[發明專利]基于相對定位的遇險消防員搜索方法和設備

在審

• 申請號: 201610124473.1
• 申請日: 2016-03-07
• 公開（公告）號: CN107170189A
• 公開（公告）日: 2017-09-15
• 發明（設計）人: 何杰;姚戈
• 申請（專利權）人: 天津市天安博瑞科技有限公司;何杰;姚戈
• 主分類號: G08B21/02
• 分類號: G08B21/02;G01S5/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種基于相對定位的遇險消防員搜索方法與設備，其特征在于任意兩臺相對定位設備之間都可以測量設備之間的相對高度差、相對距離和接收信號強度，設備持有人可以利用相對距離和接收信號強度判斷出相對方位；任意一臺相對定位設備都具有按鍵報警和靜止報警功能并發送相應的報警信號；任意一臺相對定位設備都具備接收其他相對定位設備報警信號的功能；每個進入火場的消防員佩戴一個相對定位設備；任意一個通過自身佩戴的相對定位設備收到報警信號的消防員都可以對通過自身佩戴的相對定位設備發出報警信號的消防員進行搜救；搜救過程中，救援人員所佩戴的相對定位設備與遇險消防員佩戴的相對定位設備之間周期性地測量相對高度差、接收信號強度和相對距離；救援人員根據相對定位設備測量得到的相對高度差、相對距離和接收信號強度找到遇險消防員。

2.根據權利要求1所述的基于相對定位的遇險消防員搜索方法與設備，其特征在于，所述的相對定位設備至少包含一個氣壓傳感器、一個用于測距測向的無線通信模塊及其相應的全向天線和定向天線、一個慣性導航傳感器、一個用于數據通信的無線通信模塊及其相應的全向天線；

所述的用于測距測向的無線通信模塊能夠測量接收信號強度、信號發送時間和信號到達時間。

3.根據權利要求1所述基于相對定位的遇險消防員搜索方法與設備，其特征在于，任意一臺相對定位設備都具有報警按鍵，消防員遇險后可以按下報警按鍵，設備會自動通過用于數據通信的無線通信模塊廣播帶有該設備編號的報警信號。

4.根據權利要求1所述基于相對定位的遇險消防員搜索方法與設備，其特征在于，任意一臺相對定位設備都可以通過慣性導航傳感器檢測設備是否處于靜止狀態；

一旦檢測到設備處于靜止狀態，該設備會自動通過用于數據通信的無線通信模塊廣播帶有該設備編號的報警信號。

5.根據權利要求1所述基于相對定位的遇險消防員搜索方法與設備，其特征在于，任意一臺相對定位設備都可以通過用于數據通信的無線通信模塊接收其他相對定位設備的發送報警信號，并通過屏幕顯示文字、發出提示音、產生提示震動等方式告知佩戴該設備的消防員。

6.根據權利要求1所述基于相對定位的遇險消防員搜索方法與設備，其特征在于，所述的兩臺設備之間的高度差通過設備自帶的氣壓傳感器測量氣壓值，計算氣壓差，根據氣壓差與高度差的對應關系計算得到。

7.根據權利要求1所述基于相對定位的遇險消防員搜索方法與設備，其特征在于，所述的兩臺設備之間的距離通過測量兩臺設備之間的無線信號傳輸時間，并根據無線信號傳輸時間與距離之間的關系計算的到設備之間的距離；所述的無線信號傳輸時間通過測量信號接收設備的信號接收時間和信號發送設備的信號發送時間，并計算兩個時間的差值得到兩個設備之間的信號傳輸時間。

8.根據權利要求1所述基于相對定位的遇險消防員搜索方法與設備，其特征在于，所述的兩臺設備之間接收信號強度測量通過一臺設備無線通信模塊和定向天線（簡稱：定向設備）、另一臺設備無線通信模塊和全向天線（簡稱：全向設備）以及兩臺設備之間的無線通信來實現；測量步驟如下：

步驟一：全向設備通過無線通信設備和全向天線周期性地廣播無線信號或者直接向定向設備發送無線信號；

步驟二：定向設備通過無線通信模塊和定向天線接收全向設備發送的無線信號并測量接收信號強度。

9.根據權利要求1所述基于相對定位的遇險消防員搜索方法與設備，其特征在于相對定位設備持有人可以根據相對距離和接收信號強度判斷相對方位；通常正確的方向具有接收信號強度最強、距離最短的特征，因此這種根據接收信號強度和距離兩個因素的判斷方法比單純依賴一個因素的方法具有更好的可靠性。

10.根據權利要求1所述基于相對定位的遇險消防員搜索方法與設備，其特征在于，所述的救援人員根據相對定位設備測量得到的相對高度差、接收信號強度和相對距離找到遇險消防員，步驟如下：

跨樓層搜索階段：救援人員收到遇險報警后，根據相對定位設備顯示的自己與遇險消防員之間的高度差值到達遇險消防員所在樓層，通常可以認為高度差1米以下的樓層即為遇險消防員所在樓層；

同層搜索階段：到達同層后，救援人員在每個分支路口將相對定位設備的定向天線朝向各個分支方向，觀察測量到的接收信號強度和相對距離值；根據各個方向上的信號強度和距離值確定行進方向，直到最終找到遇險消防員。