活体自发活动度定量检测装置制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种活体自发活动度定量检测装置，包括上下两层的箱体结构，上层为传感器层，传感器层包括由16×8的矩阵排列的红外对管，相邻红外对管间间距为3cm，红外对管的红外线发射管与接收管并列一起，红外对管的上部设有透明板；下层为控制板层，控制板层包括电连接的扫描电路和控制电路，扫描电路包括18片CD4051，控制电路主要由ATMEGA16处理器芯片组成，红外对管与扫面电路通过传输线连接；所述控制电路与箱体结构外部的显示模块相连。本实用新型能够通过较为简单的方式而获得全面、精确反映小鼠运动全过程的自动检测，对小鼠运动过程能够精细反映、连续测定，且对二维空间的运动能够作为准确的定量描述。
【专利说明】活体自发活动度定量检测装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种活体自发活动度的定量检测装置，实现对活体活动全过程的定位跟踪与检测。例如，小鼠自发行为的测定。
【背景技术】
[0002]目前，活体自发活动实验属于动物行为学研究范畴，在神经生理学、安全药理学、营养学等领域的研究中有很好的应用。动物受药物、毒物及外界因素的影响，其神经系统及各项活动参数是否受影响而发生变化，这就需要检测动物的自发活动，其活动度的变化往往可评定药物的药效及外界影响。此外，自发活动行为检测亦是体现活体生存健康的一项重要生理指标。以往经典的检测方法，如抖笼法、转轮法、运动计量法等只能定性的描述，不能准确定量的测定活体各项运动参数，现已不常用。电压金属板、运动传感器、超声波等现代方法虽有定量测出，但所受外界干扰因素多，测量结果无法保证精度。
[0003]近年来，计算机图像和视频技术的发展，融合了计算机视觉，模式识别，人工智能等学科的技术，在动物行为自动检测等相关学科方面开发了新装置且得到了应用。但是计算机图像和视频技术受外界光源、摄像机的视角和距离、透明度和遮挡等诸多因素的影响，使得像素值发生变化引起图像发生变化，从而影响识别的准确性，容易造成错误判断。活体被部分或完全遮挡的时候，也无法进行检测分析。并且应用计算机图像视频技术设备复杂、造价高，不易操作。所以，要简单且准确无误的检测出动物的各种自发活动的数据，利用计算机图像视频技术还是有诸多不便的。
实用新型内容
[0004]本实用新型的目的是为克服上述现有技术的不足，提供一种活体自发活动度定量检测装置，其能够通过较为简单的方式而获得全面、精确反映小鼠运动全过程的自动检测，对小鼠运动过程能够精细反映、连续测定，且对二维空间的运动能够作出准确的定量描述。
[0005]为实现上述目的，本实用新型采用下述技术方案:
[0006]一种活体自发活动度定量检测装置，包括上下两层的箱体结构，所述上层为传感器层，传感器层包括由16X8的矩阵排列的红外对管，相邻红外对管间间距为3cm，红外对管的红外线发射管与接收管并列一起，红外对管的上部设有透明板；所述下层为控制板层，控制板层包括电连接的扫描电路和控制电路，扫描电路包括18片CD4051，控制电路主要由ATMEGA16处理器芯片组成，红外对管与扫面电路通过传输线连接；所述控制电路与箱体结构外部的显示模块相连。
[0007]所述ATMEGA16通过ml-m4四个接口与扫描电路中CD4051U17、U18的A、B、C、INH接口相连，CD4051U17、U18选通扫描电路中另外16片CD4051U1-U16，选中CD4051U1-U16中的某一片，即选中对应16X8的矩阵排列的红外对管中的某一列；而选中的每一列上又有8个红外对管，⑶4051U1-U16的A、B、C三个二进制控制输入端和ATMEGA16相连，选通已选中列上8个红外对管的某一个。[0008]所述显示模块为液晶显示器。
[0009]利用活体自发活动度定量检测装置的检测方法，步骤如下:
[0010](I)自检;
[0011](2)自动扫描得到小鼠覆盖点；
[0012](3)多级滤波得到小鼠所在位置精确中心点；
[0013](4)获取自发活动信息，包括小鼠运动轨迹，瞬时活动强度、平均运动速度和总路程。
[0014]所述步骤(1)中的自检为，设备上电后在无活体覆盖时自动循环检测，逐个扫描传感器层16X8矩阵列的每个红外对管，正常情况下每个红外对管都输出高电压，若检测到输出低电压，则表示此红外对管异常，系统自动记录下坏点坐标，通过设置在箱体外的液晶显示屏上显示出来。
[0015]所述步骤(2)中自动扫描得到小鼠覆盖点具体方法为:自检完毕后，将被测小鼠置于箱体传感器层，传感器层与控制板层通过传输线连接起来，控制板层用来控制数据的读入和分析计算，ATMEGA16通过ml-m4四个接口与扫描电路中⑶4051U17、U18的A、B、C、INH接口相连，CD4051U17、U18选通扫描电路中另外16片CD4051U1-U16。选中⑶4051U1-U16中的某一片，即选中对应16X8的矩阵排列的红外对管中的某一列；而选中的每一列上又有8个红外对管，⑶4051U1-U16的A、B、C三个二进制控制输入端和ATMEGA16相连，选通已选中列上8个红外对管的某一个；此时，实现对16X8红外对管阵列逐一扫描；定时器中断时间到后开始扫描16X8矩阵列的每个红外对管，被小鼠覆盖的红外对管，接收管接收到经小鼠反射的发射管发出的红外线，此红外对管则由原来的高电压变为低电压，而无覆盖的将继续输出高电压;CPU检测记录低电压坐标，即得到小鼠覆盖点坐标。
[0016]所述步骤(3)中多级滤波得到小鼠所在精确中心点位置的具体方法是:拥有小鼠覆盖点坐标后，需要计算出小鼠中心，而自检过程中检测到的坏点就对中心的计算有干扰作用，此时执行第一级滤波算法，当设备开始扫描小鼠坐标的时候若是检测到的坐标值等于坏点坐标值，则舍弃该点的坐标，避免坏点对测量小鼠中心位置与路径值造成影响；同时考虑到实际小鼠大小，小鼠覆盖矩阵点不会超过某一有限值，若设备检测到8个以上矩阵点输出低电压，说明检测错误，此时在箱体外液晶显示屏上输出“ERROR” ；
[0017]第二级滤波为限幅滤波，每秒50次采样，在取样间隔时间At内，小白鼠最大移动的距离有一个极限值3，若&时间小白鼠的坐标为(X1, Y1), ^+At时间小白鼠的坐标为
(x2, Y2)，若
【权利要求】
1.一种活体自发活动度定量检测装置，其特征是，包括上下两层的箱体结构，所述上层为传感器层，传感器层包括由16X8的矩阵排列的红外对管，相邻红外对管间间距为3cm，红外对管的红外线发射管与接收管并列一起，红外对管的上部设有透明板；所述下层为控制板层，控制板层包括电连接的扫描电路和控制电路，扫描电路包括18片CD4051，控制电路主要由ATMEGA16处理器芯片组成，红外对管与扫面电路通过传输线连接；所述控制电路与箱体结构外部的显示模块相连。
2.如权利要求1所述的装置，其特征是，所述ATMEGA16通过ml_m4四个接口与扫描电路中CD4051U17、U18的A、B、C、INH接口相连，CD4051U17、U18选通扫描电路中另外16片CD4051U1-U16，选中CD4051U1-U16中的某一片，即选中对应16X8的矩阵排列的红外对管中的某一列；而选中的每一列上又有8个红外对管，⑶4051U1-U16的A、B、C三个二进制控制输入端和ATMEGA16相连，选通已选中列上8个红外对管的某一个。
3.如权利要求1所述的装置，其特征是，所述显示模块为液晶显示器。
【文档编号】A61B5/00GK203447267SQ201320474464
【公开日】2014年2月26日 申请日期:2013年8月5日 优先权日:2013年8月5日
【发明者】李登旺, 刘雪停, 尹勇, 李洪升, 国恒, 付成瑞 申请人:山东师范大学