【室内精准定位】室内精确定位,室内定位的实现流程
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室内精确定位,室内定位的实现流程【1】
1、UWB定位标签定位标签为有源标签,能做成不同的形态固定在物体、车辆或佩戴在人员身上使用,在不同应用环境下拥有多变性。它的定位精度高可达到5-10cm,标签发出的UWB脉冲信号,通过定位基站(定位传感器)接收和传输。每一个标签都有的ID号,可通过这个ID号将定位的物体联系起来,使定位基站(定位传感器)通过标签找到实际定位的位置。标签传输信号持续时间很短,能够允许成百上千的标签同时定位。。
2、UWB定位基站定位基站(定位传感器)可以通过到达时间差(TDOA)测量技术,来确定标签的位置,并将数据传输至网络控制器及定位引擎软件,定位精度达到厘米级。。
3、实时定位可视化查看人员、物资、车辆的位置分布,便于工作调遣,提升生产效率;在发生危险时,可依据人员分布位置信息快速救援。
4、移动轨迹追溯可长时间存储人员运动轨迹,为事件处理提供决策依据。并且可按人员或区域回放指定时间段内的人员运动轨迹。。
5、视频联动将UWB定位系统与监控设备相结合,还能够实现视频联动的功能。当某区域作业人员主动发起报警求助信息,或是电子围栏被触发,管理人员可查看现场视频画面,便于管理人员第一时间了解现场情况并进行处理,提升应急处理能力,减少事故伤亡。。
6、智能巡检企业可针对生产设备的巡检要求,自定义规划巡检点和巡检路线,设置巡检人员及周期,制定巡检任务,全方位满足企业定时巡检需求。管理人员可查看巡检人员的巡检时长、巡检轨迹等指标,防止员工漏查、重复巡查,切实保障巡检各项指标达到安全管理的要求。
7、电子围栏UWB定位系统可对不同区域进行划分,并为对应的工作人员设置进出权限,当人员或物品进入自己权限范围以外的区域时,UWB定位系统进行预警。电子围栏功能将特殊区域的生产安全,使得企业得以正常顺利地运行,提高企业的生产效率和管理水平。。
8、长时间静止预警UWB定位系统可实现“静止不动”行为监测功能,当员工处于危险状态(如昏迷)而无法主动报警,静止不动的时间超过了设定的时长,系统会发出预警信息,提醒管理者及时救援,防止无人发现而错失救援佳时机的情况发生。。
9、超时预警当人员或物品在某个区域滞留时间过长,UWB定位系统可发出预警信息,防止外来车辆或访客长时间滞留在危险区域,保障区域或人员安全。。
10、超员/缺员预警管理后台可设置每个生产车间或区域的限制人数,实现超员预警和缺员预警功能。如果该区域的总人数已经满员或未达标,UWB定位系统发出预警信息,提醒管理人员及时予以干预。。
11、SOS报警人员随身佩戴的UWB定位标签具有紧急求助功能,当人员遭遇意外情况,可立即进行按键求救,后台可依据求救位置进行救援,减少事故损失与人员伤亡。。
室内精确定位,室内定位的实现流程【2】
1、室内定位技术的选择 室内定位是指在室内的环境下在房间内的区域实现定位,目前市面上的定位技术有UWB、蓝牙、WiFi、ZigBee、RFID等等,这些定位技术按精度区分,可分为三类:精准定位,也即高精度定位,定位精度在亚米级,也即50cm以内。蓝牙0定位以及UWB(超宽带)定位;米级定位,定位精度在1~3米以内,定位技术包括蓝牙0定位;区域级别的定位,无定位精度可言,一般指能够定位到某个楼层的某个区域,定位技术包括WiFi、ZigBee、RFID。我们可根据室内定位项目的精度要求,对室内定位技术进行合理选择。对人员、物体定位,可选择精度较高的UWB定位技术。EHIGH恒高室内定位系统就是基于UWB定位技术研究开发的,其定位精度高达10cm,并具有抗干扰、抗遮挡等优势。。
2、室内定位模式的选择对于不同的应景场景,要实现精确室内定位,需要采用多维模式的定位技术。EHIGH恒高UWB定位系统就可以实现零维、一维、二维、三维等定位模式,适应于各种复杂的应用环境。零维定位模式属于存在性检测,能够检测一个房间里是否存在定位标签卡,多用于监狱、看守所、办案中心等,用于检测多个小房间之间是否有“串房间”的行为。一维定位应用的原理就是测距应用,能够定位出标签卡的X线性坐标,适合隧道、管廊、矿井等多种走廊、道路性质的应用场景。二维定位需要定位出标签卡的X,Y平面坐标,能够准确得知定位目标标签的位置及行为轨迹。常用于工厂、化工厂等大房间内,能够准确定位人员、物资的位置。三维定位需要定位出标签卡的X,Y,Z立体坐标,不仅能实现定位目标在平面上的位置信息,还可监测出定位目标在高度上(空间)的位置信息,常用于立体建筑内。。
3、室内定位设备的选择室内定位系统设备主要由为室内定位基站、定位标签。定位基站分布于场景区域的几何边缘,并对该区域进行信号覆盖。室内定位基站主要功能就是探测标签的数据信息并上传至服务器进行汇总分析。定位标签附着于定位对象的表面,当标签进入基站的信号覆盖范围内,即自动与基站建立联系。根据应用环境的不同,我们可以选择不同类型的定位设备。。
4、智慧工厂室内定位系统可联动监控系统,结合人员效率分析、物资分布统计等功能,帮助工厂实现智能化、可视化的定向管控,实现各车间人员、物资、车辆的合理分配;利用车辆测距防撞报警装置,可有效预防、杜绝车辆碰撞碾压员工等高危事故发生。。
5、智慧监狱 室内定位应用于监狱,可以使传统的监狱管理变得更智能,尤其是犯人智能定位监管,给监狱犯人佩戴防拆定位手环,狱警可以在后台实现实时监控,包括实时位置查询、移动轨迹、在某一个位置停留时间等,并且手环还可实现心率计步等检测功能。。
6、智慧养老在养老机构部署室内定位系统,从安全管理到人性化监护,室内定位的某些功能实用。通过给老人佩戴定位手环,相关人员可以随时查看老人的活动路线、所处位置,防止老人发生意外;手环上的一键求助可以让老人在意外摔倒或突发病症时快速求救。。
7、石油化工通过车间超员/缺员报警、实时位置查询、电子围栏、超时滞留/静止报警等功能,可实现厂区安全区域管控;通过巡检管理、脱岗/串岗报警,可实现厂区工作人员工作考核管理;同时系统还可联动各类现场传感器、视频监控、报警系统、智能化二道门,可实现化工精细化安全管理和生产过程管控。。
室内精确定位,室内定位的实现流程【3】
1、室内定位系统架构:应用层通过解算层获取位置、人脸对比结果和视频联动视频流数据,以地图的形式实时显示个标签的位置和标签的携带者,并可以选择显示视频联动的监控画面。服务层服务层包括定位引擎软件、系统管理软件、对内和对外接口软件组成,这些软件部署在系统服务器。网络层网络层分为局域网,提供数据传输通道。传输层传输层也称主干通信网(简称“主干网”),是定位基站、人脸识别和视频联动摄像头(设备)与解算层、应用层之间的数据传输通道,可以选择有线或者无线传输方式。感知层设备层主要包括定位基站和标签、人脸识别和视频联动摄像头。通过定位基站与定位标签的UWB定位信道实现对定位标签的定位,通过通信定位基站与定位标签的ZigBee通信信道实现定位基站对定位标签的参数配置、定位标签的状态回传以及定位标签上下行的数据。。
2、UWB室内定位技术与GPS定位技术比较:高精度室内定位系统使用精度优于0.3米的UWB定位技术,可以实现人员位置的实时监控和运动轨迹的回放,在巡检以及高危作业中结合相关流程可以实现精准的状态和行为监管。。
3、室内定位系统之人脸识别:该UWB室内人员定位系统使用在工业环境下高于38%识别准确率的人脸识别技术,进行考勤管理,配合员工资证系统管理,结合UWB定位能够完成风险等级管理。。
4、室内定位系统之视频联动:视频和UWB室内定位的联动,可对重点对象(如重大危险源,经常犯错的员工等)进行持续的跟踪监控,可以在现有监控基础上结合UWB定位进行二次开发。。
5、室内定位系统之定位基站/定位标签:。
室内精确定位,室内定位的实现流程【4】
1、室内定位系统架构:应用层通过解算层获取位置、人脸对比结果和视频联动视频流数据,以地图的形式实时显示个标签的位置和标签的携带者,并可以选择显示视频联动的监控画面。
2、服务层服务层包括定位引擎软件、系统管理软件、对内和对外接口软件组成,这些软件部署在系统服务器。
3、网络层网络层分为局域网,提供数据传输通道。
4、传输层传输层也称主干通信网(简称“主干网”),是定位基站、人脸识别和视频联动摄像头(设备)与解算层、应用层之间的数据传输通道,可以选择有线或者无线传输方式。
5、感知层设备层主要包括定位基站和标签、人脸识别和视频联动摄像头。
6、通过定位基站与定位标签的UWB定位信道实现对定位标签的定位,通过通信定位基站与定位标签的ZigBee通信信道实现定位基站对定位标签的参数配置、定位标签的状态回传以及定位标签上下行的数据。
室内精确定位,室内定位的实现流程【5】
1、到达角度定位(AOA)和信号强度分析法(RSS) AOA通过获取被测点到两个接收机的信号到达角度进行定位,需要配置复杂的天线系统,且角度误差对定位精度的影响远比测距误差大。RSS则根据信号的传播模型,利用接收信号的强度与信号传播距离的关系,对目标进行定位。这种方法的定位覆盖距离较近,且对信道传输模型的依赖性大,多径以及环境条件的变化都会使其精度严重恶化,特别是距离估计的精度与信号的带宽无关,不能发挥UWB带宽大的优势。 所以,RSS和AOA方法一般不单独用于UWB定位,只能作为辅助手段进行初级粗定位,UWB实现精确定位主要依靠精密测距完成。。
2、到达时间定位(TOA) 被测点(标签)发射信号到达3个以上的参考节点接收机(基站),通过测量到达不同接收机所用的时间,得到发射点与接收点之间的距离,然后以接收机为圆心,所测得的距离为半径做圆,3个圆的交点即为被测点所在的位置。但是TOA要求参考节点与被测点保持严格的时间同步,多数应用场合无法满足这一要求。 该方法实现过程中,需要测得定位标签与每个基站的距离信息,从而定位标签需要与每个基站进行来回通信,因此定位标签功耗较高。该定位方法的优势在于在定位区域内外(基站围成区域的内外),都能保持很高的定位精度。。
3、到达时间差定位(TDOA) 与TOA类似,只是测量得到的是时间差而非时间。这种方法只需参考节点之间保持同步,不要求参考节点与被测点之间的严格的时间同步,使系统相对简化,所以在定位系统中应用广。 TDOA定位即双曲线定位,二维定位中需要使用4个定位基站。通过测量标签到每两个基站之间的距离差,距离差等于常量即可绘制出双曲线,而曲线交点即可确定标签坐标。该方法实现过程中,标签只需要广播一次UWB信号即可,因此有利于标签的功耗及标签并发数量。。
4、为了对定位原理深入了解,我们可对定位系统结构进行分析。EHIGH恒高定位系统由应用层、服务层、传输层和感知层(定位基站和定位标签)构成,传输层主干网通信方式采用有线或无线的通信方式。系统架构如下图所示:。
5、感知层感知层主要包括定位基站和定位标签。基站和标签是定位系统的核心设备,标签会按时隙广播携带有自身ID号的无线电信号,定位基站接收到标签发送的信号后,将接收到信号的时间戳和标签ID卡号通过主干网传输给服务层,完成对标签卡的定位,基站也可以接收到应用层下发的指令,完成相关的设置。。
6、传输层 传输层也称主干通信网(简称“主干网”),是基站与服务层、应用层之间的数据传输通道,向下将应用层相关指令传输给基站,向上将定位原始数据(标签与基站之间距离)传输给服务层,采用有线光纤方式进行数据传输。。
7、服务层 通过标签与覆盖该区域定位基站进行测距,顶层通过各基站的位置和标签距离,通过TDOA算法或者TOA算法解算出标签坐标。除此之外,服务层还提供了灵活的设备管理和网络管理功能,以及各项前端功能和应用接口。。
8、应用层 通过服务层获取定位标签的具体位置,以一维、二维或三维地图的形式实时显示标签的位置,并提供轨迹回放,人员信息管理和呼叫求救等功能。 此外,应用层还提供websocket接口和http接口,通过websocket接口可获取标签卡的实时位置数据,通过http接口可获取系统相关的数据,因此,该定位系统易于二次开发和集成。。
室内精确定位,室内定位的实现流程【6】
1、室内定位建筑空间内的精确导航:室内定位即人员借助智能终端设备,主动获取自己的位置信息。室内定位技术可以用于在室内环境下实现更加精确的定位和导航,比如商场里的某一个店铺或者在展会上寻找某一个展位,都可以用室内定位系统进行二维/三维的定位模式。。
2、人员及物资的定位通过对于人员及物资的定位,我们可以锁定其位置,随时查看被定位目标的所属区域、分布状况等。比如石油或化工厂对作业人员进行定位,分类查看各部门员工的位置,便于调度。同时在发生危险时,可以查看每个区域的人员分布,利于快速援救等。。
3、某一时段的行走历史轨迹某个人上午去了哪些地方?某件设备都被哪些部门使用过?基于UWB室内定位技术可以分时段查看人员及物资的移动轨迹,便于实现事件追溯。比如化工厂内查看人员巡检轨迹,防止漏检、伪造巡检记录等,保障车间安全,实现岗位的高效管理。。
4、越界预警+滞留预警+长时间静止预警在室内定位软件上设置电子围栏是可以实现区域内的安全管理。比如在石油罐区附近设置电子围栏,一旦有未经授权的人员进入该区域,系统立即预警,保障区域安全。比如在医院的特殊病房内设置电子围栏,可以防止病人不遵医嘱擅自走出安全区域等,保障其安全。。
5、数字机房人员定位解决方案零延时显示人员巡检位置信息,进行安全区域管控、人员在岗监控,优化流程、合理调度安排、提高数据机房的巡检效率。。
6、机场人员定位解决方案通过UWB室内定位技术,为机场运作提供高效、安全、可靠的位置数据,提升机场数字化能力,提升机场服务品质。。
7、地铁/管廊人员定位系统方案作为地铁/综合管廊运营管理平台的核心模块,助力实现综合管廊、地铁的数字化、信息化和智能化管理。。
8、仓储物流UWB室内定位系统UWB室内定位位置服务实时管理仓储人、车、物,融合仓储管理系统,实现仓储物流管理的降本增效。。
室内精确定位,室内定位的实现流程【7】
1、UWB室内定位系统是通过TDOA算法实现三维定位的。TDOA定位算法是一种利用到达时间差来来进行定位的方法。也就是说定位标签会不停地向四周发送信息,这个信息包含了标签自己的ID值。当附近至少有三个基站收到这一信息时,这时就可以根据信息到达三个基站的时间差推断出标签当时的位置。。
2、2D、3D实时位置显示支持2D、3D两种地图类型,与定位坐标匹配显示人员位置,可显示当前地图上人员、物资、车辆等定位对象的实时位置,显示实时标签卡列表和区域列表。。
3、轨迹跟踪与回放无时限储存人员运动轨迹,按照人员、时间段、区域灵活筛选回放智能筛选去除无定位数据的时间段,多目标多倍速回放历史轨迹。
4、电子围栏绘制圆形、矩形、多边形、扇形、圆环等多种形状的围栏对接权限,允许/拒绝+进入/离开四种条件组成灵活围栏规则自动布防/撤防,时间自定义,软件、标签实时报警提醒违规行为。
5、寻呼报警施工人员可通过定位标签实时向控制中心发送SOS报警信息,实时告警,有危险情况发生时,控制中心可实时对人员进行寻呼,下发撤离命令;。
6、视频联动支持华康、大华、宇视、天地伟业等全球六大安防品牌摄像头接入系统和360°旋转,多角度查看现场画面违规行为自动保存,多目标视频跟踪,自动切换摄像头跟踪目标。
7、智能巡检针对生产设备的巡检要求,自定义规划巡检点和巡检路线设置巡检人员及周期,制定巡检任务,全方位满足企业的定时巡检需求。
8、电子点名与智能考勤点名时间点自定义,工作日重复周期可设置自定义绘制考勤区域、设定部门考勤班次。自动判断迟到、早退。自动生成考勤报表,记录上下班时间和在岗时间。
室内精确定位,室内定位的实现流程【8】
1、实现原理:UWB室内定位系统是通过TDOA算法实现三维定位的。TDOA定位算法是一种利用到达时间差来来进行定位的方法。也就是说定位标签会不停地向四周发送信息,这个信息包含了标签自己的ID值。当附近至少有三个基站收到这一信息时,这时就可以根据信息到达三个基站的时间差推断出标签当时的位置。。
2、UWB室内定位基站布置原则:零维定位是存在性检测,用于检测房间内是否有定位标签卡的存在。一维定位就是测距应用,常用于隧道、管廊等场景,典型应用为巷道定位,只需要定位目标在这个巷道的应用位置,一般会忽略巷道的宽度。二维定位常用于工厂厂房。通过四个以上的基站,来确定定位标签在空间的X、Y坐标,从而确定区域内人员或物资的位置。三维定位常用于立体建筑物内,需要得到的是定位设备的X、Y、Z三维坐标,在安装定位基站时,需要特别拉开Z轴的高度差,以在Z轴上的精确度。。
3、室内定位系统的系统架构。
4、定位标签:可有佩戴到人员身上或绑定到物体上。
5、定位基站:可依附墙体或者杆体进行安装。
室内精确定位,室内定位的实现流程【9】
1、定位标签。