[发明专利]一种用于救援的传感网络抗失效定位切换控制方法及系统

说明书

本发明公开了一种用于救援的传感网络抗失效定位切换控制方法及系统，包括：构建用于灾变环境下待定位区域的用于救援的传感网络，包括无线传感器单元、惯性传感器单元；定位解算单元分别根据无线传感器单元和惯性传感器单元的输出进行无线定位解算和惯性参量解算；组合定位单元判断无线传感器单元和惯性传感器单元是否失效，并进行不同传感器单元失效下救援传感网络抗失效切换控制，实现对灾变环境下待定位目标的稳定定位。本发明能够解决单纯采用无线传感器和惯性传感器定位易输出错误位置的不足，充分发挥两种定位系统的优势，提高救援传感网络组合定位系统的性能。

技术领域

本发明涉及一种用于救援的传感网络抗失效定位切换控制方法及系统，能够实现待定位目标定位。

背景技术

在高危生产区域，有效的事故应急救援系统可以将事故损失降低到无应急救援系统的6％。国内外应急救援事实表明：对被困人员施救越及时，获救可能性越大。在煤矿井下巷道、建筑物施工地、地下商业中心、易燃易爆场所以及危险有毒化学品等高危生产区域，一旦发生重大安全事故，目前往往只能依靠被困人员主动呼救来进行确认，耽误宝贵的第一救援时间的同时降低了救援效率。因此，要在灾变环境下开展应急救援，必须实现对被困人员位置的检测，即实现被困人员的定位。一旦在煤矿井下等区域出现险情和灾害时，救援人员能够根据定位系统提供的事故地点人员数量、每个人员信息及位置，制定有针对性的救援措施，提供最佳的逃生路线，提高灾变环境下抢险效率和救护效果。除了人员定位系统在应急救援中的应用，在正常运行时工作人员定位系统能够统计当前工作人员数量，根据工作人员当前位置和移动轨迹统计出勤率和早退率，限制工作人员进入危险区域，使得地面管理员能够对工作人员及作业设备进行合理调度管理。高危生产区域人员定位系统承担着人员考勤、跟踪定位、灾后急救、以及日常管理等任务，高危生产区域人员定位是安全生产的重要内容，是建立安全生产应急救援机制、提高国家应对危机管理和抗风险能力的重要组成部分。

在地面或空中等室外开阔环境下，为移动目标安装全球定位系统，能够实时获得移动目标的运动位置，尽管其定位精度比较不高，仍然已经成为一种成熟的方案而受到广泛的应用。在大型建筑物、矿山井下、地下空间以及大型隧道等卫星信号受到遮蔽的环境，可以称这类空间为封闭空间，由于复杂环境对全球定位系统信号传播的遮挡，从而无法利用全球定位系统信号获得移动目标的位置。在这类封闭空间中，由于运动特征复杂、网络拓扑结构时变、地形结构未知及障碍物分布不规律等因素，给灾变环境移动目标定位带来诸多挑战。因此，很多学者研究了不依赖于全球定位系统的移动目标定位，其主要内容有移动目标测距方法、定位算法以及定位精度的分析。

近年来，各国研究人员纷纷开展这方面的研究，采用里程计、视觉定位、红外对射及激光测距等方法对灾变环境移动目标进行定位，并在实际应用中在累计误差消除、图像变形、非连续输出与障碍物遮蔽等方面做了有益的研究。由于高危生产区域采用有线监测需要敷设大量的电缆，高危区域空间狭窄使得电缆布线繁琐，而且容易使电缆砸断或者接触不良，同时由于恶劣环境使得电缆容易遭受腐蚀磨损，增加了线路中断故障率以及数据误码率，从而影响整个定位系统的性能。为了克服有线远程监控的不足，采用无线方式进行高危生产区域的远程监控，可以建立一个组网灵活、可扩展性强以及安全可靠的监测系统，可以实现对待定位目标进行信息采集、数据处理、融合解算及位置跟踪等任务。但是，随着其应用环境逐渐恶劣，对待定位目标的精度要求也不断提高，需要引入惯性导航系统与无线传感网定位相结合，使得待定位目标在全局范围内具有较强的稳定性。

发明内容

针对上述问题，本发明提出一种用于救援的传感网络抗失效定位切换控制方法及系统。

实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明通过以下技术方案实现：

一种用于救援的传感网络抗失效定位切换控制方法，包括以下步骤：