CN113116314A - 一种基于毫米波雷达的舱内生命体征监测系统 - Google Patents

一种基于毫米波雷达的舱内生命体征监测系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于毫米波雷达的舱内生命体征监测系统，涉及数字信号处理技术领域，包括基体、雷达本体以及间歇推进机构，所述基体安装于车舱内的上顶棚，基体的内侧端开设有限位滑槽。本发明通过在基体上设置间歇推进机构，控制电磁波波束固定的雷达本体进行间歇往复移动，确保雷达本体能够对车舱内各个位置均能精准地进行生命体征监测，并排除车舱外部环境对监测系统的影响；通过设置下部与雷达本体的发热面相配合的空心矩形筒状输液管道，能够带走雷达本体上产生的大部分热量，系统停止运行后，雷达本体上的余热还可通过静态冷却液继续传导，并及时排除。

Description

一种基于毫米波雷达的舱内生命体征监测系统
技术领域
本发明涉及生命体征监测技术领域，具体涉及一种基于毫米波雷达的舱内生命体征监测系统。
背景技术
毫米波雷达发射电磁波能够穿过塑料、干式墙、衣服等材料，通过捕获和处理在监测识别区域内反射回的线性调频脉冲信号，雷达系统可以确定被监测物体的距离、速度和角度，以此结合毫米波雷达可以提供毫米级别的精度，现已被大量应用到乘用车的车舱监测系统内，并用来及时发现车舱内是否有被遗落的生命体。
但是，现有的生命体征监测系统，其在长时间的使用过程中发现仍存在一定的弊端：一、雷达固定安装于车舱内的顶棚处，在监测过程中无法移动，在大巴车及校车等能够承载多人的连排座椅环境中，靠近雷达的部分座椅范围能够通过电磁波的波前弯曲绕射进行及时监测，但是距离较远的座椅监测路径超出绕射范围，尤其对体型较小或侧卧在座椅上的乘客更是被完全遮挡屏蔽，无法做到及时发现遗落的生命体；二、在监测距离差别较大的情况下，不同生命体做出同等动作幅度反射信号会出现明显差异，且电磁波波束若要覆盖到全车范围，会在车身宽度方向上扩大监测范围，车舱外部的生命特征在非金属(如车窗等)范围内，亦会被监测并识别，导致误报警的现象发生；三、毫米波雷达产生的热量由与其相配合的散热风扇进行消散，但雷达关闭后风扇也随即停止，产生的余热不能及时排除。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于毫米波雷达的舱内生命体征监测系统，以解决现有技术中导致的上述缺陷。
一种基于毫米波雷达的舱内生命体征监测系统，包括基体、雷达本体以及间歇推进机构，所述基体安装于车舱内的上顶棚，基体的内侧端开设有限位滑槽，所述限位滑槽内安装有若干个并排设置的辊轮，所述雷达本体通过安装架滑动设置于限位滑槽内的辊轮上，所述安装架上设置供能部，所述间歇推进机构安装于基体上，并用于调控雷达本体在车舱内间歇地移动且为间歇工作的雷达本体进行降温。
优选的，所述间歇推进机构包括储液箱、输液管道、转动部以及移动件，所述储液箱固定于基体上，储液箱内填充冷却液且于内底壁上安装有泵体，泵体的上端连接有进液管，进液管的另一端连接有电磁阀，所述输液管道固定于基体上且与电磁阀相连，输液管道的侧端通过两个对称设置的回液管与储液箱相连，所述回液管的端口处通过两个对称设置的拉簧连接有密封堵头，所述转动部通过支撑杆铰接于电磁阀的侧端，转动部的两端滑动连接有两个对称设置的顶推杆，所述顶推杆上于转动部与输液管道之间套设有弹簧，顶推杆的另一端固定有顶针，所述移动件滑动设置于输液管道内，输液管道的外侧滑动设置有永磁套，所述永磁套的下端与安装架相固定。
优选的，所述基体的两侧设置位置传感器，且于水平方向上与永磁套相配合。
优选的，所述雷达本体的启闭与泵体的启闭保持同步。
优选的，所述基体的下端于雷达本体的下方固定有弧形的隔音罩。
优选的，所述隔音罩的材质为聚氯乙烯。
优选的，所述输液管道的上部为空心圆筒状且内壁与移动件的两端相配合，输液管道的下部为空心矩形筒状且下端与雷达本体的发热面相配合。
优选的，所述移动件的中部为磁性设置，移动件与永磁套的磁性相反。
本发明的优点在于：(1)通过在基体上设置间歇推进机构，控制电磁波波束固定的雷达本体进行间歇往复移动，由控制开启泵体向输液管道新进冷却液的输入量，配合关闭泵体形成的密封负压环境，来调节移动件在输液管道内的精准定位，以此确保雷达本体能够对车舱内各个位置均能精准地进行生命体征监测，避免固定式雷达安装导致的未及时发现遗落的生命体的情况发生，且在车身宽度方向上可对车舱内进行覆盖式监测，并排除车舱外部环境对监测系统的影响；
(2)通过设置下部与雷达本体的发热面相配合的空心矩形筒状输液管道，冷却液在内部循环流动，能够带走雷达本体上产生的大部分热量，系统停止运行后，雷达本体上的余热还可通过静态冷却液继续传导，并及时排除。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为图1中A处的放大图。
图3为本发明中部分结构的侧视图。
图4为本发明中部分结构的结构示意图。
其中，1-基体，2-雷达本体，3-间歇推进机构，4-限位滑槽，5-辊轮，6-安装架，7-供能部，8-位置传感器，9-隔音罩，301-储液箱，302-输液管道，303-转动部，304-移动件，305-泵体，306-进液管，307-电磁阀，308-回液管，309-拉簧，310-密封堵头，311-支撑杆，312-顶推杆，313-弹簧，314-顶针，315-永磁套。
具体实施方式
为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
如图1至图4所示，一种基于毫米波雷达的舱内生命体征监测系统，包括基体1、雷达本体2以及间歇推进机构3，所述基体1安装于车舱内的上顶棚，基体1的内侧端开设有限位滑槽4，所述限位滑槽4内安装有若干个并排设置的辊轮5，所述雷达本体2通过安装架6滑动设置于限位滑槽4内的辊轮5上，所述安装架6上设置供能部7，所述间歇推进机构3安装于基体1上，并用于调控雷达本体2在车舱内间歇地移动且为间歇工作的雷达本体2进行降温。
在本实施例中，所述间歇推进机构3包括储液箱301、输液管道302、转动部303以及移动件304，所述储液箱301固定于基体1上，储液箱301内填充冷却液且于内底壁上安装有泵体305，泵体305的上端连接有进液管306，进液管306的另一端连接有电磁阀307，所述输液管道302固定于基体1上且与电磁阀307相连，输液管道302的侧端通过两个对称设置的回液管308与储液箱301相连，所述回液管308的端口处通过两个对称设置的拉簧309连接有密封堵头310，所述转动部303通过支撑杆311铰接于电磁阀307的侧端，转动部303的两端滑动连接有两个对称设置的顶推杆312，所述顶推杆312上于转动部303与输液管道302之间套设有弹簧313，顶推杆312的另一端固定有顶针314，所述移动件304滑动设置于输液管道302内，输液管道302的外侧滑动设置有永磁套315，所述永磁套315的下端与安装架6相固定。
需要说明的是，所述输液管道302内的冷却液保持饱和填充状态，所述电磁阀307为双向电磁阀，即可控制流体的流向，所述顶针314的一侧端设置用于控制液体流向的导向斜面。
在本实施例中，所述基体1的两侧设置位置传感器8，且于水平方向上与永磁套315相配合。
在本实施例中，所述雷达本体2的启闭与泵体305的启闭保持同步。
在本实施例中，所述基体1的下端于雷达本体2的下方固定有弧形的隔音罩9，尽量降低该系统的工作过程对车内乘客的噪音影响。
在本实施例中，所述隔音罩9的材质为聚氯乙烯。
在本实施例中，所述输液管道302的上部为空心圆筒状且内壁与移动件304的两端相配合，输液管道302的下部为空心矩形筒状且下端与雷达本体2的发热面相配合。
此外，所述移动件304的中部为磁性设置，移动件304与永磁套315的磁性相反。
工作过程及原理：本发明为应用在大巴车及校车等能够承载多人的连排座椅环境中，首先根据车辆熄火后的车锁状态判断本系统是否处于工作状态，停车状态下同步开启泵体305以及电磁阀307的其中一侧出液口(如位于上方的)，储液箱301内的冷却液通过进液管306及电磁阀307的出液口进入空心圆筒状的输液管道302上部，此过程中新进冷却液增大输液管道302内部的压力，并顶推位于上方的顶针314及顶推杆312向左滑动，经转动部303的转动来带动位于下方的顶针314向右滑动，经顶针314细小的尖端顶推密封堵头310与回液管308分离，以此在输液管道302内部与储液箱301之间形成连通的稳压效果，新进冷却液配合输液管道302内部原有的冷却液推动移动件304向左滑动，移动件304的磁性中部吸引永磁套315进行随动，进而经安装架6带动雷达本体2同步向左移动，在移动件304的推动下，输液管道302中位于移动件304左侧的冷却液经空心矩形筒状的下部，回流到储液箱301内，与雷达本体2的发热面相配合的冷却液持续对雷达本体2进行散热，系统停止运行后，雷达本体2上的余热还可通过静态冷却液继续传导，并及时排除；
在连排座椅的上方滑动了一个座位间距后，关闭泵体305以及电磁阀307，失去冷却液供应后输液管道302内部压力消失，在弹簧313自身的弹力作用下推动转动部303恢复至竖直状态，使得位于下方的顶针314脱离密封堵头310，在拉簧309的拉力作用下密封堵头310复位并对回液管308进行密封，在负压作用下移动件304在输液管道302内立即停止，此时开启雷达本体2并相对静止地对座椅间距内的识别区域进行实时监测，监测过程中若发现有生命体存留，若干时间(通常识别10S左右)内触发车内的迅响报警器，同时向车主绑定的手机上发送解救短讯，以此实现及时发现遗落的生命体，由于雷达本体2的波束固定，在车身宽度方向上对车舱内进行覆盖式监测，并排除车舱外部环境对监测系统的影响；
若未发现有生命体存留，便重复上述操作，直至永磁套315移动到位置传感器8位置来完成对车舱内所有座椅范围的监测识别，第一轮监测过程结束后，开启电磁阀307上另一侧出液口(如位于下方的)，反向执行上述操作后，实现循环往复的对车舱内部进行再确认监测，确保及时发现遗落的生命体。
基于上述，本发明通过在基体1上设置间歇推进机构3，控制电磁波波束固定的雷达本体2进行间歇往复移动，由控制开启泵体305向输液管道302新进冷却液的输入量，配合关闭泵体305形成的密封负压环境，来调节移动件304在输液管道302内的精准定位，以此确保雷达本体2能够对车舱内各个位置均能精准地进行生命体征监测，避免固定式雷达安装导致的未及时发现遗落的生命体的情况发生，且在车身宽度方向上可对车舱内进行覆盖式监测，并排除车舱外部环境对监测系统的影响；
通过设置下部与雷达本体2的发热面相配合的空心矩形筒状输液管道输液管道302，冷却液在内部循环流动，能够带走雷达本体2上产生的大部分热量，系统停止运行后，雷达本体2上的余热还可通过静态冷却液继续传导，并及时排除。
由技术常识可知，本发明可以通过其它的不脱离其精神实质或必要特征的实施方案来实现。因此，上述公开的实施方案，就各方面而言，都只是举例说明，并不是仅有的。所有在本发明范围内或在等同于本发明的范围内的改变均被本发明包含。

Claims (8)

1.一种基于毫米波雷达的舱内生命体征监测系统，其特征在于，包括基体(1)、雷达本体(2)以及间歇推进机构(3)，所述基体(1)安装于车舱内的上顶棚，基体(1)的内侧端开设有限位滑槽(4)，所述限位滑槽(4)内安装有若干个并排设置的辊轮(5)，所述雷达本体(2)通过安装架(6)滑动设置于限位滑槽(4)内的辊轮(5)上，所述安装架(6)上设置供能部(7)，所述间歇推进机构(3)安装于基体(1)上，并用于调控雷达本体(2)在车舱内间歇地移动且为间歇工作的雷达本体(2)进行降温。
2.根据权利要求1所述的一种基于毫米波雷达的舱内生命体征监测系统，其特征在于：所述间歇推进机构(3)包括储液箱(301)、输液管道(302)、转动部(303)以及移动件(304)，所述储液箱(301)固定于基体(1)上，储液箱(301)内填充冷却液且于内底壁上安装有泵体(305)，泵体(305)的上端连接有进液管(306)，进液管(306)的另一端连接有电磁阀(307)，所述输液管道(302)固定于基体(1)上且与电磁阀(307)相连，输液管道(302)的侧端通过两个对称设置的回液管(308)与储液箱(301)相连，所述回液管(308)的端口处通过两个对称设置的拉簧(309)连接有密封堵头(310)，所述转动部(303)通过支撑杆(311)铰接于电磁阀(307)的侧端，转动部(303)的两端滑动连接有两个对称设置的顶推杆(312)，所述顶推杆(312)上于转动部(303)与输液管道(302)之间套设有弹簧(313)，顶推杆(312)的另一端固定有顶针(314)，所述移动件(304)滑动设置于输液管道(302)内，输液管道(302)的外侧滑动设置有永磁套(315)，所述永磁套(315)的下端与安装架(6)相固定。
3.根据权利要求1所述的一种基于毫米波雷达的舱内生命体征监测系统，其特征在于：所述基体(1)的两侧设置位置传感器(8)，且于水平方向上与永磁套(315)相配合。
4.根据权利要求1所述的一种基于毫米波雷达的舱内生命体征监测系统，其特征在于：所述雷达本体(2)的启闭与泵体(305)的启闭保持同步。
5.根据权利要求1所述的一种基于毫米波雷达的舱内生命体征监测系统，其特征在于：所述基体(1)的下端于雷达本体(2)的下方固定有弧形的隔音罩(9)。
6.根据权利要求5所述的一种基于毫米波雷达的舱内生命体征监测系统，其特征在于：所述隔音罩(9)的材质为聚氯乙烯。
7.根据权利要求2所述的一种基于毫米波雷达的舱内生命体征监测系统，其特征在于：所述输液管道(302)的上部为空心圆筒状且内壁与移动件(304)的两端相配合，输液管道(302)的下部为空心矩形筒状且下端与雷达本体(2)的发热面相配合。
8.根据权利要求2所述的一种基于毫米波雷达的舱内生命体征监测系统，其特征在于：所述所述移动件(304)的中部为磁性设置，移动件(304)与永磁套(315)的磁性相反。
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