DE102017006102A1

DE102017006102A1 - Heartbeat-focused alarm and monitoring system

Info

Publication number: DE102017006102A1
Application number: DE102017006102.5A
Authority: DE
Inventors: Anmelder Gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2017-06-28
Filing date: 2017-06-28
Publication date: 2019-01-03

Abstract

Beschrieben wird ein Verfahren, bei dem die ständigeWiederholung des Herzschlags von Lebewesen genutzt wird, um deren Vorhandensein in nicht zugänglichen Räumen oder Behältern zu orten.Möglich ist dies auch bei bewegten LKW oder anderen KFZ beim Vorbeifahren.-Dabei wird eine sehr große Anzahl von Mikrofonen oder Tonabnehmern bspw mit Laserstrahlen eingesetzt, die nicht mechanisch-sondern allein mathematisch- quasi auf jeden bestimmten Punkt im Raum focussiert werden können, so dass ein akustisches Hologramm möglich wird. Dabei kann dieser focussierte Punkt sich auch in Relation zu den Mikrofonen bewegen.A method is described in which the constant repetition of the heartbeat of living beings is used to locate their presence in inaccessible rooms or containers. It is also possible with moving trucks or other vehicles driving by. There are a very large number of microphones or pickups used, for example, with laser beams that can not be focussed mechanically but only mathematically-quasi on any particular point in space, so that an acoustic hologram is possible. This focused point can also move in relation to the microphones.

Description

Bekannt sind Verfahren ,durch mehrere Mikrofone den Ort einer eher lauten Schallquelle zu ermitteln.Methods are known to determine by several microphones the location of a rather loud sound source.

Mit dem hier beschriebenen neuen Verfahren geht es aber speziell um das an sich unhörbare Herzschlagsignal und nicht nur um einige Mikrofone,sondern um einen massenweisen Einsatz, der es ermöglicht ein Hologramm des überwachten Raumes zu erstellen.-The new method described here is especially concerned with the inaudible heartbeat signal and not just with a few microphones, but with a mass application that makes it possible to create a hologram of the monitored space.

Es geht also von einem Umschlag von Quantität in eine neue Qualität.-Es ist bspw möglich,zu sehen,wieviel Personen in einem Haus sind-und wo sie sich aufhalten - ohne das Haus zu betreten.Ebenso ist es möglich.,sämtliche Gespräche im Haus abzuhören-also nicht nur Telefonate,sondern auch normale Unterhaltungen,ohne das Haus zu betreten.-It is therefore possible to see how many people are in a house and where they are - without entering the house. So it is possible to have all the conversations in the house Listening to the house - so not only phone calls, but also normal conversations without entering the house.-

Auch militärisch hätte dies Bedeutung. -Also militarily this would have meaning. -

Das Verfahren benutzt das Scannen eines Bereichs mit Hilfe des Herzschlags von Lebewesen als Ortungssignal. Dieses Signal ist von den Personen nicht wesentlich willkürlich zu verändern - anders als Atmung und Sprache-und der ständige etwa gleiche Ryhtmus macht es möglich,durch bekannte mathematische Verfahren dies Signal zu erkennen -und auch zu orten. -The method uses the scanning of an area using the heartbeat of living beings as a locating signal. This signal is not essentially arbitrary to change by the persons - unlike breathing and speech - and the constant about the same Ryhtmus makes it possible to recognize this signal by known mathematical methods - and also to locate. -

Dies Signal ist sehr schwach- aber vorhanden. Es müssen einfach ausreichend viele Mikrofone installiert werden.-This signal is very weak but present. You just have to install enough microphones.-

Dabei kann auch durch Verlängerung der Messdauer die Messung verbessert werden - dies wäre möglich,wenn die Personen oder Lebewesen einigermaßen ortsfest im Bereich sind.Also bspw bei versteckten Personen. Je länger die Messung dauert,desto deutlicher wird das Signal.-In this case, the measurement can also be improved by extending the measurement period - this would be possible if the persons or living beings are reasonably stationary in the area. For example, in the case of hidden persons. The longer the measurement lasts, the clearer the signal.

Dadurch wird es möglich,einen Bereich gewissermaßen zu Scannen,obwohl die Mikrofone hierzu nicht bewegt werden müssen und der Raum nicht betreten werden muss.-This makes it possible to scan an area to some extent, although the microphones do not have to be moved and the room does not have to be entered.

Für jeden Punkt im zu prüfenden Bereich gibt es unterschiedliche Laufzeiten zu den Mikrofonen.Das kann geometrisch errechnet werden - besser aber durch eine Eichung ermittelt werden.Dazu wird zur Eichung einfach ein Signal an allen wesentlichen Punkten des Bereichs erzeugt-und dann die Laufzeit von diesem Signal zu den Mikrofonen frequenzabhängig gemessen.Da der Schall bspw um Hausecken herumgeht,wäre eine geometrische Bestimmung weniger genau.-For each point in the area to be tested there are different transit times to the microphones. This can be calculated geometrically - but better be determined by a calibration. For this purpose, a signal is simply generated at all significant points of the range for calibration - and then the duration of this Signal to the microphones frequency-dependent measured. As the sound goes around, for example, house corners, a geometrical determination would be less accurate.

Für jeden Punkt im Bereich gibt es also ein Laufzeitmuster für alle Mikrofone,das sich von jedem anderen Punkt unterscheidet.-For each point in the range, there is a runtime pattern for all the microphones that differs from any other point.

Die aufgenommenen Daten können also genau geprüft werden,ob an diesem speziellen Punkt ein Herzschlagsignal zu erkennen ist.The recorded data can therefore be checked to see if a heartbeat signal can be detected at this particular point.

Wegen der Geschwindigkeit moderner Rechner wäre die Verzögerung unerheblich für die praktische Nutzung.- Die Ergebnisse wären also praktisch sofort sichtbar zu machen in einem der üblichen bildgebenden Verfahren ob nun in 2 D oder 3 D.-Because of the speed of modern computers, the delay would be insignificant for practical use. The results would therefore have to be visualized almost immediately in one of the usual imaging methods, whether in 2 D or 3 D.

In der Physik steigert man die Genauikeit einer Messung dadurch,dass man diese Messung oft wiederholt.Je größer die Zahl der Wiederholungen,desto größer die Genauigkeit.-In physics, the accuracy of a measurement is increased by repeating this measurement often. The larger the number of repetitions, the greater the accuracy.

Bei der Überpüfung von unzugänglichen Räumen auf Personen ist dies Verfahren oft nicht anwendbar,da die Zeit knapp ist.-When checking inaccessible rooms for people, this procedure is often not applicable, because the time is short.

Die Empfindlichkeitsgrenze von Mikrofonen wird daher hier durch ihre schiere Anzahl verbunden mit einer mathematischen Auswertung gesteigert.Mag ein einzelnes Mikrofon eine winzige Veränderung der Lautstärke ,wie sie der Herzschlag eines Menschen ist,gar nicht wahrzunehmen gestatten,so wird diese winzige Abweichung doch messbar durch eine große Zahl von Mikrofonen.The sensitivity limit of microphones is therefore increased here by their sheer number combined with a mathematical evaluation. If a single microphone allows a tiny change in the volume, as it is the heartbeat of a human, not to perceive, so this tiny deviation but measurable by a large number of microphones.

Optimal ist eine großflächige Verteilung der Mikrofone auch in unterschiedlicher Höhe.-Optimal is a large distribution of the microphones also in different height.

Für eine Alarmanlage wird eine Eichung in der Form empfohlen,dass in der Höhe des Herzens und des Mundes eines Einbrechers vor einer Terrassentür etwa Eichsignale ausgesandt werden-und dann die Mikrofone allesamt auf diese Messpunkte geeicht werden.-Und es werden diese Eichpunkte an allen wichtigen Stellen des Gartens gesetzt.For an alarm system, a calibration is recommended in such a way that at the level of the heart and mouth of a burglar in front of a patio door about calibration signals are sent -and then the microphones are all calibrated to these measuring points.-And there are these calibration points at all important Set the garden.

Zwischen diesen Punkten interpoliert die Anlage.The system interpolates between these points.

Dabei sind natürlich die Stellen vor den Fenstern wichtiger als Stellen im Garten in großem Abstand.-Of course, the places in front of the windows are more important than those in the garden at a great distance.

Die Anforderung an die Genauigkeit ist nicht groß-es ist nicht so wichtig,ob ein Einbrecher 20 cm mehr nach rechts oder links vor dem Fenster steht.The accuracy requirement is not great - it does not matter if a burglar is 20 cm more to the right or left of the window.

Zur Überprüfung von LKW ,ohne diese zu öffnen,sind riesige Röntgenapparate bekannt.-To check trucks without opening them, huge x-ray machines are known.-

Sehr viel preiswerter ist eine solche Überprüfung möglich mit Hilfe der Methode des akustischen Hologramms.Much cheaper is such a check possible by means of the acoustic hologram method.

Eine Grenzkontrolle im Vorbeifahren könnte also so aussehen:Alle Personen im KFZ zeigen den PA -der von einer Laserquelle analysiert wird - die genaue Position des KFZ wird jederzeit optisch genau festgestelltgleichzeitig wird die Zahl der Herzschlagaussender gezählt -und so verborgene Insassen in dem PKW oder LKW festgestellt.-A border control while passing by could thus look like this: All persons in the car show the PA - which is being analyzed by a laser source - the exact position of the car is visually determined at any time visually at the same time the number of heartbeat emitters is counted - and so hidden occupants in the car or truck detected.-

Existiert von einer gesuchten Person ein Muster der Herztöne,so ist diese identifizierbar. Eine Sprachanalyse wäre auch möglich -nur werden gesuchte Personen dann solange schweigen.If there is a pattern of heart sounds from a wanted person, then this is identifiable. A language analysis would also be possible - only people searched will remain silent for so long.

Bei nicht gesuchten Personen ist die Sprache zu untersuchen.-Es ist auch denkbar,dass alle Personen aufgefordert werden,einen bestimmten Text zu sagen während der Vorbeifahrt an der Kontrollstation.It is also conceivable that all persons are asked to say a certain text while driving past the control station.

Wegen der Änderung des Ortes der Schallquelle böte das sogar Vorteile bei der Ortung- da dies so wirkt,wie ein Schwenken des Richtmikrofons bspwBecause of the change of the location of the sound source would offer even advantages in locating - since this acts as a pivoting of the directional microphone, for example

Ebenso kann so Sprache leichter verstanden werden,wenn sich die Errechnung des Signals jeweils örtlich konzentriert auf eine der sprechenden Personen. Völlig gleichzeitig kann das errechnet werden,was eine andere Person sagt,wobei dann mathematisch wieder nur die Signale ausgewertet werden,die von diesem einen Raumpunkt ausgingen-und von anderen Raumpunkten nicht.Likewise, language can be more easily understood if the calculation of the signal is locally concentrated on one of the persons speaking. Completely at the same time, it can be calculated that what another person says, whereby mathematically only those signals are evaluated, which originated from this one point in space and from other points in space.

Das ganze System wirkt also nicht nur wie ein Richtmikrofon-sondern ein räumlicher Scanner.Dabei dreht sich aber gar nichts -und es vergeht auch keine Zeit,die sonst beim Drehen eines Richtmikrofons gebraucht wird.Sondern das System kann gleichzeitig den gesamten Raum scannen -und quasi ein Hologramm anbieten.-The whole system works not only like a directional microphone but a spatial scanner. But nothing turns - and no time is lost, which is needed when turning a directional microphone. But the system can simultaneously scan the whole room - and offer a hologram, as it were.-

Dies dann in ein Videosignal umzuwandeln,bei dem man den gesamten Raum mitsamt den Geräuschquellen überblicken kann-jeweils aus verschiedenen Blickwinkeln,ist Stand der Technik.Converting this into a video signal, in which one can survey the entire room together with the noise sources - each from different perspectives, is state of the art.

Eine weitere Steigerung ist möglich dadurch,dass diese Mikrofone jeweils für andere Frequenz-Bereiche empfindlich sind.-A further increase is possible because these microphones are sensitive to other frequency ranges.

Das Verfahren kann auch in Kombination bpsw mit Ultraschallquellen benutzt werden.The method can also be used in combination bpsw with ultrasound sources.

Hier wird etwa an der anderen Seite der Fahrbahn eine Ultraschallquelle installiert,deren Schallwellen sich im LKW an den unterschiedlichen Materialien unterschiedlich brechen.-Here, for example, an ultrasonic source is installed on the other side of the road, the sound waves of which break differently in the truck due to the different materials.

Ebenso kann das Verfahren in Kombination mit optischen Verfahren-bpsw Überwachungskamaeras verwendet werden.Diese liefern bspw einen Ort der Schallquelle. Insbesondere können natürlich Tonabnehmer mit der bekannten Laserinterferenz-Methode verwendet werden.Likewise, the method can be used in combination with optical methods-bpsw surveillance cameras. These provide, for example, a location of the sound source. In particular, of course, pickups can be used with the known laser interference method.

Eine Ähnlichkeit mit den großen Feldern für Radiowellen ist nur scheinbar.Bei diesen geht es um die Trennschärfe durch ein möglichst großes simuliertes Objektiv letztlich gemäß Abbe.-A similarity with the large fields for radio waves is only apparent. These are concerned with the selectivity by a simulated objective which is as large as possible, according to Abbe's

Die akustische Wellenlänge spielt aber hier praktisch eine ganz andere untergeordnete Rolle.The acoustic wavelength plays a practically different role here.

Claims

Arrangement and method characterized in that the heartbeat of living beings in rooms or containers such as truck holds by a very large number of microphones, microphone arrays, vibration or pickups, for example, by means of laser beams is determined from outside. The relative regularity of this is Inaudible heartbeat used to filter out this from the abundance of stronger acoustic signals using mathematical methods known per se.

Method according to Claim 1 , characterized in that moving vehicles are checked, with the focus of the evaluation is constantly aligned to one or more points in the car and mitwandert with the car.So unnoticed controls and border checks on moving vehicles are possible.-Here can also by optical methods , the particular location of the car are accurately determined.

Method according to one of Claims 1 to 2 characterized in that known living beings, which sleep in the monitored house in certain places, are detected-for example by calibration measurements -these can be carried out automatically at bedtime by the computer and their heartbeat signals are calculated out. Thus a distinction can be made between the occupants and the intruders ,

Arrangement and method according to one of Claims 1 to 3 , characterized in that a spatial image of this space is created similar to a hologram in the computer, so that the number of persons or living things and their location can be determined.Dabei the acoustic runtime is brought from each point to the many microphones.

Arrangement and method according to one of Claims 1 to 4 characterized in that a calibration takes place in the form that in the space to be monitored - this can also be a garden or other area - a signal is generated at a clearly defined point, and then the running time of this signal to the microphones is determined , By very many such calibration points, the entire space can be calibrated in this form. Also, of course, the distance to each microphone can be calculated in a known manner by pure geometry. However, the calibration takes into account acoustic characteristics of the room.

Arrangement and method according to one of Claims 1 to 5 characterized in that also the language of persons is used in a similar way to determine the number of persons and their whereabouts. This is just possible by the well-known acoustic runtime pattern. And of course the language can be intercepted without entering the room In this case, the heartbeat signal can serve to locally determine the mouth of the person in question approximately.

Arrangement and method according to one of Claims 1 to 6 characterized in that an intense ultrasound signal or another sound signal is sent to the space to be examined, and its reflection is used in a conventional manner - and in contrast to the medical ultrasound examination, a very large number of receiving microphones a result in the first place possible because the signals are too weak to be detected by a microphone. In this case, the beam can preferably be directed in the direction in which a heartbeat signal is detected or suspected.

Arrangement and method according to one of Claims 1 to 7 , characterized in that even from the sound profile of the heartbeat can ultimately be closed to a specific person - similar to a fingerprint, this noise is significant for a person - albeit less accurately.- The heartbeat of animals is recognizable unlike that of humans . Noise, which does not come out of the examined area, is completely suppressed.

Arrangement and method according to one of Claims 1 to 8th characterized in that all of these arrangements and methods can, of course, be used in combination with optical methods, such as infrared and other cameras. Similarly, all results can be visualized in either conventional imaging techniques, whether in 2 D or 3 D.- or they can be made audible.

Arrangement and method according to one of Claims 1 to 9 , characterized by the fact that at the border control in passing all persons are asked to say a certain text while passing the control station. This is then analyzed.-