[发明专利]一种室内火灾逃生的导航系统及其方法

说明书

本发明公开了一种室内火灾逃生的导航系统及其方法，该系统操作对个体用户来说较为简易，且不需要佩戴额外设备，较为容易被用户接受。同时最大程度利用室内己有设备，不需要额外安装布设和定期维护以确保精度，可节约成本，系统整体布设也较简单灵活；即使摄像头有部分不起作用，整体系统运行不易受影响，即使有部分区域不可见也可达到相对高的定位精度；同时有检测用户姿态功能，判断用户当前状态和推断烟雾状态，被困用户则保持不动。这些信息将帮助后续到达消防队员进行救援决策判断。

技术领域

本发明涉及消防逃生技术领域，尤其是涉及一种室内火灾逃生的导航系统及其方法。

背景技术

目前的消防逃生所使用的定位系统多用于消防员，且需要佩戴额外设备和相关专业的操作知识，这使得这些系统不太适用于室内人员逃生。

对于室内逃生人员来说，他们的位置和目前所处状态对消防人员到达现场后采取更有效的救生策略也很重要。依托有效的室内定位和导航，大部分室内人员可以在消防员到达现场时脱离火灾现场，剩余被困人员的位置和所处状态将依据定位系统所监测得到的信息报告给消防人员，帮助他们制定相关救援方案。

用于室内定位的系统中，多采用WIFI、蓝牙、UWB、惯导等技术或结合技术的混合系统。这些系统有些需要额外的设备布设，如蓝牙和UWB，有些需要定期维护且信号获取有设备要求如WIFI，有些误差累积较大且缺乏绝对定位，需要额外系统辅助，如惯导。在考虑低成本、易操作、且不布置额外设备和进行定期系统维护，并能达到相对高的定位精度的前提下，以手机惯导为基础的混合定位技术是一种较为可行的技术：因为智能手机是较为普及的日常用品且都有自带的惯导元件，但是目前的手机惯导元件并不能很好的进行定位。

目前较流行的技术是采用以惯导为基础，并结合其他定位系统如WIFI、蓝牙、UWB、视觉追踪等技术来进行精度校准。其中以结合惯导和视觉追踪的系统设计能获得相对高的精度且不需要额外布设和定期维护，成本较低。这种系统可分为两大类，一种为主动型，一种为被动型。主动型系统较为常见，多用于SLAM和无人车驾驶，其系统布设使用一体式系统，即摄像头和惯导元件在同一平台上，惯导元件追踪运动姿态，同时摄像头拍摄周围图像并提取环境特征点进行3D定位.但这种系统不太适用于长时间运作，因为采用手机摄像头拍摄周围环境比较耗电，较难续航。被动状态系统设计非常少见，这种设计采用分布式系统，即摄像头和惯导元件不在同一平台上，惯性导航元件进行用户相对位置追踪，视觉追踪系统进行行人识别定位。但目前这种系统的设计都为2D定位，没有高度信息，并且获得的位置信息为相对位置，无法和室外定位系统实行无缝对接，且视觉追踪布设采用固定取景法，仅适用于单摄像头拍摄而无法灵活运用于多摄像头转换，追踪算法也采用了传统的特征提取法，这种算法较为不灵活,需要根据实际情况进行调整，且无法达到实时监测，更无法实时判别行人在火灾现场的身体姿势状态。同时系统数据融合时多采用视觉步点和惯性步点相互匹配的方式，算法较为繁琐。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种包括高度信息定位，调整灵活不繁琐，且能同时完成行人定位以及行人姿势识别的室内火灾逃生的导航系统及其方法。

本发明公开的导航系统所采用的技术方案是，一种室内火灾逃生的导航系统，包括，记录行人位置和步行数据并用于姿势识别的手机惯导装置，检测行人朝向的摄像追踪装置，检测行人当前所在楼层、安装在手机中的楼层高度识别器，整合行人位置、步行数据、行人朝向以及楼层高度并输出可视化信息的数据处理中心(服务器)，所述手机惯导装置、摄像追踪装置以及楼层高度识别器分别与数据处理中心(服务器)通信连接，所述手机惯导装置、摄像追踪装置以及楼层高度识别器三者之间分别都有通信连接。

本发明公开的基于上述导航系统的导航方法所采用的技术方案是，一种室内火灾逃生的导航方法，包括：

S1、使用手机惯导装置、摄像追踪装置以及楼层高度识别器三者采集数据并由数据处理中心(服务器)处理数据得到行人的准确定位信息；