本發(fā)明涉及人員定位領(lǐng)域，特別涉及一種施工現(xiàn)場(chǎng)人員定位方法及定位裝置。

背景技術(shù)：

在現(xiàn)代化的施工作業(yè)中，由于工程量巨大，現(xiàn)場(chǎng)情況極其復(fù)雜，這就給現(xiàn)場(chǎng)管理與救援工作帶來(lái)一定的難度，了解施工人員在建筑中的位置、狀態(tài)對(duì)工程管理以及事故營(yíng)救有著重要的意義。

根據(jù)是否需要基礎(chǔ)設(shè)施將施工現(xiàn)場(chǎng)人員定位分為有基礎(chǔ)設(shè)施人員定位系統(tǒng)和無(wú)基礎(chǔ)設(shè)施人員定位系統(tǒng)，前者相對(duì)精確，但惡劣環(huán)境下難以使用，采用無(wú)基礎(chǔ)設(shè)施定位系統(tǒng)則需要其它定位措施協(xié)同完成。

步行慣性導(dǎo)航非常適用于無(wú)基礎(chǔ)設(shè)施的室內(nèi)定位，其優(yōu)點(diǎn)是體積小、成本低、功耗低，最大的缺點(diǎn)是存在累積誤差，其累積誤差隨著位移的累積而非線性增長(zhǎng)，現(xiàn)有方法為：采用卡爾曼濾波算法將累積誤差限制在線性范圍內(nèi)，或采用陀螺儀電子羅盤(pán)、磁力計(jì)等方法消除慣性導(dǎo)航上的累積誤差，這些方法在一定程度上提升了定位的準(zhǔn)確性，但對(duì)于較長(zhǎng)時(shí)間行走定位效果依然不太理想。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供施工現(xiàn)場(chǎng)人員定位方法，以解決上述技術(shù)問(wèn)題。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供施工現(xiàn)場(chǎng)人員定位方法，包括如下步驟：

步驟一，基站布置：首先在施工現(xiàn)場(chǎng)找到一個(gè)參照點(diǎn)作為基點(diǎn)，基點(diǎn)坐標(biāo)記作g0(x0,y0,z0)，并在關(guān)鍵位置布設(shè)若干基站，記作gi，其中，i＝1～n，n為正整數(shù)，以所述基點(diǎn)坐標(biāo)作為原點(diǎn)確定各所述基站的坐標(biāo)gi(xi,yi,zi)；

步驟二，人員定位：采用人員定位模塊計(jì)算人員運(yùn)動(dòng)軌跡，并將所述人員運(yùn)動(dòng)軌跡的信息進(jìn)行存儲(chǔ)；

步驟三，人員運(yùn)動(dòng)軌跡修正：當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)人員接近基站時(shí)，所述人員定位模塊與所述基站相互通訊，對(duì)比所述人員定位模塊的當(dāng)前坐標(biāo)si(xi,yi,zi)與當(dāng)前基站點(diǎn)坐標(biāo)gi(xi,yi,zi)，當(dāng)si與gi接近，則將當(dāng)前坐標(biāo)si替換為gi；當(dāng)si與gi相差較大，則將si替換成gi，并將si到si-1曲線重新擬合，形成最終的人員運(yùn)動(dòng)軌跡。

較佳地，所述人員定位模塊包括氣壓傳感器、三軸加速度傳感器、陀螺儀、存儲(chǔ)器、核心處理器、zigbee模塊以及電源，所述氣壓傳感器、三軸加速度傳感器和陀螺儀分別與所述核心處理器的輸入端相連，所述核心處理器的一個(gè)輸出端與所述存儲(chǔ)器相連用于存儲(chǔ)所述人員運(yùn)動(dòng)軌跡的信息，另一個(gè)輸出端與所述zigbee模塊相連用于與所述基站通訊，所述電源分別為所述氣壓傳感器、三軸加速度傳感器、陀螺儀、存儲(chǔ)器、核心處理器以及zigbee模塊供電。

較佳地，所述氣壓傳感器用于監(jiān)測(cè)現(xiàn)場(chǎng)人員的高度；所述三軸加速度傳感器和陀螺儀共同作用確定平面坐標(biāo)信息，同時(shí)結(jié)合計(jì)步算法與步距算法計(jì)算出所述人員運(yùn)動(dòng)軌跡。

較佳地，所述計(jì)步算法包括卡爾曼濾波算法。

較佳地，所述基點(diǎn)選擇閘機(jī)口，若干所述基站分別選為人員集中的區(qū)域以及過(guò)道位置。

較佳地，采用全站儀確定各所述基點(diǎn)坐標(biāo)。

為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明還提供一種施工現(xiàn)場(chǎng)人員定位裝置，包括：

基站模塊，用于在施工現(xiàn)場(chǎng)找到一個(gè)參照點(diǎn)作為基點(diǎn)坐標(biāo)，記作g0(x0,y0,z0)，并在關(guān)鍵位置布設(shè)若干基站，記作gi，其中，i＝1～n，n為正整數(shù)，以所述基點(diǎn)坐標(biāo)作為原點(diǎn)確定各所述基站的坐標(biāo)gi(xi,yi,zi)；

人員定位模塊，用于計(jì)算人員運(yùn)動(dòng)軌跡，并將所述人員運(yùn)動(dòng)軌跡的信息進(jìn)行存儲(chǔ)；

人員運(yùn)動(dòng)軌跡修正模塊，用于當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)人員接近基站時(shí)，所述人員定位模塊與所述基站相互通訊，對(duì)比所述人員定位模塊的當(dāng)前坐標(biāo)si(xi,yi,zi)與當(dāng)前基站點(diǎn)坐標(biāo)gi(xi,yi,zi)，當(dāng)si與gi接近，則將當(dāng)前坐標(biāo)si替換為gi；當(dāng)si與gi相差較大，則將si替換成gi，并將si到si-1曲線重新擬合，形成最終的人員運(yùn)動(dòng)軌跡。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的施工現(xiàn)場(chǎng)人員定位方法及定位裝置具有如下優(yōu)點(diǎn)：

1、本發(fā)明利用人員定位模塊能夠?qū)崟r(shí)獲取人員位置信息，提高管理效率，降低管理成本，及時(shí)發(fā)現(xiàn)安全隱患；

2、本發(fā)明通過(guò)基站的坐標(biāo)多次修正人員運(yùn)動(dòng)軌跡，從而大大提高定位精度；

3、相比較有基礎(chǔ)設(shè)施人員定位系統(tǒng)，大大減少了基站部署數(shù)量，減少成本投入；有效避免現(xiàn)場(chǎng)各種阻擋造成信號(hào)衰減，提升定位效果；

4、本發(fā)明提供的定位方法精度高、成本低、使用方便，具有良好的應(yīng)用前景。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明一具體實(shí)施例方式的施工現(xiàn)場(chǎng)人員定位方法中的人員定位模塊的原理框圖；

圖2為本發(fā)明一具體實(shí)施例方式的施工現(xiàn)場(chǎng)人員定位方法路徑修正示意圖；

圖3為本發(fā)明一具體實(shí)施例方式的施工現(xiàn)場(chǎng)人員定位方法的流程示意圖；

圖4是本發(fā)明一具體實(shí)施例方式的施工現(xiàn)場(chǎng)人員定位裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

為了更詳盡的表述上述發(fā)明的技術(shù)方案，以下列舉出具體的實(shí)施例來(lái)證明技術(shù)效果；需要強(qiáng)調(diào)的是，這些實(shí)施例用于說(shuō)明本發(fā)明而不限于限制本發(fā)明的范圍。

本發(fā)明提供的施工現(xiàn)場(chǎng)人員定位方法，包括如下步驟：

步驟一，基站布置：首先在施工現(xiàn)場(chǎng)找到一個(gè)參照點(diǎn)作為基點(diǎn)，基點(diǎn)坐標(biāo)記作g0(x0,y0,z0)，并在關(guān)鍵位置布設(shè)若干基站，記作gi，其中，i＝1～n，n為正整數(shù)，以所述基點(diǎn)坐標(biāo)作為原點(diǎn)確定各所述基站的坐標(biāo)gi(xi,yi,zi)；

步驟二，人員定位：采用人員定位模塊計(jì)算人員運(yùn)動(dòng)軌跡，并將所述人員運(yùn)動(dòng)軌跡的信息進(jìn)行存儲(chǔ)；

步驟三，人員運(yùn)動(dòng)軌跡修正：當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)人員接近基站時(shí)，所述人員定位模塊與所述基站相互通訊，對(duì)比所述人員定位模塊的當(dāng)前坐標(biāo)si(xi,yi,zi)與當(dāng)前基站點(diǎn)坐標(biāo)gi(xi,yi,zi)，當(dāng)si與gi接近，則將當(dāng)前坐標(biāo)si替換為gi；當(dāng)si與gi相差較大，則將si替換成gi，并將si到si-1曲線重新擬合，形成最終的人員運(yùn)動(dòng)軌跡。

實(shí)施例一

請(qǐng)參考圖3，本發(fā)明提供的施工現(xiàn)場(chǎng)人員定位方法，具體如下：包括

步驟一：基站布置：首先在施工現(xiàn)場(chǎng)找到一個(gè)參照點(diǎn)作為基點(diǎn)，記作g0(x0,y0,z0)，并在人員較為集中的區(qū)域以及過(guò)道位置等關(guān)鍵位置布設(shè)若干基站，分別記作g1、g2、g3～gn，以所述基點(diǎn)作為原點(diǎn)確定各所述基站的坐標(biāo)g1(x1,y1,z1)、g2(x2,y2,z2)～gn(xn,yn,zn)；

步驟二：人員定位：采用人員定位模塊計(jì)算人員運(yùn)動(dòng)軌跡，并將所述人員運(yùn)動(dòng)軌跡的信息進(jìn)行存儲(chǔ)；

步驟三：人員運(yùn)動(dòng)軌跡修正：當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)人員接近基站時(shí)，所述人員定位模塊與所述基站相互通訊，對(duì)比所述人員定位模塊的當(dāng)前坐標(biāo)si(xi,yi,zi)與當(dāng)前基站點(diǎn)坐標(biāo)gi(xi,yi,zi)，當(dāng)si與gi接近，則將當(dāng)前坐標(biāo)si替換為gi；當(dāng)si與gi相差較大，則將si替換成gi，并將si到si-1曲線重新擬合，形成最終的人員運(yùn)動(dòng)軌跡。

較佳地，請(qǐng)重點(diǎn)參考圖1，所述人員定位模塊包括氣壓傳感器、三軸加速度傳感器、陀螺儀、存儲(chǔ)器、核心處理器、zigbee模塊以及電源，所述氣壓傳感器、三軸加速度傳感器和陀螺儀分別與所述核心處理器的輸入端相連，具體地，所述氣壓傳感器用于監(jiān)測(cè)現(xiàn)場(chǎng)人員的高度；所述三軸加速度傳感器和陀螺儀共同作用確定平面坐標(biāo)信息，同時(shí)結(jié)合計(jì)步算法與步距算法計(jì)算出所述人員運(yùn)動(dòng)軌跡，本實(shí)施例中，采用卡爾曼濾波算法對(duì)所述人員運(yùn)動(dòng)軌跡進(jìn)行處理，從而消除部分累積誤差；所述核心處理器的一個(gè)輸出端與所述存儲(chǔ)器相連用于存儲(chǔ)所述人員運(yùn)動(dòng)軌跡的信息，另一個(gè)輸出端與所述zigbee模塊相連用于與所述基站通訊，所述電源分別為所述氣壓傳感器、三軸加速度傳感器、陀螺儀、存儲(chǔ)器、核心處理器以及zigbee模塊供電。

請(qǐng)重點(diǎn)參考圖2，利用上述施工現(xiàn)場(chǎng)人員定位方法進(jìn)行定位的具體步驟如下：

首先在施工現(xiàn)場(chǎng)找一參照點(diǎn)(該參照點(diǎn)可選擇閘機(jī)口)，記作g0，以g0作為基點(diǎn)，通過(guò)全站儀確定各個(gè)基站的精準(zhǔn)位置坐標(biāo)，記作g1、g2～gn；

當(dāng)人員經(jīng)過(guò)g0時(shí)，數(shù)據(jù)初始化，開(kāi)始進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，陀螺儀與三軸加速度傳感器開(kāi)始工作，結(jié)合計(jì)步算法與步距算法，產(chǎn)生人員運(yùn)動(dòng)信息，經(jīng)過(guò)卡爾曼濾波算法，生成人員運(yùn)動(dòng)軌跡，并完成數(shù)據(jù)的預(yù)存儲(chǔ)；

gi-1與gi生成的路徑記作si，當(dāng)人員到達(dá)gi附近時(shí)，對(duì)比si坐標(biāo)與基點(diǎn)gi的坐標(biāo)作對(duì)比，如果兩點(diǎn)接近，將si坐標(biāo)替換為gi；如果兩者差距較大時(shí)，將si坐標(biāo)替換為gi，并重新生成gi與gi-1路徑，若施工人員經(jīng)過(guò)g2處，由于信號(hào)干擾以及累積誤差導(dǎo)致軌跡發(fā)生偏離，路徑記作s2，當(dāng)經(jīng)過(guò)gi附近時(shí)重新規(guī)劃生成s3，通過(guò)基站的坐標(biāo)多次修正人員運(yùn)動(dòng)軌跡，從而大大提高定位精度。

綜上所述，本發(fā)明提供的施工現(xiàn)場(chǎng)人員定位方法，包括如下步驟：步驟一：基站布置：首先在施工現(xiàn)場(chǎng)找到一個(gè)參照點(diǎn)作為基點(diǎn)，記作g0(x0,y0,z0)，并在關(guān)鍵位置布設(shè)若干基站，分別記作g1、g2、g3～gn，以所述基點(diǎn)作為原點(diǎn)確定各所述基站的坐標(biāo)g1(x1,y1,z1)、g2(x2,y2,z2)～gn(xn,yn,zn)；步驟二：人員定位：采用人員定位模塊計(jì)算人員運(yùn)動(dòng)軌跡，并將所述人員運(yùn)動(dòng)軌跡的信息進(jìn)行存儲(chǔ)；步驟三：人員運(yùn)動(dòng)軌跡修正：當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)人員接近基站時(shí)，所述人員定位模塊與所述基站相互通訊，對(duì)比所述人員定位模塊的當(dāng)前坐標(biāo)si(xi,yi,zi)與當(dāng)前基站點(diǎn)坐標(biāo)gi(xi,yi,zi)，當(dāng)si與gi接近，則將當(dāng)前坐標(biāo)si替換為gi；當(dāng)si與gi相差較大，則將si替換成gi，并將si到si-1曲線重新擬合，形成最終的人員運(yùn)動(dòng)軌跡。本發(fā)明通過(guò)基站的坐標(biāo)多次修正人員運(yùn)動(dòng)軌跡，從而大大提高定位精度；利用人員定位模塊能夠?qū)崟r(shí)獲取人員位置信息，提高管理效率，降低管理成本，及時(shí)發(fā)現(xiàn)安全隱患；相比較有基礎(chǔ)設(shè)施人員定位系統(tǒng)，大大減少了基站部署數(shù)量，減少成本投入；有效避免現(xiàn)場(chǎng)各種阻擋造成信號(hào)衰減，提升定位效果；本發(fā)明提供的定位方法精度高、成本低、使用方便，具有良好的應(yīng)用前景。

實(shí)施例二

請(qǐng)參考圖4，本實(shí)施例二是基于實(shí)施例一提出的一種施工現(xiàn)場(chǎng)人員定位裝置，包括：

基站模塊，用于在施工現(xiàn)場(chǎng)找到一個(gè)參照點(diǎn)作為基點(diǎn)坐標(biāo)，記作g0(x0,y0,z0)，并在關(guān)鍵位置布設(shè)若干基站，記作gi，其中，i＝1～n，n為正整數(shù)，以所述基點(diǎn)坐標(biāo)作為原點(diǎn)確定各所述基站的坐標(biāo)gi(xi,yi,zi)；

人員定位模塊，用于計(jì)算人員運(yùn)動(dòng)軌跡，并將所述人員運(yùn)動(dòng)軌跡的信息進(jìn)行存儲(chǔ)；

人員運(yùn)動(dòng)軌跡修正模塊，用于當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)人員接近基站時(shí)，所述人員定位模塊與所述基站相互通訊，對(duì)比所述人員定位模塊的當(dāng)前坐標(biāo)si(xi,yi,zi)與當(dāng)前基站點(diǎn)坐標(biāo)gi(xi,yi,zi)，當(dāng)si與gi接近，則將當(dāng)前坐標(biāo)si替換為gi；當(dāng)si與gi相差較大，則將si替換成gi，并將si到si-1曲線重新擬合，形成最終的人員運(yùn)動(dòng)軌跡。

顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對(duì)發(fā)明進(jìn)行各種改動(dòng)和變型而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。這樣，倘若本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包括這些改動(dòng)和變型在內(nèi)。