一种工作犬控制系统的制作方法

本发明涉及可穿戴及移动便携电子设备领域，尤其涉及一种工作犬控制系统。

背景技术：

工作犬(军犬、警犬、搜救犬等)是指辅助军警人员执行特定任务的生物“特警”，在现代社会中，工作犬在执行军警任务中担任重要的角色，而且在各种特殊任务中也发挥着不可替代的作用。

军警人员在执行任务时，常会遇到难以掌握的实时现场或者无法进入的危险区域，这些都给军警人员完成任务造成困难也给军警人员的生命带来极大的威胁。然而，现有的工作犬装备仅有犬用马甲、犬衣和牵犬绳，加上日常训练和生活用具等，没有佩戴电子设备，因而在探视不到的狭小或危险区域，军警人员无法指挥工作犬进行有效的工作。

因此，本领域的技术人员致力于开发一种工作犬控制系统，以实现非视距指挥，提高了工作犬的作战范围和作战能力，更有效地完成搜索、巡逻、追踪、警戒、押解、人质解救、救灾抢险等各种突发事件的作战任务。

技术实现要素：

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工作犬装备、训导员装备及一种工作犬控制系统，以解决工作犬装配单一以及训导员无法远距离或者特殊环境指挥工作犬有效工作的问题。

为了解决上述问题，本发明提供一种犬端装备，包括：

犬端通讯单元；

犬端采集单元，用于采集犬端现场信息，所述犬端采集单元包括音频采集装置、视频采集装置、位置信息采集模块和传感器中的至少一种；

犬端控制单元，用于通过所述犬端通讯单元发送所述犬端现场信息，以及通过所述犬端通讯单元接收实时语音指令和/或预录语音指令并予以播放。

进一步地，所述犬端通讯单元包括犬端图传天线和犬端数传天线，所述犬端图传天线用于传输图像信号，所述犬端数传天线用于传输数字信号，所述数字信号至少包括语音信号。

进一步地，所述犬端装备还包括头部载物装置，所述头部载物装置包括：

主体部，所述主体部表面具有安装部，用于安装所述视频采集装置；

自所述主体部向外延伸的第一可弯曲部、第二可弯曲部、第三可弯曲部和第四可弯曲部，所述第一可弯曲部和第三可弯曲部弯曲后环绕一只耳，所述第二可弯曲部和第四可弯曲部弯曲后环绕另一只耳；所述第一可弯曲部、第二可弯曲部、第三可弯曲部和第四可弯曲部的弯曲度和长度与头部和耳部的尺寸配合；

分别与所述第一可弯曲部、第二可弯曲部、第三可弯曲部和第四可弯曲部连接的第一连接结构、第二连接结构、第三连接结构和第四连接结构。

进一步地，所述头部载物装置还包括：包覆所述主体部、第一可弯曲部、第二可弯曲部、第三可弯曲部和第四可弯曲部中至少一部分的人造织物包覆层或动物毛皮包覆层。

进一步地，还包括非致命性武器发射装置和/或可投放式装置；所述犬端控制单元还用于通过所述犬端通讯单元接收发射命令和/或投放命令。

为了解决上述问题，本发明还提供一种训导员端装备，包括：

训导员端通讯单元，用于前面所述的犬端通讯单元进行通讯；

训导员端控制单元，用于通过所述训导员端通讯单元接收所述犬端现场信息，以及通过所述训导员端通讯单元发送所述实时语音指令和/或预录语音指令，所述实时语音指令由训导员端对讲装置发送。

进一步地，所述训导员端装备为手持式设备和/或穿戴式装备。

进一步地，所述训导员端通讯单元包括训导员端图传天线和训导员端数传天线，所述训导员端图传天线用于传输图像信号，所述训导员端数传天线用于传输数字信号，所述数字信号至少包括语音信号。

进一步地，所述犬端装备还包括非致命性武器发射装置和/或可投放式装置；所述训导员端控制单元还用于通过所述训导员端通讯单元发送发射命令和/或投放命令。

为了解决上述问题，本发明还提供一种工作犬控制系统，包括前面所述的犬端装备和训导员端装备。

通过实施上述本发明提供的工作犬控制系统，具有如下技术效果：

(1)通过使用先进电子通信技术，实现了训导员非视距指挥(例如，发送实时语音指令和预录语音指令等等)工作犬(另外，同样还可适用于其他现代生物，例如猫、马、猴子等等)，使工作犬适应于在各种复杂环境或危险地带进行工作，提高了工作犬的作战范围和作战能力，有效降低了军警人员在执行任务时的危险系数；例如，指挥工作犬在空旷无遮挡区域的大范围搜索、在地震坍塌现场搜索、在复杂建筑物内搜索或解救人质、安检巡逻现场搜查违禁物品并取证和训练教学等等。

(2)犬端装备采集现场音视频和各类数据信息并且实时回传，这样远距离的终端(例如训导员或者指挥车等等)也可以获取现场情况以利于决策指挥。

(3)通讯单元包括图传天线和数传天线，将图像信号和语音信号分别传输，可以减小信号干扰，特别是同时收发的信号干扰。

(4)工作犬可以根据犬端装备播放的实时语音指令和/或预录语音指令执行动作，这样不会限制工作犬和训导员之间的距离，并且通过控制播放预录语音指令，工作犬可以听从熟悉的训导员指令并做出反应。

(5)可以根据所接受任务的具体性质给工作犬配备相应的设备；例如，如果是去救援任务，则需要配备可投放装置，装置中放置应急救援物品等，如果去抓捕犯人或解救人质，则需要配备非致命性武器发射装置，例如，微型非致命性攻击武器，训导员端根据收到的工作犬现场情况下达发射命令和/或投放命令。

(5)犬端装备的头部载物装置可以牢固固定头部，同时适应不同头骨形状完全贴合在工作犬的头部，还可以根据头部尺寸进行自动伸缩，提升了工作犬佩戴的舒适性和稳定性，并且该装置简单，易于佩戴。

以下将结合附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本发明的目的、特征和效果。

附图说明

图1是本发明实施例一的工作犬控制系统的示意图；

图2是本发明实施例的头部载物装置的结构示意图；

图3是本发明实施例的头部载物装置的使用状态示意图；

图4是本发明实施例二的工作犬端装备的示意图；

图5是本发明实施例三的训导员端装备的示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，是本发明实施例一的工作犬控制系统的示意图，该实施例一的工作犬控制系统包括犬端装备和训导员端装备。

本实施例中，犬端装备包括犬端通讯单元、犬端采集单元和犬端控制单元。

犬端通讯单元是用于与其他终端进行信息交互，采用无线通讯方式，例如，将犬端装备获取的视频信息、图像信息通过犬端图传天线传送给训导员端或者其他终端；或者将犬端装备获取的现场环境数据、各种传感数据、音频信息、语音信息等等通过犬端数传天线传送给训导员端或者其他终端。

犬端采集单元，用于采集犬端现场信息，犬端采集单元包括音频采集装置、视频采集装置、位置信息采集模块和传感器中的至少一种；可以理解为，通过这些采集装置将现场情况信息数据化并且收集存储起来，同时也可以为不在现场的人员实时展示现场情况，例如，视频采集装置采用了模拟不小于700线ccd摄像机来采集视频数据，sony原厂生产摄像头更佳，并且为了保证高质量的画面效果，视频采集装置还可以配备有红外夜视补光设备，补光的有效距离在1.5-2米之间，并且可以散射光，覆盖摄像头角度的范围；音频采集装置采用了高保真拾音器来采集声音，位置信息采集模块通过gps定位获取位置信息，并且显示在gis地图上；传感器包括湿度、温度、红外线、压力等传感检测设备，以获取现场环境信息和工作犬状态信息。

犬端控制单元，用于通过犬端通讯单元发送犬端现场信息，以及通过犬端通讯单元接收实时语音指令和/或预录语音指令并予以播放。犬端控制单元是犬端装备的核心单元，主要是协同其他各个单元一起工作，例如犬端采集单元采集了现场信息并且发送给犬端控制单元，而犬端控制单元在接收到现场信息后进行识别处理判断，然后发控制指令给犬端通讯单元将现场信息发送至训导员端或指挥端；再例如，犬端通讯单元从训导员端或指挥端接收到了指令，并且将指令发送给犬端控制单元，犬端控制单元进行处理判断，当接收到的是实时语音指令时，则对连接的对讲设置或喇叭发出启动指令以播放实时语音，这个实时语音可以包括命令工作犬做相应的动作的命令，比如，前进，停止，咬，坐下、立、匍等等；同时也可以将这些命令工作犬做动作的命令预先录制存储下来，当接收到的是预录语音指令时，则对播放设备比如喇叭或对讲装置发出播放相应的预先录制语音命令的指令。

本实施例中，训导员端装备可以为手持式设备和/或穿戴式装备。训导员端装备包括训导员端通讯单元和训导员端控制单元，例如训导员端还可以连接手持控制器进行操作。

训导员端通讯单元，用于与前面所述的犬端通讯单元进行通讯，也就是说，接收犬端发送的现场信息或者发送指令给犬端，都需要依次通过犬端通讯单元和训导员端通讯单元或者通过训导员端通讯单元和犬端通讯单元进行传输。训导员端通讯单元可以包括训导员端图传天线和训导员端数传天线，所述训导员端图传天线用于传输图像信号，所述训导员端数传天线用于传输数字信号，所述数字信号至少包括语音信号。该训导员端通讯单元与其他终端的交互和犬端通讯单元类似，此处不再赘述。

训导员端控制单元，用于通过训导员端通讯单元接收犬端现场信息，以及通过训导员端通讯单元发送实时语音指令和/或预录语音指令，实时语音指令由训导员端对讲装置发送。例如，当按下对讲装置的“对讲”按钮时，对讲装置发出实时语音指令到训导员端控制单元，训导员端控制单元接收到这个指令后进行解析和发出控制指令，以使训导员端的对讲装置和犬端的播放装置语音通讯连接；还可以在对讲装置上设置预录语音指令的按钮，比如在对讲装置设置有“前进”按钮，当按下“前进”按钮时，对讲装置发出预录语音指令到训导员端控制单元，训导员端控制单元接收到这个指令后进行解析和发出控制指令，以使犬端的播放装置播放预先录制的“前进”语音命令，命令工作犬做前进的动作。

训导员端控制单元，还用于通过所述训导员端通讯单元发送发射命令和/或投放命令，以远程控制犬端装备的非致命性武器发射装置和/或可投放式装置。

如图2所示，是本发明实施例的头部载物装置的结构示意图，犬端装备还可以包括头部载物装置，用于固定视频采集设备。此外，犬端装备还可以包括犬背马夹，犬端装备的其他单元、模块或设备等可以配备或集成在所述犬背马夹内。

所述头部载物装置包括：包括：主体部1；自所述主体部1向外延伸的第一可弯曲部2a、第二可弯曲部2b、第三可弯曲部2c和第四可弯曲部2d；分别与所述第一可弯曲部2a、第二可弯曲部2b、第三可弯曲部2c和第四可弯曲部2d连接的第一连接结构、第二连接结构、第三连接结构和第四连接结构。

主体部1，由于不同头骨大小存在差异性，所以除整体装置有大中小号尺寸外，主体部1材质还应具有良好的延展性，例如主体部1的材料可以选用铝，也可选用其他延展性的金属或非金属。所述主体部1表面具有安装部5，所述安装部5位于头顶，可对例如图像采集、声音采集等装置进行加载固定。

为适应不同头骨形状，自主体部1向外延伸有第一可弯曲部2a、第二可弯曲部2b、第三可弯曲部2c和第四可弯曲部2d，所述第一可弯曲部2a和第二可弯曲部2b的延伸方向相反，例如如图所示的向左和向右；所述第三可弯曲部2c和第四可弯曲部2d的延伸方向相反，例如如图所示的向左和向右；所述第一可弯曲部2a和第三可弯曲部2c的延伸方向相同，所述第二可弯曲部2b和第四可弯曲部2d的延伸方向相同。图2所示的主体部1和延伸出的第一可弯曲部2a、第二可弯曲部2b、第三可弯曲部2c和第四可弯曲部2d形成一个类似于“工”字的形状。

进一步，四个可弯曲部的弯曲度和长度与头部和耳部的尺寸配合，确保设备能够与头骨完全贴合并牢固固定，所述第一可弯曲部2a和第三可弯曲部2c弯曲后环绕一只耳，所述第二可弯曲部2b和第四可弯曲部2d弯曲后环绕另一只耳。

分别与所述第一可弯曲部2a、第二可弯曲部2b、第三可弯曲部2c和第四可弯曲部2d连接的第一连接结构、第二连接结构、第三连接结构和第四连接结构可将四个可弯曲部两两配合连接。

本实施例中，所述第一连接结构包括第一扣接件4a，所述第二连接结构包括第二扣接件4b，所述第三连接结构包括与所述第三可弯曲部2c连接的第三绑带3c以及与所述第三绑带3c连接的第三扣接件4c，所述第四连接结构包括与所述第四可弯曲部2d连接的第四绑带3d以及与所述第四绑带3d连接的第四扣接件4d。

所述第一扣接件4a与第四扣接件4d配合相连，所述第二扣接件4b与第三扣接件4c配合相连，当第一可弯曲部2a、第二可弯曲部2b、第三可弯曲部2c和第四可弯曲部2d按照头部形状和尺寸弯曲至合适位置并穿戴于头部后，通过交叉扣接，可以将头部载物装置更贴合地固定于头部。进一步地，所述第三绑带3c与第四绑带3d的长度可以调节，通过调节绑带的长度可以更好地适应头部的形状和尺寸。绑带可以是松紧带，也可采用调节扣等现有的长度调节结构实现长度调节，本实施例中第三绑带3c和第四绑带3d通过调节扣调节长度。

在其他实施例中，所述第一连接结构包括与所述第一可弯曲部2a连接的第一绑带以及与所述第一绑带连接的第一扣接件4a，所述第二连接结构包括与所述第二可弯曲部2b连接的第二绑带以及与所述第二绑带连接的第二扣接件4b。所述第一扣接件4a与第四扣接件4d配合相连，所述第二扣接件4b与第三扣接件4c配合相连，所述第一扣接件4a也可与第三扣接件4c配合相连，所述第二扣接件4b可与第四扣接件4d配合相连，所述第一绑带和/或所述第三绑带3c、所述第二绑带和/或所述第四绑带3d可以是弹性的，可自适应实际尺寸。

所述第一绑带、第二绑带、第三绑带3c及第四绑带3d选用动物皮革，也可选用其他具有一定延展性和舒适性的耐用材料。

所述第一扣接件4a与第四扣接件4d、所述第二扣接件4b与第三扣接件4c可以采用插扣式连接件或卡扣式连接件等现有的连接结构件。

进一步，为了提升动物佩戴的稳定性及舒适性，本实施例的头部载物装置还可以包括：包覆所述主体部、第一可弯曲部、第二可弯曲部、第三可弯曲部和第四可弯曲部中至少一部分的包覆层(图中未标示)。包覆层的材料可以是有一定延展性和舒适性耐用的材料，如人造织物或动物毛皮等。包覆层可以仅包覆主体部，或者包括部分的弯曲部，较佳地，包覆层包覆主体部和所有弯曲部。

本发明实施例还提供一种头部设备，包括头部载物装置与安装部，所述头部载物装置穿戴于头上，所述采集装置位于头顶部。

采集装置可以直接与载物装置连接，也可间接连接，间接连接时，安装部的结构可采用如下方式：

1)标准导轨式滑槽结构；

2)标准铰链式结构；

3)双面背胶魔术贴。

下面以工作犬头部摄像头的安装为例，结合图2和图3对安装步骤介绍如下：

1)根据工作犬头部的尺寸，将所述第一弯曲部2a、第二弯曲部2b、第三弯曲部2c和第四弯曲部2d弯折成包裹工作犬头部的形状；

2)将步骤1)所制作的装置套在工作犬头部，调节第三绑带3c及第四绑带3d的长短，分别将第一扣接件4a与第四扣接件4d、第二扣接件4b与第三扣接件4c进行连接，即完成一次调节，以后每次只要打开或连接第一扣接件4a、第二扣接件4b、第三扣接件4c及第四扣接件4d，即可完成脱卸或佩戴；

3)将头部载物装置卸下，于安装部5安装固定工作犬头部摄像头，再将整套装置佩戴于工作犬头上，即可完成对工作犬头部摄像头的加载固定。

如图4所示，是本发明实施例二的工作犬端装备的示意图，该实施例的工作犬端装备包括犬端通讯单元、犬端采集单元和犬端控制单元，与实施例一的工作犬控制系统中的犬端装备类似，此处不再赘述。

本实施例中，还包括非致命性武器发射装置和/或可投放式装置，其中非致命性武器发射装置采用微型攻击武器，根据执行任务的不同给工作犬配备不同的微型非致命性攻击；可投放式装置可携带应急救援物品或小型机器人等，并且根据犬端通讯单元接收到指令在指定地点控制投放，其中接收的指令包括发射命令和/或投放命令，通过训导员端远程发出。

需要说明的是，非致命性武器发射装置和可投放式装置是由远程控制指令的控制的，所以尤其需要保证发射命令和/或投放命令的信号的传递具有较高的抗干扰性和实时性，因此工作犬端和训导员端通讯单元均采用145mhz天线接头，使发出指令到接受输出的延时要小于100ms。

本实施例中，犬端装备还包括犬端播放装置，用于播放实时对讲语音或预录语音，例如可以为对讲装置或其他可播放声音的设备，这需要较高的声音还原度，使得工作犬能够识别训导员的声音或者预录语音的声音，因此在犬端播放装置中设置有抗干扰组件，以避免受到图传发射设备的干扰而产生噪音。

如图5所示，是本发明实施例三的训导员端装备的示意图，该实施例的训导员端装备包括训导员端通讯单元和训导员端控制单元，与实施例一的工作犬控制系统中的训导员端装备类似，此处不再赘述。

该实施例中，还包括训导员端播放装置，用于播放所述犬端现场信息；所述训导员端播放装置包括音频播放器和/或视频播放器。其中，音频播放器可以为对讲装置、耳机、外放装置或其他可播放声音的设备，视频播放器可以采用单目显示器、双目显示器、头盔显示器和手腕式显示器中的至少一种。

以下详细描述犬端装备的具体参数。

外形是300mmx65mmx30mm长方体结构，其重量为700g。

电性能包括：工作电压：12v；工作电流：1.3a；整机功耗：15w；充电电流：2a；工作时长：3小时以上。

接口包括：rf-v头:600mhz图传密取天线接头；rf-g头:gps密取天线接头；rf-d头:145mhz，数传密取天线接头；ata接口:视频接口；dc-12v头：充电接口；ctr口：外接调频板；tf-card口：存储卡。

按键包括：power-v按键:图传开关；power-d按键:数传开关。

配件包括：600mhz的密取天线一根；145mhz密取天线1根；gps天线一根；12.6v/2a适配器一个；视频线一条；摄像头一个；带usb延长线的发射调频盒一个；射频馈线两条；600mhz滤波器一个。

使用说明：先接好各外围部件,固定好各部件:145mhz天线接到rf-s接头上；gps天线接到rf-g接头上；600mhz滤波器用馈线连接到设备的rf-v接头上,600mhz的天线用馈线连接到滤波器的另一头；摄像头连接到设备的data接头上；然后依次按下power-s、power-v开机键，这样设备就开启了。

以下详细描述训导员端佩戴装备的具体参数。

外形是300mmx150mmx60mm长方体结构，其重量为2850g。

电性能包括：工作电压：12v；工作电流：1.7a；整机功耗：20w；充电电流：2a；工作时长：3小时以上。

接口包括：rf-s头:700mhz图传发射天线接头；rf-m头:600mhz图传接收天线接头；rf-a头：145mhz数传发射天线接头；a/v口:摄像头接口；data口：调频、gps接口；handset口：手持控制器接口。

按键包括：power口及按键：充电和开关机键。

配件包括：700mhz的背负天线一根；600mhz背负天线1根；145mhz的背负天线一根，手持控制器一个；12.6v/2a适配器一个；充电线一条；视频线一条；摄像头一个；gps线一条；接收调频盒一个；发射调频盒一个；两个电池。

使用说明：应先接好各外围部件，固定好各部件：700mhz发射天线接到rf-s接头上；600mhz接收天线接到rf-v接头上；145mhz数传天线接到rf-接头上；摄像头用av连接线接到设备的av接口上；手柄接到设备的houst接头上；gps模块接到设备的data接头上；然后按设备上的power键开机，这样设备就开启了。

相应的，训导员端手持控制器的具体工作参数为：

是外形尺寸150mmx65mmx20.5mm，重量：305g的手柄。

按键包括：f1、f2键：解锁；f3、f4键：预留；犬1、犬2键：预留；对讲键：控制三方通话；锁键：锁屏操作；匍、前进…立等预留语音指令按键：代表命令；弹1到弹4键：预留；侧面ptt键：对讲操作；侧面上键：音量加键；侧面下键：音量减键。

下面具体描述工作犬控制系统安装及操作流程。

为工作犬穿戴犬端装备，连接音视频设备和传感设备等等，并且根据执行任务的不同配备非致命性武器发射装置和/或可投放式装置等。

为训导员穿戴训导员装备，连接音视频设备、传感设备和手持控制器等等。

当犬端装备和训导员装备穿戴并且连接完成后，同时打开电源，查看指示灯显示正常工作，即可开始指挥工作犬执行任务。

当工作犬在前方危险区域进行搜索，将现场的音视频信息传给训导员端装备，训导员根据犬端装备传回的音视频，对工作犬进行非视距指挥，可根据实际情况进行语音或指令指挥。若工作犬执行搜救任务时，犬端装备还可选配外放扬声器，使得训导员与搜救对象进行实时通话。

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。