CN113473375B - 一种基于动态位置共享的野外人员安全保障方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种基于动态位置共享的野外人员安全保障方法及系统。该方法包括获取团队的位置基础信息以及每一野外人员的当前位置；确定所述野外人员的当前位置到所述行动路线的最短距离的位置；并以所述最短距离的位置为圆心，以允许偏差范围为半径作圆，确定所述野外人员的初始地理围栏；根据所述团队的位置基础信息以及所述野外人员的当前位置确定指向向量；利用所述指向向量扩展所述初始地理围栏；实时获取所述野外人员的位置，并利用扩展后的地理围栏监控所述野外人员；并返回获取团队的位置基础信息以及每一野外人员的当前位置的步骤。本发明提高野外人员的安全。

Description

一种基于动态位置共享的野外人员安全保障方法及系统
技术领域
本发明涉及动态位置信息共享领域，特别是涉及一种基于动态位置共享的野外人员安全保障方法及系统。
背景技术
近年来，户外运动正在得到越来越多人的青睐。由于户外运动的环境十分复杂，不确定因素极多，在户外运动过程中发生人员掉队甚至失踪事故的风险极大。一旦出现此类险情，不但掉队成员难以了解自身状态从而主动脱困，团队其他成员也不能够及时察觉有成员掉队进而展开救援，极易造成更大的损失。随着户外运动产业的不断发展，研发一种能够应用于野外环境的人员安全保障方法十分紧要。
地理围栏(Geofence)是基于定位服务的一种应用，通过在地图上划定一个虚拟的边界从而规划出一片虚拟地理区域。当具有通信和定位能力的设备进入、离开这一区域、或在该区域内活动时，会接收到自动通知和警告。
地理围栏目前大都是设置有固定的边界，或是以某个固定的地标作为中心点规划一片圆形区域来设定范围，这类围栏边界固定；技术领域也有提出动态地理围栏的概念，但其往往是以野外人员自身为中心，随着野外人员的移动进行动态更新，这种围栏不能够起到限制野外人员活动范围的作用，仅相当于将固定围栏所进行的地标检测从服务端转移至野外人员端进行。无论是固定地理围栏还是动态地理围栏目前都没有使用团队信息作为生成依据，且目的在于限制野外人员活动范围的方法与应用。
因此，亟需一种基于动态位置信息共享的野外人员安全保障方法或系统，提高野外人员的安全。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于动态位置共享的野外人员安全保障方法及系统，提高野外人员的安全。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
一种基于动态位置共享的野外人员安全保障方法，包括：
获取团队的位置基础信息以及每一野外人员的当前位置；所述团队的位置基础信息包括：目的地位置、行动路线以及野外人员对应的设定范围内的团队成员位置；
确定所述野外人员的当前位置到所述行动路线的最短距离的位置；并以所述最短距离的位置为圆心，以允许偏差范围为半径作圆，确定所述野外人员的初始地理围栏；
根据所述团队的位置基础信息以及所述野外人员的当前位置确定指向向量；
利用所述指向向量扩展所述初始地理围栏；
实时获取所述野外人员的位置，并利用扩展后的地理围栏监控所述野外人员；并返回获取团队的位置基础信息以及每一野外人员的当前位置的步骤。
可选地，所述根据所述团队的位置基础信息以及所述野外人员的当前位置确定指向向量，具体包括：
利用
Figure BDA0003143069100000021
确定指向向量权重参数；
利用公式
Figure BDA0003143069100000022
确定指向向量；
其中，
Figure BDA0003143069100000023
为指向向量，O为野外人员的当前位置，Pi为野外人员对应的设定范围内的第i个团队成员的位置，
Figure BDA0003143069100000024
为从当前位置的坐标指向野外人员对应的设定范围内的第i个团队成员的位置的向量，W为指向向量权重参数，SNR为信噪比，单位为dB，L为野外人员与第i个团队成员之间的距离，单位为km，LR指链路丢包率，无量纲；SNR、LR均为无量纲变量，a、b、c均为常数，且1＞c≥a＞＞b。
可选地，所述利用所述指向向量扩展所述初始地理围栏，具体包括：
分别获取野外人员对应的设定范围内的团队成员的指向向量；
以所述初始地理围栏的圆心确定每个指向向量的垂线，并获取所述垂线与所述初始地理围栏的两个交点；
根据每个指向向量的垂线与所述初始地理围栏的两个交点以及对应的指向向量的终点位置确定弧线；
将所有弧线合并；
对合并后的弧线和所述初始地理围栏进行比较，提取连通边界；
根据连通边界确定扩展后的地理围栏。
可选地，所述实时获取所述野外人员的位置，并利用扩展后的地理围栏监控所述野外人员，具体包括：
判断所述野外人员的位置是否在所述扩展后的地理围栏外；
若在所述扩展后的地理围栏外，则对团队全体成员发送警报提醒；
若在所述扩展后的地理围栏内，则确定当前的扩展后的地理围栏的圆心与上一次扩展后的地理围栏的圆心沿着行动路线到目的地位置的距离，若当前的扩展后的地理围栏的圆心沿着行动路线到目的地位置的距离大于上一次扩展后的地理围栏的圆心沿着行动路线到目的地位置的距离，则对团队全体成员发送警报提醒。
一种基于动态位置共享的野外人员安全保障系统，包括：
信息获取模块，用于获取团队的位置基础信息以及每一野外人员的当前位置；所述团队的位置基础信息包括：目的地位置、行动路线以及野外人员对应的设定范围内的团队成员位置；
初始地理围栏确定模块，用于确定所述野外人员的当前位置到所述行动路线的最短距离的位置；并以所述最短距离的位置为圆心，以允许偏差范围为半径作圆，确定所述野外人员的初始地理围栏；
指向向量确定模块，用于根据所述团队的位置基础信息以及所述野外人员的当前位置确定指向向量；
扩展后的地理围栏确定模块，用于利用所述指向向量扩展所述初始地理围栏；
监测模块，用于实时获取所述野外人员的位置，并利用扩展后的地理围栏监控所述野外人员；并返回获取团队的位置基础信息以及每一野外人员的当前位置的步骤。
可选地，所述指向向量确定模块具体包括：
指向向量权重参数确定单元，用于利用
Figure BDA0003143069100000041
确定指向向量权重参数；
指向向量确定单元，用于利用公式
Figure BDA0003143069100000042
确定指向向量；
其中，
Figure BDA0003143069100000043
为指向向量，O为野外人员的当前位置，Pi为野外人员对应的设定范围内的第i个团队成员的位置，
Figure BDA0003143069100000044
为从当前位置的坐标指向野外人员对应的设定范围内的第i个团队成员的位置的向量，W为指向向量权重参数，SNR为信噪比，单位为dB，L为野外人员与第i个团队成员之间的距离，单位为km，LR指链路丢包率，无量纲；SNR、LR均为无量纲变量，a、b、c均为常数，且1＞c≥a＞＞b。
可选地，所述扩展后的地理围栏确定模块具体包括：
指向向量获取单元，用于分别获取野外人员对应的设定范围内的团队成员的指向向量；
标记点确定单元，用于以所述初始地理围栏的圆心确定每个指向向量的垂线，并获取所述垂线与所述初始地理围栏的两个交点；
弧线确定单元，用于根据每个指向向量的垂线与所述初始地理围栏的两个交点以及对应的指向向量的终点位置确定弧线；
弧线合并单元，用于将所有弧线合并；
连通边界提取单元，用于对合并后的弧线和所述初始地理围栏进行比较，提取连通边界；
扩展后的地理围栏确定单元，用于根据连通边界确定扩展后的地理围栏。
可选地，所述监测模块具体包括：
第一判断单元，用于判断所述野外人员的位置是否在所述扩展后的地理围栏外；
第一警报提醒单元，用于若在所述扩展后的地理围栏外，则对团队全体成员发送警报提醒；
第二警报提醒单元，用于若在所述扩展后的地理围栏内，则确定当前的扩展后的地理围栏的圆心与上一次扩展后的地理围栏的圆心沿着行动路线到目的地位置的距离，若当前的扩展后的地理围栏的圆心沿着行动路线到目的地位置的距离大于上一次扩展后的地理围栏的圆心沿着行动路线到目的地位置的距离，则对团队全体成员发送警报提醒。
根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：
本发明所提供的一种基于动态位置共享的野外人员安全保障方法及系统，根据所述团队的位置基础信息以及所述野外人员的当前位置确定指向向量，即以团队信息为参考生成动态的地理围栏，通过使用团队位置为基础，动态变化的地理围栏能够实时反映野外人员周围的人员网络变化，提高地理围栏范围的指向性和精确度。进而实现动态的人员位置控制，动态地规划野外人员的安全活动范围，基于野外人员周围的环境信息生成围栏但能对野外人员进行活动范围限制，使得人员控制方法具有了引导性和自适应性，提高了人员控制的准确度。
并利用地理围栏响应进出地理边界事件这一特性对野外人员脱离安全活动范围的危险行为作出警告，从而限制野外人员的活动，使得野外人员在维持向目的地方向前进的同时尽可能多的维持同其他成员的通信链接。
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，下面将对实施例中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一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明所提供的一种基于动态位置共享的野外人员安全保障方法流程示意图；
图2为初始地理围栏到扩展后的地理围栏生成的示意图；
图3为发明所提供的一种基于动态位置共享的野外人员安全保障系统结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明的目的是提供一种基于动态位置共享的野外人员安全保障方法及系统，提高野外人员的安全。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
图1为本发明所提供的一种基于动态位置共享的野外人员安全保障方法流程示意图，如图1所示，本发明所提供的一种基于动态位置共享的野外人员安全保障方法，包括：
S101，获取团队的位置基础信息以及每一野外人员的当前位置；所述团队的位置基础信息包括：目的地位置、行动路线以及野外人员对应的设定范围内的团队成员位置；目的地位置是对于当前团队而言统一的行程终点，这一位置可以是位置点，也可以是一个位置范围，此信息可以是野外人员主动设定的，或是通过通信手段获取的，但需要保证团队在同一时刻只能有一个统一的目的地。行动路线指的是从野外人员自身位置出发到目的地位置终止的一段路径信息，这段路径的起点是在设定目的地位置的时刻所测得的野外人员自身的位置，终点即目的地位置；行动路线信息可以是根据当前野外人员附近的道路信息所计算得出的最佳路线，也可以是野外人员主动设定的，或是通过通信手段获取的；与目的地信息相类似的，行动路线信息如果是以主动设定或通信获取这两种方式所确定的，则对于同一个目的地，有且仅有一条行动路线。野外人员对应的设定范围内的团队成员位置指的是在一定范围内的其他团队成员的位置；对于无中心网络而言，一定范围内的其他成员可以是能够和野外人员直接建立通信链接的其他成员；若此网络允许多跳路由，则一定范围内的其他成员也可以是某几跳范围内的其他团队成员，跳数可以由野外人员自行设定；对于无中心网络之外的其他类型网络，一定范围可以是野外人员设定的空间范围。
野外人员开启定位监听，每隔一定的时间进行一次自身位置的获取。
野外人员的当前位置通过卫星定位系统获取，例如GPS(Global PositioningSystem，全球定位系统)或北斗卫星导航系统；也可以通过电信服务运营商提供的基站定位方式获取；还可以是采集野外人员所使用设备的网络地址所对应的位置信息。
为了保证获取位置的精确度，在设备获取到野外人员的位置信息后，需要对原始信息进行去噪处理，提高定位精度。
去除噪声点可以通过限制定位精度实现，例如，GPS定位的精度通常在米级，WiFi定位的精度在百米级，而基站定位精度在千米级，在可使用多种定位方式的前提下，可以通过设置定位精度的最小值从而去除精度较差的位置点；去除噪声点还可以通过位置估算的方式，例如，在常见的野外作业过程中，作业人员的运动速度不大于10m/s，因而可将本次定位数据同上一次定位的数据进行比对，若差值大于10t(单位为米，其中t为测量间隔，单位为秒)，则判定为定位偏移，本次定位无效，申请重新定位。
作为一个具体的实施例，以无线通信方式获取团队位置基础信息。
无线通信方式包括但不限于远距离宽带广域网通信方式、远距离窄带广域网通信方式、近距离无线局域网通信方式等。远距离宽带广域网通信方式的举例包括CDMA(CodeDivision MultipleAccess,码分多址)网络和5G通信网络等；远距离窄带广域网通信方式的举例包括NB-IoT(Narrow Band Internet of Things,窄带物联网)和LoRa(Long Range)等；近距离无线局域网通信方式的举例包括Wi-Fi方式和ZigBee等。
S102，确定所述野外人员的当前位置到所述行动路线的最短距离的位置；并以所述最短距离的位置为圆心，以允许偏差范围为半径作圆，确定所述野外人员的初始地理围栏；其中，允许偏差范围由野外人员根据周围环境自行设定，为保证围栏边界对于野外人员活动范围的有效控制，允许偏差范围不应大于野外人员在每两次定位采样期间所能达到的最远距离。
作为一个具体的实施例，从野外人员的当前位置向行动路线作射线，对于所做射线和行动路线的交点，计算其与野外人员之间的距离；重复上述步骤，直到求出到野外人员位置距离最短的交点，并记录其坐标；以所记录的交点坐标为圆心，以允许偏差范围为半径作圆，所得圆即为野外人员当前的初始地理围栏。
S103，根据所述团队的位置基础信息以及所述野外人员的当前位置确定指向向量；
S103具体包括：
W为指向向量权重参数，需根据其他团队成员与野外人员的距离以及通信链路状况计算得出。在使用LoRa通信方式获取团队位置基础信息时，通信链路状况指的是野外人员所接收到的其他团队成员所发出的通信信号的信噪比和丢包率，在此应用例中，接收信号的信噪比与距离成反比，丢包率则与距离成正比，因而在计算权重时，原则上需保证距离越近、信噪比越大且丢包率尽可能小的其他成员具有更大的权重，而距离过远的点则因为信噪比和丢包率过高的原因权重较小。
因此，由上述可知，利用
Figure BDA0003143069100000081
确定指向向量权重参数；
利用公式
Figure BDA0003143069100000082
确定指向向量；
其中，
Figure BDA0003143069100000083
为指向向量，O为野外人员的当前位置，Pi为野外人员对应的设定范围内的第i个团队成员的位置，
Figure BDA0003143069100000084
为从当前位置的坐标指向野外人员对应的设定范围内的第i个团队成员的位置的向量，W为指向向量权重参数，SNR为信噪比，单位为dB，L为野外人员与第i个团队成员之间的距离，单位为km，LR指链路丢包率，无量纲；SNR、LR均为无量纲变量，a、b、c均为常数，且1＞c≥a＞＞b，这是因为信噪比常为较大的负数，需要减小其在计算中的影响。
S104，利用所述指向向量扩展所述初始地理围栏；
S104具体包括：
分别获取野外人员对应的设定范围内的团队成员的指向向量
Figure BDA0003143069100000092
以所述初始地理围栏的圆心确定每个指向向量的垂线，并获取所述垂线与所述初始地理围栏的两个交点，即Ai和Bi两点；
根据每个指向向量的垂线与所述初始地理围栏的两个交点以及对应的指向向量的终点位置Ti确定弧线
Figure BDA0003143069100000091
为了便于统计所有的弧线，将标记点统计为集合Ω＝{(A1,T1,B1),(A2,T2,B2),…,(Ai,Ti,Bi)}。
将所有弧线合并；
对合并后的弧线和所述初始地理围栏进行比较，提取连通边界；
根据连通边界确定扩展后的地理围栏。
组合图形外部联通边界的提取方法如下：
S1，将集合Ω复制为集合C，对于集合C中具有相同的Ai和Bi坐标值的元素，若其Ti坐标在线段AiBi同侧，则计算其Ti坐标到初始围栏中心的距离并进行比较，留下距离最大的元素并删除其他的元素；
S2，选取集合C中任一个元素i，从其内的Ai坐标出发，沿着初始围栏边界向反向于Bi坐标的方向进行遍历搜索，直到遇到下一个元素i+1的Bi+1坐标为止，作线段Bi+1Ai，从线段Bi+1Ai的中点向初始围栏的外侧作射线与初始围栏相交于点Ri，将{Bi+1,Ri,Ai}作为新的元素插入集合C中元素{Ai,Ti,Bi}的后面；
S3，以Ai+1为起始点开始新一轮的搜索，重复这个过程直到搜索到最初元素的Bi坐标位置为止，对当前的集合C进行整理，将每个元素按顺序替换成{Xt,Yt,Zt}的形式，其中Xt,Yt,Zt分别按元素内顺序对应之前元素中的Ai,Ti,Bi或Bi+1,Ri,Ai；
S4，以集合C中每一个元素内的三个坐标值分别为左端点，弧线顶点，右端点做弧线
Figure BDA0003143069100000101
将所有的弧线统计为弧线集合D，
Figure BDA0003143069100000102
则集合D内所包含的所有弧线的总和构成的图形即为所求的组合图形的外部联通边界。
如图2的(a)部分所示，获取团队基础位置信息以及确定初始地理围栏，图中点104为当前团队的目的地位置，路线105为对应于目标位置的行动路线，点106为野外人员当前的位置，点101、102、103为野外人员所划定的一定范围内的其他成员的位置，由点106向路线105做射线，求得点106到路线105的最小路径交路线105于交点107，即以交点107为圆心，以设定的允许偏差范围为半径，做圆形区域108，圆形区域108即为初始地理围栏；
如图2的(b)部分所示，生成指向向量，图中以初始围栏圆心点107为起始点，分别向其他成员位置点101、102、103的方向做向量111、112、113。
如图2的(c)部分所示，对向量111、112、113，按照扩展初始围栏步骤1.1和步骤1.2的方法分别做弧，得到弧线121、122、123如图所示；
如图2的(d)部分所示，对初始地理围栏108和弧线121、122、123所组合成的图形进行边缘检测，提取其外部联通边界，如图中实线部分所示，通过提取出弧线集合构成的组合图形外部联通边界131，边界图形131即为当前时刻野外人员位置点106的地理围栏。
S105，实时获取所述野外人员的位置，并利用扩展后的地理围栏监控所述野外人员；并返回获取团队的位置基础信息以及每一野外人员的当前位置的步骤。更新位置基础信息以及每一野外人员的当前位置，即通过无线通信方式按照固定的间隔与通信网络内的其他成员同步位置信息，这一固定的时间间隔与野外人员的定位申请间隔应当不同，且大于等于野外人员的定位申请间隔。
S105具体包括：
判断所述野外人员的位置是否在所述扩展后的地理围栏外；
若在所述扩展后的地理围栏外，则对团队全体成员发送警报提醒；
若在所述扩展后的地理围栏内，则确定当前的扩展后的地理围栏的圆心与上一次扩展后的地理围栏的圆心沿着行动路线到目的地位置的距离，若当前的扩展后的地理围栏的圆心沿着行动路线到目的地位置的距离大于上一次扩展后的地理围栏的圆心沿着行动路线到目的地位置的距离，则对团队全体成员发送警报提醒。
监控野外人员的位置首先需要获取野外人员当前的位置信息和方向信息。对于使用卫星定位(如GPS和北斗系统)的定位场景，定位申请的返回信息中包含方向信息，可直接使用；对于使用其他定位方式的定位场景，可以将由上一次定位位置指向本次定位位置的向量方向作为本次定位的方向信息。
由上述可知，在监控过程中，危险行为分为两类，一是野外人员不在地理围栏的范围内，二是野外人员向反向于目的地位置的方向前进的行为。
第一类危险行为通过对每次的野外人员自身定位结果和地理围栏以射线法进行比较来判定；射线法的原理是由待测点向左作多条射线，计算每一条射线与区域边界的相交次数；如果每一条射线与区域边界的相交次数均为奇数，则认为待测点在多边形内，反之，若某一条射线与区域边界产生偶数次相交，则认为待测点在多边形外；对于第二类危险行为，检测方式是记录本次和上次初始围栏的生成结果，将两次结果中初始围栏的圆心到目的地位置的距离进行比较，此距离不是指两个点的直线距离，而是指沿着行动路线的距离，若比较结果是本次距离较上次更远，则认为是出现向反向前进的危险行为。
在监控过程中，向团队整体警报提醒分为两方面，一方面是在野外人员出现危险行为时向野外人员自身发出主动警报提醒；另一方面是在野外人员出现危险行为时向团队内广播警报消息，提示其他成员进行救援。
图3为发明所提供的一种基于动态位置共享的野外人员安全保障系统结构示意图，如图3所示，本发明所提供的一种基于动态位置共享的野外人员安全保障系统，包括：
信息获取模块301，用于获取团队的位置基础信息以及每一野外人员的当前位置；所述团队的位置基础信息包括：目的地位置、行动路线以及野外人员对应的设定范围内的团队成员位置；
初始地理围栏确定模块302，用于确定所述野外人员的当前位置到所述行动路线的最短距离的位置；并以所述最短距离的位置为圆心，以允许偏差范围为半径作圆，确定所述野外人员的初始地理围栏；
指向向量确定模块303，用于根据所述团队的位置基础信息以及所述野外人员的当前位置确定指向向量；
扩展后的地理围栏确定模块304，用于利用所述指向向量扩展所述初始地理围栏；
监测模块，用于实时获取所述野外人员的位置305，并利用扩展后的地理围栏监控所述野外人员；并返回获取团队的位置基础信息以及每一野外人员的当前位置的步骤。
所述指向向量确定模块303具体包括：
指向向量权重参数确定单元，用于利用
Figure BDA0003143069100000121
确定指向向量权重参数；
指向向量确定单元，用于利用公式
Figure BDA0003143069100000122
确定指向向量；
其中，
Figure BDA0003143069100000123
为指向向量，O为野外人员的当前位置，Pi为野外人员对应的设定范围内的第i个团队成员的位置，
Figure BDA0003143069100000124
为从当前位置的坐标指向野外人员对应的设定范围内的第i个团队成员的位置的向量，W为指向向量权重参数，SNR为信噪比，单位为dB，L为野外人员与第i个团队成员之间的距离，单位为km，LR指链路丢包率，无量纲；SNR、LR均为无量纲变量，a、b、c均为常数，且1＞c≥a＞＞b。
所述扩展后的地理围栏确定模块304具体包括：
指向向量获取单元，用于分别获取野外人员对应的设定范围内的团队成员的指向向量；
标记点确定单元，用于以所述初始地理围栏的圆心确定每个指向向量的垂线，并获取所述垂线与所述初始地理围栏的两个交点；
弧线确定单元，用于根据每个指向向量的垂线与所述初始地理围栏的两个交点以及对应的指向向量的终点位置确定弧线；
弧线合并单元，用于将所有弧线合并；
连通边界提取单元，用于对合并后的弧线和所述初始地理围栏进行比较，提取连通边界；
扩展后的地理围栏确定单元，用于根据连通边界确定扩展后的地理围栏。
所述监测模块305具体包括：
第一判断单元，用于判断所述野外人员的位置是否在所述扩展后的地理围栏外；
第一警报提醒单元，用于若在所述扩展后的地理围栏外，则对团队全体成员发送警报提醒；
第二警报提醒单元，用于若在所述扩展后的地理围栏内，则确定当前的扩展后的地理围栏的圆心与上一次扩展后的地理围栏的圆心沿着行动路线到目的地位置的距离，若当前的扩展后的地理围栏的圆心沿着行动路线到目的地位置的距离大于上一次扩展后的地理围栏的圆心沿着行动路线到目的地位置的距离，则对团队全体成员发送警报提醒。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的系统而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (4)

1.一种基于动态位置共享的野外人员安全保障方法，其特征在于，包括：
获取团队的位置基础信息以及每一野外人员的当前位置；所述团队的位置基础信息包括：目的地位置、行动路线以及野外人员对应的设定范围内的团队成员位置；
确定所述野外人员的当前位置到所述行动路线的最短距离的位置；并以所述最短距离的位置为圆心，以允许偏差范围为半径作圆，确定所述野外人员的初始地理围栏；
根据所述团队的位置基础信息以及所述野外人员的当前位置确定指向向量；
利用所述指向向量扩展所述初始地理围栏；
实时获取所述野外人员的位置，并利用扩展后的地理围栏监控所述野外人员；并返回获取团队的位置基础信息以及每一野外人员的当前位置的步骤；
所述根据所述团队的位置基础信息以及所述野外人员的当前位置确定指向向量，具体包括：
利用
Figure FDA0003635262870000011
确定指向向量权重参数；
利用公式
Figure FDA0003635262870000012
确定指向向量；
其中，
Figure FDA0003635262870000013
为指向向量，O为野外人员的当前位置，Pi为野外人员对应的设定范围内的第i个团队成员的位置，
Figure FDA0003635262870000014
为从当前位置的坐标指向野外人员对应的设定范围内的第i个团队成员的位置的向量，W为指向向量权重参数，SNR为信噪比，单位为dB，L为野外人员与第i个团队成员之间的距离，单位为km，LR指链路丢包率，无量纲；SNR、LR均为无量纲变量，a、b、c均为常数，且1＞c≥a＞＞b；
所述利用所述指向向量扩展所述初始地理围栏，具体包括：
分别获取野外人员对应的设定范围内的团队成员的指向向量；
以所述初始地理围栏的圆心确定每个指向向量的垂线，并获取所述垂线与所述初始地理围栏的两个交点；
根据每个指向向量的垂线与所述初始地理围栏的两个交点以及对应的指向向量的终点位置确定弧线；
将所有弧线合并；
对合并后的弧线和所述初始地理围栏进行比较，提取连通边界；
根据连通边界确定扩展后的地理围栏。
2.根据权利要求1所述的一种基于动态位置共享的野外人员安全保障方法，其特征在于，所述实时获取所述野外人员的位置，并利用扩展后的地理围栏监控所述野外人员，具体包括：
判断所述野外人员的位置是否在所述扩展后的地理围栏外；
若在所述扩展后的地理围栏外，则对团队全体成员发送警报提醒；
若在所述扩展后的地理围栏内，则确定当前的扩展后的地理围栏的圆心与上一次扩展后的地理围栏的圆心沿着行动路线到目的地位置的距离，若当前的扩展后的地理围栏的圆心沿着行动路线到目的地位置的距离大于上一次扩展后的地理围栏的圆心沿着行动路线到目的地位置的距离，则对团队全体成员发送警报提醒。
3.一种基于动态位置共享的野外人员安全保障系统，其特征在于，包括：
信息获取模块，用于获取团队的位置基础信息以及每一野外人员的当前位置；所述团队的位置基础信息包括：目的地位置、行动路线以及野外人员对应的设定范围内的团队成员位置；
初始地理围栏确定模块，用于确定所述野外人员的当前位置到所述行动路线的最短距离的位置；并以所述最短距离的位置为圆心，以允许偏差范围为半径作圆，确定所述野外人员的初始地理围栏；
指向向量确定模块，用于根据所述团队的位置基础信息以及所述野外人员的当前位置确定指向向量；
扩展后的地理围栏确定模块，用于利用所述指向向量扩展所述初始地理围栏；
监测模块，用于实时获取所述野外人员的位置，并利用扩展后的地理围栏监控所述野外人员；并返回获取团队的位置基础信息以及每一野外人员的当前位置的步骤；
所述指向向量确定模块具体包括：
指向向量权重参数确定单元，用于利用
Figure FDA0003635262870000031
确定指向向量权重参数；
指向向量确定单元，用于利用公式
Figure FDA0003635262870000032
确定指向向量；
其中，
Figure FDA0003635262870000033
为指向向量，O为野外人员的当前位置，Pi为野外人员对应的设定范围内的第i个团队成员的位置，
Figure FDA0003635262870000034
为从当前位置的坐标指向野外人员对应的设定范围内的第i个团队成员的位置的向量，W为指向向量权重参数，SNR为信噪比，单位为dB，L为野外人员与第i个团队成员之间的距离，单位为km，LR指链路丢包率，无量纲；SNR、LR均为无量纲变量，a、b、c均为常数，且1＞c≥a＞＞b；
所述扩展后的地理围栏确定模块具体包括：
指向向量获取单元，用于分别获取野外人员对应的设定范围内的团队成员的指向向量；
标记点确定单元，用于以所述初始地理围栏的圆心确定每个指向向量的垂线，并获取所述垂线与所述初始地理围栏的两个交点；
弧线确定单元，用于根据每个指向向量的垂线与所述初始地理围栏的两个交点以及对应的指向向量的终点位置确定弧线；
弧线合并单元，用于将所有弧线合并；
连通边界提取单元，用于对合并后的弧线和所述初始地理围栏进行比较，提取连通边界；
扩展后的地理围栏确定单元，用于根据连通边界确定扩展后的地理围栏。
4.根据权利要求3所述的一种基于动态位置共享的野外人员安全保障系统，其特征在于，所述监测模块具体包括：
第一判断单元，用于判断所述野外人员的位置是否在所述扩展后的地理围栏外；
第一警报提醒单元，用于若在所述扩展后的地理围栏外，则对团队全体成员发送警报提醒；
第二警报提醒单元，用于若在所述扩展后的地理围栏内，则确定当前的扩展后的地理围栏的圆心与上一次扩展后的地理围栏的圆心沿着行动路线到目的地位置的距离，若当前的扩展后的地理围栏的圆心沿着行动路线到目的地位置的距离大于上一次扩展后的地理围栏的圆心沿着行动路线到目的地位置的距离，则对团队全体成员发送警报提醒。
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