CN110967709B - 一种基于改进的室内gps定位的供应商巡检系统 - Google Patents

一种基于改进的室内gps定位的供应商巡检系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于改进的室内GPS定位的供应商巡检系统，包括后台服务器、供应商端APP、物业管理WEB端和系统管理员端APP，后台服务器设有轨迹生成模块，轨迹生成模块在建筑物平面图中绘制室内工作区域后将其划分为若干符合误差范围要求的单位区域，并通过现场测试得到对应的可允许误差范围，在生成室内行为轨迹时通过至少3个GPS定位的定位点生成相应的定位区域，将定位区域与单位区域匹配，匹配成功的单位区域依次相连绘制室内行为轨迹。本发明减小了定位误差的影响，相对现有的常规方法比较精确。

Description

一种基于改进的室内GPS定位的供应商巡检系统
技术领域
本发明涉及一种基于改进的室内GPS定位的供应商巡检系统。
背景技术
卫生和安全一直都是校园生活的两个重要部分。国内大部分高校在环卫和安保领域基本依靠第三方物业公司进行业务操作和管理，统一的外包形式在提供标准第三方管理的同时，也导致校方无法准确掌握第三方人员的工作动态和行为轨迹，对校方的安全和效能管控工作提出了挑战。所以为了提升校方对物业人员的精细化管理，构建用于对供应商人员行为轨迹进行追踪的巡检系统是很有必要的。
现在由于智能手机的普及，对物业供应商的管理常常采用手机定位来确定第三方人员供应商的工作人员在校内的实际位置和移动轨迹，由于基站定位和wifi定位方式受到基站和wifi设置的限制，因此从泛用性角度GPS定位应用最广泛。但是因为学校建筑物都是由钢筋混凝土建造而成，GPS信号会受到墙体的阻隔或反射，GPS信号很难穿透，导致收到的卫星信号很弱，所以GPS在室内定位相较于室外误差很大，因此现有技术存在GPS定位在室内相较于室外明显的精确度下降和性能缺陷。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于改进的室内GPS定位的供应商巡检系统，以解决现有技术中建筑物内GPS定位精度下降明显，性能不足以满足对建筑物内工作人员的轨迹采集要求的问题。
所述的一种基于改进的室内GPS定位的供应商巡检系统，包括后台服务器、供应商端APP、物业管理WEB端和系统管理员端APP，所述供应商端APP每隔一个响应时间进行一次GPS定位；后台服务器用于根据GPS定位信息生成和储存相应的行为轨迹以及当行为轨迹不符合要求时发出预警信息，所述物业管理WEB端和所述系统管理员端APP均用于查询行为轨迹数据；后台服务器设有轨迹生成模块，用于绘制工作区域和生成对应的室内行为轨迹，轨迹生成模块在建筑物平面图中绘制室内工作区域后将其划分为若干符合误差范围要求的单位区域，并通过现场测试得到对应的可允许误差范围，在生成室内行为轨迹时通过至少3个GPS定位的定位点生成相应的定位区域，将定位区域与单位区域匹配，匹配成功的单位区域依次相连绘制室内行为轨迹。
优选的，所述轨迹生成模块生成室内行为轨迹的方法包括下列步骤：
S1、绘制供应商的工作人员的室内工作区域的建筑物的周边形状，并获取相应建筑物的建筑平面图；
S2、测试人员携带移动设备在建筑物中进行GPS定位实验，将工作区域分为若干单位区域，在每个单位区域中进行三组GPS定位测试，每组GPS定位测试包含单位区域内若干位置的多次定位，每次定位产生一个测试点；
S3、每组GPS定位测试的若干测试点通过算法能得到一个近似实际位置的近似点，三组GPS定位测试得到的三个近似点构成一个三角形的可允许误差范围与单位区域相对应；
S4、实际进行GPS定位生成室内行为轨迹时后台服务器收到多次GPS定位信息，当GPS定位信息位于室内工作区域时进行定位区域计算；
S5、将计算得到的定位区域与可允许误差范围匹配，将匹配成功的可允许误差范围对应的单位区域依次相连绘制室内行为轨迹。
优选的，计算近似点的方法为：假设1，2，3，4…n个节点为某个单位区域的n个误差定位点，对应各个节点的坐标分别为(x1，y1)，(x2，y2)，(x3，y3)，(x4，y4)…(xn，yn)，他们到实际定位点D的距离为d1，d2，d3，d4…dn；
假设实际定位点的坐标为(x，y)则可得到一组算式：
Figure GDA0004083529490000021
从第一行开始分别减去最后一行得：
Figure GDA0004083529490000031
由上式设定：
Figure GDA0004083529490000032
有：AX＝b；使用最小二乘法得：
Figure GDA0004083529490000033
优选的，计算定位区域的方法为：取三组最接近的定位点A、B、C，以所述三组定位点为圆心以同一设定值为半径画出三个圆，得到三个圆分别相交的三个交点P1、P2、P3，取三角形P1P2P3为定位区域。
优选的，定位点A、B、C画圆的半径为室内GPS定位产生的最大偏移量，所画的圆形即为定位的误差范围，单位区域小于所述误差范围。
优选的，所述轨迹生成模块在生成室外轨迹时直接通过GPS定位的定位点相连绘制出室外行为轨迹，轨迹生成模块判断定位点位于地理地图中的建筑物内时开始采用生成室内行为轨迹的方法生成行为轨迹，判断最接近的三个定位点均不在地理地图中的建筑物内时开始采用生成室外行为轨迹的方法生成行为轨迹。
优选的，所述供应商巡检系统的巡检方法如下：
a.通过后台数据确认第三方工作人员的工作范围；
b.根据该工作范围绘制其在地理地图的实际地理位置上的工作区域；
c.在系统中定义一个LocationMangager，以操作和定位移动设备；
d.在系统中设置LocationListener，用于位置监听，监听的内容包括位置变化和移动设备的使用状态；
e.系统通过Location获取包括本地时间和地理经纬度在内的位置信息；
f.每隔一个响应时间获取一次工作人员的位置，则根据无数个定位点绘制成一段行为轨迹并展示在手机端的地理地图上；
g.通过将工作区域中的行为轨迹与行为轨迹路线时间绘制表对比去判断第三方工作人员的任务状态。
优选的，所述任务状态发生异常时，后台服务器发出对应的预警信号给供应商端APP，异常的任务状态对应的预警信号包括：
a.迟到预警：工作人员行为轨迹绘制开始时间晚于任务开始时间；
b.脱岗预警：工作人员的行为轨迹脱离当前的任务区域；
c.停滞预警：工作人员在单一任务区域停留时长超过相应预设时长。
本发明具有如下优点：
本发明通过在建筑物内预先进行定位实验将内部区域划分为若干单位区域，通过测试确定相应的可允许误差范围，因此在以定位点设立定位区域与可允许误差范围进行匹配时，实现的是一段时间内工作人员可能的移动范围与设定的单位区域之间的匹配，相比点与点之间的对应关系，区域与区域之间的对应关系受到GPS定位误差的影响较小，并且在计算可允许误差范围时通过最小二乘法的拟合效果，使得定位区域进行匹配时的可靠性更好。改进后的室内GPS定位一定程度的提高了GPS定位技术在室内定位中的精确度，使得第三方物业人员的行动轨迹更精准，室内定位到的数据更具有实际参考价值。
而本发明提供的供应商巡检系统不仅能够起到督促第三方物业人员，提高其工作效率和质量的作用，而且提升了校方对第三方物业人员的精细化管理，对校方的安全和效能管控工作提供了便利。
附图说明
图1为本发明计算近似点方法的示意图。
图2为本发明计算定位区域方法的示意图。
图3为本发明绘制工作区域并显示的界面。
图4为本发明显示行为轨迹和行为轨迹路线时间绘制表的界面。
图5为显示迟到预警的界面。
图6为显示脱岗预警的界面。
图7为显示停滞预警的界面。
具体实施方式
下面对照附图，通过对实施例的描述，对本发明具体实施方式作进一步详细的说明，以帮助本领域的技术人员对本发明的发明构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解。
如图1-7所示，本发明提供了一种基于改进的室内GPS定位的供应商巡检系统，包括后台服务器、供应商端APP、物业管理WEB端和系统管理员端APP，所述供应商端APP每隔一个响应时间进行一次GPS定位。响应时间很短因此相邻定位点的距离必然小于误差产生的偏移量。
后台服务器用于根据GPS定位信息生成和储存相应的行为轨迹以及当行为轨迹不符合要求时发出预警信息，所述物业管理WEB端和所述系统管理员端APP均用于查询行为轨迹数据；后台服务器设有轨迹生成模块，用于绘制工作区域和生成对应的室内行为轨迹，轨迹生成模块在建筑物平面图中绘制室内工作区域后将其划分为若干符合误差范围要求的单位区域，并通过现场测试得到对应的可允许误差范围，在生成室内行为轨迹时通过至少3个GPS定位的定位点生成相应的定位区域，将定位区域与单位区域匹配，匹配成功的单位区域依次相连绘制室内行为轨迹。
系统管理员为学校方的管理人员，用于登录系统管理员端APP进行任务抽查、查看预警内容、处理结果和统计等功能，以达到校方对第三方物业人员的精细化管理。所述供应商巡检系统的巡检方法如下：
a.通过后台数据确认第三方工作人员的工作范围。
b.根据该工作范围绘制其在地理地图的实际地理位置上的工作区域。
c.在系统中定义一个LocationMangager(位置管理器)，以操作和定位移动设备。
LocationManger locationManager＝(LocationManager)this.getSystemService(Context.LOCATION_SERVICE)；
d.在系统中设置LocationListener(位置监听器)，用于位置监听，监听的内容包括位置变化和移动设备的使用状态。
e.系统通过Location获取包括本地时间和地理经纬度在内的位置信息。
Location location＝locationManager.getLastKnownLocation(LocationManager.GPS_PROVIDER)；
f.每隔一个响应时间获取一次工作人员的位置，则根据无数个定位点绘制成一段行为轨迹并展示在手机端的地理地图上。
g.通过将工作区域中的行为轨迹与行为轨迹路线时间绘制表对比去判断第三方工作人员的任务状态。
所述任务状态发生异常时，后台服务器发出对应的预警信号给供应商端APP，异常的任务状态对应的预警信号包括：
a.迟到预警：工作人员行为轨迹绘制开始时间晚于任务开始时间。
b.脱岗预警：工作人员的行为轨迹脱离当前的任务区域(如果在实际工作中，出现多个行为轨迹点组成的路线超出工作区域即为脱岗)。
c.停滞预警：工作人员在单一任务区域停留时长超过相应预设时长。
传统民用GPS技术在室内不能够准确定位。因为学校建筑物都是由钢筋混凝土建造而成，GPS信号会受到墙体的阻隔或反射，GPS信号很难穿透，导致收到的卫星信号很弱，所以GPS在室内定位相较于室外误差很大。绘制室内工作区域，其具体做法类似于绘制室外工作区域，只需要绘制室内工作区域所在的建筑物的周边即可。在绘制室内工作区域的同时获取其建筑平面图，提高室内定位路线的精度。建筑平面图是室内定位路线的基础，就如同GPS车用导航需要电子导航地图一样。
所述轨迹生成模块生成室内行为轨迹的方法包括下列步骤：
S1、绘制供应商的工作人员的室内工作区域的建筑物的周边形状，并获取相应建筑物的建筑平面图；
S2、测试人员携带移动设备在建筑物中进行GPS定位实验，将工作区域分为若干单位区域，在每个单位区域中进行三组GPS定位测试，每组GPS定位测试包含单位区域内若干位置的多次定位，每次定位产生一个测试点；
S3、每组GPS定位测试的若干测试点通过算法能得到一个近似实际位置的近似点，三组GPS定位测试得到的三个近似点构成一个三角形的可允许误差范围与单位区域相对应；
S4、实际进行GPS定位生成室内行为轨迹时后台服务器受到多次GPS定位信息，当GPS定位信息位于室内工作区域时进行定位区域计算；
S5、将计算得到的定位区域与可允许误差范围匹配，将匹配成功的可允许误差范围对应的单位区域依次相连绘制室内行为轨迹。
步骤S3中计算近似点的方法为：假设1，2，3，4…n个节点为某个单位区域的n个误差定位点(如图1)，对应各个节点的坐标分别为(x1，y1)，(x2，y2)，(x3，y3)，(x4，y4)…(xn，yn)，他们到实际定位点D的距离为d1，d2，d3，d4…dn；
假设实际定位点的坐标为(x，y)则可得到一组算式：
Figure GDA0004083529490000071
从第一行开始分别减去最后一行得：
Figure GDA0004083529490000072
由上式设定：
Figure GDA0004083529490000073
有：AX＝b；使用最小二乘法得：
Figure GDA0004083529490000074
通过该算法和各个节点的坐标即可获得最接近的近似点。
步骤S4中计算定位区域的方法为：取三组最接近的定位点A、B、C，以所述三组定位点为圆心以同一设定值为半径画出三个圆，得到三个圆分别相交的三个交点P1、P2、P3，取三角形P1P2P3为定位区域(如图2)。
上述方法中，定位点A、B、C画圆的半径为室内GPS定位产生的最大偏移量，所画的圆形即为定位的误差范围，单位区域小于所述误差范围。
所述轨迹生成模块在生成室外轨迹时直接通过GPS定位的定位点相连绘制出室外行为轨迹，轨迹生成模块判断定位点位于地理地图中的建筑物内时开始采用生成室内行为轨迹的方法生成行为轨迹，判断最接近的三个定位点均不在地理地图中的建筑物内时开始采用生成室外行为轨迹的方法生成行为轨迹。
因为室内GPS定位无法做到室外GPS定位那么精确，本发明提供的解决方案所绘制的室内行为路径减小了定位误差的影响，相对现有的常规方法比较精确，具有实际参考价值。
上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的发明构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明保护范围之内。

Claims (8)

1.一种基于改进的室内GPS定位的供应商巡检系统，其特征在于：包括后台服务器、供应商端APP、物业管理WEB端和系统管理员端APP，后台服务器设有轨迹生成模块，用于绘制工作区域和生成对应的室内行为轨迹，轨迹生成模块在建筑物平面图中绘制室内工作区域后将其划分为若干符合误差范围要求的单位区域，并通过现场测试得到对应的可允许误差范围，在生成室内行为轨迹时通过至少3个GPS定位的定位点生成相应的定位区域，将定位区域与单位区域匹配，匹配成功的单位区域依次相连绘制室内行为轨迹。
2.根据权利要求1所述的一种基于改进的室内GPS定位的供应商巡检系统，其特征在于：所述轨迹生成模块生成室内行为轨迹的方法包括下列步骤：
S1、绘制供应商的工作人员的室内工作区域的建筑物的周边形状，并获取相应建筑物的建筑平面图；
S2、测试人员携带移动设备在建筑物中进行GPS定位实验，将工作区域分为若干单位区域，在每个单位区域中进行三组GPS定位测试，每组GPS定位测试包含单位区域内若干位置的多次定位，每次定位产生一个测试点；
S3、每组GPS定位测试的若干测试点通过算法能得到一个近似实际位置的近似点，三组GPS定位测试得到的三个近似点构成一个三角形的可允许误差范围与单位区域相对应；
S4、实际进行GPS定位生成室内行为轨迹时后台服务器收到多次GPS定位信息，当GPS定位信息位于室内工作区域时进行定位区域计算；
S5、将计算得到的定位区域与可允许误差范围匹配，将匹配成功的可允许误差范围对应的单位区域依次相连绘制室内行为轨迹。
3.根据权利要求2所述的一种基于改进的室内GPS定位的供应商巡检系统，其特征在于：计算近似点的方法为：假设1，2，3，4…n个节点为某个单位区域的n个误差定位点，对应各个节点的坐标分别为(x1，y1)，(x2，y2)，(x3，y3)，(x4，y4)…(xn，yn)，他们到实际定位点D的距离为d1，d2，d3，d4…dn；
假设实际定位点的坐标为(x，y)则可得到一组算式：
Figure FDA0004083529480000021
从第一行开始分别减去最后一行得：
Figure FDA0004083529480000022
由上式设定：
Figure FDA0004083529480000023
有：AX＝b；使用最小二乘法得：
Figure FDA0004083529480000024
4.根据权利要求3所述的一种基于改进的室内GPS定位的供应商巡检系统，其特征在于：计算定位区域的方法为：取三组最接近的定位点A、B、C，以所述三组定位点为圆心以同一设定值为半径画出三个圆，得到三个圆分别相交的三个交点P1、P2、P3，取三角形P1P2P3为定位区域。
5.根据权利要求4所述的一种基于改进的室内GPS定位的供应商巡检系统，其特征在于：定位点A、B、C画圆的半径为室内GPS定位产生的最大偏移量，所画的圆形即为定位的误差范围，单位区域小于所述误差范围。
6.根据权利要求1-5中任一所述的一种基于改进的室内GPS定位的供应商巡检系统，其特征在于：所述轨迹生成模块在生成室外轨迹时直接通过GPS定位的定位点相连绘制出室外行为轨迹，轨迹生成模块判断定位点位于地理地图中的建筑物内时开始采用生成室内行为轨迹的方法生成行为轨迹，判断最接近的三个定位点均不在地理地图中的建筑物内时开始采用生成室外行为轨迹的方法生成行为轨迹。
7.根据权利要求6所述的一种基于改进的室内GPS定位的供应商巡检系统，其特征在于：所述供应商巡检系统的巡检方法如下：
a.通过后台数据确认第三方工作人员的工作范围；
b.根据该工作范围绘制其在地理地图的实际地理位置上的工作区域；
c.在系统中定义一个LocationMangager，以操作和定位移动设备；
d.在系统中设置LocationListener，用于位置监听，监听的内容包括位置变化和移动设备的使用状态；
e.系统通过Location获取包括本地时间和地理经纬度在内的位置信息；
f.每隔一个响应时间获取一次工作人员的位置，则根据无数个定位点绘制成一段行为轨迹并展示在手机端的地理地图上；
g.通过将工作区域中的行为轨迹与行为轨迹路线时间绘制表对比去判断第三方工作人员的任务状态。
8.根据权利要求7所述的一种基于改进的室内GPS定位的供应商巡检系统，其特征在于：所述任务状态发生异常时，后台服务器发出对应的预警信号给供应商端APP，异常的任务状态对应的预警信号包括：
a.迟到预警：工作人员行为轨迹绘制开始时间晚于任务开始时间；
b.脱岗预警：工作人员的行为轨迹脱离当前的任务区域；
c.停滞预警：工作人员在单一任务区域停留时长超过相应预设时长。
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