CN112556710B - 一种基于wifi定位的管廊人员路线规划方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于WIFI定位的管廊人员路线规划方法包括(1)设备的安装；(2)PAD设备定位：巡检人员在管廊内移动每个AP设备向PAD设备发送RSSI和NOISE数据，PAD设备接收数据后对数据依次进行归一化处理和滤波，再进行路径拟合获取定位结果；(3)路线规划：根据PAD设备定位结果和预先设置位于出口的AP之间的位置坐标规划出巡检人员的路线。本发明通过在管廊内安装多个AP设备、与巡检人员携带的PAD设备建立通信，可获取巡检人员的定位，通过获得定位与管廊的出口处设备距离可规划管廊人员路线，尤其是遇到了紧急的情况可帮助巡检人员快速找到出口。

Description

一种基于WIFI定位的管廊人员路线规划方法
技术领域
本发明涉及定位领域，尤其涉及一种基于WIFI定位的管廊人员路线规划方法。
背景技术
综合管廊(简称管廊)是地下城市管道综合走廊，即在城市地下建造一个隧道空间，将电力、通讯、燃气、供热、给排水等各种工程管线集于一体，设有专门的检修口、吊装口和监测系统，实施统一规划、统一设计、统一建设和管理，是保障城市正常运行的重要基础设施。
管廊的可靠运行，离不开工作人员的巡检工作。管廊人员巡检过程中，需要实时对工作人员的位置进行定位。但由于管廊是密闭空间，使得卫星定位效果较差。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于WIFI定位的管廊人员路线规划方法，该方法利用WIFI中的RSSI数据和NOISE数据对巡检进行定位，并利用定位结果可实时对巡检人员的路线进行规划。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种基于WIFI定位的管廊人员路线规划方法，包括如下步骤：
(1)设备的安装
在管廊内部每30m安装AP设备，设备间根据面积或房间数量安装有1～2个AP设备，防火区根据大小或者防火门状态安装有2～4个AP设备；巡检人员必须携带一个与AP设备之间通信的PAD设备；
(2)PAD设备定位
巡检人员在管廊内移动每个AP设备向PAD设备发送RSSI和NOISE数据，PAD设备接收数据后对数据依次进行归一化处理和滤波，再进行路径拟合获取定位结果；
(3)路线规划
根据PAD设备定位结果和预先设置位于出口的AP之间的位置坐标规划出巡检人员的路线。
进一步地，所述PAD设备上还安装有六轴传感器，通过六轴传感可获取巡检人员的行为状态，可根据六轴传感器采集数据判断巡检人员是否处于昏倒的状态，若为昏倒的状态则发送求救信号至监控中心。
进一步地，所述求救信号包括步骤(2)获取的定位结果，根据定位结果、救助人员的位置计划出最近的救援路线。
进一步地，步骤(2)PAD设备定位的具体步骤如下：
(21)PAD设备与AP设备之间建立通信，并获取RSSI数据和NOISE数据，并对获取的RSSI数据和NOISE数据进行归一化处理；
(22)对归一化处理后的RSSI数据和NOISE数据进行卡尔曼滤波和高斯处理进行去噪；
(23)对去噪后的RSSI数据进行路径拟合，根据RSSI数据和NOISE数据之间的函数关系可获取标定参考基准函数族，将去噪后的RSSI数据带入标定参考基准函数族内获取定位结果。
进一步地，当新的PAD设备走过整个管廊时，该PAD设备的RSSI和NOISE将生成一组动态函数族，并且每次过程将动态按权重刷新，用于辅助定位计算，其单一定位结果权重将小于标定参考基准函数族的计算结果；但多个PAD的定位结果经管理员确认后，可手动加入标定参考基准函数族，扩充基准函数族，提高定位计算精度，并可完成标定参考基准函数族的自学习和自维护，避免日后定期依靠纯手工重建标定参考基准函数族。
进一步地，步骤(1)所述管廊遇到转弯可需要增设一个AP设备。
本发明还提供了一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述所述方法。
本发明又提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有执行上述所述方法的计算机程序。
本发明通过在管廊内安装多个AP设备、与巡检人员携带的PAD设备建立通信，可获取巡检人员的定位，通过获得定位与管廊的出口处设备距离可规划管廊人员路线，尤其是遇到了紧急的情况可帮助巡检人员快速找到出口。同时，通过在PAD设备上安装有六轴传感器，判定巡检人员当前的行为状态，再发生长时间的摔到的情况，及时将定位结果发送给监控中心，进行及时救援，救援人员的PAD可根据定位结果和当前位置规划出最短救援路线，缩短救援时间，提高救援效率。
附图说明
图1为本发明的路线规划流程框图。
图2为本发明的定位结果流程框图。
具体实施方式
实施例1
如图1所示，本实施例提供的一种基于WIFI定位的管廊人员路线规划方法，包括如下步骤：
(1)设备的安装
在管廊内部每30m安装AP设备，若遇到转弯的地方则增设一个AP，保证巡检人员不会出现失联状况，设备间根据面积或房间数量安装有1～2个AP设备，具体可根面积较大的设置2个，房间数量多可在每个房间设置1个，防火区根据大小或者防火门状态安装有2～4个AP设备，防火区越大设备越多，若出现防火门为长关状态，则增设1个AP设备；巡检人员必须携带一个与AP设备之间通信的PAD设备，通过PAD设备与AP设备之间通信确保巡检人员为在线状态。
(2)PAD设备定位
巡检人员在管廊内移动每个AP设备向PAD设备发送RSSI和NOISE数据，PAD设备接收数据后对数据依次进行归一化处理和滤波，再进行路径拟合获取定位结果，如图2所述，具体步骤如下：
(21)PAD设备与AP设备之间建立通信，并获取RSSI数据和NOISE数据，并对获取的RSSI数据和NOISE数据进行归一化处理，RSSI数据和NOISE数据一般是有区别的，采用绝对值比对存在较大的误差，甚至导致定位失败；在某一特定条件下，PAD与AP之间的距离函数关系符合某一趋势变化特征，差异主要体现在数值的大小上，通过将信号和噪声的归一化处理，可以得到纯粹的数学意义上的RSSI和NOISE与距离的函数关系，提高WIFI定位的有效性、通用性和精度。
(22)对归一化处理后的RSSI数据和NOISE数据进行卡尔曼滤波和高斯处理进行去噪；采用卡尔曼滤波定期非实时过滤RSSI和NOISE数据再用于后期计算参考，可有效解决计算量和适应性问题；再采用高斯算法消除小概率、短暂的扰动。
(23)对去噪后的RSSI数据进行路径拟合，通过对已知数据采用最小二乘法对距离(路径)进行曲线拟合，可以构造出该函数RSSI＝Fnr(DISr)、NOISE＝Fnn(DISn)，已知RSSI或NOISE就可以通过解函数得到PAD与AP之间的距离DISr和DISn，其中因RSSI的可信度要比NOISE更高，可以赋予更大的权重k，从而得到定位计算结果DIS＝k*DISr+(1-k)*DISn。
(24)根据RSSI数据和NOISE数据之间的函数关系可获取标定参考基准函数族，将去噪后的RSSI数据带入标定参考基准函数族内获取定位结果；为了提高定位计算的自适应能力，根据生成AP和PAD在不同条件/时间下的函数关系，获得一系列Fnr[]和Fnn[]构成的函数族，根据已知的RSSI和NOISE可解得DISr[]和DISn[]系列，经权重计算后得到DIS[]系列，再采用去极值后的均值法求得定位结果DIS。
当新的PAD设备走过整个管廊时，该PAD设备的RSSI和NOISE将生成一组动态函数族，并且每次过程将动态按权重刷新，用于辅助定位计算，其单一定位结果权重将小于标定参考基准函数族的计算结果；但多个PAD的定位结果经管理员确认后，可手动加入标定参考基准函数族，扩充基准函数族，提高定位计算精度，并可完成标定参考基准函数族的自学习和自维护，避免日后定期依靠纯手工重建标定参考基准函数族。
(3)路线规划
根据PAD设备定位结果和预先设置位于出口的AP之间的位置坐标规划出巡检人员的路线；因管廊的出口有数个，每个位于出口处的AP设备均被标记为出口AP设备，在规划出口路线上只考虑管廊内的AP设备，对防火区和设备间内的AP不考虑，应当理解为当巡检人员处于设备间或防火区应当把设备间和防火区内的AP设备作为路线起点，下一AP设别应当位于管廊，并沿途AP设备规划出路线，帮助巡检人员快速离开管廊。
实施例2
本实施例与实施例1基本相同，在所述巡检人员的PAD设备上安装六轴传感器，通过六轴传感可获取巡检人员的行为状态，可根据六轴传感器采集数据判断巡检人员是否处于昏倒的状态，若为昏倒的状态则发送求救信号至监控中心；求救信号包括步骤(2)获取的定位结果，根据定位结果、救助人员的位置计划出最近的救援路线；救援人员的PAD可根据定位结果和当前位置规划出最短救援路线，缩短救援时间，提高救援效率。
本发明实施例还提供了一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时实现上述任意一项的可选的或优选的管廊人员的定位方法。
本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储有执行上述任意一项的可选的或优选的管廊人员的定位方法的计算机程序。
本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
以上所述仅是本发明优选的实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何基于本发明所提供的技术方案和发明构思进行的改造和替换都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (6)

1.一种基于WIFI定位的管廊人员路线规划方法，其特征在于包括如下步骤：
（1）设备的安装
在管廊内部每30m安装AP设备，设备间根据面积或房间数量安装有1~2个AP设备，防火区根据大小或者防火门状态安装有2~4个AP设备；巡检人员必须携带一个与AP设备之间通信的PAD设备；
（2）PAD设备定位
巡检人员在管廊内移动每个AP设备向PAD设备发送RSSI和NOISE数据，PAD设备接收数据后对数据依次进行归一化处理和滤波，再进行路径拟合获取定位结果；
PAD设备定位的具体步骤如下：
（21）PAD设备与AP设备之间建立通信，并获取RSSI数据和NOISE数据，并对获取的RSSI数据和NOISE数据进行归一化处理；
（22）对归一化处理后的RSSI数据和NOISE数据进行卡尔曼滤波和高斯处理进行去噪；
（23）对去噪后的RSSI数据进行路径拟合，根据RSSI数据和NOISE数据之间的函数关系可获取标定参考基准函数族，将去噪后的RSSI数据带入标定参考基准函数族内获取定位结果；
当新的PAD设备走过整个管廊时，该PAD设备的RSSI和NOISE将生成一组动态函数族，并且每次过程将动态按权重刷新，用于辅助定位计算，其单一定位结果权重将小于标定参考基准函数族的计算结果；但多个PAD的定位结果经管理员确认后，可手动加入标定参考基准函数族，扩充基准函数族，并完成标定参考基准函数族的自学习和自维护；
（3）路线规划
根据PAD设备定位结果和预先设置位于出口的AP之间的位置坐标规划出巡检人员的路线。
2.根据权利要求1所述的一种基于WIFI定位的管廊人员路线规划方法，其特征在于：所述PAD设备上还安装有六轴传感器，通过六轴传感可获取巡检人员的行为状态，根据六轴传感器采集数据判断巡检人员是否处于昏倒的状态，若为昏倒的状态则发送求救信号至监控中心。
3.根据权利要求2所述的一种基于WIFI定位的管廊人员路线规划方法，其特征在于：所述求救信号包括步骤（2）获取的定位结果，根据定位结果、救助人员的位置计划出最近的救援路线。
4.根据权利要求1所述的一种基于WIFI定位的管廊人员路线规划方法，其特征在于：步骤（1）所述管廊遇到转弯处增设一个AP设备。
5.一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至4任一所述方法。
6.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有执行权利要求1至4任一所述方法的计算机程序。
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