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隧道人员定位系统二维精确定位方案

发表时间:2020/12/22 17:54:46

首先介绍下二维定位的原理,何为二维定位,二维定位就是能够得到一个直角坐标系中的X和Y坐标,这就叫做二维定位,一维定位就是只能得到X或者Y坐标,0维定位就是既无法获得X坐标也无法获得Y坐标,只能知道在或者不在,这种用法RFID技术用得比较多。

传统的定位通过在隧道进口安装一个RFID基站,在隧道进口100米左右再安装一个基站,人员佩戴的RFID标签被基站读取到后就知道人员进入或者出隧道了。华星智控UWBLOC定位技术采用无线脉冲测距原理,可以实现隧道内人员精确一维或者二维定位,定位精度小于0.5米。

下面介绍二维定位原理:

如下图所示,信号发射源发射信号脉冲,信号接收机需要提前安装在需要定位的空间里面,并需要自定义一个直角坐标系统,测绘出每个接收机的X,Y,Z坐标。信号发射源发射的脉冲飞行速度为光速C,脉冲到达3个信号接收机的时间分别为T1,T2,T3,通过光速C*时间T就可以算得三个距离L1,L2,L3,分别以三个距离为半径画出三个圆圈的交集处就是信号发射源的位置,这就是三角定位原理,和卫星定位原理一样。

通过上面介绍的二维定位原理可以知道,要实现二维定位,需要满足一个基本条件就是人员佩戴的UWBLOC定位标签需要和3个基站可靠通信,并且这3个基站不能在一条连线上。其次,华星智控自研UWBLOC系统的定位算法还需要满足一个条件就是,基站安装的长宽比不能超过1:3,什么意思呢,就是说比如隧道宽度是13米,公路隧道一般宽度是13米左右,那么长度方向就不能超过39米,这样才能保证0.5米内的定位精度,如果长宽比大于1:3将会带来定位误差增大的结果,当然如果你对精度要求没有那边高是可以增大长宽比,减少定位基站的布设数量的。

如下图所示,工人师傅正在安装UWBLOC基站,基站安装在二衬台车上,基站随着台车的移动而移动,可以保证作业面的人员精确定位。

UWBLOC标签一般佩戴在施工人员安全帽上,标签带有一键呼救按钮,遇到危险情况可以通过一键呼救按钮呼救,同时UWBLOC系统可以检测人员静止不动,如果人员连续长时间不动将会触发报警。

人员佩戴上UWBLOC标签,基站数据通过无线网桥或者光纤传输到监控中心,UWBLOC系统的算法软件就会将人员的实时位置给计算出来,如下图所示将人员的实时位置呈现在地图上。通过鼠标可以将任意区域设置为考勤区域,记录进出该区域人员情况,进出时间,避免隧道内人员无故停留。同时UWBLOC系统支持投屏功能,可以将气体检测,人员信息投射到LED大屏幕上显示如下图所示。



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