CN111083642A - 一种金库内的人员定位方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种金库内的人员定位方法，包括以下步骤：在金库内设置至少N个UWB定位基站，N≥3；进入金库的每个受控人员均随身携带一个定位标签，所述定位标签间隔一定时间向外发送超宽频无线信号，所述超宽频无线信号在任意时刻至少被三个UWB定位基站获得；所述超宽频无线信号包括唯一ID和设备状态信息；服务器根据至少三个UWB定位基站获得超宽频无线信号的时间差，计算所述定位标签与所述UWB定位基站的距离差，从而确定定位标签的位置信息。本发明采用UWB定位技术，具有穿透力强、功耗低、抗干扰效果好、安全性高、系统复杂度低、定位精度高等优点。

Description

一种金库内的人员定位方法
技术领域
本公开涉及定位方法，尤其涉及一种金库内的人员定位方法。
背景技术
银行的金库是一个非常重要的区域，需要一些监控手段来实现对人员的实时监控。目前，通常采用在银行金库内安装RFID的无线识别基站，采用RFID实现对目标对象的定位跟踪。这种定位方法存在定位精度差、RFID的无线识别基站布设难度大、抗干扰能力差等缺点，而且不具有通信能力，不便于整合到其他系统之中。
发明内容
本公开提供了一种金库内的人员定位方法，该方法基于UWB定位技术，具有抗干扰效果好、定位精度高等特点。
本公开的技术方案是这样实现的：
一种金库内的人员定位方法，包括以下步骤：
在金库内设置至少N个UWB定位基站，N≥3；
进入金库的每个受控人员均随身携带一个定位标签，所述定位标签间隔一定时间向外发送超宽频无线信号，所述超宽频无线信号在任意时刻至少被三个UWB定位基站获得；所述超宽频无线信号包括唯一ID和设备状态信息；
服务器根据至少三个UWB定位基站获得超宽频无线信号的时间差，计算所述定位标签与所述UWB定位基站的距离差，从而确定定位标签的位置信息。
进一步地，UWB定位基站的数量N≥4；在金库内的屋顶的四个墙角分别安装上一个UWB定位基站，设定UWB定位基站坐标；其中，设定UWB定位基站坐标的方法包括：
在金库内地面任意取一点为原点，以地面为坐标面，以原点出发取任意方向的直线为X轴，垂直于X轴的直线为Y轴，垂直于坐标面的的直线为Z轴，建立坐标系；
以UWB定位基站的天线到地面的垂直点为基点；测量各个基点到原点的距离，以及各个基点之间的距离，各个UWB定位基站天线到地面的距离；将上述距离作为坐标参数。
进一步地，任意取其中一个基点为原点，以平行于金库长度方向的直线为X轴，平行于金库宽度方向的直线为Y轴，以原点与对应的UWB定位基站的连线所在的直线为Z轴。
进一步地，还包括地图定位，所述地图定位的方法包括：在所述服务器内预先建立金库地图，并将所述定位标签的位置信息在所述金库地图上显示；当鼠标点击或放置于金库地图上的任意一个定位标签时，可显示该定位标签对应的详细信息。
进一步地，还包括在所述金库地图中设置虚拟电子围栏，所述服务器可对任意定位标签授权，未授权的定位标签离开所述虚拟电子围栏，则服务器触发异常报警。
进一步地，还包括实时画面定位，所述实时画面定位的方法包括：在所述金库内设置若干摄像头，所述摄像头与所述服务器相连，在所述金库地图上显示每个摄像头对应的摄像头标识，当点击任意一个摄像头标识可联动对应的摄像头并显示该摄像头对应区域的实时画面。
进一步地，还包括：以唯一ID为标识，对受控人员进行实时定位，并将实时定位的位置信息传递至服务器，服务器根据所述实时定位的位置信息对受控人员的行为活动进行智能分析和预警；其中，所述智能分析和预警包括：服务器根据预先设定的受控区域活动人员数量阈值和受控人员距离阈值，实现人员数量异常报警和人员距离异常报警。
进一步地，所述服务器以日为单位将每个唯一ID对应的位置信息生成受控人员的活动轨迹，并存储。
进一步地，所述服务器连接有人脸识别门禁系统，服务器将定位标签的唯一ID信息与服务器内预存的人像信息关联，通过将预存的人像信息与人脸识别门禁系统采集的实时人脸信息进行验证，当唯一ID信息、预存的人像信息以及采集的实时人脸信息，其中任意两个信息不一致时，则进行人卡不一致报警。
进一步地，所述UWB定位基站与服务器的通信采用专用无线协议，并且通过加密算法加密；所述服务器采用RAID方式备份数据。
本发明实施例的金库内的人员定位方法，与现有技术相比，具有以下优点：
本发明采用UWB定位技术，具有穿透力强、功耗低、抗干扰效果好、安全性高、系统复杂度低等优点；本发明通过至少3个UWB定位基站同时获取定位标签的超宽频无线信号，服务器根据至少三个UWB定位基站获得超宽频无线信号的时间差，计算所述定位标签与所述UWB定位基站的距离差，从而确定定位标签的位置信息，实现高精度定位，定位精度可达到10cm。
附图说明
附图示出了本公开的示例性实施方式，并与其说明一起用于解释本公开的原理，其中包括了这些附图以提供对本公开的进一步理解，并且附图包括在本说明书中并构成本说明书的一部分。
图1是本公开的定位方法的流程示意图；
图2是本公开的定位方法的系统结构示意图；
图3是本公开的UWB定位基站的布局示意图；
具体实施方式
下面结合附图和实施方式对本公开作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于解释相关内容，而非对本公开的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本公开相关的部分。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本公开中的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施方式来详细说明本公开。
参照图1-图3，本实施例提供了一种金库内的人员定位方法，包括以下步骤：
在金库内设置至少N个UWB定位基站，N≥3；UWB是一种无载波通信技术，信号发射采用时间间隔极短(小于1ns)的脉冲技术，信号发射和接收时无需调制解调，大大增加系统实时容量和响应时间。
进入金库的每个受控人员均随身携带一个定位标签，所述定位标签间隔一定时间向外发送超宽频无线信号，所述超宽频无线信号在任意时刻至少被三个定位基站获得；所述超宽频无线信号包括唯一ID和设备状态信息；通过唯一ID来标识人员个体，从而实现人员定位、人员身份识别两大基础功能。
服务器根据至少三个UWB定位基站获得超宽频无线信号的时间差，计算所述定位标签与所述UWB定位基站的距离差，从而确定定位标签的位置信息。具体的来说，本实施例的定位标签将信号发送到被UWB定位基站覆盖的区域内，附近的所有UWB定位基站都会收到定位标签的无线信号，但不会返回任何无线信号。由于UWB定位基站与标签的距离间隔不同，因此消息在不同的时刻到达每个UWB定位基站。这些时间差乘以空间中恒定的光速得到定位标签和UWB定位基站之间的距离差，从而确定标签的相对坐标。
本实施例在UWB定位基站布设的时候，尽量考虑冗余，确保任意一个定位标签发出的信号都能够被多个UWB定位基站同时接收，从而保证在发生个别UWB定位基站故障的情况下，依然可以保证定位标签发出的信号能够可靠传输，确保报警等关键信号传输的可靠性，充分满足场所安全的关键需求。
本实施例中布设的所有UWB定位基站均经过TDOA(到达时间差)技术进行时间同步，提高定位精度。
参照图2和3，作为本实施例的优先方案，UWB定位基站的数量N≥4；所述定位标签发出的信号可同时被四个定位基站获得，进一步提高了定位精度和定位的可靠性；
在金库内的屋顶的四个墙角分别安装上一个UWB定位基站，设定UWB定位基站坐标；其中，设定UWB定位基站坐标的方法包括：
在金库内地面任意取一点为原点，以地面为坐标面，以原点出发取任意方向的直线为X轴，垂直于X轴的直线为Y轴，垂直于坐标面的的直线为Z轴，建立坐标系；
以UWB定位基站的天线到地面的垂直点为基点；测量各个基点到原点的距离，以及各个基点之间的距离，各个UWB定位基站天线到地面的距离；将上述距离作为坐标参数。
本实施例中，可以任意取其中一个基点为原点，以平行于金库长度方向的直线为X轴，平行于金库宽度方向的直线为Y轴，以原点与对应的UWB定位基站的连线所在的直线为Z轴。通过上述坐标系能够快速的确定任意定位标签的位置坐标，是实现定位标签的智能分析和管理的基础。
本实施例还包括地图定位，所述地图定位的方法包括：在所述服务器内预先建立金库地图，并将所述定位标签的位置信息在所述金库地图上显示；当鼠标点击或放置于金库地图上的任意一个定位标签时，可显示该定位标签对应的详细信息，该详细信息包括该定位标签的唯一ID、电池电量、对应人员身份信息等。所述金库地图为3D地图或2D平面地图。
本实施例还可以在所述金库地图中设置虚拟电子围栏，对活动区域范围进行限制；受控人员如果临时有需求离开设置区域，可通过管理平台或移动手机终端进行外出登记。所述服务器可对任意定位标签授权，未授权的定位标签离开所述虚拟电子围栏，则服务器触发异常报警。
本实施例，还包括实时画面定位，所述实时画面定位的方法包括：在所述金库内设置若干摄像头，所述摄像头与所述服务器相连，具体的来说，所述摄像头通过视频监控主机与所述服务器连接；在所述金库地图上显示每个摄像头对应的摄像头标识，当点击任意一个摄像头标识可联动对应的摄像头并显示该摄像头对应区域的实时画面。
进一步地，还包括：以唯一ID为标识，对受控人员进行实时定位，并将实时定位的位置信息传递至服务器，服务器根据所述实时定位的位置信息对受控人员的行为活动进行智能分析和预警；其中，所述智能分析和预警包括：服务器根据预先设定的受控区域活动人员数量阈值和受控人员距离阈值，实现人员数量异常报警和人员距离异常报警，，并联动画面和声音提示。
所述服务器以日为单位将每个唯一ID对应的位置信息生成受控人员的活动轨迹，并存储。也可以事后调取人员的活动轨迹。及时有效的对人员日常行为进行监管。
轨迹回放根据记录定位对象经过的时间地点，可对其运动路线进行跟踪回放，掌握其详细活动路线和时间，做到有据可依；可以在金库地图上进行3D和2D的形式回放。
参照图3，所述服务器连接有人脸识别门禁系统，采用动态人脸识别技术，同时具备人数统计功能，通过安装在金库库区出入口及交接区、复点区、销毁地点、库区存放区域等连接处，对各个区域进出人员身份进行验证，同时统计各区域进出人数，把数据传送到服务器进行对比分析。服务器将定位标签的唯一ID信息与服务器内预存的人像信息关联，通过将预存的人像信息与人脸识别门禁系统采集的实时人脸信息进行验证，当唯一ID信息、预存的人像信息以及采集的实时人脸信息，其中任意两个信息不一致时，则进行人卡不一致报警，并联动画面和声音提示。
考虑到金库属于比较敏感的场所，信息安全非常重要，因此整个系统的无线通信，包括UWB定位基站与服务器的通信均采用专用无线协议，并且通过加密算法加密；从而大大降低了通过无线通信网络接入金库内部数据网络的可能性。
本实施例所述服务器采用RAID方式备份数据。即便在某一块硬盘损坏的情况下，数据仍然不会丢失，有效地保证了系统的可靠性。
本实施的UWB定位基站采用高强度塑料或铸铝材料制成，在空旷区域最大通信距离为180m，可根据实际应用区域调节信号覆盖范围，能够自动定时回报状态信息。定位基站可采用无线、有线的方式组网，数据接力传递，组网方式灵活、简易。
本领域的技术人员应当理解，上述实施方式仅仅是为了清楚地说明本公开，而并非是对本公开的范围进行限定。对于所属领域的技术人员而言，在上述公开的基础上还可以做出其它变化或变型，并且这些变化或变型仍处于本公开的范围内。

Claims (10)

1.一种金库内的人员定位方法，其特征在于，包括以下步骤：
在金库内设置至少N个UWB定位基站，N≥3；
进入金库的每个受控人员均随身携带一个定位标签，所述定位标签间隔一定时间向外发送超宽频无线信号，所述超宽频无线信号在任意时刻至少被三个UWB定位基站获得；所述超宽频无线信号包括唯一ID和设备状态信息；
服务器根据至少三个UWB定位基站获得超宽频无线信号的时间差，计算所述定位标签与所述UWB定位基站的距离差，从而确定定位标签的位置信息。
2.如权利要求1所述的金库内的人员定位方法，其特征在于，UWB定位基站的数量N≥4；在金库内的屋顶的四个墙角分别安装上一个UWB定位基站，设定UWB定位基站坐标；其中，设定UWB定位基站坐标的方法包括：
在金库内地面任意取一点为原点，以地面为坐标面，以原点出发取任意方向的直线为X轴，垂直于X轴的直线为Y轴，垂直于坐标面的的直线为Z轴，建立坐标系；
以UWB定位基站的天线到地面的垂直点为基点；测量各个基点到原点的距离，以及各个基点之间的距离，各个UWB定位基站天线到地面的距离；将上述距离作为坐标参数。
3.如权利要求2所述的金库内的人员定位方法，其特征在于，任意取其中一个基点为原点，以平行于金库长度方向的直线为X轴，平行于金库宽度方向的直线为Y轴，以原点与对应的UWB定位基站的连线所在的直线为Z轴。
4.如权利要求1-3任一项所述的金库内的人员定位方法，其特征在于，还包括地图定位，所述地图定位的方法包括：在所述服务器内预先建立金库地图，并将所述定位标签的位置信息在所述金库地图上显示；当鼠标点击或放置于金库地图上的任意一个定位标签时，可显示该定位标签对应的详细信息。
5.如权利要求4所述的金库内的人员定位方法，其特征在于，还包括在所述金库地图中设置虚拟电子围栏，所述服务器可对任意定位标签授权，未授权的定位标签离开所述虚拟电子围栏，则服务器触发异常报警。
6.如权利要求4所述的金库内的人员定位方法，其特征在于，还包括实时画面定位，所述实时画面定位的方法包括：在所述金库内设置若干摄像头，所述摄像头与所述服务器相连，在所述金库地图上显示每个摄像头对应的摄像头标识，当点击任意一个摄像头标识可联动对应的摄像头并显示该摄像头对应区域的实时画面。
7.如权利要求1-3任一项所述的金库内的人员定位方法，其特征在于，还包括：以唯一ID为标识，对受控人员进行实时定位，并将实时定位的位置信息传递至服务器，服务器根据所述实时定位的位置信息对受控人员的行为活动进行智能分析和预警；其中，所述智能分析和预警包括：服务器根据预先设定的受控区域活动人员数量阈值和受控人员距离阈值，实现人员数量异常报警和人员距离异常报警。
8.如权利要求1-3任一项所述的金库内的人员定位方法，其特征在于，所述服务器以日为单位将每个唯一ID对应的位置信息生成受控人员的活动轨迹，并存储。
9.如权利要求1-3任一项所述的金库内的人员定位方法，其特征在于，所述服务器连接有人脸识别门禁系统，服务器将定位标签的唯一ID信息与服务器内预存的人像信息关联，通过将预存的人像信息与人脸识别门禁系统采集的实时人脸信息进行验证，当唯一ID信息、预存的人像信息以及采集的实时人脸信息，其中任意两个信息不一致时，则进行人卡不一致报警。
10.如权利要求1-3任一项所述的金库内的人员定位方法，其特征在于，所述UWB定位基站与服务器的通信采用专用无线协议，并且通过加密算法加密；所述服务器采用RAID方式备份数据。
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