[發明專利]一種滅火救援情況下的室內定位與路徑規劃方法

有效

• 申請號: 201810516125.8
• 申請日: 2018-05-25
• 公開（公告）號: CN108734356B
• 公開（公告）日: 2021-10-08
• 發明（設計）人: 王方順;周詳;歐樂慶;江春;楊波;俞振東;張崟;劉超;李翠俠;周展
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司第二十八研究所
• 主分類號: G06Q10/04
• 分類號: G06Q10/04;G06F16/29;G01S19/49;G01C21/20
• 代理公司: 江蘇圣典律師事務所 32237
• 代理人: 黃振華

1.一種滅火救援情況下的室內定位與路徑規劃方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟1，應急現場指揮中心服務器平臺從數據庫中提取失火建筑信息，失火建筑信息包括建筑CAD圖、建筑的GPS坐標、各個樓層高度信息，并將失火建筑信息發送到前往火災現場實施滅火救援的消防員信息處理與傳輸終端上；

步驟2，消防員在未進入建筑前開啟隨身裝備的GPS定位模塊、慣性導航模塊、帶增強現實眼鏡的空氣呼吸器和信息處理與傳輸終端設備，記此刻到進入建筑內部這段時間內共上傳了n個坐標點，GPS定位模塊上傳的第i個世界坐標系齊次坐標值是P_GPSi(x_i y_i z_i 1)，對應慣性導航模塊上傳的慣性導航坐標系坐標值是P_INSi(x_i y_i z_i 1)，x_i y_i z_i分別表示X、Y、Z軸坐標值，設定慣性導航坐標系經過矩陣T變換之后與世界坐標系重合，根據最小二乘法原理建立如下公式：

上式中，n是GPS定位模塊和慣性導航模塊上傳的坐標點數量，i代表坐標點序號，X是待求的轉換關系參數的α β γ Δx Δy Δz集合，矩陣T表達式為：

其中α、β、γ分別表示慣性導航坐標系坐標值繞X、Y、Z軸旋轉的角度、Δx、Δy、Δz分別表示慣性導航坐標系坐標值沿X、Y、Z軸平移的距離；

步驟3，當消防員進入失火建筑內部進行滅火救援，信息處理與傳輸終端根據慣性導航模塊上傳的Z坐標值及樓層高度信息，判斷消防員當前在失火建筑所處的樓層，再根據步驟2所得到的轉換關系，依據慣性導航坐標系坐標值求取消防員所在的世界坐標系坐標值，結合建筑所在的世界坐標系坐標值，得到消防員在建筑的具體位置，并將位置及當前樓層CAD圖推送顯示在增強現實眼鏡中；

步驟4，應急現場指揮中心服務器平臺根據火災現場實施采集的信息，為消防員指定行動目標位置，并傳輸到信息處理與傳輸終端設備，信息處理與傳輸終端設備根據消防員當前所在的位置、建筑內部結構，以及目標位置，規劃最佳行動路徑并顯示在增強現實眼鏡鏡片上，指引消防員迅速到達目標位置；

步驟2中，GPS定位模塊上傳世界坐標系下的坐標值，采用的是國際標準WGS84坐標系統，慣性導航設備上傳自身坐標系下的坐標值，其原點位于設備開機時刻；

所述數據庫中存儲有建筑CAD圖，建筑CAD圖只包含建筑物墻體、門窗、樓梯、安全出口信息；

所述GPS定位模塊，用于在建筑外GPS信號強時，記錄消防員位置并將位置數據傳輸到信息處理與傳輸終端設備；

所述慣性導航模塊，用于記錄消防員相對于慣性導航模塊開啟時的相對位置坐標，并將相對位置坐標傳輸到信息處理與傳輸終端設備；

所述信息處理與傳輸終端設備，用于接收處理GPS定位模塊、慣性導航模塊的數據和應急現場指揮中心服務器平臺傳輸的數據，同時向增強現實眼鏡、應急現場指揮中心服務器平臺發送數據。