一种人员位姿监测方法和系统技术方案

本发明专利技术涉及导航定位领域，提供了一种人员位姿监测方法和装置，以较低的成本，实现能够在较为空旷的区域对人员进行有效的位姿监测。所述方法包括：惯性传感器经过自身初始化后，采集人员的姿态数据；卫星定位模块经过自身初始化后，获取人员的粗略定位数据；中央处理器根据姿态数据和粗略定位数据，计算人员的定位数据。本发明专利技术提供的技术方案一方面，使得在空旷的区域亦能实现对人员的定位；另一方面，可在卫星定位模块定位质量较差时，达到短期内维持定位精度，修正明显漂移的卫星定位模块测量数据的目的，从而整体上提高在包括危化环境在内的空旷区域对人员位姿的有效监测。

【技术实现步骤摘要】
一种人员位姿监测方法和系统
本专利技术属于导航定位领域，尤其涉及一种人员位姿监测方法和系统。
技术介绍
在危化环境中作业的人员，对其当前位置的实时跟踪和姿态的监测关系到人员的生命安全，因此，如何对这种环境中作业的人员进行有效的位姿监测，从而保障其生命安全，在安全生产领域是一项十分重要的工作。目前，对危化环境中作业人员的位姿监测通常包括基于蓝牙技术的定位、基于超宽带(UWB，UltraWideBand)技术的定位和基于射频识别(RadioFrequencyIDentification，RFID)技术的定位。对于基于蓝牙技术的定位和基于UWB技术的定位，在面积较大的作业区域应用需要部署大量信标或者基站设备，需要花费大量时间进行采点和地图建模，部署时性价比不高，同时增加了生产设备以外的维护成本，而且该定位方法，只实现定位，未实现人员姿态监测，而基于RFID技术的定位，其建立信号强度指纹库的工作量较大，不适用于在室外空旷区域应用。综上，目前对危化环境中作业人员的位姿监测技术，存在成本高、功能实现不全以及应用受限等缺陷。
技术实现思路
本专利技术提供一种人员位姿监测方法和系统，以较低的成本，实现能够在较为空旷的区域对人员进行有效的位姿监测。本专利技术第一方面提供了一种人员位姿监测方法，所述方法包括：惯性传感器经过自身初始化后，采集人员的姿态数据；卫星定位模块经过自身初始化后，获取所述人员的粗略定位数据；中央处理器根据所述姿态数据和所述粗略定位数据，计算所述人员的定位数据。结合本专利技术第一方面，在第一方面的第一种实施方式中，所述中央处理器根据所述姿态数据和所述粗略定位数据，计算所述人员的定位数据，包括：判断所述粗略定位数据是否可信；若所述粗略定位数据可信，则根据所述姿态数据和粗略定位数据计算所述人员在采集周期内的步长，所述采集周期为所述粗略定位数据的采集间隔时间；根据所述姿态数据和所述粗略定位数据，更新所述人员的航向；根据所述人员的航向和在所述采集周期内的步长和步数，计算所述人员的定位数据。结合本专利技术第一方面第一种实施方式，在第一方面的第二种实施方式中，所述判断所述粗略定位数据是否可信，包括：若精度因子小于第一预设值，或卫星数量大于第二预设值，或者卫星信噪比大于第三预设值，则确定所述粗略定位数据可信；或者若所述粗略定位数据与预估定位数据之间的绝对差值小于第四预设值，则确定所述粗略定位数据可信。结合本专利技术第一方面、第一方面的第一种实施方式或第一方面的第二种实施方式，在第一方面的第三种实施方式中，所述方法还包括：所述中央处理器根据所述人员的姿态数据，判断所述人员是否摔倒；若所述人员摔倒，则所述中央处理器向报警设备发送报警命令，以使所述报警设备发出警报。结合本专利技术第一方面的第三种实施方式，在第一方面的第四种实施方式中，所述中央处理器根据所述人员的姿态数据，判断所述人员是否摔倒，包括：将所述人员产生的重力加速度与预设的加速度阈值相比；若相比的结果表明所述人员在预设时间内处于非直立状态，则确定所述人员摔倒。本专利技术第二方面提供了一种人员位姿监测系统，所述人员位姿监测系统包括：惯性传感器，用于经过自身初始化后，采集人员的姿态数据；卫星定位模块，用于经过自身初始化后，获取所述人员的粗略定位数据；中央处理器，用于根据所述姿态数据和所述粗略定位数据，计算所述人员的定位数据。结合本专利技术第二方面，在第二方面的第一种实施方式中，所述中央处理器包括：可信判断单元，用于判断所述粗略定位数据是否可信；第一计算单元，用于若所述粗略定位数据可信，则根据所述姿态数据和粗略定位数据计算所述人员在采集周期内的步长，所述采集周期为所述粗略定位数据的采集间隔时间；更新单元，用于根据所述姿态数据和所述粗略定位数据，更新所述人员的航向；第二计算单元，用于根据所述人员的航向和在所述采集周期内的步长和步数，计算所述人员的定位数据。结合本专利技术第二方面的第一种实施方式，在第二方面的第二种实施方式中，所述可信判断单元包括：第一确定单元，用于若精度因子小于第一预设值，或卫星数量大于第二预设值，或者卫星信噪比大于第三预设值，则确定所述粗略定位数据可信；或者第二确定单元，用于若所述粗略定位数据与预估定位数据之间的绝对差值小于第四预设值，则确定所述粗略定位数据可信。结合本专利技术第二方面、第二方面的第一种实施方式或第二方面的第二种实施方式，在第二方面的第三种实施方式中，所述中央处理器还包括：摔倒判断单元，用于根据所述人员的姿态数据，判断所述人员是否摔倒；命令发送单元，用于若所述人员摔倒，则向报警设备发送报警命令，以使所述报警设备发出警报。结合本专利技术第二方面的第三种实施方式，在第二方面的第四种实施方式中，所述摔倒判断单元包括：比较单元，用于将所述人员产生的重力加速度与预设的加速度阈值相比；第三确定单元，用于若相比的结果表明所述人员在预设时间内处于非直立状态，则确定所述人员摔倒。从上述本专利技术提供的技术方案可知，一方面，卫星定位模块参与人员位姿监测，使得在空旷的区域亦能实现对人员的定位；另一方面，中央处理器将惯性传感器获取的姿态数据和卫星定位模块获取的粗略定位数据融合，计算人员的定位数据，可在卫星定位模块定位质量较差时，达到短期内维持定位精度，修正明显漂移的卫星定位模块测量数据的目的，从而整体上提高在包括危化环境在内的空旷区域对人员位姿的有效监测。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述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专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本专利技术实施例提供的人员位姿监测方法的实现流程示意图；图2是本专利技术实施例提供的人员位姿监测系统的结构示意图；图3是本专利技术另一实施例提供的人员位姿监测系统的结构示意图；图4是本专利技术另一实施例提供的人员位姿监测系统的结构示意图；图5-a是本专利技术另一实施例提供的人员位姿监测系统的结构示意图；图5-b是本专利技术另一实施例提供的人员位姿监测系统的结构示意图；图5-c是本专利技术另一实施例提供的人员位姿监测系统的结构示意图；图6-a是本专利技术另一实施例提供的人员位姿监测系统的结构示意图；图6-b是本专利技术另一实施例提供的人员位姿监测系统的结构示意图；图6-c是本专利技术另一实施例提供的人员位姿监测系统的结构示意图；图7是本专利技术实施例提供的计算设备的结构示意图。具体实施方式以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本专利技术实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本专利技术。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本专利技术的描述。为了说明本专利技术的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。附图1是本专利技术实施例提供的人员位姿监测方法的实现流程示意图，该方法可应用于包括惯性传感器、卫星定位模块和中央处理器的人员位姿监测系统，被监测人员可将包含人员位姿监测系统的设备(为了便于说明，以下简称为监测设备)佩戴于肩臂或人体其他部位。附图1示例的方法主要包括以下步骤S101至S103，以下详细说明：S101，惯性传感器本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种人员位姿监测方法，其特征在于，所述方法包括：惯性传感器经过自身初始化后，采集人员的姿态数据；卫星定位模块经过自身初始化后，获取所述人员的粗略定位数据；中央处理器根据所述姿态数据和所述粗略定位数据，计算所述人员的定位数据。

【技术特征摘要】
1.一种人员位姿监测方法，其特征在于，所述方法包括：惯性传感器经过自身初始化后，采集人员的姿态数据；卫星定位模块经过自身初始化后，获取所述人员的粗略定位数据；中央处理器根据所述姿态数据和所述粗略定位数据，计算所述人员的定位数据。2.如权利要求1所述人员位姿监测方法，其特征在于，所述中央处理器根据所述姿态数据和所述粗略定位数据，计算所述人员的定位数据，包括：判断所述粗略定位数据是否可信；若所述粗略定位数据可信，则根据所述姿态数据和粗略定位数据计算所述人员在采集周期内的步长，所述采集周期为所述粗略定位数据的采集间隔时间；根据所述姿态数据和所述粗略定位数据，更新所述人员的航向；根据所述人员的航向和在所述采集周期内的步长和步数，计算所述人员的定位数据。3.如权利要求2所述人员位姿监测方法，其特征在于，所述判断所述粗略定位数据是否可信，包括：若精度因子小于第一预设值，或卫星数量大于第二预设值，或者卫星信噪比大于第三预设值，则确定所述粗略定位数据可信；或者若所述粗略定位数据与预估定位数据之间的绝对差值小于第四预设值，则确定所述粗略定位数据可信。4.如权利要求1至3任意一项所述人员位姿监测方法，其特征在于，所述方法还包括：所述中央处理器根据所述人员的姿态数据，判断所述人员是否摔倒；若所述人员摔倒，则所述中央处理器向报警设备发送报警命令，以使所述报警设备根据所述报警命令发出警报。5.如权利要求4所述人员位姿监测方法，其特征在于，所述中央处理器根据所述人员的姿态数据，判断所述人员是否摔倒，包括：将所述人员产生的重力加速度与预设的加速度阈值相比；若相比的结果表明所述人员在预设时间内处于非直立状态，则确定所述人员摔倒。6.一种人员位姿监测系统，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：于波，薛柏慧，冯汉炯，闫泽涛，贺卫，陶巍，
申请(专利权)人：深圳市航天华拓科技有限公司，深圳航天科技创新研究院，
类型：发明
国别省市：广东,44