一種通過植入式腦電波傳感器分析警犬偵察反應(yīng)的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于偵察技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種通過植入式腦電波傳感器分析警犬偵察反應(yīng)的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]警犬在執(zhí)行偵察任務(wù)時，通過嗅覺識別能對某些特殊氣味作出反應(yīng)，這種反應(yīng)一般由警犬訓練人員跟隨警犬隨時觀察判斷，從而幫助偵察員實現(xiàn)偵察目的。這種工作方式下，存在一些局限問題:一是警犬訓練人員必須隨時隨地地與警犬共同執(zhí)行任務(wù)，在某些對空間、速度、安全性等要求比較苛刻的環(huán)境下難以開展；二是警犬的偵察反應(yīng)必須靠警犬訓練人員進行主觀判斷，難以數(shù)據(jù)化。并且警犬在現(xiàn)場第一反應(yīng)的數(shù)據(jù)、狀態(tài)以及環(huán)境情況無法記錄，從而很難作為有效的法庭證據(jù)。
[0003]因此，研發(fā)出一種通過植入式腦電波傳感器分析警犬偵察反應(yīng)的方法是本領(lǐng)域技術(shù)人員所急需解決的難題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為解決上述問題，本發(fā)明公開了一種通過植入式腦電波傳感器分析警犬偵察反應(yīng)的方法。
[0005]為了達到上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案:
一種通過植入式腦電波傳感器分析警犬偵察反應(yīng)的方法，具體步驟包括:
(1)模塊整合:
將信號撿取模塊、預(yù)處理模塊以及無線供電模塊整合入待植入的植入模塊中；將控制器與處理模塊整合入背負模塊，穿戴于警犬的背部；并且在警犬的頸部穿戴頸部線圈；頸部線圈中安裝有頸項天線；頸項天線與背負模塊相連；
(2)植入式信號撿取:
在警犬的體表植入植入模塊，并對警犬的腦電信號進行撿??；
(3)信號預(yù)處理:
通過信號預(yù)處理模塊對步驟(2)中撿取的警犬的腦電信號依次進行前置放大、濾波、噪聲抑制、高精度采樣以及有效信號提??；
(4)數(shù)據(jù)的讀取與控制:
控制器對步驟(3)中處理后的警犬的腦電信號進行讀取，并發(fā)送至處理模塊；
(5)腦電信號處理與參數(shù)化:
通過處理模塊對其獲得的警犬的腦電信號進行分析與特征提取，并與偵察反應(yīng)數(shù)據(jù)庫進行模式識別對比，得出相應(yīng)的偵察反應(yīng)參數(shù)和結(jié)果顯示。
[0006]本發(fā)明提供了一種通過植入式腦電波傳感器分析警犬偵察反應(yīng)的方法，包括模塊整合、植入式信號撿取、信號預(yù)處理、數(shù)據(jù)的讀取與控制以及腦電信號處理與參數(shù)化。
[0007]首先將信號撿取模塊、預(yù)處理模塊以及無線供電模塊整合入待植入的植入模塊中；將控制器與處理模塊整合入背負模塊，穿戴于警犬的背部；并且在警犬的頸部穿戴頸部線圈；頸部線圈中安裝有頸項天線；頸項天線與背負模塊相連；其中頸項天線既用于向植入模塊供電，同時也作為交換信息的拾取發(fā)射天線。由于撿取到的警犬腦電信號比較弱，而且與很多噪聲混雜，需要依次經(jīng)過前置放大、濾波、噪聲抑制、高精度采樣以及有效信號提??；警犬的腦電信號幅度很小，只有5-150 μ V，并且頭皮與顱骨之間通常存在幾千歐的電阻，因此前置部分需要有大于10ΜΩ的輸入阻抗，以提高腦電信號的索取能力，因此需采用高增益、高輸入阻抗的放大器進行放大。由于腦電波的頻率變動范圍在0.5-35ΗΖ之間，屬于低頻振蕩，容易受到干擾，特別容易受到接近50Hz的交流電源頻率的干擾，因此需要使用高性能的低通濾波器進行濾波。同樣地，由于腦電信號較為微弱，極其容易被外界干擾信號淹沒，而有些干擾信號的幅值已大于或接近腦電信號的幅值，因此需要使用擁有足夠高信噪比以及共模抑制比的放大器進行噪聲抑制。
[0008]在經(jīng)過上述的前置放大、濾波、噪聲抑制的處理后還需要經(jīng)過有效的信號放大與模數(shù)轉(zhuǎn)換，以便進行高精度采樣以及有效信號提取，獲得經(jīng)過處理后的腦電信號，并由控制器控制通過頸項天線發(fā)送至處理模塊，由處理模塊進行分析與特征提取，獲得用于分析偵查反應(yīng)參數(shù)，并與偵察反應(yīng)數(shù)據(jù)庫進行模式識別對比，顯示結(jié)果。
[0009]作為優(yōu)選，步驟(I)中的頸項天線采用數(shù)字脈沖調(diào)制方式進行傳輸。
[0010]由于警犬的腦電信號的頻率不是很高，傳輸速率不需要很快；同時要能夠滿足對植入模塊的供電需求、能夠有效傳輸足夠速度的腦電信號以及控制信號；同時要對警犬機體和機能無傷害，因此本發(fā)明中的頸項天線采用數(shù)字脈沖調(diào)制方式進行傳輸。
[0011]作為優(yōu)選，步驟(2)中的植入模塊為拾取電極與參考電極；拾取電極植入于警犬的頭皮內(nèi)，并且參考國際10-20系統(tǒng)電極放置方式進行設(shè)置；參考電極以差分方式植入于警犬的皮下，拾取電極與參考電極之間保持3-6cm的間距。
[0012]本發(fā)明中的植入模塊由拾取電極與參考電極組成，將拾取電極與參考電極的差分電信號作為腦電原始采樣信號。其中拾取電極植入于警犬的頭皮上，參考國際10-20系統(tǒng)電極放置方式，用于拾取腦電信號；并且由于系統(tǒng)大小的限制，拾取電極與參考電極不能距離太遠，距離過近又會導(dǎo)致兩電極信號相似性較大，不能獲得有效信號差，因此本發(fā)明中參考電極與差分電極采用差分模式，拾取電極與參考電極之間保持3-6cm的間距即可。
[0013]作為優(yōu)選，步驟(5)中處理模塊對其獲得的警犬的腦電信號進行分析與特征提取包括對警犬的腦電信號的整形、合并、差分以及比較。
[0014]作為優(yōu)選，步驟(5)中的偵察反應(yīng)數(shù)據(jù)庫通過在日常訓練中不斷采集警犬在各種偵察和非偵察狀態(tài)下的各種腦電波，并進行特征分析、比較和記錄形成。
[0015]本發(fā)明中的處理模塊通過對警犬腦電信號的整形、合并、差分以及比較來進行分析與特征提取。主要是從一些無關(guān)的信號中對有效信號進行提取，得到基本能夠看出特征的腦電波，并且與偵察反應(yīng)數(shù)據(jù)庫中的腦電波進行比較。本發(fā)明中的偵察反應(yīng)數(shù)據(jù)庫通過在日常訓練中不斷采集警犬在各種偵察和非偵察狀態(tài)下的各種腦電波，并進行特征分析、比較和記錄