[发明专利]一种室内空间协同作业安全保障方法及系统

说明书

本发明公开了一种室内空间协同作业安全保障方法及系统，包括如下步骤：在室内部署定位基站，部署定位告警标签和参考标签；定位基站获取定位告警标签气压测量值和定位数据包，根据定位数据包计算得到二维定位结果；定位基站获取参考标签气压测量值；三维位置解算设备根据参考标签的气压测量值与其高度计算得到定位告警标签的高度值，进而得到三维定位结果，并发送给安全检测设备；安全检测设备从安全规则配置设备获取三维安全模型信息，并根据定位告警标签的三维定位结果计算三维模型之间的最近距离；若最近距离小于等于零，则说明三维模型之间有碰撞的可能，安全检测设备发出报警。本发明提高室内空间作业人员、设备和设施协同工作的安全性。

技术领域

本发明涉及室内三维定位技术和人机协同技术领域，尤其涉及一种室内空间协同作业安全保障方法及系统。

背景技术

在飞机制造、飞机维修、大型装备制造、大型装备维修等大型车间中，常常需要在室内空间实施协同作业，包括作业人员在地面以及多种高度的作业平台的操作，被测部件在一定空间的动作，行车吊装物件的操作，AGV车辆在地面的自主活动，机器人在一定空间范围的操作，以及电磁辐射设备的操作等等，这些复杂的操作，一旦发生冲突，就可能引发安全事故，所以室内空间协同作业的安全保障显得尤为重要。

室内定位包括无线电定位、毫米波雷达、视频检测等技术手段，其中亚米级及以上的无线电定位技术包括蓝牙、UWB(超宽带)等。上述无线电定位技术，可以达到水平亚米级的定位精度。根据成章才的《基于蓝牙与气压计融合的室内三维定位技术研究》，以及Ji Li等的《Improved Height Estimation Using Extended Kalman Filter on UWB-Barometer3D Indoor Positioning System》等文献，可以通过引入气压传感器来测量高度的变化，辅助蓝牙和UWB等室内定位，可以达到亚米级的室内高程的测量，实现三维室内定位。

当前无线电室内定位技术不能完全满足室内空间协同作业安全保障要求，主要不足体现在以下两个方面：其一是室内定位结果是空间的点，而室内的作业人员、设备、设施具有一定的三维体积和安全空间范围，单纯获得室内三维定位单点结果，不能保障三维物体的安全保障；其二是室内作业的人员、设备、设施具有固定或随机的运动轨迹，单纯考虑当前位置，也不足以实现协同工作的安全保障。因此，现有技术有待改进和提高。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种室内空间协同作业安全保障方法及系统，解决现有技术单纯获得室内三维定位单点结果，不能保障三维物体的安全，以及单纯考虑当前位置，不足以实现协同工作的安全保障的问题。

本发明为解决上述技术问题而采用的技术方案是提供一种室内空间协同作业安全保障方法，包括如下步骤：S1：在室内空间部署定位基站，部署定位告警标签和参考标签；每个所述定位告警标签和参考标签具有唯一的标签编号；所述定位告警标签和参考标签均内置有气压计；所述定位告警标签部署在对协同工作具有安全隐患的物体上；S2：定位基站从定位告警标签获取标签编号及其气压测量值和定位数据包，定位基站根据定位数据包计算得到二维定位结果；定位基站从参考标签获取标签编号及其气压测量值；S3：三维位置解算设备根据参考标签的气压测量值与其高度的对应关系计算得到定位告警标签的高度值，结合定位告警标签的二维定位结果得到三维定位结果，并发送给安全检测设备；S4：安全检测设备从安全规则配置设备获取对协同工作具有安全隐患的物体的三维安全模型，并获取定位告警标签在三维安全模型的三维立体几何体中的位置；S5：安全检测设备根据定位告警标签的三维定位结果以及步骤S5中获取的三维安全模型信息计算三维模型之间的最近距离；S6：若最近距离小于等于零，则说明三维模型之间有碰撞的可能，安全检测设备发出报警。

进一步地，所述定位基站为蓝牙定位基站，所述定位告警标签为双向蓝牙告警标签；所述参考标签为蓝牙参考标签，所述参考标签部署在固定位置，所述参考标签为多个，多个所述参考标签的高度均为不同的已知安装高度。