一种逃生指示装置及逃生路线规划方法
【专利摘要】本发明公开了一种逃生指示装置及逃生路线规划方法，该逃生指示装置包括主服务器、设置于建筑物内各处的若干个逃生指示装置，逃生指示装置包括视频采集模块、信号投射模块、无线通信模块、电源模块、主控模块，视频采集模块、信号投射模块、电源模块分别与主控模块相连通，主服务器通过无线通信模块与主控模块相连通；视频采集模块用于采集其所在处的视频信息，信号投射模块用于投射逃生信号标识逃生路线，主控模块用于接收视频信息并转发给主服务器、接收主服务器的指令、触发信号投射模块，主服务器用于根据视频信息规划逃生路线。本发明可实现对受灾现场逃离路线的快速最优规划，并可根据现场情况的变化，实时对逃生路线进行动态调整。
【专利说明】一种逃生指示装置及逃生路线规划方法
【技术领域】
[0001]本发明属于应急救援【技术领域】，尤其涉及一种逃生指示装置及逃生路线规划方法。
【背景技术】
[0002]在当今社会，建筑物的内部结构随着人们日常生活与工作需求的日益增多，也变得更加复杂。但当这些建筑物突发紧急状况，如火灾等，如何合理快速地引导人群逃离灾难现场具有十分重要的意义。尽管，在当前多数建筑物中，都布设了逃生指示装置，但是此类装置通常彼此间相互独立，无法标识完整的逃生路线。另外，此类装置所指示方向固定，无法根据突发状况的变化做出相对应的改变。
【发明内容】
[0003]本发明针对现有技术无法快速有效地引导人群逃离灾难现场的问题，提供一种逃生指示装置及逃生路线规划方法，可快速实现对受灾现场逃离路线的最优规划，并可根据现场情况的变化，实时对逃生路线进行动态调整。
[0004]本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:本发明首先提供一种逃生路线规划方法，该方法包括，I)采集建筑物各处的视频信息，选取同一时刻的各处视频画面，按照建筑物地理位置分布，拼接成该时刻建筑物内的受灾原始图像；2)根据障碍物约束情况，将受灾原始图像转化为0-1栅格图像，其中，若单位栅格状态为1，则该单位栅格所代表地理位置可通行，若单位栅格状态为0，则该单位栅格所代表地理位置不可通行或已被障碍物占据；3)将0-1栅格图像中每个单位栅格作为网络拓扑中节点，若两个状态为I的单位栅格彼此相邻，则视为这两个单位栅格所映射的节点直接相连，对于状态为O的单位栅格，则视为该单位栅格所映射的节点与网络拓扑中其他节点均不存在连接，生成网络拓扑图；4)根据网络拓扑图，生成邻接矩阵；5)将受灾人员地理位置所处单位栅格作为起始位置，将建筑物各安全出口作为目标位置，获取逃生路径，并投射逃生信号标识逃生路线；6)预置的时间间隔后，重复步骤I) _5)，重新采集视频信息，并根据新的视频信息，重新规划逃生路径，以适应因灾情变化所导致的逃生路径改变。
[0005]按上述技术方案，所述步骤5)中获取逃生路径，具体为基于Dijkstra最短路径算法求解，分别求解起始位置至各目标位置的路径，则所求所有路径中最短路径即为所规划的逃生路径。
[0006]本发明还提供一种逃生指示装置，该装置包括主服务器、设置于建筑物内各处的若干个逃生指示装置，逃生指示装置包括视频采集模块、信号投射模块、无线通信模块、电源模块、主控模块，所述视频采集模块、信号投射模块、电源模块分别与主控模块相连通，主服务器通过无线通信模块与主控模块相连通；电源模块用于为主控模块提供电源，视频采集模块用于采集其所在处的视频信息，信号投射模块用于投射逃生信号标识逃生路线，主控模块用于接收视频信息并转发给主服务器、接收主服务器的指令、触发信号投射模块，主服务器用于根据视频信息规划逃生路线。
[0007]按上述技术方案，所述投射信号标识逃生路线，具体为投射波长为635nm的激光光斑，光斑直径为Φ5ι?πι。
[0008]本发明产生的有益效果是:本发明所公开的一种逃生指示装置，采用信号投射方式，标识逃生路线，能够帮助受灾人员有效辨识逃生路线，同时，可以根据灾情的变化，实时调整逃生路线，帮助受灾人员在复杂多变环境下，遵循最优路径逃离灾难现场。除此之外，本发明所公开的一种逃生路线规划方法，能够针对复杂环境，规划最优逃生路线，具有使用简单，规划路径最短等优势。
【专利附图】
【附图说明】
[0009]下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中:
图1为本发明实施例的逃生指示装置框架图；
图2为本发明实施例的逃生指示装置的硬件结构图；
图3为本发明实施例的逃生路线规划方法的流程图；
图4为本发明实施例的投射逃生信号示意图；
图5为本发明实施例中建筑物结构示意图；
图6为同一时刻图5建筑物内的受灾原始图像；
图7为图6的0-1栅格图像；
图8为图7的网络拓扑图；
图9为图8白勺逃生指/」、/」、意图。
【具体实施方式】
[0010]为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0011]本发明实施例中提供一种逃生指示装置，如图1、图2所示，该装置包括主服务器、设置于建筑物内各处的若干个逃生指示装置，逃生指示装置包括视频采集模块、信号投射模块、无线通信模块、电源模块、主控模块，所述视频采集模块、信号投射模块、电源模块分别与主控模块相连通，主服务器通过无线通信模块与主控模块相连通；电源模块用于为主控模块提供电源，视频采集模块用于采集其所在处的视频信息，信号投射模块用于投射逃生信号标识逃生路线，主控模块用于接收视频信息并转发给主服务器、接收主服务器的指令、触发信号投射模块，主服务器用于根据视频信息规划逃生路线。如图4所示，为本发明实施例中信号投射模块的投射逃生信号示意图。
[0012]其中，投射信号标识逃生路线具体可以使用波长为635nm的激光光斑，光斑直径为 Φ 5mm η
[0013]本发明的较佳实施例中，主控模块采用基于ARMll架构的Samsung的s3c6410作为控制核心，内置图像处理模块，输入图像格式最大为4096x4096，输出图像最大为2048x2048，支持RGB与YUV之间的转换，支持低功耗模式运行。无线通讯模块采用华为公司的 3G 通讯模块 EM770W。EM770W 支持 GPRS/GSM1900/1800/900/850 频段，支持内置 TCP/IP协议栈，具有抗干扰能力强、传输速度较快等优点。信号投射模块具体可以为激光投射模块，选取激光错射光源，输出波长为635nm。光斑直径Φ5ι?πι。
[0014]本发明实施例中，还提供一种逃生路线规划方法，如图3所示，该方法包括，I)采集建筑物各处的视频信息，选取同一时刻的各处视频画面，按照建筑物地理位置分布，拼接成该时刻建筑物内的受灾原始图像；2)根据障碍物约束情况，将受灾原始图像转化为0-1栅格图像，其中，若单位栅格状态为I，则该单位栅格所代表地理位置可通行，若单位栅格状态为0，则该单位栅格所代表地理位置不可通行或已被障碍物占据；3)将0-1栅格图像中每个单位栅格作为网络拓扑中节点，若两个状态为I的单位栅格彼此相邻，则视为这两个单位栅格所映射的节点直接相连，对于状态为O的单位栅格，则视为该单位栅格所映射的节点与网络拓扑中其他节点均不存在连接，生成网络拓扑图；4 )根据网络拓扑图，生成邻接矩阵；5)将受灾人员地理位置所处单位栅格作为起始位置，将建筑物各安全出口作为目标位置，获取逃生路径，并投射逃生信号标识逃生路线；6)预置的时间间隔后，重复步骤1)-5)，重新采集视频信息，并根据新的视频信息，重新规划逃生路径，以适应因灾情变化所导致的逃生路径改变。
[0015]进一步地，所述步骤5)中获取逃生路径，具体为基于Dijkstra最短路径算法求解，分别求解起始位置至各目标位置的路径，则所求所有路径中最短路径即为所规划的逃生路径。
[0016]本发明的较佳实施例中，如图5所示，为某建筑物内办公场所示意图，该场所共包括3个房间，且每个房间均布设了逃生指示装置，且各逃生指示装置均能与主服务器保持无线通讯。当灾难发生时，布设在3个房间内的逃生指示装置采集各个房间内的视频信息发送至主服务器。此时，主服务器所接收视频信息均为各个房间的分割图像。如图6所示，主服务器统一选取同一特定时刻的各处受灾画面，按照建筑物地理位置分布，拼接成该时亥IJ，建筑物内的受灾场所原始图像。如7所示，考虑障碍物约束(如建筑物砖墙结构及内部摆设)，转化为0-1栅格图像，其中白色单元栅格表示状态1，黑色单元栅格表示状态O。如图8所示，将栅格图像中每个单元栅格视为网络拓扑中节点，生成网络拓扑图。白色节点对应状态为O的单位栅格，此时该节点与周边节点无连接。黑色节点对应状态为I的单位栅格，与相邻状态为I的单位栅格建有连接。基于所得网络拓扑，生成邻接矩阵。如图9所示，假设受灾人员位置为S，而建筑物内设有两个安全出口 El与E2，采用Dijkstra最短路径算法，分别计算S至El与S至E2的最短路径，所得S-El，S-E2最短路径长度分别为6与15。取最短路径S-El作为最优逃生路径。
[0017]本发明逃生路线规划方法的工作原理为:当灾难发生，由布设在各个建筑物内的逃生指示装置采集各处的视频信息，并通过无线方式发送至主服务器；主服务器实时接收视频信息，并统一选取特定时刻的各处受灾画面，按照建筑物地理位置分布，拼接成该时亥IJ，建筑物内的受灾场所原始图像；将受灾场所原始图像，考虑障碍物约束，转化为0-1栅格图像，进而生成网络拓扑图；根据网络拓扑图，生成邻接矩阵。将受灾人员地理位置所处单元栅格作为起始位置，将建筑内安全出口作为目标位置，基于Dijkstra最短路径算法求解，分别求解起始位置至各个目标位置的路径。则所求所有路径中最短路径即为所规划的逃生路径；每隔一定时间间隔，重新采集视频信息，并根据最新视频信息，重新计算逃生路径，以适应因灾情变化所导致的逃生路径改变。
[0018]本发明采用信号投射方式，标识逃生路线，能够帮助受灾人员有效辨识逃生路线，同时，可以根据灾情的变化，实时调整逃生路线，帮助受灾人员在复杂多变环境下，遵循最优路径逃离灾难现场。除此之外，本发明所公开的一种逃生路线规划方法，能够针对复杂环境，规划最优逃生路线，具有使用简单，规划路径最短等优势。
[0019]应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。
【权利要求】
1.一种逃生路线规划方法，其特征在于，该方法包括，1)采集建筑物各处的视频信息，选取同一时刻的各处视频画面，按照建筑物地理位置分布，拼接成该时刻建筑物内的受灾原始图像；2)根据障碍物约束情况，将受灾原始图像转化为0-1栅格图像，其中，若单位栅格状态为1，则该单位栅格所代表地理位置可通行，若单位栅格状态为0，则该单位栅格所代表地理位置不可通行或已被障碍物占据；3)将0-1栅格图像中每个单位栅格作为网络拓扑中节点，若两个状态为1的单位栅格彼此相邻，则视为这两个单位栅格所映射的节点直接相连，对于状态为0的单位栅格，则视为该单位栅格所映射的节点与网络拓扑中其他节点均不存在连接，生成网络拓扑图；4)根据网络拓扑图，生成邻接矩阵；5)将受灾人员地理位置所处单位栅格作为起始位置，将建筑物各安全出口作为目标位置，获取逃生路径，并投射逃生信号标识逃生路线；6)预置的时间间隔后，重复步骤1) _5)。
2.根据权利要求1所述的逃生路线规划方法，其特征在于，所述步骤5)中获取逃生路径，具体为基于Di jkstra最短路径算法求解，分别求解起始位置至各目标位置的路径，则所求所有路径中最短路径即为所规划的逃生路径。
3.—种逃生指示装置，其特征在于，该装置包括主服务器、设置于建筑物内各处的若干个逃生指示装置，逃生指示装置包括视频采集模块、信号投射模块、无线通信模块、电源模块、主控模块，所述视频采集模块、信号投射模块、电源模块分别与主控模块相连通，主服务器通过无线通信模块与主控模块相连通；电源模块用于为主控模块提供电源，视频采集模块用于采集其所在处的视频信息，信号投射模块用于投射逃生信号标识逃生路线，主控模块用于接收视频信息并转发给主服务器、接收主服务器的指令、触发信号投射模块，主服务器用于根据视频信息规划逃生路线。
4.根据权利要求3所述的逃生指示装置，其特征在于，所述投射信号标识逃生路线，具体为投射波长为635nm的激光光斑，光斑直径为Φ5_。
【文档编号】G06Q50/26GK104463361SQ201410724729
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2014年12月3日 优先权日:2014年12月3日
【发明者】李文锋, 符修文 申请人:武汉理工大学