[发明专利]面向智慧工地的人员精确定位系统及定位方法

说明书

本发明公开了一种面向智慧工地的人员精确定位系统及其定位方法包括UWB头盔标签、UWB微型基站、无人机RTK定位系统和无人机本地配置的陀螺仪、惯性导航、加速度传感器、无线通讯单元以及视频图像模块。本发明系统本身实现部署维护方便，同时结合无人机本身携带的RTK精确定位单元和无线图传功能，能以较低成本实现对智慧工地作业人员的位置精确管控和应急抢险预案，能较好的满足监管部门面临的监管难题，提升建设单位的作业安全和智能化管理水平。

技术领域

本发明属于精确定位技术领域，具体涉及一种面向智慧工地的人员精确定位系统及定位方法。

背景技术

伴随着经济的飞速发展，人们出行条件不断改善，室外GPS定位技术已经非常成熟，得到了大面积普及，给人们的日常生活、工作提供了极大便利。相对应的室内定位技术近年得到了飞速发展，作为室外GPS定位的有效补充，已经在很多应用场景得到了应用，尤其是以UWB为代表的高精度室内定位技术在数字化工厂、智慧园区、智慧矿山等领域得到了大范围推广。

但针对当前的监管重点智慧工地的人员定位监管始终得不到大面积推广，究其原因是因为智慧工地本身建设属于动态过程，工地形态随着施工进展不断变化，再加上属于在建项目，内部的通讯网络、供电极为不便，导致以UWB为代表的高精度定位系统始终无法大面积推广；以及当前智慧工地的立体监管要求，而主流室内定位系统以二维平面定位为主，无法满足智慧工地对高程以及深基坑在高度坐标方面的定位需求；再次，智慧工地在建项目均要求外部全部加装防护网，这就导致以图像识别为代表的定位方案爱莫能助。

本系统针对智慧工地对人员位置监管的需求，提出一种结合无人机RTK定位和UWB高精度测距相结合的新型人员定位系统，通过施工人员佩戴UWB头盔标签，无人机携带RTK定位系统和UWB微型基站，借助无人机标配的陀螺仪、惯性导航以及加速度传感器和图像拍照系统，即可实现以机定人的精确定位方案，解决目前单一定位系统无法实现智慧工地人员精确定位难题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种面向智慧工地的人员精确定位系统及定位方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种面向智慧工地的人员精确定位系统，包括UWB头盔标签、UWB微型基站、无人机RTK定位系统和无人机本地配置的陀螺仪、惯性导航、加速度传感器、无线通讯单元以及视频图像模块；

所述UWB头盔标签用于与无人机上配置的UWB微型基站进行精确测距；

所述UWB微型基站内置天线阵列，用于判断当前单个或多个UWB头盔标签的距离和方向，进一步将测距和方向角度传输给无人机主控；

所述无人机RTK定位系统用于实现无人机的高精度定位，获取当前实时的无人机GPS坐标；

所述陀螺仪、惯性导航和加速度模块用于判断无人机当前的运行方向和状态信息；

所述视频图像模块通过获取当前定位目标或者定位区域的实时图像信息，传输到后台进行模型识别或者人工辨别。

一种面向智慧工地的人员精确定位系统的定位方法，包括以下步骤：

第一步：无人机携带的UWB微型定位基站与通信范围内的作业人员UWB头盔标签进行测距和方向判别，获取当前定位标签的ID、距离以及方向角度信息；

第二步：所述UWB微型基站将第一步获取的标签ID、距离以及方向角度传输给无人机中控，所述无人机RTK定位系统获取自身的GPS坐标，结合当前陀螺仪、惯导以及加速度传感器的状态信息，通过内置的位置解算模型给出当前UWB头盔标签的GPS坐标位置信息；

第三步：所述无人机RTK定位系统将定位标签ID和标签的GPS坐标一起传输给监管后台；