[发明专利]一种消防灾害现场单兵室内定位系统

说明书

本发明提供一种消防灾害现场单兵室内定位系统，包括室外车载指挥系统、室内单兵作战系统和4G传输通道；室外车载指挥系统包括硬件服务器和软件调度系统，软件调度系统包含室内三维地图；室内单兵作战系统包括内置于消防人员鞋垫内的定位模块、手持终端以及喉震耳机，手持终端带有摄像头，定位模块和喉震耳机通过蓝牙模块与手持终端相连接；手持终端内置有APP软件，并通过4G传输通道与室外车载指挥系统进行信息传递，将消防人员的位置信息呈现在室内三维地图中，具有应急现场高清视频回传、火场消防人员室内精确定位、消防人员生命体征监控、火场建筑室内快速建模等功能。

技术领域

本技术所属的技术领域为消防指挥系统，涉及一种消防灾害现场单兵室内定位系统。

背景技术

当前，随着社会经济不断发展，城市化建设进程不断加快，高层地下建筑、超大综合体建筑、以及石油化工企业大量涌现，给灭火救援工作带来巨大压力和挑战。消防部队在灭火救援实战中，由于通信信号弱、盲点多、屏蔽严重等问题，影响了通信保障的实际效果。

在充满浓烟、高温以及昏暗的环境中目前的消防通讯装备根本不能满足消防灭火的要求，突出表现在：(1)指挥员不能掌握火场内消防员的位置，(2)指挥员不知道消防员的生命安危状态，(3)通讯系统复杂，耗时长，通讯设备携带困难，没有统一的无线接入网络，(4)现场通讯手段单一，仅依靠350M电台，抗干扰能力差，极易阻断通讯，(5)缺乏语音及图像传输功能，缺乏内外指挥功能，缺乏内外信息交互功能。由于以上缺陷，现场指挥员情况不明，心中无数，导致决策困难，贻误战机，更有甚者，因为没有定位系统导致消防员进入火场后，由于建筑物内房间间隔复杂，光线严重不足，遇到危险时不能通过有效途径安全撤出，最后导致有的消防员牺牲在火场。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种消防灾害现场单兵室内定位系统，具有应急现场高清视频回传、火场消防人员室内精确定位、消防人员生命体征监控、火场建筑室内快速建模等功能。

本发明提供了一种消防灾害现场单兵室内定位系统，包括室外车载指挥系统、室内单兵作战系统和4G传输通道；室外车载指挥系统包括硬件服务器和软件调度系统，软件调度系统包含室内三维地图；

室内单兵作战系统包括内置于消防人员鞋垫内的定位模块、手持终端以及喉震耳机，手持终端带有摄像头，定位模块和喉震耳机通过蓝牙模块与手持终端相连接；

手持终端内置有APP软件，并通过4G传输通道与室外车载指挥系统进行信息传递，将消防人员的位置信息呈现在室内三维地图中。

定位模块采用MEMS惯性传感器，MEMS惯性传感器内置有加速度计和陀螺仪。

软件调度系统采用B/S架构模式，且消防员随身携带的手持终端能够接收软件调度系统传来的三维地图模型，了解自己的位置信息及其他消防人员的位置信息。

手持终端接入4G网络后，各手持终端之间通过内置APP采用全双工模式工作，消防员之间、消防员和指挥员之间直接可以实时通信。

手持终端将采集到的音频信息、视频信息及位置信息传递至室外车载指挥系统。

还包括消防无人机和侦察机器人，均用于采集室内视频信息，并通过4G传输通道将视频信息传递至室外车载指挥系统。

调度人员结合消防人员的位置信息、语音信息以及上传的视频信息，下达相应的命令，且当消防官兵的位置信息在室内三维地图中超过30秒静止时，软件调度系统自动呼叫消防官兵，且下达支援该消防人员的命令。

为了实现精准定位，定位模块采用如下零速修正技术：

利用加速度计和陀螺仪检测到的加速度和角速度进行零速检测，在零速阶段人脚的速度为零，将零速作为外参考速度，建立Kalman滤波方程；