CN108055504B - 一种智能室内巡逻装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种智能室内巡逻装置，包括定位子系统、规划子系统、控制子系统、运动子系统、监控摄像机和显示终端，所述定位子系统用于获取巡逻装置的位置，所述规划子系统用于规划巡逻装置的巡逻路经，所述控制子系统用于根据巡逻装置的位置和巡逻路经生成运动控制指令和视频采集指令，并分别将指令发送给运动子系统和监控摄像机，所述运动子系统根据运动控制指令控制巡逻装置运动，所述监控摄像机根据视频采集指令采集视频信息，所述显示终端用于显示所述视频信息。本发明的有益效果为：获取了巡逻区域的监控视频，实现了室内自动准确巡逻。

Description

一种智能室内巡逻装置
技术领域
本发明涉及室内巡逻技术领域，具体涉及一种智能室内巡逻装置。
背景技术
随着社会的进步，巡逻装置越来越广泛的得到应用，而目前多数巡逻装置都是在室外进行巡逻，没有室内的巡逻装置，室内巡逻仍然雇佣人员进行。
随着信息技术的发展，位置服务成为人们的一个重要需求。然而，成熟的全球定位系统不能用于室内环境。因而，室内定位需要使用新的信号。近年来无线局域网发展迅速，各大公共场所均配备了无线局域网，这使得室内定位变得容易。而且，室内定位跟踪使用信号强度进行定位，不需要任何其他的专用硬件，
发明内容
针对上述问题，本发明旨在提供一种智能室内巡逻装置。
本发明的目的采用以下技术方案来实现：
提供了一种智能室内巡逻装置，包括定位子系统、规划子系统、控制子系统、运动子系统、监控摄像机和显示终端，所述定位子系统用于获取巡逻装置的位置，所述规划子系统用于规划巡逻装置的巡逻路经，所述控制子系统用于根据巡逻装置的位置和巡逻路经生成运动控制指令和视频采集指令，并分别将指令发送给运动子系统和监控摄像机，所述运动子系统根据运动控制指令控制巡逻装置运动，所述监控摄像机根据视频采集指令采集视频信息，所述显示终端用于显示所述视频信息。
本发明的有益效果为：获取了巡逻区域的监控视频，实现了室内自动准确巡逻。
附图说明
利用附图对本发明作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本发明的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。
图1是本发明的结构示意图；
附图标记：
定位子系统1、规划子系统2、控制子系统3、运动子系统4、监控摄像机5和显示终端6。
具体实施方式
结合以下实施例对本发明作进一步描述。
参见图1，本实施例的一种智能室内巡逻装置，包括定位子系统1、规划子系统2、控制子系统3、运动子系统4、监控摄像机5和显示终端6，所述定位子系统1用于获取巡逻装置的位置，所述规划子系统2用于规划巡逻装置的巡逻路经，所述控制子系统3用于根据巡逻装置的位置和巡逻路经生成运动控制指令和视频采集指令，并分别将指令发送给运动子系统4和监控摄像机5，所述运动子系统4根据运动控制指令控制巡逻装置运动，所述监控摄像机5根据视频采集指令采集视频信息，所述显示终端6用于显示所述视频信息。
本实施例获取了巡逻区域的监控视频，实现了室内自动准确巡逻。
优选的，所述监控摄像机5为高清摄像机。
本优选实施例获取了更加清晰的视频，提升了用户体验。
优选的，所述定位子系统1包括无线接入点、目标接收机和定位中心，所述无线接入点用于发射定位信号，所述目标接收机安装于巡逻装置上，用于接收定位信号，所述定位中心用于根据目标接收机接收的信号确定目标接收机的位置。
所述定位中心包括第一处理模块、第二处理模块、第三处理模块和第四处理模块，所述第一处理模块用于获取目标接收机第一位置，所述第二处理模块用于获取目标接收机第二位置，所述第三处理模块用于根据第一位置和第二位置获取目标接收机的最终位置，所述第四处理模块对第三处理模块的性能进行评估。
本优选实施例实现了巡逻装置的准确定位和对定位性能的评估。
优选的，所述第一处理模块获取目标接收机第一位置，具体为：a、首先，测量目标接收机接收到的三个无线接入点的信号强度；
b、在自由空间条件下，根据接收到的信号强度计算目标接收机与三个无线接入点之间的距离；
c、以三个无线接入点为圆心，目标接收机与三个无线接入点之间的距离为半径作圆，将三个圆的交点作为目标接收机的第一位置MH1。
本优选实施例通过第一处理模块获取了目标接收机的第一位置，节约了定位时间，有助于提高后续定位效率。
优选的，所述第二处理模块包括第一处理子模块、第二处理子模块、第三处理子模块和第四处理子模块，所述第一处理子模块用于选取室内定位参考点，所述第二处理子模块用于根据室内定位参考点建立用于室内定位的指纹数据库，所述第三处理子模块用于根据指纹数据库确定目标接收机的第二位置，所述第四处理子模块用于输出目标接收机的第二位置。
所述第一处理子模块用于选取室内定位参考点，具体为：
在室内选定M个参考点Pi，i＝1,2,…,M，参考点Pi对应的位置坐标为Zi，i＝1,2,…,M，在参考点上对H个无线接入点进行N次测量，得到数据集Si,j：Si,j＝{S1,i,j,S2,,j,…,SH,i,j}，j＝1,2,…,N，其中，Sh,i,j表示参考点Pi在第j次测量过程中从第h个无线接入点接收到的信号强度，h＝1,2,…,H。
所述第二处理子模块用于根据室内定位参考点建立用于室内定位的指纹数据库，具体为：
采用下式计算参考点Pi的指纹RXi：RXi＝(RX1,i,RX2,i,…,RXH,i)，i＝1,2,…,M；
其中，
Figure BDA0001500787400000031
利用参考点的指纹构建用于室内定位的指纹数据库。
所述第三处理子模块用于根据指纹数据库确定目标接收机的第二位置，具体为：
采用下式建立目标接收机的指纹FN：FN＝(FN1,FN2,…,FNH)；
其中，
Figure BDA0001500787400000032
式中，qh表示目标接收机从第h个无线接入点接收到的信号强度；
将目标接收机的指纹与指纹数据库进行匹配，具体为：
计算目标接收机与参考点的相似性因子：
Figure BDA0001500787400000033
式中，AYi表示目标接收机的指纹与指纹数据库中参考点Pi的指纹RXi的相似性因子；
确定目标接收机的第二位置：MH2＝Zmax；
式中，MH2表示目标接收机的第二位置，Zmax表示相似性因子最大的参考点的位置。
本优选实施例通过第二处理模块获取了目标接收机的第二位置，具体的，通过选取参考点的方式来构建指纹数据库，并计算目标接收机的指纹，克服了定位的盲目性，提高了定位的准确性，通过计算目标接收机和参考点的相似性因子，并选取相似性大的参考点作为目标接收机的第二位置，保证了定位的准确性。
所述第三处理模块用于根据第一位置和第二位置获取目标接收机的最终位置，具体为：MH＝0.1MH1+0.9MH2；
式中，MH表示目标接收机的最终位置。
本优选实施例第三处理模块结合第一位置和第二位置确定目标接收机的最终位置，有助于提高定位的准确性，克服了单一定位带来的定位可靠性差的问题，由于第二处理模块更加符合实际情况，对第二处理模块赋予较大的权重，进一步提高了定位准确性。
优选的，所述第四处理模块对第三处理模块的性能进行评估，具体通过定位评估因子进行，所述定位评估因子采用下式计算：
Figure BDA0001500787400000041
式中，EU表示定位评估因子，MH表示目标接收机的最终位置，MHr表示目标接收机的真实位置；定位评估因子越小，表示第三处理模块的定位越准确。
本优选实施例通过第四处理模块实现了对第三处理模块的性能进行评估，保证了定位水平，从而有助于防止或减少错误定位，提高巡逻水平。
采用本发明智能室内巡逻装置进行室内巡逻，选取5个巡逻区域进行实验，分别为巡逻区域1、巡逻区域2、巡逻区域3、巡逻区域4、巡逻区域5，对巡逻效率和巡逻成本进行统计，同雇佣人员巡逻相比，产生的有益效果如下表所示：
巡逻效率提高 巡逻成本降低
巡逻区域1 29％ 27％
巡逻区域2 27％ 26％
巡逻区域3 26％ 26％
巡逻区域4 25％ 24％
巡逻区域5 24％ 22％
最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。

Claims (2)

1.一种智能室内巡逻装置，其特征在于，包括定位子系统、规划子系统、控制子系统、运动子系统、监控摄像机和显示终端，所述定位子系统用于获取巡逻装置的位置，所述规划子系统用于规划巡逻装置的巡逻路经，所述控制子系统用于根据巡逻装置的位置和巡逻路经生成运动控制指令和视频采集指令，并分别将指令发送给运动子系统和监控摄像机，所述运动子系统根据运动控制指令控制巡逻装置运动，所述监控摄像机根据视频采集指令采集视频信息，所述显示终端用于显示所述视频信息；所述监控摄像机为高清摄像机；所述定位子系统包括无线接入点、目标接收机和定位中心，所述无线接入点用于发射定位信号，所述目标接收机安装于巡逻装置上，用于接收定位信号，所述定位中心用于根据目标接收机接收的信号确定目标接收机的位置；所述定位中心包括第一处理模块、第二处理模块、第三处理模块和第四处理模块，所述第一处理模块用于获取目标接收机第一位置，所述第二处理模块用于获取目标接收机第二位置，所述第三处理模块用于根据第一位置和第二位置获取目标接收机的最终位置，所述第四处理模块对第三处理模块的性能进行评估；所述第一处理模块获取目标接收机第一位置，具体为：a、首先，测量目标接收机接收到的三个无线接入点的信号强度；
b、在自由空间条件下，根据接收到的信号强度计算目标接收机与三个无线接入点之间的距离；
c、以三个无线接入点为圆心，目标接收机与三个无线接入点之间的距离为半径作圆，将三个圆的交点作为目标接收机的第一位置MH1；
所述第二处理模块包括第一处理子模块、第二处理子模块、第三处理子模块和第四处理子模块，所述第一处理子模块用于选取室内定位参考点，所述第二处理子模块用于根据室内定位参考点建立用于室内定位的指纹数据库，所述第三处理子模块用于根据指纹数据库确定目标接收机的第二位置，所述第四处理子模块用于输出目标接收机的第二位置；
所述第一处理子模块用于选取室内定位参考点，具体为：
在室内选定M个参考点Pi，i＝1，2，…，M，参考点Pi对应的位置坐标为Zi，i＝1，2，…，M，在参考点上对H个无线接入点进行N次测量，得到数据集Si，j：Si，j＝{S1，i，j，S2，i，j，…，SH，i，j}，j＝1，2，…，N，其中，Sh，i，j表示参考点Pi在第j次测量过程中从第h个无线接入点接收到的信号强度，h＝1，2，…，H；
所述第二处理子模块用于根据室内定位参考点建立用于室内定位的指纹数据库，具体为：
采用下式计算参考点Pi的指纹RXi：RXi＝(RX1，i，RX2，i，…，RXH，i)，i＝1，2，…，M；
其中，
Figure FDA0002428544690000021
利用参考点的指纹构建用于室内定位的指纹数据库；
所述第三处理子模块用于根据指纹数据库确定目标接收机的第二位置，具体为：
采用下式建立目标接收机的指纹FN：FN＝(FN1，FN2，…，FNH)；
其中，
Figure FDA0002428544690000022
式中，qh表示目标接收机从第h个无线接入点接收到的信号强度；
将目标接收机的指纹与指纹数据库进行匹配，具体为：
计算目标接收机与参考点的相似性因子：
Figure FDA0002428544690000023
Figure FDA0002428544690000024
式中，AYi表示目标接收机的指纹与指纹数据库中参考点Pi的指纹RXi的相似性因子；
确定目标接收机的第二位置：MH2＝Zm，x；
式中，MH2表示目标接收机的第二位置，Zmax表示相似性因子最大的参考点的位置。
2.根据权利要求1所述的智能室内巡逻装置，其特征在于，所述第三处理模块用于根据第一位置和第二位置获取目标接收机的最终位置，具体为：MH＝0.1MH1+0.9MH2；
式中，MH表示目标接收机的最终位置；
所述第四处理模块对第三处理模块的性能进行评估，具体通过定位评估因子进行，所述定位评估因子采用下式计算：
Figure FDA0002428544690000031
Figure FDA0002428544690000032
式中，EU表示定位评估因子，MH表示目标接收机的最终位置，MHr表示目标接收机的真实位置；定位评估因子越小，表示第三处理模块的定位越准确。
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Inventor after: Dong Bo

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Applicant after: Rizhao Antai Technology Development Co.,Ltd.

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Applicant before: He Xulian

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