[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

技術領域

本發明，即基于相對定位的遇險消防員搜索方法和設備屬于消防應急救援領域。此外，本發明也可以用于搜救任何攜帶相對定位設備的人員或者物體。因此，該方法和系統也可以應用到其他遇險危險人員搜救的場合，包括軍隊、公安、戶外運動、定向越野、地質災害救援等等。

背景技術

高危行業的作業人員安全保障具有涉及行業廣泛（包括：消防、煤礦、石化等）、人員數量巨大、危險性大等特點，是一項艱巨的任務。一旦發生惡性事件，會帶來巨大的生命、財產損失，并造成一定的社會影響。因此，危險作業人員安全保障技術和裝備的開發受到了國家、地方政府、企業、行業協會組織的高度重視。

遇險消防員搜救，尤其是高層建筑和大型城市綜合體內的遇險消防員搜救，是全世界范圍內的難題。隨著現代化和城市化進程的快速推進，如何在開展高效災害救援的同時，保障火災現場消防官兵的人身安全，受到了各國政府、相關研究機構和消防設備廠商的廣泛關注。美國、中國、日本等世界上的主要大國都從政府層面上資助了一些研究機構和公司開展人員搜救技術和裝備的研發。這些機構試圖開發人員實時定位跟蹤系統，來解決遇險消防員搜救的難題。但是實時定位跟蹤的解決方案實用性太差，應用到人員搜救上存在兩個致命的缺陷：(1)需要準確的現場地圖。目前，國內大量的建筑結構圖存檔只有紙質版本，實時獲取火災現場準確地圖幾乎是無法實現的。（2）救援人員無法獲知被困消防員位置，不能主動搜索。即使獲得了現場地圖，由于火場內救援人員無法像指揮人員一樣通過可視化軟件獲知其他搜救人員位置，必須依賴救援現場外的指揮人員通過對講機指定行進路線。因此，經過多年的研究與開發，雖然小規模實驗系統屢見不鮮，但是全世界范圍內仍然沒有能夠大規模應用到實戰的應急人員定位產品。

綜上所述，現有的遇險消防員搜救技術難以滿足應急救援場景復雜環境下的需求，實際應用能力差。實際應用需求迫切需要在深入分析遇險消防員搜救問題的本質需求和技術挑戰基礎上，創新性的開發一種快速搜救技術和裝備，實現“有理有據”的搜救，解決當前只能“盲目搜索”困境。

發明內容

針對遇險消防員快速搜救問題，本發明實施例的目的是提供基于相對定位的遇險消防員快速搜救方法和設備，便于有依據的快速找到消防員在火場中的位置，保證對火場中遇險消防員的有效施救。

為了達到上述目的，本發明提供如下技術方案：

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高度差、相對方位和相對距離，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相對定位設備收到報警信號的消防員都可以對佩戴產生報警信號相對定位設備的消防員進行搜救。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、接收信號強度和相對距離找到遇險消防員。

作為技術方案的優選，所述的用于接收信號強度和相對距離測量可以通過以具有Time of Arrival (TOA) 測距功能射頻芯片為核心的無線通信模塊實現。

作為技術方案的優選，所述的報警信號發送和接收可以通過以通信頻率較低（例如：433Mhz，900Mhz，470Mhz等）的射頻芯片為核心的無線通信模塊實現。

作為技術方案的優選，所述的靜止報警功能可以通過以3軸加速度傳感器為核心的慣性導航模塊實現。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1 相對位置關系示意圖；

圖2 為本發明實施例基于相對定位的遇險消防員搜索方法示意圖；

圖3 為TOA測距工作原理；

圖4 為相對定位設備硬件系統結構示意圖；

圖5 為相對定位設備嵌入式軟件功能結構示意圖；

具體實施方式

為使本發明要解決的技術問題、技術方案和優點更加清楚，下面將結合附圖及具體實施例進行詳細描述。

（1）基于相對定位的遇險消防員搜索方法