARM嵌入系统模块相连），可以提供：温度、光线、警犬工作姿态行动路线、生理信息（心率、脑电）等高效协作信息，以帮助警官或工作犬协同人员了解警犬的所处环境信息、警犬体质信息、警犬体质信息，实现人犬灵活有效的战术交互作用。

此外，还可通过头盔做战术辅助，头盔携带的液晶调光膜镜片18可以在火场或者雪地强光环境下调整透光情况，保护和确保警犬视力不受伤害，在战术方面，使用强光武器时可以联动开启避开武器对警犬眼睛的伤害。

另，在训练和执行任务时候若遭遇周边极端环境，警犬可能会出现一些过激行为，内置脑电采集电极19和心率及血氧传感器8把相关数据信息传送到后端数据处理指挥端，警官或者工作犬协同人员基于接收到的数据信息后进行分析判断，以便发出指令操控头盔的颈部电击高压发生器21，以制止警犬的过激行为。

以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (10)

1.一种犬用头盔，包括本体（1），其特征是：所述本体（1）上设置有第一ARM嵌入系统模块（2），所述第一ARM嵌入系统模块（2）与第一无线通信模块（3）相连，所述第一无线通信模块（3）与后端数据指挥端相连；

所述第一ARM嵌入系统模块（2）还与内置传感机构（20）相连。

2.如权利要求1所述的犬用头盔，其特征是：所述第一ARM嵌入系统模块（2）与内置脑电采集电极（19）相连，所述内置脑电采集电极（19） 设置在所述本体（1）的里侧。

3.如权利要求2所述的犬用头盔，其特征是：所述内置脑电采集电极（19）的个数为6个，包括第一内置脑电采集电极（191），所述第一内置脑电采集电极（191）、第六内置脑电采集电极（196）、第三内置脑电采集电极（193）的圆心设置在第一直线（197）上，所述第六内置脑电采集电极（196）设置在所述第一内置脑电采集电极（191）与所述第三内置脑电采集电极（193）的中间，所述第六内置脑电采集电极（196）与所述第一内置脑电采集电极（191）的间隔距离与所述第六内置脑电采集电极（196）与所述第三内置脑电采集电极（193）的间隔距离相等；

还包括第四内置脑电采集电极（194），所述第四内置脑电采集电极（194）、第五内置脑电采集电极（195）、第二内置脑电采集电极（192）的圆心设置在第二直线（198）上，所述第五内置脑电采集电极（195）设置在所述第四内置脑电采集电极（194）与所述第二内置脑电采集电极（192）的中间，所述第五内置脑电采集电极（195）与所述第四内置脑电采集电极（194）的间隔距离与所述第五内置脑电采集电极（195）与所述第二内置脑电采集电极（192）的间隔距离相等；

所述第一直线（197）与所述第二直线（198）互相平行。

4.如权利要求1所述的犬用头盔，其特征是：所述第一ARM嵌入系统模块（2）与颈部电击高压发生器（21）相连。

5.如权利要求1所述的犬用头盔，其特征是：所述第一无线模块（3）通过数据桥与后端数据指挥端相连，所述数据桥包括第二无线通信模块（4），所述第二无线通信模块（4）与所述第三无线通信模块（5）相连。

6.如权利要求1所述的犬用头盔，其特征是：所述内置传感机构（20）包括电子陀螺仪（6）、电子加速计（7）、心率及血氧传感器（8）、光线温度传感器（9）、线性运动传感器（10）。

7.如权利要求1所述的犬用头盔，其特征是：所述后端数据指挥端包括第四无线通信模块（11），所述第四无线通信模块（11）与第三无线通信模块相连（5）；所述第四无线通信模块（11）与第二ARM嵌入系统模块（12）相连，所述第二ARM嵌入系统模块（12）与控制台（13）相连，所述控制台（13）与图像显示终端（14）相连。

8.如权利要求1所述的犬用头盔，其特征是：所述本体（1）上设置有图像语音数据接口（15），所述图像语音数据接口（15）与所述第一ARM嵌入系统模块（2）相连；

所述本体（1）上设置有可控电源数据接口（16），所述可控电源数据接口（16）与所述第一ARM嵌入系统模块（2）相连。

9.如权利要求1所述的犬用头盔，其特征是：所述本体（1）上设置有液晶调光膜镜片（18），所述液晶调光膜镜片（18）与所述第一ARM嵌入系统模块（2）相连，还与所述内置传感机构（20）相连。

10.一种利用权利要求1-9任一所述的犬用头盔训练警犬的方法，其特征是，包括以下步骤：

1）利用所述的犬用头盔收集警犬所处环境信息、警犬运动信息、警犬体质信息；

2）数据桥传输头盔收集警犬所处环境信息、警犬运动信息、警犬体质信息至后台数据处理指挥端；

3）分析警犬所处环境信息、警犬运动信息、警犬体质信息后，发出指令。