CN113068004A - 一种灾害场景立体构建与埋压人员分布感知系统 - Google Patents

一种灾害场景立体构建与埋压人员分布感知系统 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种灾害场景立体构建与埋压人员分布感知系统，包括：数据采集系统，用于对灾害场景中埋压人员数据及场景数据进行采集；场景建模系统，用于根据所述数据采集系统的所述埋压人员数据及场景数据对灾后场景进行分层建模；多模智能终端系统，用于接收所述场景建模系统的模型数据及所述数据采集系统采集的数据；对接收到的数据进行分析处理及展示，生成调度方案。本发明针对灾害场景下的人员救援设计了一种灾害场景立体构建与埋压人员分布感知系统，以立体分层技术为手段，应用人体生命体征感知技术等技术，极大的保障了灾后埋压人员的抢救精准性和及时性。

Description

一种灾害场景立体构建与埋压人员分布感知系统
技术领域
本发明涉及信息处理技术领域，特别是涉及一种灾害场景立体构建与埋压人员分布感知系统。
背景技术
中国是地震等灾害多发的国家之一。当灾害发生后，房屋坍塌，抢救埋压人员成为首要任务。当前的灾后应急辅助决策系统大多是以相对封闭的任务模块封存，根据应急响应级别匹配应急预案中相关内容生成处置建议，其结果相对单一固定，缺少对灾害场景差异的考虑，无法随着灾情变化而动态调整。因此实效性、科学性相对较差，不能全方位掌握灾后从深层致表层的整体状况，主要依赖专家经验进行修正调整，无法快速高效的对废墟进行搜救，浪费了宝贵的救援时间。
发明内容
为了克服上述技术问题，本发明提供了一种灾害场景立体构建与埋压人员分布感知系统研究，在复杂的灾害场景中最大限度的保证灾后人员抢救的准确性和及时性。
为实现上述目的，本发明的技术方案如下：
一种灾害场景立体构建与埋压人员分布感知系统，所述系统包括：
数据采集系统，用于对灾害场景中埋压人员数据及场景数据进行采集；
场景建模系统，用于根据所述数据采集系统的所述埋压人员数据及场景数据对灾后场景进行分层建模；
多模智能终端系统，用于接收所述场景建模系统的模型数据及所述数据采集系统采集的数据；对接收到的数据进行分析处理及展示，生成调度方案。
优选地，所述系统还包括余灾监控模块：用于预防后续灾害的发生，并对预警信息进行收集、发布、共享与互通；
所述余灾监控模块还包括传感器单元、中央控制单元、监控中心、报警单元；
所述传感器单元通过数据线与所述中央控制单元连接，并将监控到的后续灾害数据发送给所述中央控制单元，所述中央控制单元将数据以数据库形式保存并进行自我诊断生成报表，识别报表中传感器失效信号、异常信号等故障信息，自动地将故障信息上传至所述多模智能终端系统，并激活报警单元。
优选地，所述数据采集系统通过无线通讯基站与所述多模智能终端系统通信连接，将收集的数据通过无线通信装置发送给所述多模智能终端系统；所述多模智能终端系统对数据进行存储和预处理后对数据进行解码并重新编码，被重新编码后的数据被存储在服务器内，服务器将接收到的数据进行分类匹配，匹配后的数据分别组成新的数据组；
所述场景建模系统通过无线通讯基站与所述多模智能终端系统通信连接，通过无线通信装置接收所述新的数据组，对灾害场景进行建模。
优选地，还包括卫星遥感地图模块，用于通过调动遥感卫星来获取灾害地区的实时卫星遥感地图；同时用于结合所述场景建模系统，将虚拟的场景模型与所述卫星遥感地图相结合，进行灾后真实场景的分层展示。
优选地，所述数据采集系统包括：
表层数据采集模块：用于采集灾害场景表层的障碍物、埋压人员数据；
浅层数据采集模块：用于采集灾害场景浅层的障碍物、埋压人员数据；
深层数据采集模块：用于采集灾害场景深层的障碍物、埋压人员数据。
优选地，所述表层数据采集模块，包括：
视频监控组件：包括但不限于DVR、视频解码主机、监控主机、采集器、接收器、录像机、5.8G的90度双极化天线、视频监控显示模块；
路由器组件：用于Wi-Fi人体生命体征感知，当路由器连接的局域网检测到生命体征的存在时，会将生命体征数据与视频监控组件发出的信号结合起来，确定表层人员位置。
优选地，所述浅层人员数据采集模块，包括：
热点基站组件：可对浅层区域埋压人员的手机信号进行检测；
面包屑导航组件：它能接收所述热点基站组件检测到的手机信号，并判断该手机信号所处的位置。
优选地，所述深层数据采集模块，包括
雷达组件：对深层区域的埋压人员进行雷达探测定位。
优选地，所述场景建模系统的建模包括如下步骤：
获取所述灾害场景表层的障碍物、埋压人员数据，生成表层场景地图，并在地图示出埋压人员位置信息；
获取所述灾害场景浅层的障碍物、埋压人员数据，生成浅层场景地图，并在地图示出埋压人员位置信息；
获取所述灾害场景深层的障碍物、埋压人员数据，生成深层场景地图，并在地图示出埋压人员位置信息。
优选地，所述数据采集系统还包括气体探测器组件：用于探测震后场景中的气体成分，用于分析埋压区域是否存在易燃易爆、有害气体、埋压区域是否存在缺氧情况。
本发明的有益效果为：
本申请提出一种灾害场景立体构建与埋压人员分布感知系统，可以针对地震、泥石流等灾后现场，以立体分层技术为手段，应用及精细化埋压人员分布感知等技术，实现埋压人员立体搜救，极大的提高了搜救的准确性及效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中上所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的部分实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请示例性的一种灾害场景立体构建与埋压人员分布感知系统的结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及示例性实施例，对本发明进行进一步详细说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
在本申请使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本申请。在本申请和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。
应当理解，尽管在本申请可能采用术语第一、第二、第三等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本申请范围的情况下，第一信息也可以被称为第二信息，类似地，第二信息也可以被称为第一信息。取决于语境，如在此所使用的词语“如果”可以被解释成为“在......时”或“当......时”或“响应于确定”。
为了克服现有技术存在的不足，本发明实施例提供了一种灾害场景立体构建与埋压人员分布感知系统，结合了卫星地图技术、手机伪基站搜索技术、生命雷达探测等技术，能对灾后埋压人员进行立体搜救及生命体征分析，实现了对灾后现场的立体建模，提高了灾后搜救的准确性及效率。下面将结合具体实施例对本发明请求保护的一种灾害场景立体构建与埋压人员分布感知系统作进一步地详细阐述。
请参阅图1，为本申请示例性的一种灾害场景立体构建与埋压人员分布感知系统的流程示意图，所述系统包括：
数据采集系统，用于对灾害场景中埋压人员数据及场景数据进行采集；在本实施例中，利用视频监控组件：包括HD-SDI-DVR、TP-LINK H.265高清网络视频解码器、监控主机、采集器、接收器、录像机、5.8G的90度双极化天线、视频监控显示模块；用于Wi-Fi人体生命体征感知的路由器组件；可对浅层区域埋压人员的手机信号进行检测的热点基站组件；判断手机信号位置的面包屑导航组件；对深层区域的埋压人员进行雷达探测定位的雷达组件；气体探测器组件等，对埋压人员数据及场景数据进行采集，摄像模块、路由器、热点基站、面包屑导航、雷达等各种设备采集到的信息，分别显示在三个不同的层面，分别是表层、浅层和深层。
场景建模系统，用于根据所述数据采集系统的所述埋压人员数据及场景数据对灾后场景进行分层建模；在本实施例中，分层建模主要分为表层、浅层、深层。
多模智能终端系统，用于接收所述场景建模系统的模型数据及所述数据采集系统采集的数据；对接收到的数据进行分析处理及展示，生成调度方案。
优选地，所述系统还包括余灾监控模块：用于预防后续灾害的发生，并对预警信息进行收集、发布、共享与互通；
所述余灾监控模块还包括传感器单元、中央控制单元、监控中心、报警单元；
所述传感器单元通过数据线与所述中央控制单元连接，并将监控到的后续灾害数据发送给所述中央控制单元，所述中央控制单元将数据以数据库形式保存并进行自我诊断生成报表，识别报表中传感器失效信号、异常信号等故障信息，自动地将故障信息上传至所述多模智能终端系统，并激活报警单元。
优选地，所述数据采集系统通过无线通讯基站与所述多模智能终端系统通信连接，将收集的数据通过无线通信装置发送给所述多模智能终端系统；所述多模智能终端系统对数据进行存储和预处理后对数据进行解码并重新编码，被重新编码后的数据被存储在服务器内，服务器将接收到的数据进行分类匹配，匹配后的数据分别组成新的数据组；
所述场景建模系统通过无线通讯基站与所述多模智能终端系统通信连接，通过无线通信装置接收所述新的数据组，对灾害场景进行建模。
优选地，还包括卫星遥感地图模块，用于通过调动遥感卫星来获取灾害地区的实时卫星遥感地图；同时用于结合所述场景建模系统，将虚拟的场景模型与所述卫星遥感地图相结合，进行灾后真实场景的分层展示。通过卫星地图可以了解受灾现场地面人员分布情况，实现准确的决策调度。
优选地，所述数据采集系统包括：
表层数据采集模块：用于采集灾害场景表层的障碍物、埋压人员数据；
浅层数据采集模块：用于采集灾害场景浅层的障碍物、埋压人员数据；
深层数据采集模块：用于采集灾害场景深层的障碍物、埋压人员数据。
优选地，所述表层数据采集模块，包括：
视频监控组件：包括但不限于DVR、视频解码主机、监控主机、采集器、接收器、录像机、5.8G的90度双极化天线、视频监控显示模块；
路由器组件：用于Wi-Fi人体生命体征感知，当路由器连接的局域网检测到生命体征的存在时，会将生命体征数据与视频监控组件发出的信号结合起来，确定表层人员位置。
优选地，所述浅层人员数据采集模块，包括：
热点基站组件：可对浅层区域埋压人员的手机信号进行检测；在本发明实施例中，通过伪基站对手机信号进行搜索，用于预测人群可能集中埋压的浅层区域，同时可为下一步生命探测雷达的进场提供依据
面包屑导航组件：它能接收所述热点基站组件检测到的手机信号，并判断该手机信号所处的位置。
优选地，所述深层数据采集模块，包括
雷达组件：对深层区域的埋压人员进行雷达探测定位。在本发明实施例中，雷达组件可对可能埋压的深层区域进行探测定位，进一步确认生命迹象。
优选地，所述场景建模系统的建模包括如下步骤：
获取所述灾害场景表层的障碍物、埋压人员数据，生成表层场景地图，并在地图示出埋压人员位置信息；
获取所述灾害场景浅层的障碍物、埋压人员数据，生成浅层场景地图，并在地图示出埋压人员位置信息；
获取所述灾害场景深层的障碍物、埋压人员数据，生成深层场景地图，并在地图示出埋压人员位置信息。
优选地，所述数据采集系统还包括气体探测器组件：用于探测震后场景中的气体成分，用于分析埋压区域是否存在易燃易爆、有害气体、埋压区域是否存在缺氧情况。在本实施例中，气体探测器组件可以采用六合一气体探测器，也可以包括可燃气体探测仪，例如在震后可能存在液化石油气或燃气泄漏的情况，通过气体探测器可以确定安全区及易燃易爆气体聚集点，以此实现对现场的布控。
本申请提出一种灾害场景立体构建与埋压人员分布感知系统，利用立体分层技术，将灾后现场分为表层、浅层、深层，结合精细化埋压人员分布感知方法，检测出埋压人员的位置信息。实现对埋压人员的位置判断，提升了埋压人员的检测率，保障了埋压人员救援的及时性及准确性。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims (10)

1.一种灾害场景立体构建与埋压人员分布感知系统，其特征在于，所述系统包括：
数据采集系统，用于对灾害场景中埋压人员数据及场景数据进行采集；
场景建模系统，用于根据所述数据采集系统的所述埋压人员数据及场景数据对灾后场景进行分层建模；
多模智能终端系统，用于接收所述场景建模系统的模型数据及所述数据采集系统采集的数据；对接收到的数据进行分析处理及展示，生成调度方案。
2.根据权利要求1所述的一种灾害场景立体构建与埋压人员分布感知系统，其特征在于，所述系统还包括余灾监控模块：用于预防后续灾害的发生，并对预警信息进行收集、发布、共享与互通；
所述余灾监控模块还包括传感器单元、中央控制单元、监控中心、报警单元；
所述传感器单元通过数据线与所述中央控制单元连接，并将监控到的后续灾害数据发送给所述中央控制单元，所述中央控制单元将数据以数据库形式保存并进行自我诊断生成报表，识别报表中传感器失效信号、异常信号等故障信息，自动地将故障信息上传至所述多模智能终端系统，并激活报警单元。
3.根据权利要求1所述的一种灾害场景立体构建与埋压人员分布感知系统，其特征在于，
所述数据采集系统通过无线通讯基站与所述多模智能终端系统通信连接，将收集的数据通过无线通信装置发送给所述多模智能终端系统；所述多模智能终端系统对数据进行存储和预处理后对数据进行解码并重新编码，被重新编码后的数据被存储在服务器内，服务器将接收到的数据进行分类匹配，匹配后的数据分别组成新的数据组；
所述场景建模系统通过无线通讯基站与所述多模智能终端系统通信连接，通过无线通信装置接收所述新的数据组，对灾害场景进行建模。
4.根据权利要求3所述的一种灾害场景立体构建与埋压人员分布感知系统，其特征在于，还包括卫星遥感地图模块，用于通过调动遥感卫星来获取灾害地区的实时卫星遥感地图；同时用于结合所述场景建模系统，将虚拟的场景模型与所述卫星遥感地图相结合，进行灾后真实场景的分层展示。
5.根据权利要求3所述的一种灾害场景立体构建与埋压人员分布感知系统，其特征在于，所述数据采集系统包括：
表层数据采集模块：用于采集灾害场景表层的障碍物、埋压人员数据；
浅层数据采集模块：用于采集灾害场景浅层的障碍物、埋压人员数据；
深层数据采集模块：用于采集灾害场景深层的障碍物、埋压人员数据。
6.根据权利要求5所述的一种灾害场景立体构建与埋压人员分布感知系统，其特征在于，所述表层数据采集模块，包括：
视频监控组件：包括但不限于DVR、视频解码主机、监控主机、采集器、接收器、录像机、5.8G的90度双极化天线、视频监控显示模块；
路由器组件：用于Wi-Fi人体生命体征感知，当路由器连接的局域网检测到生命体征的存在时，会将生命体征数据与视频监控组件发出的信号结合起来，确定表层人员位置。
7.根据权利要求5所述的一种灾害场景立体构建与埋压人员分布感知系统，其特征在于，所述浅层人员数据采集模块，包括：
热点基站组件：可对浅层区域埋压人员的手机信号进行检测；
面包屑导航组件：它能接收所述热点基站组件检测到的手机信号，并判断该手机信号所处的位置。
8.根据权利要求5所述的一种灾害场景立体构建与埋压人员分布感知系统，其特征在于，所述深层数据采集模块，包括
雷达组件：对深层区域的埋压人员进行雷达探测定位。
9.根据权利要求5所述的一种灾害场景立体构建与埋压人员分布感知系统，其特征在于，所述场景建模系统的建模包括如下步骤：
获取所述灾害场景表层的障碍物、埋压人员数据，生成表层场景地图，并在地图示出埋压人员位置信息；
获取所述灾害场景浅层的障碍物、埋压人员数据，生成浅层场景地图，并在地图示出埋压人员位置信息；
获取所述灾害场景深层的障碍物、埋压人员数据，生成深层场景地图，并在地图示出埋压人员位置信息。
10.根据权利要求5所述的一种灾害场景立体构建与埋压人员分布感知系统，其特征在于，所述数据采集系统还包括气体探测器组件：用于探测震后场景中的气体成分，用于分析埋压区域是否存在易燃易爆、有害气体、埋压区域是否存在缺氧情况。
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