一种基于UWB定位技术的消防定位方法技术

本发明专利技术公开了一种基于UWB定位技术的消防定位方法，本发明专利技术不同于传统的蓝牙室内定位和RFID室内定位解析位置实时性差，本发明专利技术采用UWB进行室内定位，并通过无线传输链路将定位数据上传至远程监控平台。通过三个固定UWB接收模块与佩戴在消防员身上的UWB发射模块进行位置定位，通过模块的数据发送与接收，计算出消防员与各个UWB接收模块的之间的距离，并实时传回远程监控平台，平台对上传的距离值做数据清洗和加权处理，快速计算出消防员所在的位置，并在建立好的室内地图上显示消防员的所在位置，然后通过调度系统内快速告知消防员下一步执行动作，帮助消防员进行灭火抢险工作的开展。

A Fire Location Method Based on UWB Location Technology

The invention discloses a fire fighting positioning method based on UWB positioning technology, which is different from the traditional Bluetooth indoor positioning and RFID indoor positioning with poor real-time performance. The invention adopts UWB for indoor positioning and uploads positioning data to remote monitoring platform through wireless transmission link. Through three fixed UWB receiving modules and the UWB transmitting module worn on firefighters, the location of firefighters is positioned. The distance between firefighters and each UWB receiving module is calculated by sending and receiving data from the module, and the distance between firefighters and each UWB receiving module is transmitted back to the remote monitoring platform in real time. The platform cleans and weights the uploaded distance value, and calculates the location of firefighters quickly, and builds up the platform. The indoor map shows the location of the firefighters, and then quickly informs the firefighters of the next action through the dispatching system to help the firefighters carry out fire fighting and rescue work.

【技术实现步骤摘要】
一种基于UWB定位技术的消防定位方法
本专利技术涉及消防定位领域，具体为一种基于UWB定位技术的消防定位方法。
技术介绍
如图1所示，现有的基站室内定位，所定位的精度与所处环境内的基站服务数量紧密关联。在消防员所处的位置上，通过其随身携带的设备，向周围的信号基站塔发送定位请求数据，基站定位塔接受到定位请求数据后，会向中心服务器请求其本身所位置数据，得到其本身的位置数据后，再根据请求数据达到的时间，计算出基站定位塔与消防员之间的距离，依次类推，可以分别计算出消防员与周围环境内的基站定位塔之间的距离，因各个基站服务塔的时间并不是完全同步，在各自上传所得距离至中心服务器时，所达到的时间会有不同的延时，中心服务器在通过算法校正时，基站定位塔越来，校正的结果越差，所得到的计算位置与偏差值越大。而在城市中，两个基站定位塔的分布间隔大，因此，基站定位的偏差也比较大。在消防的定位场景，无法精确定位消防员位置，会造成不可估量的后果。现在的建筑内在发生火灾时，往往伴随着大量的浓烟，尤其是在充斥着黑烟的庞大建筑内，在其内本身就不易辨别方向，又受到黑烟的影响导致视觉受阻，极难辨别正确的方向，这给消防员快速定位自身位置，实施灭火抢险工作造成了极大的阻碍。在现有的定位方案中，GPS模块在室内时，无法接受到卫星返回的定位数据，导致GPS室内定位往往无法正常工作，即便定位到了，通常也与实际存在着较大的偏差；而通过信号塔进行基站定位，与信号塔的集中密度相关，一般情况下，基站定位的偏差距离均达百米级，不时候消防定位；常用的蓝牙定位与RFID定位，受自身运行速率的影响，在处理大量数据进行位置计算时，实时性差，在消防定位这种关键场合发挥作用有限。因此，在消防定位领域，迫切需要一种快速精确的定位方法。
技术实现思路
为了解决现有技术中存在的不足，本专利技术提供了一种通过超宽带发射器发出的时间到超宽带接收器接受的时间计算两点之间的距离，通过三角定位原理，实现UWB定位的基于UWB定位技术的消防定位方法。本专利技术的目的是这样实现的：一种基于UWB定位技术的消防定位方法，包括以下步骤：步骤1：在各个楼层的不同位置，每隔一定的距离，安装上UWB接收模块，并记录各个模块的位置，然后拍照上传至消防远程监控平台；步骤2：登陆到消防远程监控平台，根据不同的楼层在平台上导入对应的照片，通过大量的图片对场景进行3D建模，还原现场3D实景图；步骤3：消防员开始自身所带的UWB模块在楼层内移动；步骤4：消防员身上的UWB模块每次最大匹配到3个不同的UWB接受模块，在某一时刻t1向其中一个UWB接收模块发送定位请求数据，UWB接收模块在t2时刻接收到后，在t3时刻发送一个响应数据，被消防员身上的UWB模块在t4时刻捕获，根据双向飞行时间测距算法，消防员与UWB接收模块的距离((t2-t1)-(t4-t3))×光速，同样可知消防员与其他两个UWB接收模块的距离，通过消防员身上的UWB模块实时上传给远程监控平台；步骤5：消防远程监控平台接受到消防员身上的UWB模块所上传距离数据后，对数据进行整理，并对不同时刻到达的距离数据进行清洗，保留有效的数据，并进行不同占比的分配，优先到达的数据所占比重大于晚些时候达到的，然后在平台上三角定位原理计算出驾驶员的位置；步骤6：在消防远程监控平台是显示消防员的位置，通过远程调度方式(对讲机、电话等)告知消防员其所在的位置，指挥其快速移动，进行消防抢险工作。积极有益效果：本专利技术不同于传统的蓝牙室内定位和RFID室内定位解析位置实时性差，本专利技术采用UWB进行室内定位，并通过无线传输链路将定位数据上传至远程监控平台。通过三个固定UWB接收模块与佩戴在消防员身上的UWB发射模块进行位置定位，通过模块的数据发送与接收，计算出消防员与各个UWB接收模块的之间的距离，并实时传回远程监控平台，平台对上传的距离值做数据清洗和加权处理，快速计算出消防员所在的位置，并在建立好的室内地图上显示消防员的所在位置，然后通过调度系统内快速告知消防员下一步执行动作，帮助消防员进行灭火抢险工作的开展。附图说明图1为现有技术理论框图；图2为本专利技术的理论框图。具体实施方式下面结合附图，对本专利技术做进一步的说明：如图2所示，一种基于UWB定位技术的消防定位方法，包括以下步骤：步骤1：在各个楼层的不同位置，每隔一定的距离，安装上UWB接收模块，并记录各个模块的位置，然后拍照上传至消防远程监控平台。步骤2：登陆到消防远程监控平台，根据不同的楼层在平台上导入对应的照片，通过大量的图片对场景进行3D建模，还原现场3D实景图。步骤3：消防员开始自身所带的UWB模块在楼层内移动。步骤4：消防员身上的UWB模块每次最大匹配到3个不同的UWB接受模块，在某一时刻t1向其中一个UWB接收模块发送定位请求数据，UWB接收模块在t2时刻接收到后，在t3时刻发送一个响应数据，被消防员身上的UWB模块在t4时刻捕获，根据双向飞行时间测距算法，消防员与UWB接收模块的距离((t2-t1)-(t4-t3))×光速，同样可知消防员与其他两个UWB接收模块的距离，通过消防员身上的UWB模块实时上传给远程监控平台。步骤5：消防远程监控平台接受到消防员身上的UWB模块所上传距离数据后，对数据进行整理，并对不同时刻到达的距离数据进行清洗，保留有效的数据，并进行不同占比的分配，优先到达的数据所占比重大于晚些时候达到的，然后在平台上三角定位原理计算出驾驶员的位置。步骤6：在消防远程监控平台是显示消防员的位置，通过远程调度方式(对讲机、电话等)告知消防员其所在的位置，指挥其快速移动，进行消防抢险工作。本专利技术不同于传统的蓝牙室内定位和RFID室内定位解析位置实时性差，本专利技术采用UWB进行室内定位，并通过无线传输链路将定位数据上传至远程监控平台。通过三个固定UWB接收模块与佩戴在消防员身上的UWB发射模块进行位置定位，通过模块的数据发送与接收，计算出消防员与各个UWB接收模块的之间的距离，并实时传回远程监控平台，平台对上传的距离值做数据清洗和加权处理，快速计算出消防员所在的位置，并在建立好的室内地图上显示消防员的所在位置，然后通过调度系统内快速告知消防员下一步执行动作，帮助消防员进行灭火抢险工作的开展。对于本领域技术人员而言，显然本专利技术不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本专利技术的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本专利技术。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本专利技术的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本专利技术内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于UWB定位技术的消防定位方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：在各个楼层的不同位置，每隔一定的距离，安装上UWB接收模块，并记录各个模块的位置，然后拍照上传至消防远程监控平台；步骤2：登陆到消防远程监控平台，根据不同的楼层在平台上导入对应的照片，通过大量的图片对场景进行3D建模，还原现场3D实景图；步骤3：消防员开始自身所带的UWB模块在楼层内移动；步骤4：消防员身上的UWB模块每次最大匹配到3个不同的UWB接受模块；步骤5：消防远程监控平台接受到消防员身上的UWB模块所上传距离数据后，对数据进行整理，并对不同时刻到达的距离数据进行清洗，保留有效的数据，并进行不同占比的分配，优先到达的数据所占比重大于晚些时候达到的，然后在平台上三角定位原理计算出驾驶员的位置；步骤6：在消防远程监控平台是显示消防员的位置，通过远程调度方式(对讲机、电话等)告知消防员其所在的位置，指挥其快速移动，进行消防抢险工作。

【技术特征摘要】
1.一种基于UWB定位技术的消防定位方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：在各个楼层的不同位置，每隔一定的距离，安装上UWB接收模块，并记录各个模块的位置，然后拍照上传至消防远程监控平台；步骤2：登陆到消防远程监控平台，根据不同的楼层在平台上导入对应的照片，通过大量的图片对场景进行3D建模，还原现场3D实景图；步骤3：消防员开始自身所带的UWB模块在楼层内移动；步骤4：消防员身上的UWB模块每次最大匹配到3个不同的UWB接受模块；步骤5：消防远程监控平台接受到消防员身上的UWB模块所上传距离数据后，对数据进行整理，并对不同时刻到达的距离数据进行清洗，保留有效的数据，并进行不同占比的分配，优先到达的数据所占比重大于...

【专利技术属性】
技术研发人员：周志龙，
申请(专利权)人：郑州嘉晨电器有限公司，
类型：发明
国别省市：河南,41