一种工厂人员定位与安全预警系统技术方案

本发明专利技术公开了一种工厂人员定位与安全预警系统，包括定位信息采集模块、三维管理模块、信息计算模块、显示模块、报警管理模块和历史追踪模块，设置有定位信息采集模块，对工厂人员的位置信息能够进行实时采集，通过所述三维管理模块和信息计算模块，更新以及行动路径的计算，将位置映射到坐标系中，提高定位的准确性，并将工厂人员安全状态计算结果及时反馈至显示模块，便于系统第一时间掌握工厂人员的安全状态，进行安全提醒，有效地提高安全管理的有效性，在发生安全问题时，可以及时向工厂人员发出报警，将人力损失降到最低，同时可以对突发的安全问题作出及时的应对，提升工厂内的各类资源利用率。

【技术实现步骤摘要】
一种工厂人员定位与安全预警系统
本专利技术涉及定位与预警领域，具体是一种工厂人员定位与安全预警系统。
技术介绍
在工厂进行工业生产的过程中，往往存在一些危险区域，需要工厂人员特别注意。同时，工厂也需要对工厂人员进行生产作业管理。多数工厂目前依旧采用传统的安全管理方式，如巡检打卡、划出危险区域并设立警示牌、定期对人员进行安全培训等。传统的工业生产过程中通过一些传统方式进行安全管理，但是随着信息技术化的发展，现有的工厂安全管理方式存在以下问题：1.传统安全管理方式采用人工安全监测，通常在一定时间周期内采用巡检的方式进行检查，人工巡检存在一定的安全管理漏洞，当发生安全问题时，无法快速查找问题发生源，造成企业资源浪费；2.人工安全监测的方式依赖于人的主观意识，随着时间推移，许多时间久远的安全管理问题可能会保存不当，对人工的依赖性大，无法对突发的安全事故及时作出应对；所以，人们急需一种工厂人员定位于安全预警系统来解决上述问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种工厂人员定位与安全预警系统，以解决现有技术中的问题。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种工厂人员定位与安全预警系统，包括定位信息采集模块、三维管理模块、信息计算模块、显示模块、报警管理模块和历史追踪模块；所述定位信息采集模块用于对工厂人员进行高精度实时定位，获取实时位置坐标信息，并在工厂人员和系统之间建立双向通信，便于对工厂人员状态进行实时监控；所述三维管理模块用于将所述定位信息采集模块获取的工厂人员、工厂设施的实时位置坐标信息，并对实时位置坐标信息进行降噪处理，通过传输协议将实时位置信息进行网络发布，系统根据网络发布的实时位置信息绘制成对应的三维图形，并更新三维图形在实际工厂内部场景中的位置坐标信息，映射到坐标系中；所述信息计算模块对坐标系内的各工厂人员的三维图形进行位置坐标计算和行走路径计算，并将计算结果发送至显示模块；所述显示模块用于显示所述信息计算模块的计算结果和各监控元素的实时位置信息，在接收到所述三维管理模块中发布的实时位置信息时，对各监控元素的位置和当前状态进行更新，并对计算结果进行危险判断，对于危险的计算结果实时向工厂人员发送报警；所述报警管理模块在遇到危险信息时，通过震动、声音的形式提醒工厂人员注意安全，尽快撤离所在位置；所述历史追踪模块用于记录所述信息计算模块每次的计算结果，根据计算结果追踪工厂人员的历史信息，在发生危险或故障时，通过所述定位信息采集模块和所述历史追踪模块快速定位实时位置信息，并通过视频联动，对位置信息进行跟踪。优选地，所述定位信息采集模块包括，定位基站、定位标签、信息获取单元和通信单元；所述信息获取单元，通过所述定位基站和所述定位标签之间的通过无线定位技术连接，用于对工厂人员进行位置信息的获取；所述通信单元，通过对各个定位标签、佩戴人员的基础信息配置，在工厂人员和系统之间进行双向通信，所述定位标签分为资产标签、工牌标签、手环标签、安全标签和工业标签，所述定位标签中设有一键报警按钮和蜂鸣器，当发生危险时，工厂人员通过一键报警按钮向系统发出报警，同样，系统通过控制蜂鸣器提醒工厂人员存在危险。优选地，所述三维管理模块包括图形绘制单元、映射单元、电子围栏感应单元和图形校准单元；所述图形绘制单元用于将所述信息获取单元获取的位置信息和所有设施绘制成对应的三维图形；所述映射单元将所述图形绘制单元绘制的三维图形，映射至空间坐标系中；所述电子围栏感应单元在工厂危险区域设置电子围栏，当工厂人员靠近危险区域时，对工厂人员进行感应，并将人员信息发送至系统显示控制台；所述图形校准单元用于对空间坐标系中的三维图形和工厂内部场景进行校准，判断三维图形是否与实际场景相符。进一步地，所述图形绘制单元在绘制三维图形时，将工厂人员的位置信息坐标化，并将坐标化的工厂人员位置信息存储至矩阵R中，其中R为：将工厂人员位置信息的存储矩阵R映射至空间坐标系中，对三维图形在空间坐标系内与工厂内部场景进行校准，所述工厂内部场景坐标为kn＝(xn′,yn′,zn′)，根据公式：其中，为三维图形的坐标，n为采集到的位置信息的个数；当等式成立时，三维图形与实际场景相符，当等式不成立时，对三维图形的坐标进行坐标变换，根据公式：其中，为坐标变换后的三维图形坐标。优选地，所述信息计算模块包括计算单元和结果发送单元；所述计算单元根据工厂人员的实时位置坐标和行走路径，对工厂人员的安全状态进行计算，通过工厂人员不同位置的坐标，进行路径计算，根据公式：其中，L为工厂人员行动路径，(x,y,z)分别为工厂人员位置的横坐标、纵坐标和竖坐标，σ1、σ2、σ3分别为最大允许误差率；所述结果发送单元用于将所述路径计算结果发送至显示模块，进行工厂人员的安全状态监管。优选地，所述显示模块包括，系统显示控制台、电子围栏感应单元、危险判断单元和报警发送单元；所述系统显示控制台用于向系统控制人员展示工厂人员的实时位置信息、行动路径、考勤统计和用户权限，同时监控工厂人员的安全状态，当处于危险状态时，向工厂人员发送报警,并查看监控视频，包括报表管理单元和权限管理单元；所述报表管理单元用于系统控制人员对工厂所有工作人员进行考勤统计，显示考勤明细和数据信息统计内容；所述权限管理模块用于显示用户权限，不同用户对系统操作权限有所区别；所述危险判断单元包括区域报警判决和碰撞预警判决，所述区域报警判决根据电子围栏感应单元发送的信息，进行危险计算，电子围栏的感应单元集合为E＝{E1,E2,E3,…,En}，不同方向的电子围栏与工厂人员位置距离集合为D＝{D1,D2,D3,…,Dn}，根据公式：其中，Y为危险计算因子；所述警报发送单元用于对所述危险判断单元的计算结果进行分类发送，当危险计算因子Y小于等于1时，向所述报警管理模块发送报警，同时报警发送单元向所述系统显示控制台发送报警提示信息，并对系统中的报警区域重点标记；所述碰撞预警判决用于对设备运行方向进行危险距离判断，当设备标签与检测标签间的直线距离小于危险距离时，向所述报警管理模块发送报警，提醒工厂人员存在危险。优选地，所述报警管理模块包括报警接收单元和定位标签报警单元；所述报警接收单元用于接收所述显示模块发送的报警信息，通过报警信息查找具体工厂人员以及所在位置；所述定位标签报警单元设有蜂鸣器，所述系统显示控制台控制蜂鸣器，发出报警声音，提醒工厂人员尽快撤离电子围栏区域。优选地，所述历史追踪模块包括结果记录单元、追踪单元和快速定位单元；所述结果记录单元用于记录每次工厂人员的位置信息、行动轨迹和安全状态；所述追踪单元结合高清监控设备，为工厂人员提供视频记录，当工厂发生故障时，与定位信息采集模块结合，通过定位故障位置和查本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种工厂人员定位与安全预警系统，其特征在于，包括定位信息采集模块、三维管理模块、信息计算模块、显示模块、报警管理模块和历史追踪模块；/n所述定位信息采集模块用于对工厂人员进行高精度实时定位，获取实时位置坐标信息，并在工厂人员和系统之间建立双向通信，便于对工厂人员状态进行实时监控；/n所述三维管理模块用于将所述定位信息采集模块获取的工厂人员、工厂设施的实时位置坐标信息，并对实时位置坐标信息进行降噪处理，通过传输协议将实时位置信息进行网络发布，系统根据网络发布的实时位置信息绘制成对应的三维图形，并更新三维图形在实际工厂内部场景中的位置坐标信息，映射到坐标系中；/n所述信息计算模块对坐标系内的各工厂人员的三维图形进行位置坐标计算和行走路径计算，并将计算结果发送至显示模块；/n所述显示模块用于显示所述信息计算模块的计算结果和各监控元素的实时位置信息，在接收到所述三维管理模块中发布的实时位置信息时，对各监控元素的位置和当前状态进行更新，并对计算结果进行危险判断，对于危险的计算结果实时向工厂人员发送报警；/n所述报警管理模块在遇到危险信息时，通过震动、声音的形式提醒工厂人员注意安全，尽快撤离所在位置；/n所述历史追踪模块用于记录所述信息计算模块每次的计算结果，根据计算结果追踪工厂人员的历史信息，在发生危险或故障时，通过所述定位信息采集模块和所述历史追踪模块快速定位实时位置信息，并通过视频联动，对位置信息进行跟踪。/n...

【技术特征摘要】
1.一种工厂人员定位与安全预警系统，其特征在于，包括定位信息采集模块、三维管理模块、信息计算模块、显示模块、报警管理模块和历史追踪模块；
所述定位信息采集模块用于对工厂人员进行高精度实时定位，获取实时位置坐标信息，并在工厂人员和系统之间建立双向通信，便于对工厂人员状态进行实时监控；
所述三维管理模块用于将所述定位信息采集模块获取的工厂人员、工厂设施的实时位置坐标信息，并对实时位置坐标信息进行降噪处理，通过传输协议将实时位置信息进行网络发布，系统根据网络发布的实时位置信息绘制成对应的三维图形，并更新三维图形在实际工厂内部场景中的位置坐标信息，映射到坐标系中；
所述信息计算模块对坐标系内的各工厂人员的三维图形进行位置坐标计算和行走路径计算，并将计算结果发送至显示模块；
所述显示模块用于显示所述信息计算模块的计算结果和各监控元素的实时位置信息，在接收到所述三维管理模块中发布的实时位置信息时，对各监控元素的位置和当前状态进行更新，并对计算结果进行危险判断，对于危险的计算结果实时向工厂人员发送报警；
所述报警管理模块在遇到危险信息时，通过震动、声音的形式提醒工厂人员注意安全，尽快撤离所在位置；
所述历史追踪模块用于记录所述信息计算模块每次的计算结果，根据计算结果追踪工厂人员的历史信息，在发生危险或故障时，通过所述定位信息采集模块和所述历史追踪模块快速定位实时位置信息，并通过视频联动，对位置信息进行跟踪。


2.根据权利要求1所述的一种工厂人员定位与安全预警系统，其特征在于，所述定位信息采集模块包括，定位基站、定位标签、信息获取单元和通信单元；
所述信息获取单元，通过所述定位基站和所述定位标签之间的通过无线定位技术连接，用于对工厂人员进行位置信息的获取；
所述通信单元，通过对各个定位标签、佩戴人员的基础信息配置，在工厂人员和系统之间进行双向通信，所述定位标签中设有一键报警按钮和蜂鸣器，当发生危险时，工厂人员通过一键报警按钮向系统发出报警，同样，系统通过控制蜂鸣器提醒工厂人员存在危险。


3.根据权利要求2所述的一种工厂人员定位与安全预警系统，其特征在于，所述三维管理模块包括图形绘制单元、映射单元、电子围栏感应单元和图形校准单元；
所述图形绘制单元用于将所述信息获取单元获取的位置信息和所有设施绘制成对应的三维图形；
所述映射单元将所述图形绘制单元绘制的三维图形，映射至空间坐标系中；
所述电子围栏感应单元在工厂危险区域设置电子围栏，当工厂人员靠近危险区域时，对工厂人员进行感应，并将人员信息发送至系统显示控制台；
所述图形校准单元用于对空间坐标系中的三维图形和工厂内部场景进行校准，判断三维图形是否与实际场景相符。


4.根据权利要求3所述的一种工厂人员定位与安全预警系统，其特征在于，所述图形绘制单元在绘制三维图形时，将工厂人员的位置信息坐标化，并将坐标化的工厂人员位置信息存储至矩阵R中，其中R为：



将工厂人员位置信息的存储矩阵R映射至空间坐标系中，对三维图形在空间坐标系内与工厂内部场景进行校准，所述工厂内部场景坐标为kn＝(xn′，yn′，zn′)，根据公式：



其中，为三维图形的坐标，n为采集到的位置信息的个数；
当等式成立时，三维图形与实际场景相符，当等式不成立时，对三维图形的坐标进行坐标变换，根据公式：



其中，为坐标变换后的三维图形坐标。

...

【专利技术属性】
技术研发人员：李俊，
申请(专利权)人：南京和光智能制造研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32