[實用新型]基于多傳感器信息融合的消防員室內定位系統

有效

• 申請號: 201720979543.1
• 申請日: 2017-08-08
• 公開（公告）號: CN207235124U
• 公開（公告）日: 2018-04-13
• 發明（設計）人: 何宏淳;賴正喜;龍建全;王晗
• 申請（專利權）人: 西安華宸導航通信有限公司
• 主分類號: H04W4/33
• 分類號: H04W4/33;H04W4/38;H04W4/021;H04W64/00;G01C21/20;G01C21/16
• 代理公司: 陜西電子工業專利中心61205
• 代理人: 侯瓊,王品華

技術領域

本實用新型屬于通信技術領域，特別涉及一種基于多傳感器信息融合的消防員室內定位系統，可用于室內場所中火災發生時對消防人員進行準確定位。

背景技術

在生活當中，商場、辦公樓、住宅樓等室內場所，往往是人員長期密集之處，一旦發生火災，現場情況通常會十分復雜，即使前期做了足夠多的實驗，也無法全部預測火災現場的突發情況。

消防員們工作期間身處火災現場，由于室內場所在火情發生時，會出現各種無法預料的情況，加之濃煙、高溫的出現，一旦消防人員進入建筑物后遭遇危險，若無法準確及時提供自身位置信息，便使得在火災現場對遇險消防員提供救援變得異常艱難，造成對消防人員自身安全的極大威脅。隨著物聯網近些年的快速發展，對消防員室內定位的系統方案也越來越多，但大多數系統采用單一的傳感器對消防員進行定位，在火災現場這種極端環境下，采用單一的傳感器信息對單兵終端進行定位存在諸多問題，如高溫環境下電子器件產生不可預測的漂移，使位置數據可靠性降；更加極端的情況下，例如設備上一個傳感器失效，便使得整個定位系統癱瘓，無法得知消防員的位置信息，從而對消防人員的生命造成極大的威脅，因此利用多傳感器獲取信息實現定位，成為解決室內定位可靠性問題的有效方式。

現有的基于多傳感器對消防員進行室內定位的系統，通常采用運動傳感器采集信息，并利用慣性導航室內定位技術來判斷消防員的運動信息，再結合WIFI的無線接收信號強度值RSSI進一步確定消防員的位置，這種基于多傳感器進行定位的系統，相比于采用單一傳感器對消防員進行定位的方式，其可靠性確實有所提高，然而，此種多信息融合的定位方案需要建立較多的WIFI基站，從而導致成本較高，且該方案中的傳感器數據和RSSI數據受環境影響較大，時常會出現定位不準確的情況，無法應對火災現場復雜環境帶來的諸多不利狀況。

發明內容

本實用新型的目的在于針對以上現有技術的不足，提出一種基于多傳感器信息融合的消防員室內定位系統，包括：消防應急燈具單元、單兵終端單元與控制單元，各個單元間通過無線連接傳輸數據；消防應急燈具單元與單兵終端單元中內置無線通信模塊，獲取RSSI數據從而得到消防員的絕對位置，單兵終端單元的慣性傳感器模塊獲取其相對位置，消防應急燈具中的圖像采集模塊采集燈具周圍的圖像信息再次確定位置；上傳全部位置信息至控制單元，于控制單元的PC端顯示模塊呈現；采用多信息融合的方式實現最終定位。本實用新型通過多種方式獲取定位信息，進行融合使用，達到在一個傳感器失效或某種定位方式采集數據出現較大偏差的時候，系統仍可以正常定位的目的；進一步提高了定位數據的可靠性、準確性，為消防員救災時的生命安全提供保障。

為達到以上目的，本實用新型提供的系統為：

一種基于多傳感器信息融合的消防員室內定位系統，包括消防應急燈具單元、單兵終端單元與控制單元；

消防應急燈具單元包括圖像采集模塊、燈具微控制器模塊、燈具無線通信模塊、報警模塊和燈具電源模塊；該單元通過燈具無線通信模塊與外部的單兵終端單元和控制單元無線連接；

單兵終端單元包括慣性傳感器模塊、生命體征檢測模塊、氣壓檢測模塊、終端微控制器模塊、終端無線通信模塊和終端電源模塊；該單元通過終端無線通信模塊與外部的消防應急燈具單元和控制單元無線連接；

控制單元包括服務器和PC端顯示模塊；該單元通過其服務器無線接收消防應急燈具單元和單兵終端單元上傳的數據。

圖像采集模塊，用于采集消防應急指示燈具附近的環境圖像；

燈具無線通信模塊，用于配合終端無線通信模塊完成接收信號強度值RSSI的數據采集工作，并與控制單元的服務器無線連接傳輸數據；

報警模塊，用于在檢測到煙霧或高溫時發出警示信號；

燈具微控制器模塊，分別與圖像采集模塊、燈具無線通信模塊以及報警模塊雙向電連接，用于接收這些模塊從外界獲取到信息，并對其進行處理后通過燈具無線通信模塊將數據上傳至控制單元的服務器中；

燈具電源模塊，輸出端與燈具微控制器模塊電連接，單向輸出，用于為消防應急燈具單元提供工作電壓。

慣性傳感器模塊，用于采集消防員的運動狀態以及位置變化相關數據；

生命體征檢測模塊，用于獲取消防員的生命特征數據；

氣壓檢測模塊，用于獲取消防員所在位置的氣壓強度值；

終端無線通信模塊，用于采集與附近消防應急燈具之間通訊的接收信號強度值RSSI數據，并與控制單元的服務器無線連接傳輸數據；