CN106199568A - 一种消防人员室内定位算法 - Google Patents

一种消防人员室内定位算法 Download PDF

Info

Publication number
CN106199568A
CN106199568A CN201610183132.1A CN201610183132A CN106199568A CN 106199568 A CN106199568 A CN 106199568A CN 201610183132 A CN201610183132 A CN 201610183132A CN 106199568 A CN106199568 A CN 106199568A
Authority
CN
China
Prior art keywords
localizer
message
base station
locating base
point
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201610183132.1A
Other languages
English (en)
Other versions
CN106199568B (zh
Inventor
晋宝生
罗加勇
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
BEIJING DONGLIN FIRE SCIENCE AND TECHNOLOGY Co Ltd
Original Assignee
BEIJING DONGLIN FIRE SCIENCE AND TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by BEIJING DONGLIN FIRE SCIENCE AND TECHNOLOGY Co Ltd filed Critical BEIJING DONGLIN FIRE SCIENCE AND TECHNOLOGY Co Ltd
Priority to CN201610183132.1A priority Critical patent/CN106199568B/zh
Publication of CN106199568A publication Critical patent/CN106199568A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN106199568B publication Critical patent/CN106199568B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S11/00—Systems for determining distance or velocity not using reflection or reradiation
    • G01S11/02—Systems for determining distance or velocity not using reflection or reradiation using radio waves
    • G01S11/06—Systems for determining distance or velocity not using reflection or reradiation using radio waves using intensity measurements
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S5/00—Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations
    • G01S5/02—Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations using radio waves
    • G01S5/06—Position of source determined by co-ordinating a plurality of position lines defined by path-difference measurements

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Position Fixing By Use Of Radio Waves (AREA)

Abstract

本发明公开了一种消防人员室内定位方法，包括以下步骤：定位器发送消息至定位基站；定位基站对接收的新消息中包含的定位器以及存在定位器列表中的定位器进行遍历定位；判断当前定位器ID是否已在已存在定位器列表中，若不在，加入定位器列表；根据上次坐标与时间间隔，计算出本次定位器可能出现的位置，估算本次的有效区域，遍历有效区域；定位器当前区域点坐标为A1,接收到消息的定位基站坐标为A2,判断A1、A2的距离是否小于等于消息中的信号距离，若小于则A1点权值加一；选择权值最高的有效区域点，存储定位器当前坐标点；重复执行直至所有定位器都计算完毕。定位更加准确，通讯效率高，投资成本小，后期维护方便，易于安装。

Description

一种消防人员室内定位算法
技术领域
本发明属于室内人员定位技术领域，具体地涉及一种成本低廉、定位准确的消防人员室内定位方法。
背景技术
当下几种定位系统中，GSP、北斗卫星定位技术因为电磁屏蔽的缘故，其卫星信号无法穿透屋顶及墙壁，导致其无法适用于室内定位；红外定位技术不能穿透障碍物，仅能进行视距传播，所以不适合在建筑结构复杂的大型室内场所进行定位；超声波定位技术受多径效应和非视距传播影响较大，同时想要保证其的定位精度，还需要大量的底层硬件设施投资，成本太高；蓝牙定位技术设备和器件价格昂贵，且易受环境和噪声信号干扰影响，稳定性较差；射频定位技术无法和其他系统对接的弱点使其在消防人员定位领域难以得到应用；WIFI定位技术由于其定位测算方法只依赖于最近WIFI接入点，导致其在楼层定位方面极易出错。
如中国专利文献CN 103994767公开了一种救援人员室内协同定位装置及方法，该系统包括至少 3 个惯导定位装置、多个单片机、多个 ZigBee 无线传感器网络节点、多个GPRS 模块和远程服务器；各惯导定位装置分别安置在至少 3 个救援人员身上，所有救援人员身上均安置有单片机、ZigBee 无线传感器网络节点和GPRS 模块。本发明由部分救援人员携带惯导定位装置实现室内定位，通过 ZigBee 无线传感器网络构成实时定位网，救援人员能够确认自身位置时可修正位置信息，修正动态定位网络的精度。该方法是根据惯导定位装置发送的三轴加速度和三轴角速度计算携带惯导定位装置的救援人员相对于初始定位位置坐标的位移。该方法计算量大，定位不准确。
因此，上述几种定位技术都各有利弊，大都具有定位不准确、投资成本高、后期维护量大等缺点；就各类大型公众聚集场所出现火灾险情后，面对复杂的建筑结构及危险的现场环境，对到场救援的消防员进行实时追踪定位，以确保其生命安全而言，都无法达到令人满意的程度。
发明内容
针对上述技术问题，本发明旨在提供一种消防人员室内定位方法，解决了消防、安保人员在楼宇内的实时、精确位置定位的问题。利用zigbee无线自组网实现的人员定位系统，定位更加准确，通讯效率高，投资成本小，后期维护方便，易于安装，有极强的网络健壮性和系统稳定性。
为达到上述目的，本发明的技术方案是：
一种消防人员室内定位方法，其特征在于，包括以下步骤：
S01：携带包含ZigBee模块的定位器的人员通过定位器发送消息至定位基站；
S02：定位基站对接收到的消息通过ZigBee模块传送到集中器，集中器将所有定位基站传送过来的消息通过Wifi模块传送的上位机；
S03：上位机程序对接收到的基站定位消息进行处理，对新消息中包含的定位器进行遍历定位；
S04：上位机程序判断当前遍历到的定位器ID是否已在已存在的定位器列表中，若不在，加入定位器列表；
S05：根据当前遍历到的定位器的最近的位置以及时间，计算出当前此定位器可能出现的区域坐标集合，并扫描（遍历）此坐标（有效区域）集合进行判断；
S06：定位器当前区域点坐标为A1(x1,y1),接收到消息的定位基站坐标为A2(x2,y2),判断A1、A2的距离是否小于等于消息中的信号距离，若小于则此A1点权值加一；
S07：选择权值最高的有效区域点为当前定位器所在位置，并存储定位器当前坐标点；重复执行步骤S03直至所有定位器都计算完毕。
优选的，所述步骤S06中A1、A2的距离的计算公式为r^2=(x1-x2)^2+(y1-y2)^2，其中r为A1、A2距离。
利用zigbee无线自组网实现的人员定位系统，定位更加准确，通讯效率高，投资成本小，后期维护方便，易于安装，有极强的网络健壮性和系统稳定性。可按照自有的无线通讯标准，以接力的方式进行传播，传输速率可达20K-250Kbps，通讯效率极高。其建立的网状结构的无线网络具有极强的网络健壮性和系统稳定性，通常漏读率达百万分之一、传输距离可达70-100M、平均定位精度可达2.75M，其作战位置及运动轨迹可实时传输到消防中控室及外围消防指挥车，一旦遇险，后台指挥员可立刻根据其所在位置及时组织抢救，可最大限度的保护消防官兵生命安全。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
（1）Zigbee按照固定信号强度发送信号，不用再根据信号强度公式计算信号距离。可以加速算法运算速度，实时取得有效距离。
（2）采用三段信号轮发模式，三种信号强度循环发送，保证测量精度的情况下减少运算量加快算法运算速度。
（3）配置程序时导入所有有效点坐标，去除人员不可能经过的点坐标，减小运算量和计算误差。
（4）通过引入kernel预测路径算法，大量减少无效坐标点，通过统计预测下一步人员走向。
（5）采用接收到最多信号的点作为有效点，加大定位精确度。
附图说明
图1为本发明一种消防人员室内定位方法的流程图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式以及附图，对本发明进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。
实施例：
如图1所示，通过信号强度得出移动定位器距离各个基站的距离，进而利用定位算法来定位人员的位置，具体包括如下步骤：
步骤1.携带包含ZigBee模块的定位器人员进入安装了定位基站的楼体内。定位器发送消息至定位基站；定位基站对接收到的消息通过ZigBee模块传送到集中器，集中器将所有定位基站传送过来的消息通过Wifi模块传送的上位机；
步骤2.定位程序接收最近一秒钟定位基站接收到的消息信号。
步骤3.对新消息中包含的定位器以及存在定位器列表中的定位器进行遍历定位。
步骤4.判断当前定位器ID是否已在已存在定位器列表中。
A.不在
1.加入定位器列表。
2.执行步骤5.
B.在
1.执行步骤5.
步骤5.
A.对当前定位器执行KERNEL算法，估算本次的有效区域。根据当前遍历到的定位器的最近的位置以及时间，计算出当前此定位器可能出现的区域坐标集合（有效区域）。
B.遍历有效区域。
C.假定当前区域点坐标为A1(x1,y1),接收到消息的基站坐标为A2(x2,y2),
根据公式r^2=(x1-x2)^2+(y1-y2)^2
计算出当前A1与A2的距离是否小于等于消息中的信号距离，如果符合则此点权值加一。
D.选择权值最高的有效区域点。
E.存储定位器当前坐标点
F.返回步骤3执行循环，如果所有定位器都计算完毕，返回步骤2。
应当理解的是，本发明的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本发明的原理，而不构成对本发明的限制。因此，在不偏离本发明的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。此外，本发明所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。

Claims (2)

1.一种消防人员室内定位方法，其特征在于，包括以下步骤：
S01：携带包含ZigBee模块的定位器的人员通过定位器发送消息至定位基站；
S02：定位基站对接收到的消息通过ZigBee模块传送到集中器，集中器将所有定位基站传送过来的消息通过Wifi模块传送的上位机；
S03：上位机程序对接收到的基站定位消息进行处理，对新消息中包含的定位器进行遍历定位；
S04：上位机程序判断当前遍历到的定位器ID是否已在已存在的定位器列表中，若不在，加入定位器列表；
S05：根据当前遍历到的定位器的最近的位置以及时间，计算出当前此定位器可能出现的区域坐标集合，并扫描此坐标集合进行判断；
S06：定位器当前区域点坐标为A1(x1,y1),接收到消息的定位基站坐标为A2(x2,y2),判断A1、A2的距离是否小于等于消息中的信号距离，若小于则此A1点权值加一；
S07：选择权值最高的有效区域点为当前定位器所在位置，并存储定位器当前坐标点；重复执行步骤S03直至所有定位器都计算完毕。
2.根据权利要求1所述的消防人员室内定位方法，其特征在于，所述步骤S06中A1、A2的距离的计算公式为r^2=(x1-x2)^2+(y1-y2)^2，其中r为A1、A2距离。
CN201610183132.1A 2016-03-29 2016-03-29 一种消防人员室内定位算法 Active CN106199568B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610183132.1A CN106199568B (zh) 2016-03-29 2016-03-29 一种消防人员室内定位算法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610183132.1A CN106199568B (zh) 2016-03-29 2016-03-29 一种消防人员室内定位算法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN106199568A true CN106199568A (zh) 2016-12-07
CN106199568B CN106199568B (zh) 2018-11-06

Family

ID=57453385

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201610183132.1A Active CN106199568B (zh) 2016-03-29 2016-03-29 一种消防人员室内定位算法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN106199568B (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019061988A1 (zh) * 2017-09-30 2019-04-04 平安科技（深圳）有限公司 基于无线设备的定位装置、方法及计算机可读存储介质

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101505532A (zh) * 2009-03-12 2009-08-12 华南理工大学 一种基于分布式处理的无线传感器网络目标跟踪方法
CN102752855A (zh) * 2012-08-01 2012-10-24 重庆大学 基于路径规则和预测的室内人员定位系统及方法
WO2012146801A1 (es) * 2011-04-26 2012-11-01 Universidad De Sevilla Método de localización inteligente sobre redes de sensores inalámbricos
CN103260132A (zh) * 2012-02-17 2013-08-21 中国科学院计算技术研究所 无线传感器网络的移动多播路由方法
CN104735777A (zh) * 2013-12-20 2015-06-24 中国民用航空总局第二研究所 一种未知节点利用多跳锚点邻居对其自身进行定位的方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101505532A (zh) * 2009-03-12 2009-08-12 华南理工大学 一种基于分布式处理的无线传感器网络目标跟踪方法
WO2012146801A1 (es) * 2011-04-26 2012-11-01 Universidad De Sevilla Método de localización inteligente sobre redes de sensores inalámbricos
CN103260132A (zh) * 2012-02-17 2013-08-21 中国科学院计算技术研究所 无线传感器网络的移动多播路由方法
CN102752855A (zh) * 2012-08-01 2012-10-24 重庆大学 基于路径规则和预测的室内人员定位系统及方法
CN104735777A (zh) * 2013-12-20 2015-06-24 中国民用航空总局第二研究所 一种未知节点利用多跳锚点邻居对其自身进行定位的方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019061988A1 (zh) * 2017-09-30 2019-04-04 平安科技（深圳）有限公司 基于无线设备的定位装置、方法及计算机可读存储介质

Also Published As

Publication number Publication date
CN106199568B (zh) 2018-11-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3485661B1 (en) Electronic device, server, and method for determining presence or absence of user within specific space
CN106031263B (zh) 用于位置估计的方法及系统
CN103207383A (zh) 基于单个移动节点对一静止节点进行二维无线定位的方法
US20100070179A1 (en) Providing an autonomous position of a point of interest to a lifting device to avoid collision
CN113347571B (zh) 基于蓝牙定位的疏散导航方法、装置和计算机设备
CN104284419A (zh) 一种基于iBeacon的室内定位及辅助导航方法、装置和系统
CN104764461A (zh) 一种用于医院门诊的导航方法和装置
CN108896958B (zh) 一种基于电厂安全管理的定位系统及方法
CN106412836A (zh) 一种室内定位方法及装置
JP2017536784A (ja) 屋内測位サービス提供方法およびシステム
CN107329112A (zh) 一种采用toa定位技术的多目标定位系统
EP3165877B1 (en) Systems and methods for fusing inertial and bluetooth low energy sensor data for localization
KR101947134B1 (ko) 실내 네비게이션 서비스 제공 방법 및 장치
CN104394589A (zh) 一种单兵作战定位基站
CN108459589A (zh) 无人驾驶小车控制系统及控制方法、无人驾驶小车
KR20170032147A (ko) 단말 및 이의 위치 측정 방법
CN207354630U (zh) 一种大型建筑物复杂环境室内定位系统
JP6554679B2 (ja) 測位システム
CN106199568A (zh) 一种消防人员室内定位算法
CN114839658B (zh) 定位消防员建筑物进入点的方法及系统
JP6699034B2 (ja) 自律移動ロボット
CN109813315A (zh) 一种室内导航方法、系统及存储介质
CN114708668A (zh) 消防员追踪监测系统和方法
CN205657846U (zh) 一种射频定位系统
KR101170802B1 (ko) 위험작업장에서의 위치추적 방법

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant