应急救援场景下快速构建地图辅助室内定位方法及系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于室内定位领域，涉及一种定位方法及系统，特别是涉及一种应急救援 场景下快速构建地图辅助室内定位方法及系统。
【背景技术】
[0002] 当前成熟的室内定位方法主要基于WIFI、Bluetooth、WLAN、RFID、UWB等无线技 术，W及基于惯性传感器的航位推算W及惯性导航方法等。其中，不同的室内定位技术适用 于不同的应用，所有的基于无线技术进行定位的方法均依赖于事前部署相关的基站设备， 并要求实现建立信号特征数据库，但是在应急救援的场景下，通常无法保证救援场所安装 有W上所需设施，及时有也无法获知其具体位置，同时也不能保证该些设备在正常工作。所 W基于无线技术的室内定位技术无法完成应急救援场景下的室内定位需求，不能保障救援 人员的生命安全。
[0003] 那么在应急救援等场景下就需要一种无需预先布置的自完备的定位技术，即基于 惯性传感器的室内定位技术。此方法通过MEMS (Micro-Electro-Mechanical System,微机 电系统）传感器，利用航位推算方法计算得到行人位置坐标信息。常用的计算方法主要有 两种：一种方式是计算行人的步频乘W估计的步长得到位置信息，另一种方式是对加速度 二次积分，并结合巧螺仪得到的方位得到位置信息。但是此两种方法均存在累计误差发散 的问题。为了克服误差无限累积的缺点，可W利用零速更新、无线辅助组合定位W及如地图 辅助定位等方法。
[0004] 实际上，在应急救援情况下预先获得救援场所的室内地图也是不切实际的。但是 应用研究指出，应急救援是人员定位精度达到建筑物内的房间位置即可。综合应用需求、定 位技术的计算效率与精度。
[0005] 因此，如何提供一种应急救援场景下快速构建地图辅助室内定位方法及系统W解 决现有技术中在应急救援过程中无法动态实时跟踪救援人员W导致无法为应急救援的整 体指挥调度与救援人员的生命保障提供辅助的现象，且无法满足现有应急救援的需求等种 种缺陷，实已成为本领域从业者亟待解决的技术问题。
【发明内容】
[0006] 鉴于W上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种应急救援场景下快速 构建地图辅助室内定位方法及系统，用于解决现有技术中在应急救援过程中无法动态实 时跟踪救援人员W导致无法为应急救援的整体指挥调度与救援人员的生命保障提供辅助 的现象，且无法满足现有应急救援的需求的问题。
[0007] 为实现上述目的及其他相关目的，本发明一方面提供一种应急救援场景下快速构 建地图辅助室内定位方法，所述应急救援场景发生在一目标建筑物内，该定位方法通过救 援人员执行，所述救援人员佩戴传感模块，所述应急救援场景下快速构建地图辅助室内定 位方法包括；步骤一，构建所述目标建筑物的H维地图；步骤二，令所述救援人员在进入所 述目标建筑物之前加载所述目标建筑物的H维地图，并获取所述救援人员进入所述目标建 筑物的初始位置坐标信息；步骤H，读取所述救援人员佩戴的传感模块感应到的当前时刻 所述救援人员的传感数据，并对所述传感数据进行相应处理；所述传感数据中存在测量误 差；步骤四，根据所述传感数据通过预存的航位推算算法推算当前时刻所述救援人员行走 位置坐标信息；其中，推算出的当前时刻所述救援人员行走位置坐标信息中包括计算误差 和位置计算累计误差；步骤五，W所述救援人员双脚中的一只脚作为参照脚，判断该参照脚 当前时刻是否处于静止状态，若是，则修正所述步骤四中存在的计算误差和位置计算累计 误差W获取修正后的当前时刻所述救援人员所述救援人员行走位置坐标信息，输出修正后 的当前时刻所述救援人员行走位置坐标信息，转入下一步骤，若否，则输出步骤四中所推算 出的当前时刻所述救援人员行走位置坐标信息，转入下一步骤；步骤六，将修正后的当前时 刻救援人员行走位置坐标信息或步骤四中所推算出的当前时刻所述救援人员行走位置坐 标信息的标注在所述目标建筑物的H维地图中；步骤走，判断是否终止推算所述救援人员 行走位置坐标信息；若是，将修正后的当前时刻救援人员行走位置坐标信息或步骤四中所 推算出的当前时刻所述救援人员行走位置坐标信息作为下一时刻所述救援人员的初始位 置坐标信息，转入步骤H，直至救援结束；若否，结束进程。
[0008] 可选地，所述步骤一包括W下步骤：通过地理信息获取软件搜索所述目标建筑物； 获取所述目标建筑物的轮廓和所述目标建筑物的位置坐标信息；通过所述地理信息获取软 件的测距功能分别测量所述目标建筑物的平面尺寸；利用几何测距法计算所述目标建筑物 的高度W估算所述目标建筑物的楼层数信息；根据所述目标建筑物的平面尺寸及楼层数信 息构建所述目标建筑物的H维地图。
[0009] 可选地，在利用几何测距法计算所述目标建筑物的高度的步骤中需要通过测量人 员完成，并且需要在所述测量人员和所述目标建筑物之间设置一标杆，且根据相似H角形 定理计算所述目标建筑物的高度；在计算所述目标建筑物的高度时需要所述标杆高度，所 述测量人员到标杆的距离，测量人员到目标建筑物的距离，及测量人员高度。
[0010] 可选地，计算所述目标建筑物的高度的公式为：目标建筑物的高度=(标杆高度/ 测量人员到标杆的距离）X测量人员到目标建筑物的距离+测量人员高度。
[0011] 可选地，所述救援人员佩戴传感模块包括H轴加速度计、H轴巧螺仪、H轴磁力 计、及大气压力计：所述传感数据包括当前时刻所述救援人员的加速度、角速度、磁感应强 度、及大气压力。
[0012] 可选地，所述步骤H中对所述传感数据进行相应处理具体包括W下步骤；对所述 角速度消除静态漂移；对所述救援人员的角速度进行积分W获取当前时刻所述救援人员的 旋转角度，将旋转角度、与加速度和磁感应强度进行互补滤波W获取自校准后的旋转角度； 利用旋转角度获取旋转矩阵，将获取的旋转矩阵左乘加速度进行坐标系转换W实现加速度 从传感模块坐标系下转换成世界坐标系下；从转换后的世界坐标系下的加速度减去重力方 向的重力加速度；对所述世界坐标系下的X轴，Y轴，Z轴的加速度进行积分W获取所述救援 人员在世界坐标系下X轴，Y轴，Z轴的速度；对所述救援人员在世界坐标系下X轴，Y轴，Z 轴的速度进行积分，获取所述救援人员水平面的坐标位置和高度。
[0013] 可选地，所述步骤五中利用零速更新和卡尔曼滤波算法消除所述步骤四中存在的 计算误差。
[0014] 可选地，所述步骤五中继续判断所述参照脚是否处于脚步静止的最后一刻，若否， 则输出步骤四中所推算出的当前时刻所述救援人员行走位置坐标信息，若是，则基于所述 目标建筑物的轮廓利用粒子滤波算法对位置计算累计误差进行修正，且在所述步骤五中还 包括判断所述救援人员是否接收到无线定位信号，若是，则利用无线定位信号进一步修正 位置计算累计误差，若否，则输出利用粒子滤波算法对位置计算累计误差进行修正后的当 前时刻所述救援人员行走位置坐标信息。
[0015] 本发明另一方面还提供一种应急救援场景下快速构建地图辅助室内定位系统，所 述应急救援场景发生在一目标建筑物内，该定位系统通过救援人员执行，所述救援人员佩 戴传感模块，所述应急救援场景下快速构建地图辅助室内定位系统，手持终端、及远程控制 中也配合完成应急救援，其中，所述应急救援场景下快速构建地图辅助室内定位系统包括： H维地图构建