CN110113714A - 一种基于uwb定位的施工人员行为分析方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于UWB定位的施工人员行为分析方法，该方法通过对场内每个施工人员佩戴的安全帽上的UWB定位标签进行定位，实时获取场内每个施工人员的三维空间位置坐标；然后，通过计算每个施工人员当前时间窗口内在其规定施工平面中的位置变化幅度，识别施工人员是否怠工；通过计算每个施工人员所处位置在场内的高度值，识别施工人员是否违规攀高；以及判断配置在场内的虚拟电子围栏区域内是否有无权限的施工人员进入，识别施工人员是否违规进入。因此，本发明能够有效地规范施工人员的施工操作，提高施工效率以及降低安全事故的发生。

Description

一种基于UWB定位的施工人员行为分析方法

技术领域

本发明涉及建筑工地安全管理技术领域，特别涉及一种基于UWB定位的施工人员行为分析方法。

背景技术

目前，建筑工地管理已广泛应用视频监控、广播系统、闸机进出系统等智能化的软硬件工具，而且，已有基于人脸识别技术实现工地实名制进出管理的建筑工地。但是，在建筑工地管理过程中不仅需要对施工人员的进出进行管理，还需要规范施工人员的施工操作，由于视频监控容易存在监控死角且需要人员长时间盯控，尤其，当独自在某个位置施工的工人遇突发事件时，未能及时发现和处置，而导致延误施救时间，而且，如果施工人员懈怠工作，通常会逃避视频监控，无法有效地监控。因此，采用视频监控以及广播通知等现有的监管方案，来进行施工规范管理存在一定局限性。

发明内容

本发明的目的在于：克服现有技术中所存在的上述不足，提供一种基于UWB定位的施工人员行为分析方法。

为了实现上述发明目的，本发明提供了以下技术方案：

一种基于UWB定位的施工人员行为分析方法，其包括，

对场内每个施工人员佩戴的安全帽上的UWB定位标签进行定位，以实时计算出场内每个施工人员的三维空间位置坐标；

计算每个施工人员当前时间窗口内在其规定施工层中的位置变化幅度，若施工人员的位置变化幅度小于设定值，则识别该施工人员怠工；

计算每个施工人员所处位置在场内的高度值，若施工人员的高度值超出其规定施工层对应的危险高度，则识别该施工人员违规攀高；

若有施工人员的位置坐标位于配置在场内的虚拟电子围栏区域内，则进一步判断该施工人员是否有进入该虚拟电子围栏区域的权限，若无权限，则识别该施工人员违规进入。

根据一种具体的实施方式，本发明基于UWB定位的施工人员行为分析方法中，所述位置变化幅度为对应时间窗口内的位置坐标数据的方差。

根据一种具体的实施方式，本发明基于UWB定位的施工人员行为分析方法还包括：还包括：关联多个施工人员的三维空间位置坐标，并动态计算每个施工人员的位置与其他各个施工人员的位置之间距离，若其中任意一个距离值超过设定距离值，则识别该施工人员逃工。

根据一种具体的实施方式，本发明基于UWB定位的施工人员行为分析方法中，监测场内每个施工人员佩戴的安全帽的佩戴状态，若场内施工人员未佩戴安全帽，则识别该施工人员违规脱帽。

与现有技术相比，本发明的有益效果：本发明基于UWB定位的施工人员行为分析方法，通过对场内每个施工人员佩戴的安全帽上的UWB定位标签进行定位，实时获取场内每个施工人员的三维空间位置坐标；通过计算每个施工人员当前时间窗口内在其规定施工层中的位置变化幅度，识别施工人员是否怠工；通过计算每个施工人员所处位置在场内的高度值，识别施工人员是否违规攀高；以及判断配置在场内的虚拟电子围栏区域内是否有无权限的施工人员进入，识别施工人员是否违规进入。因此，本发明能够有效地规范施工人员的施工操作，提高施工效率以及降低安全事故的发生。

附图说明：

图1为本发明方法的流程图；

图2为定位分析系统的结构示意图。

具体实施方式

下面结合试验例及具体实施方式对本发明作进一步的详细描述。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本发明内容所实现的技术均属于本发明的范围。

如图1和2所示，本发明基于UWB定位的施工人员行为分析方法，该方法具体为：

首先，对场内每个施工人员佩戴的安全帽上的UWB定位标签进行定位，以实时计算出场内每个施工人员的三维空间位置坐标。具体的，施工人员进入施工区域内，需要佩戴安全帽。场内设置的一定数量的定位基站通过对安全帽上安装有UWB定位标签进行定位，收集到每个施工人员的定位数据，然后由服务器实时计算出场内每个施工人员的三维空间位置坐标。而且，服务器中具有用于模拟施工区域的建筑结构的BIM模型，并建立场内施工人员的三维空间位置坐标与其在BIM模型模拟的建筑结构中的空间位置的对应关系。

本发明中计算UWB定位标签的算法可采用TOF定位算法，TDoA定位算法，AoA定位算法。场内的建筑结构中，每层至少设置一个定位基站，然后通过标定每个定位基站设置的位置，从而实现场内施工人员的空间定位。

一方面，需要监督施工人员是否存在怠工行为，提高施工效率。因此，服务器利用场内每个施工人员的三维空间位置坐标，计算每个施工人员当前时间窗口内在其规定施工层中的位置变化幅度，若施工人员的位置变化幅度小于设定值，则识别该施工人员怠工。具体的，在服务器中，每个施工人员根据其施工任务，可以确定其应当在场内建筑结构的哪一个施工层。所以，将施工人员在其规定的施工层平面内的位置变化幅度作为其是否怠工的参考指标，具体的，由于施工人员在其规定的施工层中的位置随时都在变化，那么，采用一个时间窗口内的位置坐标数据的方差来衡量施工人员的位置变化幅度，能够更好地说明施工人员的位置变化幅度。其中，判断施工人员是否怠工的设定值需要通过实验测试和具体施工任务，来确定一个合理的数值。

另一方面，需要监督施工人员是否存在违规攀高的行为，实时管控，避免施工人员出现坠楼。因此，服务器利用场内每个施工人员的三维空间位置坐标，计算每个施工人员所处位置在场内的高度值，若施工人员的高度值超出其规定施工层对应的危险高度，则识别该施工人员违规攀高。具体的，服务器根据各个施工人员的施工任务，确定其规定的施工层。当然，施工人员在其规定的施工层内也存在攀高的风险，也存在施工人员进入其它高度更高的施工层。因此，通过监控施工人员在场内的高度值，避免施工人员出现违规攀高的行为，减小施工人员出现坠楼风险。

另一方面，某些只允许专业人士的重点区域，需要限制人员进入，因此，服务器中可结合场内施工人员的三维空间位置坐标与其在BIM模型模拟的建筑结构中的空间位置的对应关系，将BIM模型模拟的建筑结构中的某些需要限制人员进入的区域换算成三维空间位置坐标区间，通过判断施工人员的三维空间位置坐标是否位于对应的三维空间位置坐标区间内，来确定施工人员是否进入配置在场内的虚拟电子围栏区域内。如果有施工人员进入到虚拟电子围栏区域，则进一步地判断该施工人员是否有进入该虚拟电子围栏区域的权限，若无权限，则识别该施工人员违规进入。具体的，服务器在配置虚拟电子围栏区域时，同时，配置能够有权限进入该虚拟电子围栏区域的施工人员，从而避免无相关权限的人员进入特定区域，实现特种作业与持证人员情况之间低成本、实时、准确的实名制匹配管理，提升工地安全管理的主动性与有效性。

本发明基于UWB定位的施工人员行为分析方法还包括：关联多个施工人员的三维空间位置坐标，并动态计算每个施工人员的位置与其他各个施工人员的位置之间距离，若其中任意一个距离值超过设定距离值，则识别该施工人员逃工。换言之，在施工时，通常会将多个施工人员作为一个施工小组，采用这种方式，能够确定每个施工小组中是否有人逃工，同时，对工地内多人作业进行了有效的监管，且基于定位数据的监管是实时的、持续的、低成本、准确高效的，提升了工地安全管理的主动性与预防性，避免多人作业组中人员离开造成的安全隐患。

本发明基于UWB定位的施工人员行为分析方法中，施工人员佩戴的安全帽还具有监测安全帽的佩戴状态的功能，一旦施工人员将其安全帽摘下，服务器便接收到相应的报警信号，并将该施工人员标记为违规脱帽。而且，每个施工人员在申领安全帽的时，将施工人员的身份信息与其安全帽的设备ID相关联，因而，服务器解析安全帽的设备ID时，便可确定该安全帽使用者的身份信息。

Claims (4)

1.一种基于UWB定位的施工人员行为分析方法，其特征在于，包括，

对场内每个施工人员佩戴的安全帽上的UWB定位标签进行定位，以实时计算出场内每个施工人员的三维空间位置坐标；

计算每个施工人员当前时间窗口内在其规定施工层中的位置变化幅度，若施工人员的位置变化幅度小于设定值，则识别该施工人员怠工；

计算每个施工人员所处位置在场内的高度值，若施工人员的高度值超出其规定施工层对应的危险高度，则识别该施工人员违规攀高；

若有施工人员的位置坐标位于配置在场内的虚拟电子围栏区域内，则进一步判断该施工人员是否有进入该虚拟电子围栏区域的权限，若无权限，则识别该施工人员违规进入。

2.如权利要求1所述的一种基于UWB定位的施工人员行为分析方法，其特征在于，所述位置变化幅度为对应时间窗口内的位置坐标数据的方差。

3.如权利要求1或2所述的一种基于UWB定位的施工人员行为分析方法，其特征在于，还包括：关联多个施工人员的三维空间位置坐标，并动态计算每个施工人员的位置与其他各个施工人员的位置之间距离，若其中任意一个距离值超过设定距离值，则识别该施工人员逃工。

4.如权利要求1或2所述的一种基于UWB定位的施工人员行为分析方法，其特征在于，监测场内每个施工人员佩戴的安全帽的佩戴状态，若场内施工人员未佩戴安全帽，则识别该施工人员违规脱帽。