基于矢量位姿测量技术的室内定位系统
阅读说明：本技术 基于矢量位姿测量技术的室内定位系统 (Indoor positioning system based on vector position and attitude measurement technology ) 是由 孙博超 景泽涛 杨小民 崔径源 王振林 于 2020-12-18 设计创作，主要内容包括：本发明公开一种基于矢量位姿测量技术的室内定位系统,涉及工地现场巡检技术领域,其能够在施工现场实现监管施工人员是否佩戴安全帽,以及实现电子围栏报警、施工现场工件定位等典型场景应用,从而有效保障施工现场的人员与环境安全,并提升施工现场设备监管效率。本发明所述的基于矢量位姿测量技术的室内定位系统中,智能安全帽平台系统能够用于监管施工人员是否佩戴智能安全帽、并判断提示智能安全帽的佩戴人员是否处于对应的施工区域内,电子围栏平台系统能够用于判断是否存在有人违规跨越电子围栏、并记录当前违规影像,现场工件定位平台系统能够用于对重点的现场工件进行位置跟踪、并保存其位置移动轨迹。(The invention discloses an indoor positioning system based on a vector pose measurement technology, which relates to the technical field of field inspection of a construction site, and can realize supervision on whether a constructor wears a safety helmet or not in the construction site and typical scene application such as electronic fence alarm, construction site workpiece positioning and the like, thereby effectively ensuring the safety of the constructor and the environment in the construction site and improving the supervision efficiency of construction site equipment. In the indoor positioning system based on the vector pose measurement technology, the intelligent safety helmet platform system can be used for monitoring whether a constructor wears an intelligent safety helmet and judging whether a person who prompts the intelligent safety helmet to wear is in a corresponding construction area, the electronic fence platform system can be used for judging whether a person violates a crossing electronic fence and recording a current violation image, and the on-site workpiece positioning platform system can be used for carrying out position tracking on a key on-site workpiece and storing a position moving track of the workpiece.)
技术领域
本发明涉及工地现场巡检技术领域，尤其涉及一种基于矢量位姿测量技术的室内定位系统。
背景技术
安全施工巡检是指对工地现场施工过程中可能存在的安全隐患、有害与危险因素、缺陷等进行查证，以确定安全隐患或有害与危险因素、缺陷的存在状态，以及它们转化为事故的条件，以便制定整改措施，消除安全隐患和有害与危险因素，确保生产安全。
具体地，安全巡检对象的确定应本着突出重点的原则，对于危险性大、易发生事故、事故危害大的施工工序、部位、装置设备等应加强检查。
本申请发明人发现，针对工程项目施工现场对施工人员及设备智能监控的需求，如何提供一种基于矢量位姿测量技术的室内定位系统，能够在施工现场实现监管施工人员是否佩戴安全帽，以及实现电子围栏报警、施工现场工件定位等典型场景应用，已成为本领域技术人员亟需解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于矢量位姿测量技术的室内定位系统，其能够在施工现场实现监管施工人员是否佩戴安全帽，以及实现电子围栏报警、施工现场工件定位等典型场景应用。
为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种基于矢量位姿测量技术的室内定位系统，包括：智能安全帽平台系统，所述智能安全帽平台系统用于监管施工人员是否佩戴智能安全帽，并判断提示智能安全帽的佩戴人员是否处于对应的施工区域内；
电子围栏平台系统，所述电子围栏平台系统用于判断是否存在有人违规跨越电子围栏，并记录当前违规影像；
现场工件定位平台系统，所述现场工件定位平台系统用于对重点的现场工件进行位置跟踪，并能够保存其位置移动轨迹。
其中，所述智能安全帽平台系统包括：接收单元，所述接收单元用于接收预设考勤区域内考勤识别装置识别到的进入所述预设考勤区域的所有智能安全帽的电子标签、以得到考勤电子标签集合，并接收预设施工区域电子标签读取装置读取到的所有电子标签、以得到实时电子标签集合，所述实时电子标签集合包括当前在所述预设施工区域内的所有智能安全帽的电子标签，每个所述智能安全帽均存在与之唯一对应的电子标签；
判定单元，所述判定单元用于判断所述实时电子标签集合中是否包括与所述预设施工区域对应的目标电子标签集合中的所有电子标签，当所述实时电子标签集合中未包括与所述预设施工区域对应的目标电子标签集合中的所有电子标签时，根据所述实时电子标签集合以及所述目标电子标签集合确定所述实时电子标签集合相较于所述目标电子标签集合所缺少的目标电子标签、并确定其相对应的目标智能安全帽；
预警单元，所述预警单元用于向所述目标智能安全帽发送超区域预警指令，以触发所述目标智能安全帽输出超区域预警提示，所述超区域预警提示能够提示所述目标智能安全帽的佩戴人员未处于对应的施工区域内。
具体地，所述智能安全帽平台系统还包括：获取单元，所述获取单元用于获取所述考勤电子标签集合中每个电子标签对应的智能安全帽的传感数据；
识别单元，所述识别单元用于基于所述考勤电子标签集合中每个电子标签对应的智能安全帽的传感数据从进入所述预设考勤区域的所有智能安全帽中识别处于被佩戴状态的智能安全帽，以得到智能安全帽集合；
记录单元，所述记录单元用于生成所述智能安全帽集合中每个智能安全帽的佩戴人员的考勤记录，所述考勤记录至少包括所述考勤识别装置识别到相应佩戴人员所佩戴的智能安全帽的电子标签的识别时刻。
进一步地，所述获取单元还用于在所述预警单元向所述目标智能安全帽发送超区域预警指令，以触发所述目标智能安全帽输出超区域预警提示之后，获取所述目标智能安全帽在预设时长的时间段内的地理位置变化情况；
所述判定单元还用于根据所述地理位置变化情况确定所述目标智能安全帽在所述时间段内的移动参数，所述移动参数至少包括所述目标智能安全帽的移动方向；以及，用于根据所述目标智能安全帽的移动参数判断所述目标智能安全帽的佩戴人员是否朝向所述预设施工区域移动。
更进一步地，所述智能安全帽包括：主控模块，所述主控模块双向电连接有信息采集模块，所述信息采集模块电连接有传输模块，所述传输模块电连接有图像处理模块，所述图像处理模块电连接有图像采集模块，所述图像采集模块和所述主控模块双向电连接有分析模块，所述分析模块分别电连接有对比模块和3D图像模板，且所述对比模块与所述3D图像模板双向电连接，所述主控模块还电连接有警报模块；
所述图像采集模块用于从监控录像中采集每个进入工地人员的图像，所述图像处理模块用于将采集的图像进行提取，所述3D图像模板用于将智能安全帽的种类颜色进行记录，所述对比模块用于将提取后的图像与各种安全帽进行对比，所述警报模块用于在对比失败后对监控人员进行警示。
实际应用时，所述电子围栏平台系统包括：摄像监测设备，所述摄像监测设备连接有报警器，并安装于待监控区域、监控范围覆盖所述监控区域；所述摄像监测设备还连接有监控服务器，所述监控服务器安装于监控室；
所述摄像监测设备用于确定监控图像中安全电子围栏区域、并实时采集现场视频图像，所述监控服务器用于将所述视频图像与预设背景图片进行对比、以计算差异面积，且所述预设背景图片为周期性采集的背景图片；
当所述差异面积大于预设阈值、且该差异面积区域内像素点的位移轨迹与所述安全电子围栏区域交叉时，则判断存在有人违规跨越电子围栏；当判断存在有人违规跨越电子围栏时，所述监控服务器向所述报警器发送报警信息、并记录当前影像。
其中，所述现场工件定位平台系统包括：BIM单元，所述BIM单元能够根据施工图纸建立建筑物的三维BIM模型，且所述三维BIM模型包括几何属性信息和非几何属性信息；
GPS单元，所述GPS单元能够通过GPS定位器对现场工件进行定位；
BIM-GPS单元，所述BIM-GPS单元通过对所述三维BIM模型和所述GPS定位器的位置进行融合，以反映所述建筑物和所述现场工件的距离位置关系。
具体地，所有所述现场工件均分别配置有RFID芯片，所述RFID芯片用于向RFID定位基站发出射频信号、并报告其相应位置信息，且所述RFID定位基站将所述位置信息发送到BIM- GPS单元；
所述BIM-GPS单元通过将RFID定位数据与RFID芯片信息进行自动识别匹配，并通过显示器呈现出所有所述现场工件的位置信息及各个所述现场工件之间的关系；当所述现场工件位置移动时，所述BIM-GPS单元将自动切换相应区域并实现联动，同时能够保存位置移动轨迹。
相对于现有技术，本发明所述的基于矢量位姿测量技术的室内定位系统具有以下优势：
本发明提供的基于矢量位姿测量技术的室内定位系统中，由于智能安全帽平台系统能够用于监管施工人员是否佩戴智能安全帽、并判断提示智能安全帽的佩戴人员是否处于对应的施工区域内，电子围栏平台系统能够用于判断是否存在有人违规跨越电子围栏、并记录当前违规影像，现场工件定位平台系统能够用于对重点的现场工件进行位置跟踪、并保存其位置移动轨迹，因此本发明提供的基于矢量位姿测量技术的室内定位系统，能够有效保障施工现场的人员与环境安全，并提升施工现场设备监管效率。
具体实施方式
为了便于理解，下面对本发明实施例提供的基于矢量位姿测量技术的室内定位系统进行详细描述。
本发明实施例提供一种基于矢量位姿测量技术的室内定位系统，包括：智能安全帽平台系统，该智能安全帽平台系统能够用于监管施工人员是否佩戴智能安全帽，并判断提示智能安全帽的佩戴人员是否处于对应的施工区域内；
电子围栏平台系统，该电子围栏平台系统能够用于判断是否存在有人违规跨越电子围栏，并记录当前违规影像；
现场工件定位平台系统，该现场工件定位平台系统能够用于对重点的现场工件进行位置跟踪，并能够保存其位置移动轨迹。
相对于现有技术，本发明实施例所述的基于矢量位姿测量技术的室内定位系统具有以下优势：
本发明实施例提供的基于矢量位姿测量技术的室内定位系统中，由于智能安全帽平台系统能够用于监管施工人员是否佩戴智能安全帽、并判断提示智能安全帽的佩戴人员是否处于对应的施工区域内，电子围栏平台系统能够用于判断是否存在有人违规跨越电子围栏、并记录当前违规影像，现场工件定位平台系统能够用于对重点的现场工件进行位置跟踪、并保存其位置移动轨迹，因此本发明实施例提供的基于矢量位姿测量技术的室内定位系统，能够有效保障施工现场的人员与环境安全，并提升施工现场设备监管效率。
其中，上述智能安全帽平台系统可以包括：接收单元，该接收单元能够用于接收预设考勤区域内考勤识别装置识别到的进入预设考勤区域的所有智能安全帽的电子标签、以得到考勤电子标签集合，并能够用于接收预设施工区域电子标签读取装置读取到的所有电子标签、以得到实时电子标签集合，实时电子标签集合包括当前在预设施工区域内的所有智能安全帽的电子标签，且每个智能安全帽均存在与之唯一对应的电子标签；
判定单元，该判定单元能够用于判断实时电子标签集合中是否包括与预设施工区域对应的目标电子标签集合中的所有电子标签，当实时电子标签集合中未包括与预设施工区域对应的目标电子标签集合中的所有电子标签时，根据实时电子标签集合以及目标电子标签集合确定实时电子标签集合相较于目标电子标签集合所缺少的目标电子标签、并确定其相对应的目标智能安全帽；
预警单元，该预警单元能够用于向目标智能安全帽发送超区域预警指令，以触发目标智能安全帽输出超区域预警提示，超区域预警提示能够提示目标智能安全帽的佩戴人员未处于对应的施工区域内。
具体地，上述智能安全帽平台系统还可以包括：获取单元，该获取单元能够用于获取考勤电子标签集合中每个电子标签对应的智能安全帽的传感数据；
识别单元，该识别单元能够用于基于考勤电子标签集合中每个电子标签对应的智能安全帽的传感数据从进入预设考勤区域的所有智能安全帽中识别处于被佩戴状态的智能安全帽，以得到智能安全帽集合；
记录单元，该记录单元能够用于生成智能安全帽集合中每个智能安全帽的佩戴人员的考勤记录，且考勤记录至少可以包括考勤识别装置识别到相应佩戴人员所佩戴的智能安全帽的电子标签的识别时刻。
进一步地，上述获取单元还能够用于在预警单元向目标智能安全帽发送超区域预警指令，以触发目标智能安全帽输出超区域预警提示之后，获取目标智能安全帽在预设时长的时间段内的地理位置变化情况；
上述判定单元还能够用于根据地理位置变化情况确定目标智能安全帽在时间段内的移动参数，且该移动参数至少可以包括目标智能安全帽的移动方向；以及，能够用于根据目标智能安全帽的移动参数判断目标智能安全帽的佩戴人员是否朝向预设施工区域移动。
更进一步地，上述智能安全帽可以包括：主控模块，该主控模块双向电连接有信息采集模块，该信息采集模块电连接有传输模块，该传输模块电连接有图像处理模块，该图像处理模块电连接有图像采集模块，该图像采集模块和主控模块双向电连接有分析模块，该分析模块分别电连接有对比模块和3D图像模板，且该对比模块与3D图像模板双向电连接，该主控模块还电连接有警报模块；
其中，图像采集模块能够用于从监控录像中采集每个进入工地人员的图像，图像处理模块能够用于将采集的图像进行提取，3D图像模板能够用于将智能安全帽的种类颜色进行记录，对比模块能够用于将提取后的图像与各种安全帽进行对比，警报模块能够用于在对比失败后对监控人员进行警示。
实际应用时，上述电子围栏平台系统可以包括：摄像监测设备，该摄像监测设备连接有报警器，并安装于待监控区域、监控范围覆盖监控区域；该摄像监测设备还连接有监控服务器，且监控服务器安装于监控室；
其中，摄像监测设备能够用于确定监控图像中安全电子围栏区域、并实时采集现场视频图像，监控服务器能够用于将视频图像与预设背景图片进行对比、以计算差异面积，且预设背景图片为周期性采集的背景图片；
具体地，当差异面积大于预设阈值、且该差异面积区域内像素点的位移轨迹与安全电子围栏区域交叉时，则判断存在有人违规跨越电子围栏；当判断存在有人违规跨越电子围栏时，监控服务器向报警器发送报警信息、并记录当前影像。
实际应用时，上述现场工件定位平台系统可以包括：BIM单元，该BIM单元能够根据施工图纸建立建筑物的三维BIM模型，且三维BIM模型包括几何属性信息和非几何属性信息；
GPS单元，该GPS单元能够通过GPS定位器对现场工件进行定位；
BIM-GPS单元，该BIM-GPS单元通过对三维BIM模型和GPS定位器的位置进行融合，以反映建筑物和现场工件的距离位置关系。
其中，所有现场工件均分别配置有RFID芯片，该RFID芯片能够用于向RFID定位基站发出射频信号、并报告其相应位置信息，且RFID定位基站将位置信息发送到BIM- GPS单元；
具体地，BIM-GPS单元通过将RFID定位数据与RFID芯片信息进行自动识别匹配，并通过显示器呈现出所有现场工件的位置信息及各个现场工件之间的关系；当现场工件位置移动时，BIM-GPS单元将自动切换相应区域并实现联动，同时能够保存位置移动轨迹。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。