[發明專利]一種基于邊緣計算和無人機的空間人員流動密集檢測與消毒方法

在審

• 申請號: 202011048710.3
• 申請日: 2020-09-29
• 公開（公告）號: CN112148014A
• 公開（公告）日: 2020-12-29
• 發明（設計）人: 陳文杰;張靜;譚鶴翔;朱潔;黃海平
• 申請（專利權）人: 南京郵電大學
• 主分類號: G05D1/02
• 分類號: G05D1/02;A61L2/24;A61L2/18
• 代理公司: 南京正聯知識產權代理有限公司 32243
• 代理人: 張玉紅

一種基于邊緣計算和無人機的空間人員流動密集檢測與消毒方法，通過調度中心、邊緣計算節點、無人機、傳感器、攝像設備、換電站、補給站實現，攝像設備上傳篩選后的圖像信息，調度中心收到傳感器上傳的人流信息以及攝像設備上傳的圖像信息，通過模式識別等技術獲取人員流動信息。根據人員流動信息生成精準化的消毒劑噴灑需求。調度中心規劃無人機消毒劑噴灑時的巡航路徑，高效、精準地滿足消毒需求。該系統，與人工噴灑相比，噴灑效率、消毒劑覆蓋率、噴灑均勻程度提高。而與傳統的機器噴灑相比，自動化程度更高，實現了精準化的消毒噴灑，提高了消毒效率，降低了對人體以及環境的危害。

技術領域

本發明涉及無人機、邊緣計算、消毒防疫領域，提出了一種基于邊緣計算和無人機的空間人員流動密集檢測與消毒方法。

背景技術

目前現有的消毒劑噴灑方法主要有人工噴灑以及機器人噴灑。對于人工噴灑消毒劑而言，需要耗費大量的人力來去對一個大型的公共場所消毒，效率較低。此外，人工噴灑也很難做到噴灑均勻、覆蓋完全。對于噴灑消毒劑的工作人員，長期接觸消毒劑也會造成身體的傷害。通過移動機器人噴灑消毒劑解決了上述人工噴灑的弊端，但仍存在以下幾個問題。首先是無法避免人工控制，移動機器人的移動往往需要人的遙控、檢測。往往相關操作人員還需要接受專業技能培訓。其次直接使用機器人巡邏噴灑消毒劑，其精準性難以達到要求。不同區域其消毒需求不同，對于一個商場而言，其商場門、電梯口等區域消毒需求遠大于其他區域。消毒劑量過低難以達到消毒需求，過度消毒行為會對損害人體健康并且污染環境。

隨著無人機技術高速發展，不需要實時人工控制，通過終端設定任務自動執行的自動化的無人機出現。使用無人機替代人工來完成具有風險的消毒工作是百利而無一害的。目前，無人機存在續航等因素對載荷和功耗都有限制。因此如果能將無人機上的數據(傳感器采集的圖像)和商場等公共區域的數據(攝像頭采集的視頻)傳輸到基站的邊緣計算節點上對數據進行處理分析，從而減輕無人機負載的重量和功耗。無人機、邊緣計算、人工智能等科技在消毒防疫領域具有廣泛的應用前景。如何通過無人機實現消毒防疫的自動化、智能化、精準化是研究的重點。

發明內容

本發明的目的是提供一種基于邊緣計算和無人機的空間人員流動密集檢測與消毒方法，解決現有消毒防疫過程中效率低下、精準性低的問題。

一種基于邊緣計算和無人機的空間人員流動密集檢測與消毒方法，通過調度中心、無人機組、傳感器、攝像設備、換電站和補給站實現，所述方法包括如下步驟：

S01、調度中心收到消毒指令和重點關注人員信息，收集所管轄區域內傳感器采集的信息和攝像設備采集的圖像信息，根據區域3D結構圖和圖像信息分析結果，生成空間人員流動空間信息，計算人員流動空間密度分布，同時生成重點關注人員在區域內行動軌跡集合P，并對非重點關注人員進行人像數據和行動軌跡記錄；

S02、調度中心根據無人機噴幅口徑大小、人員流動密度信息和重點軌跡集合P，將目標區域的消毒需求進行空間3D網格化細分，生成消毒需求濃度分布圖；

S03、調度中心根據消毒需求濃度分布圖，計算合適的消毒劑濃度配比和消毒液數量；指派補給站根據計算結果進行消毒液準備工作；

S04、調度中心根據消毒需求濃度分布圖、消毒液配置、可用無人機信息，以提高消毒時間效率和成本效率為目標進行無人機路徑規劃；

S05、調度中心指派各無人機攜帶指定濃度和數量的消毒液，按照路徑規劃方案前往指定區域執行消毒任務，并按照路徑規劃方案執行消毒液補充和電量補充操作；

S06、調度中心周期性監控無人機狀態，根據無人機執行任務的完成情況刷新區域消毒劑噴灑需求網格圖，計算無人機實際執行情況與規劃方案之間的偏差；在偏差超出閾值時對無人機下達補充消毒液、補充電量和調整消毒路線等指令；