CN113490272A - 基于uwb定位的安全吊装预警方法、系统及介质 - Google Patents

Abstract

本申请提出一种基于UWB定位的安全吊装预警方法、系统及介质，该方法包括：在竖井区域内设置预设数量的超宽带UWB基站和声光告警器；通过每个UWB基站对安装在吊钩设备上的定位标签进行定位，以获取定位标签的定位数据；根据定位标签的定位数据确定预警区域，并向预警区域内的人员进行告警。该方法可在地铁工地竖井区域内有吊装工作时，准确的确定需要预警的危险区域，并提前示警通知危险区域的人员离开，提高了对吊装工作预警的时效性和准确性，有利于保证人员安全。

Description

基于UWB定位的安全吊装预警方法、系统及介质

技术领域

本申请涉及室内三维定位检测技术领域，尤其涉及一种基于UWB定位的安全吊装预警方法、系统及介质。

背景技术

目前，在各类施工工地内，尤其是地铁隧道施工工地的竖井区域，施工过程中的安全监测和科学施工显得越来越重要。为解决地铁工地中竖井区域的安全施工问题，采用信息化的监控预警系统是目前最常用的解决方法，在节省人力物力同时能够有效的降低风险损失。

相关技术中，地铁工地中竖井区域施工安全监控系统通常是先将检测到的事故信息发送到监控室，由监控室内工作人员人为判断后干预告警，并且，目前的工地尤其竖井区域内的预警系统传输数据时大多延迟较高。

因此，目前的地铁工地中竖井区域内的预警系统存在监测数据滞后性、出错率高、预警报警迟缓而导致风险无法及时发现等问题，其中，特别是对于生产过程中吊钩设备等会产生移动的设备的安全事件的预警机制差，不能快速的反馈到事发地，且进行预警的准确性较差，导致易造成的不必要的人员伤亡以及财产损失。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的第一个目的在于提出一种基于UWB定位的安全吊装预警，该方法根据定位精度更高的UWB技术对安装在吊钩设备上的定位标签进行定位，进而在安全吊装工作时可以准确的计算出实时的动态预警区域，并提前向危险区域内的人员预警，提高了对安全吊装预警的时效性和准确性，进一步保证了人员安全。

本发明的第二个目的在于提出一种用基于UWB定位的安全吊装预警系统。

本发明的第三个目的在于提出一种非瞬时计算机可读存储介质。

为达到上述目的，本申请第一方面实施例提出了一种基于UWB定位的安全吊装预警方法，包括：在竖井区域内设置预设数量的超宽带UWB基站和声光告警器；通过每个UWB基站对安装在吊钩设备上的定位标签进行定位，以获取定位标签的定位数据；根据定位标签的定位数据确定预警区域，并向预警区域内的人员进行告警。

根据本申请实施例的基于UWB定位的安全吊装预警方法，根据定位精度更高的UWB技术对安装在吊钩设备上的定位标签进行定位，可以准确的确定吊钩设备的坐标，进而在安全吊装工作时可以准确的计算出实时的动态预警区域，并提前向危险区域内的人员预警，提高了对安全吊装预警的时效性和准确性，进一步保证了人员安全。

另外，根据本申请上述实施例提出的基于UWB定位的安全吊装预警方法还可以具有如下附加的技术特征：

根据本申请的一个实施例，所述竖井区域包括顶层和中板层，所述在竖井区域内设置预设数量的超宽带UWB基站包括：在所述顶层的每个窗口中的选择一组对角，在选择的每个角上设置一台UWB基站，并在所述中板层的每个窗口的每个角上设置一台UWB基站，以使所述定位标签同时位于四台UWB基站的采样范围内。

根据本申请的一个实施例，通过每个所述UWB基站对安装在吊钩设备上的定位标签进行定位，包括：建立与所述竖井区域对应的三维坐标系，并确定每个所述UWB基站在所述坐标系内的坐标；通过每个所述UWB基站对所述安装在吊钩设备上的定位标签进行测距，将测距数据发送至主基站进行汇总；从汇总后的原始距离数据中筛选出误差数据并丢弃所述误差数据；将所述三维坐标系划分为多个均等的正方体格子，确定每个所述正方体格子的中心点坐标，并根据筛选结果从设置的基站中选取预设数量的UWB基站，根据选取的UWB基站的坐标和对应的测距数据，以及每个所述正方体格子的中心点坐标，依次确定所述定位标签在每个所述正方体格子的位置记录；根据所述每个所述正方体格子的位置记录进行投票，以确定所述定位标签的结论坐标。

根据本申请的一个实施例，确定预警区域，包括：根据所述定位标签的坐标确定所述定位标签的实时位置、行进方向和行进速度；根据当前时刻，以及所述定位标签的实时位置、行进方向和行进速度计算出不同时刻下的动态预警区域。

根据本申请的一个实施例，所述向所述预警区域内的人员进行告警，包括：控制所述动态预警区域内的所述声光告警器进行告警；向处于所述动态预警区域内的人员的定位标签发送告警信号。

为达到上述目的，本申请第二方面实施例提出了一种基于UWB定位的安全吊装预警系统，包括：

设置模块，用于在竖井区域内设置预设数量的超宽带UWB基站和声光告警器；

定位模块，用于通过每个所述UWB基站对安装在吊钩设备上的定位标签进行定位，以获取所述定位标签的定位数据；

预警模块，用于根据所述定位标签的定位数据确定预警区域，并向所述预警区域内的人员进行告警。

另外，根据本申请上述实施例提出的基于UWB定位的安全吊装预警系统还可以具有如下附加的技术特征：

根据本申请的一个实施例，竖井区域包括顶层和中板层，设置模块具体用于：在所述顶层的每个窗口中的选择一组对角，在选择的每个角上设置一台UWB基站，并在所述中板层的每个窗口的每个角上设置一台UWB基站。

根据本申请的一个实施例，定位模块还包括：第一确定单元，用于建立与所述竖井区域对应的三维坐标系，并确定每个所述UWB基站在所述坐标系内的坐标；测距单元，用于通过每个所述UWB基站对所述安装在吊钩设备上的定位标签进行测距，将测距数据发送至主基站进行汇总；筛选单元，用于从汇总后的原始距离数据中筛选出误差数据并丢弃所述误差数据；第二确定单元，用于将所述三维坐标系划分为多个均等的正方体格子，确定每个所述正方体格子的中心点坐标，并根据筛选结果从设置的基站中选取预设数量的UWB基站，根据选取的UWB基站的坐标和对应的测距数据，以及每个所述正方体格子的中心点坐标，依次确定所述定位标签在每个所述正方体格子的位置记录；投票单元，用于根据所述每个所述正方体格子的位置记录进行投票，以确定所述定位标签的结论坐标。

根据本申请的一个实施例，预警模块，还包括：第三确定单元，用于根据所述定位标签的坐标确定所述定位标签的实时位置、行进方向和行进速度；计算单元，用于根据当前时刻，以及所述定位标签的实时位置、行进方向和行进速度计算出不同时刻下的动态预警区域。

根据本申请实施例的基于UWB定位的安全吊装预警系统，根据定位精度更高的UWB技术对安装在吊钩设备上的定位标签进行定位，可以准确的确定吊钩设备的坐标，进而在安全吊装工作时可以准确的计算出实时的动态预警区域，并提前向危险区域内的人员预警，提高了对安全吊装预警的时效性和准确性，进一步保证了人员安全。

本申请第三方面实施例提出了一种存储有计算机指令的非瞬时计算机可读存储介质，其中，所述计算机指令用于使所述计算机执行本申请实施例公开的的基于UWB定位的安全吊装预警方法。

本公开附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本公开的实践了解到。

附图说明

本公开上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本申请实施例提供的一种基于UWB定位的安全吊装预警方法的流程示意图；

图2是根据本申请实施例提供的一种具体的安全吊装的设置方式的示意图；

图3是根据本申请实施例提供的一种具体的向预警区域内的人员进行告警的方法的流程示意图；

图4是根据本申请实施例提供的一种具体的对安装在吊钩设备上的定位标签进行定位的方法的流程示意图；

图5是根据本申请实施例提供的一种基于UWB定位的安全吊装预警系统的结构示意图；

图6示出了适于用来实现本申请实施方式的示例性计算机设备的框图。

具体实施方式

下面详细描述本公开的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本公开，而不能理解为对本公开的限制。相反，本公开的实施例包括落入所附加权利要求书的精神和内涵范围内的所有变化、修改和等同物。

针对背景技术中提到的相关技术中存在的，在地铁工地中竖井区域施内，预警系统存在监测数据滞后性、出错率高、预警报警迟缓而导致风险无法及时发现，特别是对于生产过程中吊钩设备等会产生移动的设备的安全事件的预警机制差，不能快速的反馈到事发地，且进行预警的准确性较差，导致易造成的不必要的人员伤亡以及财产损失技术问题，本实施例技术方案提供了一种基于UWB定位的安全吊装预警方法，下面结合具体的实施例对该方法进行说明。

其中，需要说明的是，本申请实施例的用基于UWB定位的安全吊装预警方法的执行主体可以为申请提出的基于UWB定位的安全吊装预警系统，该系统可以由软件和/或硬件的方式实现，该系统可以配置在电子设备中，电子设备可以包括但不限于终端、服务器端等。

图1是根据本申请实施例提供的一种基于UWB定位的安全吊装预警方法的流程示意图，如图1所示，该方法包括：

S101：在竖井区域内设置预设数量的超宽带UWB基站和声光告警器。

需要说明的是，如图2所示，本申请中的安全吊装可以是设置在竖井区域的各个窗口中，通过吊钩设备在竖井区域的各个层间移动和操作，以对待安装的设备或施工材料、器具等进行安装和移动的设备。在竖井区域内可设置多个安全吊装，各安全吊装工作时的吊装区域可以根据实际施工需要确定，比如，如图2中所示的窗口内的区域，也可以覆盖竖井区域中的其他位置其中，较大的矩形表示顶层中窗口，在较大的矩形中的较小的矩形表示中板层每个窗口，三维柱体结构表示安全吊装。

其中，在竖井区域的各个层中设置的UWB基站的数量可以根据对三维定位的精确度的要求和预计的成本等因素确定，并确保每个层中的每个位置的可视基站是4台以上，即每个位置均可被4台以上的UWB基站的信号覆盖，使定位标签同时位于4台UWB基站的采样范围内，以满足实现准确的三维定位基础的要求即可，具体的设置方式此处不做限制。

在本申请一个实施例中，若竖井区域包括顶层、中板层和低层三个层，且每个层对应位置上设置了四个窗口，则作为一种示例，可以在顶层的每个窗口中的选择一组对角，在选择的每个角上设置一台UWB基站，并在中板层的每个窗口的每个角上设置一台UWB基站，即顶层（地面层）设置8个，中板层安装16台。由此，在低层不设置UWB基站的情况下，实现三个层每个位置可视基站在4台以上，在满足准确的三维定位的基础上节约了成本。而声光告警器设置的间隔根据预警系统预警的精确性要求确定，比如，若划分每个预警区域的范围为80米，则隔80米设置一台声光告警器。

其中，设置的UWB基站包括主基站和从基站，主基站可以和交换机等设备通信，以向外部设备传输各UWB基站测得的数据。

S102：通过每个UWB基站对安装在吊钩设备上的定位标签进行定位，以获取定位标签的定位数据。

其中，本申请实施例中的定位标签是设置安全吊装的吊钩设备上并且可与UWB基站进行交互的设备，定位标签采用干电池供电，可持续使用较长的时间。

其中，定位数据包括定位标签的坐标和位于竖井区域内的具体位置等信息，本申请先根据竖井区域建立坐标系，使竖井区域内的各个设备或人员具有对应的坐标，再通过UWB基站对定位标签进行定位，获取UWB基站测得的定位标签的坐标，根据定位标签的坐标可以确定定位标签的实时位置。在本申请中，将定位标签的坐标近似为待定位的吊钩设备的坐标，通过确定定位标签在竖井区域对应的三维坐标系内的坐标，实现对吊钩设备的三维定位

具体的，在本申请一个实施例中，通过每个UWB基站对安装在吊钩设备上的定位标签进行定位时，设置的每个UWB基站通过发送非正弦波窄脉冲信号至定位标签的方式，测定本基站与定位标签之间的距离，进而根据每个UWB基站将测得的本基站与定位标签之间的距离（即测距数据）确定定位标签的坐标。

由此，根据UWB高精度定位数据可在竖井整体的三维空间内进行定位，即当吊钩设备处在竖井的不同层时可统一进行定位，实现了竖井的全区域内无缝覆盖的效果，扩展了可定位的区域，并且，降低了障碍物遮挡信号等实际因素对定位的影响，提高了定位的准确性。进而有利于后续更加准确的确定预警区域，提高对安全吊装预警的精确性。

需要说明的是，本申请实施例中可同时对多个定位标签进行定位，比如，如图2所示，竖井内存在第一安全吊装10和第二安全吊装20，则存在两个待定位的定位标签时，每个UWB基站可同时对各个定位标签进行测距，后续根据每个定位标签对应的测距数据分别对每个定位标签进行定位。

S103：根据定位标签的定位数据确定预警区域，并向预警区域内的人员进行告警。

在本申请的实施例中，在安全吊装工作时先确定吊钩设备将要移动的区域，以该区域为需要向区域内的人员进行告警的预警区域。

作为一种可能的实现方式，首先根据定位标签的坐标确定定位标签的实时位置、行进方向和行进速度。具体的，根据安装在吊钩设备上的标签的坐标可以确定吊钩设备当前在竖井区域内的具体位置，比如，在竖井的中板层中的第一区域等，并通过不同时刻下定位标签的坐标的变化，可以计算出定位标签的行进方向和行进速度，比如，若第一秒时定位标签的坐标为（10，50，100），第二秒时定位标签的坐标为（50，50，100），则可计算出定位标签的行进速度为40，且行进方向为沿坐标系X轴的方向。

然后，根据当前时刻，以及轨道车标签的实时位置、行进方向和行进速度计算出不同时刻下的动态预警区域。具体的，在确定轨道车标签在当前时刻下的实时位置、行进方向和行进速度后，通过速度乘以时间可以确定吊钩设备沿当前行进方向在后续不同时刻下移动到的位置，进而根据不同时刻下吊钩设备的位置划分出其影响的范围，确定不同时刻下的动态预警区域。

更进一步的，向确定出的预警区域内的人员进行告警，可以在吊钩设备还未移动到预警区域时提醒区域内的人员提前撤离该区域。

作为一种可能的实现方式，如图3所示，本申请实施例提供的一种具体的向预警区域内的人员进行告警的方法，包括：

步骤301：智慧工地系统确定动态预警区域内人员标签和声光告警器ID，并反馈给定位引擎系统。

具体的，本实施例中，各个UWB基站通过定位基站的总线和交换机，与计算层的定位引擎系统相连，各个声光告警器可通过交换机与定位引擎系统相连，定位引擎系统再与业务层的智慧工地系统相连，以实现数据传输。智慧工地系统综合分析各个定位标签中的人员标签的坐标以及各个声光告警器的坐标，筛选出位于动态预警区域内的人员标签和声光告警器的ID，并反馈给定位引擎系统。

步骤302：定位引擎系统控制动态预警区域内的声光告警器进行告警。

具体的，定位引擎系统根据声光告警器的ID，向相应的声光告警器发送指令，控制声光告警器向周围区域发出声光形式告警，比如，控制动态预警区域内的声光告警器1和声光告警器2闪烁灯光和输出警铃等。

步骤303：定位引擎系统向人员标签发送告警信息。

具体的，定位引擎系统向动态预警区域内的人员的定位标签发送告警指令，使相应人员的定位标签震动，并向相应人员的定位标签或关联的移动设备发送文字提示信息等。

由此，将吊钩设备移动过程中的轨迹范围提前示警通知到在危险区域进行生产逗留的人员，使相关人员提前做出响应离开危险区域。

综上所述，本申请实施例的基于UWB定位的安全吊装预警方法，在竖井区域内设置预设数量的超宽带UWB基站和声光告警器，并通过每个UWB基站对安装在吊钩设备上的定位标签进行定位，以获取定位标签的定位数据，再根据定位标签的定位数据确定预警区域，并向预警区域内的人员进行告警。该方法根据定位精度更高的UWB技术对安装在吊钩设备上的定位标签进行定位，可以准确的确定吊钩设备的坐标，进而在安全吊装工作时可以准确的计算出实时的动态预警区域，并提前向危险区域内的人员预警，提高了对安全吊装预警的时效性和准确性，进一步保证了人员安全。

为了更加清楚的说明本申请通过UWB基站对吊钩设备进行定位的具体实现方式，本申请还提出了一种具体的对安装在吊钩设备上的定位标签进行定位的方法。

图4是根据本申请实施例提供的一种具体的对安装在吊钩设备上的定位标签进行定位的方法的流程示意图。参考图4所示，该方法包括：

S401：建立与竖井区域对应的三维坐标系，并确定每个UWB基站在坐标系内的坐标。

具体实施时，先在竖井区域内设置原点并基于原点建立与竖井区域对应的XYZ三维坐标系，原点的设置方式可以根据实际需求确定，比如，以竖井区域的中心点为原点，或者，以竖井区域的左下角的顶点为原点等。然后，通过上述方式在竖井区域的不同层中分别设置完成对应数量的超宽带UWB基站后，确定每个基站在建立的坐标系内的坐标，作为一种可能的实现方式，可以将安装的UWB基站通过激光测距或交叉计算等方法确定各个基站在坐标系内的精确坐标。

S402：通过每个UWB基站对安装在吊钩设备上的定位标签进行测距，将测距数据发送至主基站进行汇总。

其中，UWB基站进行测距的具体实现方式可参照上述实施例的描述，此处不再赘述。

S403：从汇总后的原始距离数据中筛选出误差数据并丢弃误差数据。

其中，主基站汇总每个基站传输的测距数据后，获得各个UWB基站测得的原始距离数据，并且可通过交换机将原始距离数据传输至后台设备进行后续的计算，比如，传输至本申请实施例的三维定位系统的边缘计算层。

其中，误差数据是UWB基站测得的错误的距离数据，比如，由于UWB基站发送的信号被障碍物反射后，测量的与定位标签的距离大于实际距离，又比如，UWB基站在定位标签不在竖井区域内时测量的与与定位标签的距离等。

具体筛选误差数据时，在本申请一个实施例中，先确定每个UWB基站在竖井区域内可测得的准确的测距数据的最大阈值，作为一种示例，根据基站的坐标和竖井区域的各个顶点的坐标，确定每个UWB基站与竖井区域的各个顶点间的距离，然后比较各个距离，以其中的最大距离为当前基站可测得的准确的测距数据的最大阈值。然后比较每个UWB基站传输的测距数据与各基站对应的最大距离的大小，若任一UWB基站传输的测距数据大于其对应的最大距离，则确定该UWB基站当前的测距数据为误差数据。

S404：将三维坐标系划分为多个均等的正方体格子，确定每个正方体格子的中心点坐标，并根据筛选结果从设置的基站中选取预设数量的UWB基站，根据选取的UWB基站的坐标和对应的测距数据，以及每个正方体格子的中心点坐标，依次确定定位标签在每个正方体格子的位置记录。

其中，位置记录表示定位标签的位置处于当前正方体格子的概率。而选取的UWB基站的数量根据可以准确的确定定位标签的坐标确定，比如，根据3台UWB基站的数据可以确定定位标签在每个方体格子的概率时，则从设置的所有基站中选取3台。

在本申请的一个实施例中，先将三维坐标系划分为多个均等的正方体格子，其中，可根据坐标轴的长度和定位精度确定正方体格子的边长和数量，比如，将三维坐标系划分为多个边长为10cm的正方体格子，再确定划分出的每个正方体格子的中心点坐标。然后，以经过筛选的测距数据为输入，即将传输了误差数据的基站剔除后，从剩余的全部基站中选取预设数量的UWB基站，并确定选取的UWB基站在坐标系中的坐标，根据选取的基站的坐标和每个正方体格子的中心点坐标，计算选取的基站至每个正方体格子的中心点的距离，将该距离与输入的测距数据进行比较，确定定位标签在每个正方体格子的位置记录。

举例而言，以坐标系原点所在的正方体格子为当前选取的小格子1，确定其坐标为（x1,y1,z1）。若在竖井区域中设置了5个基站，选取的基站的预设数量为3，则存在

种选取方式，本实施例先选取第一种组合，即选取基站A、基站B和基站C，并确定基站A的坐标为（xa,ya,za），基站B的坐标为（xb,yb,zb），基站C的坐标为（xc,yc,zc）。

进一步的，通过两点间的距离公式计算每个选取的UWB基站与任一正方体格子的中心点间的距离，再将计算出的各个距离相加。继续参照上述示例，通过下述方式计算选取的UWB基站与正方体格子的中心点间的第一距离：

+

+

。再计算每个选取的UWB基站发送的测距数据的和，以获得第二距离，具体的，获取选取的各个UWB基站发送的测距数据，即定位标签到本基站距离数据，继续参照上述示例，定位标签到基站A的距离是La，到基站B的距离是Lb，到基站C的距离是Lc，再将La、Lb和Lc相加得到第二距离。

更进一步的，计算第一距离与第二距离的差的绝对值，并比较绝对值与正方体格子的边长的大小。若绝对值小于正方体格子的边长，则任一正方体格子位置记录加一。继续参照上述示例，当划分的正方体格子的边长为10cm时，通过下述方式进行比较：

+

+

-（La+Lb+Lc）

<10cm

即，若上述不等式成立，则确定小格子1在基站A、基站B和基站C的组合下的位置记录加一。

最后，在判定完当前的基站组合后，针对剩余的每种组合依次选取对应的UWB基站，并重复执行步骤S1至步骤S4，以确定每种组合下的小格子1的位置记录是否加一。比如，针对上述示例中的

种排列组合中每一种组合，均通过步骤S1至步骤S4进行确定该种组合下的小格子1的位置记录是否加一。在所有组合均执行完后，统计位置记录最终的累加值，计算出正方体格子累计的位置记录。

S405：根据每个正方体格子的位置记录进行投票，以确定定位标签的结论坐标。

在本申请一个实施例中，在确定定位标签在每个正方体格子的位置记录后，结合每个正方体格子的位置记录，以及每个正方体格子的历史投票成功记录和定位标签的历史定位坐标等各种参数，投票确定定位标签所在的正方体格子。

具体可通过本申请的用于地铁工地竖井内的三维定位系统中的投票模块获取上述各种参数后，对上一步确定的每个可能包含定位标签的正方体格子进行投票，将得票数大于总票数的一半的正方体小格子确定为定位标签所在的目标正方体格子，即单个小格子得票半数以上的为成功投票，并以目标正方体格子的中心点坐标为定位标签最终的结论坐标，从而实现对定位标签在竖井区域中的三维定位。

根据本申请实施例的基于UWB定位的安全吊装预警方法，根据UWB高精度定位数据对划分的每个采样区域进行筛选、投票得出安装在吊钩设备上的定位标签的坐标，可在竖井整体的三维空间内进行定位，即当吊钩设备处在竖井的不同层时可统一进行定位，实现了竖井的全区域内无缝覆盖的效果，扩展了可定位的区域，并且，降低了障碍物遮挡信号等实际因素对定位的影响，提高了定位的准确性。进而，根据定位标签定位后的坐标，可以更加准确的确定预警区域，提高对安全吊装预警的精确性。

图5是根据本申请实施例提供的一种基于UWB定位的安全吊装预警系统的结构示意图。如图5所示，该基于UWB定位的安全吊装预警系统包括：

设置模块100，用于在竖井区域内设置预设数量的超宽带UWB基站和声光告警器。

定位模块200，用于通过每个UWB基站对安装在吊钩设备上的定位标签进行定位，以获取定位标签的定位数据。

预警模块300，用于根据定位标签的定位数据确定预警区域，并向预警区域内的人员进行告警。

可选地，一些实施例中，设置模块100具体用于：在顶层的每个窗口中的选择一组对角，在选择的每个角上设置一台UWB基站，并在中板层的每个窗口的每个角上设置一台UWB基站，以使定位标签同时位于四台UWB基站的采样范围内。

可选地，一些实施例中，定位模块200还包括：第一确定单元，用于建立与竖井区域对应的三维坐标系，并确定每个UWB基站在所述坐标系内的坐标；测距单元，用于通过每个UWB基站对安装在吊钩设备上的定位标签进行测距，将测距数据发送至主基站进行汇总；筛选单元，用于从汇总后的原始距离数据中筛选出误差数据并丢弃所述误差数据；第二确定单元，用于将三维坐标系划分为多个均等的正方体格子，确定每个正方体格子的中心点坐标，并根据筛选结果从设置的基站中选取预设数量的UWB基站，根据选取的UWB基站的坐标和对应的测距数据，以及每个正方体格子的中心点坐标，依次确定定位标签在每个正方体格子的位置记录；投票单元，用于根据每个所述正方体格子的位置记录进行投票，以确定定位标签的结论坐标。

可选地，一些实施例中，预警模块300还包括，第三确定单元，用于：根据定位标签的坐标确定定位标签的实时位置、行进方向和行进速度；计算单元，用于根据当前时刻，以及定位标签的实时位置、行进方向和行进速度计算出不同时刻下的动态预警区域。

可选地，一些实施例中，预警模块300还用于：控制动态预警区域内的声光告警器进行告警；向处于动态预警区域内的人员的定位标签发送告警信号。

本申请实施例的基于UWB定位的安全吊装预警系统，在竖井区域内设置预设数量的超宽带UWB基站和声光告警器，并通过每个UWB基站对安装在吊钩设备上的定位标签进行定位，以获取定位标签的定位数据，再根据定位标签的定位数据确定预警区域，并向预警区域内的人员进行告警。该系统根据定位精度更高的UWB技术对安装在吊钩设备上的定位标签进行定位，可以准确的确定吊钩设备的坐标，进而在安全吊装工作时可以准确的计算出实时的动态预警区域，并提前向危险区域内的人员预警，提高了对安全吊装预警的时效性和准确性，进一步保证了人员安全。

根据本申请的实施例，本申请还提供了一种电子设备、一种可读存储介质和一种计算机程序产品。

为了实现上述实施例，本申请还提出一种存储有计算机指令的非瞬时计算机可读存储介质，其中，所述计算机指令用于使所述计算机执行上述实施例中任一项所述的基于UWB定位的安全吊装预警方法。

图6示出了适于用来实现本申请实施方式的示例性计算机设备的框图。图6显示的计算机设备12仅仅是一个示例，不应对本申请实施例的功能和使用范围带来任何限制。

如图6所示，计算机设备12以通用计算设备的形式表现。计算机设备12的组件可以包括但不限于：一个或者多个处理器或者处理单元16，系统存储器28，连接不同系统组件（包括系统存储器28和处理单元16）的总线18。

总线18表示几类总线结构中的一种或多种，包括存储器总线或者存储器控制器，外围总线，图形加速端口，处理器或者使用多种总线结构中的任意总线结构的局域总线。举例来说，这些体系结构包括但不限于工业标准体系结构（Industry StandardArchitecture；以下简称：ISA）总线，微通道体系结构（Micro Channel Architecture；以下简称：MAC）总线，增强型ISA总线、视频电子标准协会（Video Electronics StandardsAssociation；以下简称：VESA）局域总线以及外围组件互连（Peripheral ComponentInterconnection；以下简称：PCI）总线。

计算机设备12典型地包括多种计算机系统可读介质。这些介质可以是任何能够被计算机设备12访问的可用介质，包括易失性和非易失性介质，可移动的和不可移动的介质。

存储器28可以包括易失性存储器形式的计算机系统可读介质，例如随机存取存储器（Random Access Memory；以下简称：RAM）30和/或高速缓存存储器32。计算机设备12可以进一步包括其它可移动/不可移动的、易失性/非易失性计算机系统存储介质。仅作为举例，存储系统34可以用于读写不可移动的、非易失性磁介质（图6未显示，通常称为“硬盘驱动器”）。

尽管图6中未示出，可以提供用于对可移动非易失性磁盘（例如“软盘”）读写的磁盘驱动器，以及对可移动非易失性光盘（例如：光盘只读存储器（Compact Disc Read OnlyMemory；以下简称：CD-ROM）、数字多功能只读光盘（Digital Video Disc Read OnlyMemory；以下简称：DVD-ROM）或者其它光介质）读写的光盘驱动器。在这些情况下，每个驱动器可以通过一个或者多个数据介质接口与总线18相连。存储器28可以包括至少一个程序产品，该程序产品具有一组（例如至少一个）程序模块，这些程序模块被配置以执行本申请各实施例的功能。

具有一组（至少一个）程序模块42的程序/实用工具40，可以存储在例如存储器28中，这样的程序模块42包括但不限于操作系统、一个或者多个应用程序、其它程序模块以及程序数据，这些示例中的每一个或某种组合中可能包括网络环境的实现。程序模块42通常执行本申请所描述的实施例中的功能和/或方法。

计算机设备12也可以与一个或多个外部设备14（例如键盘、指向设备、显示器24等）通信，还可与一个或者多个使得用户能与该计算机设备12交互的设备通信，和/或与使得该计算机设备12能与一个或多个其它计算设备进行通信的任何设备（例如网卡，调制解调器等等）通信。这种通信可以通过输入/输出（I/O）接口22进行。并且，计算机设备12还可以通过网络适配器20与一个或者多个网络（例如局域网（Local Area Network；以下简称：LAN），广域网（Wide Area Network；以下简称：WAN）和/或公共网络，例如因特网）通信。如图所示，网络适配器20通过总线18与计算机设备12的其它模块通信。应当明白，尽管图中未示出，可以结合计算机设备12使用其它硬件和/或软件模块，包括但不限于：微代码、设备驱动器、冗余处理单元、外部磁盘驱动阵列、RAID系统、磁带驱动器以及数据备份存储系统等。

处理单元16通过运行存储在系统存储器28中的程序，从而执行各种功能应用以及数据处理，例如实现前述实施例中提及的用于盾构地铁隧道管片的扫描检测方法。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本申请的其它实施方案。本申请旨在涵盖本申请的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本申请的一般性原理并包括本申请未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本申请的真正范围和精神由下面的权利要求指出。

应当理解的是，本申请并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本申请的范围仅由所附的权利要求来限制。

需要说明的是，在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本申请的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本申请的实施例所属技术领域的技术人员所理解。

应当理解，本申请的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列（PGA），现场可编程门阵列（FPGA）等。

本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。

此外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。

上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管上面已经示出和描述了本申请的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本申请的限制，本领域的普通技术人员在本申请的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种基于UWB定位的安全吊装预警方法，其特征在于，包括以下步骤：

在竖井区域内设置预设数量的超宽带UWB基站和声光告警器；

通过每个所述UWB基站对安装在吊钩设备上的定位标签进行定位，以获取所述定位标签的定位数据；

根据所述定位标签的定位数据确定预警区域，并向所述预警区域内的人员进行告警。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述竖井区域包括顶层和中板层，所述在竖井区域内设置预设数量的超宽带UWB基站包括：

在所述顶层的每个窗口中的选择一组对角，在选择的每个角上设置一台UWB基站，并在所述中板层的每个窗口的每个角上设置一台UWB基站，以使所述定位标签同时位于四台UWB基站的采样范围内。

3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述通过每个所述UWB基站对安装在吊钩设备上的定位标签进行定位，包括：

建立与所述竖井区域对应的三维坐标系，并确定每个所述UWB基站在所述坐标系内的坐标；

通过每个所述UWB基站对所述安装在吊钩设备上的定位标签进行测距，将测距数据发送至主基站进行汇总；

从汇总后的原始距离数据中筛选出误差数据并丢弃所述误差数据；

将所述三维坐标系划分为多个均等的正方体格子，确定每个所述正方体格子的中心点坐标，并根据筛选结果从设置的基站中选取预设数量的UWB基站，根据选取的UWB基站的坐标和对应的测距数据，以及每个所述正方体格子的中心点坐标，依次确定所述定位标签在每个所述正方体格子的位置记录；

根据所述每个所述正方体格子的位置记录进行投票，以确定所述定位标签的结论坐标。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述确定预警区域，包括：

根据所述定位标签的坐标确定所述定位标签的实时位置、行进方向和行进速度；

根据当前时刻，以及所述定位标签的实时位置、行进方向和行进速度计算出不同时刻下的动态预警区域。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述向所述预警区域内的人员进行告警，包括：

控制所述动态预警区域内的所述声光告警器进行告警；

向处于所述动态预警区域内的人员的定位标签发送告警信号。

6.一种基于UWB定位的安全吊装预警系统，其特征在于，包括：

设置模块，用于在竖井区域内设置预设数量的超宽带UWB基站和声光告警器；

定位模块，用于通过每个所述UWB基站对安装在吊钩设备上的定位标签进行定位，以获取所述定位标签的定位数据；

预警模块，用于根据所述定位标签的定位数据确定预警区域，并向所述预警区域内的人员进行告警。

7.如权利要求6所述的系统，其特征在于，所述竖井区域包括顶层和中板层，所述设置模块，具体用于：

在所述顶层的每个窗口中的选择一组对角，在选择的每个角上设置一台UWB基站，并在所述中板层的每个窗口的每个角上设置一台UWB基站。

8.如权利要求6或7所述的系统，其特征在于，所述定位模块，还包括：

第一确定单元，用于建立与所述竖井区域对应的三维坐标系，并确定每个所述UWB基站在所述坐标系内的坐标；

测距单元，用于通过每个所述UWB基站对所述安装在吊钩设备上的定位标签进行测距，将测距数据发送至主基站进行汇总；

筛选单元，用于从汇总后的原始距离数据中筛选出误差数据并丢弃所述误差数据；

第二确定单元，用于将所述三维坐标系划分为多个均等的正方体格子，确定每个所述正方体格子的中心点坐标，并根据筛选结果从设置的基站中选取预设数量的UWB基站，根据选取的UWB基站的坐标和对应的测距数据，以及每个所述正方体格子的中心点坐标，依次确定所述定位标签在每个所述正方体格子的位置记录；

投票单元，用于根据所述每个所述正方体格子的位置记录进行投票，以确定所述定位标签的结论坐标。

9.如权利要求8所述的系统，其特征在于，所述预警模块，还包括：

第三确定单元，用于根据所述定位标签的坐标确定所述定位标签的实时位置、行进方向和行进速度；

计算单元，用于根据当前时刻，以及所述定位标签的实时位置、行进方向和行进速度计算出不同时刻下的动态预警区域。

10.一种存储有计算机指令的非瞬时计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机指令用于使所述计算机执行根据权利要求1-5中任一项所述的基于UWB定位的安全吊装预警方法。

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