CN106850843A - 一种基于虚拟现实的室内定位监控管理平台 - Google Patents

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汪萍
陈子辉
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Abstract

本发明提出了一种基于虚拟现实的室内定位监控管理平台，包括：移动终端由被定位目标携带，由加速度传感器获取被定位目标的实时位置数据，并通过无线通讯基站将实时位置数据和信号强度发送至数据库服务器，数据库服务器存储实时位置数据、信号强度和虚拟场景的基本状态数据；定位服务器对实时位置数据和信号强度进行分析，推算出被定位目标的下一位置数据，以实现对被定位目标的监控和跟踪；虚拟现实客户端用于根据数据库服务器中的虚拟场景的基本状态数据建立虚拟场景，并在虚拟场景中实时显示被定位目标的当前位置。本发明采用位置指纹识别法作为基本定位方法，提高定位的精度，减小噪声对定位精度的影响。

Description

一种基于虚拟现实的室内定位监控管理平台
技术领域
本发明涉及虚拟现实应用技术领域，特别涉及一种基于虚拟现实的室内定位监控管理平台。
背景技术
目前使用的监控系统，多为视频监控系统，由于在某些环境下部署视频监控网络成本较高，也有可能在发生灾情的时候受到破坏，因此，这些系统很难充分发挥效用。
发明内容
本发明的目的旨在至少解决所述技术缺陷之一。
为此，本发明的目的在于提出一种基于虚拟现实的室内定位监控管理平台。
为了实现上述目的，本发明的实施例提供一种基于虚拟现实的室内定位监控管理平台，包括：移动终端、无线通讯基站、定位服务器、数据库服务器和虚拟现实客户端，其中，
所述移动终端由被定位目标携带，在所述移动终端上设置有加速度传感器，由所述加速度传感器获取所述被定位目标的实时位置数据，并通过所述无线通讯基站将实时位置数据和信号强度发送至所述数据库服务器，
所述数据库服务器用于存储所述实时位置数据、信号强度和虚拟场景的基本状态数据；
所述定位服务器用于从所述数据库服务器获取所述实时位置数据和信号强度，对所述实时位置数据和信号强度进行分析，推算出所述被定位目标的下一位置数据，以实现对被定位目标的监控和跟踪；
所述虚拟现实客户端用于根据所述数据库服务器中的虚拟场景的基本状态数据建立虚拟场景，并在所述虚拟场景中实时显示被定位目标的当前位置。
进一步，所述虚拟现实客户端提供场景编辑功能。
进一步，所述定位服务器采用位置指纹识别法并结合所述移动终端采集的实时位置数据，对所述被定位目标进行跟踪定位。
进一步，在覆盖区域对设置的多个无线通讯基站离线采集其位置信息以及信号强度，通过网络传输给数据库服务器，由所述数据库服务器形成位置指纹数据库，由所述定位服务器根据所述被定位目标实时所测算得到信号强度，利用最近邻居法分析匹配出该被定位目标的位置信息。
进一步，所述移动终端采用Android系统，所述数据库服务器采用Mysql数据库。
进一步，所述虚拟现实客户端采用采用图形引擎实现虚拟场景的展示，包括采用距离校准器和图形控制器构建并调整虚拟场景。
进一步，所述定位服务器接收来自所述移动终端通过无线通讯基站发出的用户请求指令，根据该指令对相应区域内的被定位目标进行跟踪和监控，并将其三维位置数据实时在所述虚拟现实客户端上进行展示，以供用户查看。
进一步，还包括：与所述无线通讯基站连接的人员定位卡和无线摄像仪，所述人员定位卡用于获取持有人员的当前位置数据，所述无线摄像仪由于获取所在区域的图像数据，所述无线通讯基站接收所述当前位置数据和图像数据，并通过交换机转发至数据库服务器。
根据本发明实施例的基于虚拟现实的室内定位监控管理平台，实现了一种与虚拟现实技术相结合的室内定位监控系统。本发明在定位服务的实现上，不仅采用了位置指纹识别法作为基本定位方法，同时利用手机等智能移动终端设备进行辅助，并结合相关的概率工具进行了定位数据的优化，以尽可能的提高定位的精度，减小噪声对定位精度的影响。此外，本发明应用虚拟现实技术呈现定位跟踪的结果，比二维地图可以表现出更丰富的位置与环境信息，同时由于整个场景都是虚拟的结果，因此既降低了成本也节省了带宽。
本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1为根据本发明实施例的基于虚拟现实的室内定位监控管理平台的结构框图；
图2为根据本发明实施例的基于虚拟现实的室内定位监控管理平台的架构图；
图3为根据本发明实施例的基于虚拟现实的室内定位监控管理平台的示意图；
图4为根据本发明实施例的定位示意图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
如图1-4所示，本发明实施例的基于虚拟现实的室内定位监控管理平台，包括：移动终端100、无线通讯基站200、定位服务器400、数据库服务器300和虚拟现实客户端500。
具体地，移动终端10由被定位目标携带，在移动终端上设置有加速度传感器，由加速度传感器获取被定位目标的实时位置数据，并通过无线通讯基站将实时位置数据和信号强度发送至数据库服务器。
数据库服务器300用于存储实时位置数据、信号强度和虚拟场景的基本状态数据。
在本发明的一个实施例中，移动终端采用Android系统，数据库服务器采用Mysql数据库。
此外，本发明的基于虚拟现实的室内定位监控管理平台还包括：与无线通讯基站连接的人员定位卡和无线摄像仪，人员定位卡用于获取持有人员的当前位置数据，无线摄像仪由于获取所在区域的图像数据，无线通讯基站接收当前位置数据和图像数据，并通过交换机转发至数据库服务器。
定位服务器400用于从数据库服务器获取实时位置数据和信号强度，对实时位置数据和信号强度进行分析，推算出被定位目标的下一位置数据，以实现对被定位目标的监控和跟踪。
在本发明的一个实施例中，定位服务器采用位置指纹识别法并结合移动终端采集的实时位置数据，对被定位目标进行跟踪定位。
无线通讯基站200包括：Wifi网络组建主要包括了一下几个基本单元：接入点(Access Point AP)、站点(Station，STA)，无线传输介质(Wirless Meduim，WM)以及终端服务器(Sever)。基于wifi室内定位采用的是串口转wifi，小数据量的传输，使用HX-M02wifi模块的扫描功能，扫描周围wifi智能设备的MAC地址，通过算法计算wifi设备的位置。
具体地，在覆盖区域对设置的多个无线通讯基站离线采集其位置信息以及信号强度，通过网络传输给数据库服务器，由数据库服务器形成位置指纹数据库，由定位服务器根据被定位目标实时所测算得到信号强度，利用最近邻居法分析匹配出该被定位目标的位置信息。
基于位置指纹识别的WLAN定位技术为用户提供满足一定精度的室内定位服务，利用被定位目标携带的智能手机上的加速度传感器进行辅助定位，在位置指纹识别法定提供基本定位结果的情况下，可估计待定目标的下一位置，从而避免位置指纹定位由于异常干扰而导致的较大定位误差。采用提高基于卡尔曼滤波的方法优化定位数据，来降低噪声的干扰。
由接收到的节点测量接收到的无线信号强度，通过信号强度，得出节点之间的距离后根据三角测量法或其他算法求节点坐标的位置信息。用提高基于卡尔曼滤波的方法优化定位数据，来降低噪声的干扰。从而改善RSSI算法容易受到多径衰落及阴影效果影响。
虚拟现实客户端用于根据数据库服务器中的虚拟场景的基本状态数据建立虚拟场景，并在虚拟场景中实时显示被定位目标的当前位置。
在本发明中，数据库服务器可以存储虚拟场景的基本状态信息，为虚拟现实终端的展示提供可方便使用的三维位置数据。
在本发明的一个实施例中，虚拟现实客户端提供场景编辑功能。
此外，虚拟现实客户端采用采用图形引擎实现虚拟场景的展示，包括采用距离校准器和图形控制器构建并调整虚拟场景。
定位服务器接收来自移动终端通过无线通讯基站发出的用户请求指令，根据该指令对相应区域内的被定位目标进行跟踪和监控，并将其三维位置数据实时在虚拟现实客户端上进行展示，以供用户查看。
综上，本发明可以平台提供三维的场景展示，提供监控模式、跟踪模式、漫游模式等三种方式的定位跟踪结果展示。虚拟现实客户端提供方便的场景编辑功能，系统可适应基本的物理场景变化。定位服务器能高效的处理来自移动终端的定位请求，对用户的并发访问提供良好的处理机制。
在本发明的一个实施例中，移动终端的操作平台使用Android。Android系统设计之初就表现出其强大的开源性和可扩展性，服务器端包括定位服务、地图服务和指纹库数据管理。定位服务基于Java SE开发，并使用Tomcat平台发布。地图服务使用ArcGIS Server来发布室内地图并返回定位信息。数据库管理采用Mysql。服务器端与客户端之间通过Http通信，完成数据的交互。
根据本发明实施例的基于虚拟现实的室内定位监控管理平台，实现了一种与虚拟现实技术相结合的室内定位监控系统。本发明在定位服务的实现上，不仅采用了位置指纹识别法作为基本定位方法，同时利用手机等智能移动终端设备进行辅助，并结合相关的概率工具进行了定位数据的优化，以尽可能的提高定位的精度，减小噪声对定位精度的影响。此外，本发明应用虚拟现实技术呈现定位跟踪的结果，这比二维地图可以表现出更丰富的位置与环境信息，同时由于整个场景都是虚拟的结果，因此既降低了成本也节省了带宽。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。本发明的范围由所附权利要求及其等同限定。

Claims (8)

1.一种基于虚拟现实的室内定位监控管理平台，其特征在于，包括：移动终端、无线通讯基站、定位服务器、数据库服务器和虚拟现实客户端，其中，
所述移动终端由被定位目标携带，在所述移动终端上设置有加速度传感器，由所述加速度传感器获取所述被定位目标的实时位置数据，并通过所述无线通讯基站将实时位置数据和信号强度发送至所述数据库服务器，
所述数据库服务器用于存储所述实时位置数据、信号强度和虚拟场景的基本状态数据；
所述定位服务器用于从所述数据库服务器获取所述实时位置数据和信号强度，对所述实时位置数据和信号强度进行分析，推算出所述被定位目标的下一位置数据，以实现对被定位目标的监控和跟踪；
所述虚拟现实客户端用于根据所述数据库服务器中的虚拟场景的基本状态数据建立虚拟场景，并在所述虚拟场景中实时显示被定位目标的当前位置。
2.如权利要求1所述的基于虚拟现实的室内定位监控管理平台，其特征在于，所述虚拟现实客户端提供场景编辑功能。
3.如权利要求1所述的基于虚拟现实的室内定位监控管理平台，其特征在于，所述定位服务器采用位置指纹识别法并结合所述移动终端采集的实时位置数据，对所述被定位目标进行跟踪定位。
4.如权利要求3所述的基于虚拟现实的室内定位监控管理平台，其特征在于，在覆盖区域对设置的多个无线通讯基站离线采集其位置信息以及信号强度，通过网络传输给数据库服务器，由所述数据库服务器形成位置指纹数据库，由所述定位服务器根据所述被定位目标实时所测算得到信号强度，利用最近邻居法分析匹配出该被定位目标的位置信息。
5.如权利要求1所述的基于虚拟现实的室内定位监控管理平台，其特征在于，所述移动终端采用Android系统，所述数据库服务器采用Mysql数据库。
6.如权利要求1所述的基于虚拟现实的室内定位监控管理平台，其特征在于，所述虚拟现实客户端采用采用图形引擎实现虚拟场景的展示，包括采用距离校准器和图形控制器构建并调整虚拟场景。
7.如权利要求1所述的基于虚拟现实的室内定位监控管理平台，其特征在于，所述定位服务器接收来自所述移动终端通过无线通讯基站发出的用户请求指令，根据该指令对相应区域内的被定位目标进行跟踪和监控，并将其三维位置数据实时在所述虚拟现实客户端上进行展示，以供用户查看。
8.如权利要求1所述的基于虚拟现实的室内定位监控管理平台，其特征在于，还包括：与所述无线通讯基站连接的人员定位卡和无线摄像仪，所述人员定位卡用于获取持有人员的当前位置数据，所述无线摄像仪由于获取所在区域的图像数据，所述无线通讯基站接收所述当前位置数据和图像数据，并通过交换机转发至数据库服务器。
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