一种用于粮库的人员及运输车辆定位方法
【专利摘要】本发明涉及一种用于粮库的人员及运输车辆定位方法。包括以下步骤：建立粮库的三维GIS电子地图，并将三维GIS电子地图部署到网络服务器上；连续获取需定位的人员及运输车辆的位置信息，所述位置信息包括需定位的人员及运输车辆所处的经纬度和/或地理坐标；通过位置信息，将需定位的人员及运输车辆所处的位置显示在三维GIS电子地图上；通过浏览器登陆所述网络服务器并访问所述三维GIS电子地图，所述三维GIS电子地图上显示所述需定位的人员及运输车辆的位置。本发明不仅可以通过浏览器对整个粮库区域进行三维漫游，而且可以对作业人员进行定位跟踪，了解作业情况；另外可以对出入粮库的与粮食运输有关的车辆进行定位跟踪，实现粮食的安全储藏。
【专利说明】一种用于粮库的人员及运输车辆定位方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种定位方法，特别涉及一种用于粮库的人员及运输车辆定位方法。【背景技术】
[0002]位置服务(LBS, Location Based Services)又称定位服务,它是一种移动信息服务，就是利用移动设备的特点，运用各种定位技术获取使用者当前所在的地理位置数据，进而向用户提供以地理位置为基础的各种信息服务。位置服务可以应用于很多方面，比如粮库的安全管理和监控，包括对出入粮库的人员及车辆进行定位跟踪、查询检索粮库的某个部分或是粮仓内部的信息等等。而粮库中位置服务的实现，首先需要设计一套基于粮库电子地图的人员及运输车辆定位方法，从而根据定位信息实现各种与位置相关的服务。
【发明内容】
[0003]本发明所要解决的技术问题是提供一种用于粮库的人员及运输车辆定位方法，解决了现有技术中对进入粮库的人及运输车辆定位过程复杂、定位结果不准确以及难以查看定位结果的技术问题。
[0004]本发明解决上述技术问题的技术方案如下:一种用于粮库的人员及运输车辆定位方法，包括以下步骤:
[0005](I)建立所述粮库的三维GIS电子地图，并将所述三维GIS电子地图部署到网络服务器上；
[0006](2)连续获取需定位的人员及运输车辆的位置信息，所述位置信息包括需定位的人员及运输车辆所处的经纬度和/或地理坐标；
[0007](3)通过所述位置信息，将需定位的人员及运输车辆所处的位置显示在所述三维GIS电子地图上；
[0008](4)通过浏览器登陆所述网络服务器并访问所述三维GIS电子地图，所述三维GIS电子地图上显示所述需定位的人员及运输车辆的位置。
[0009]在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
[0010]进一步，所述三维GIS电子地图以浏览器/服务器的模式嵌入到网络服务器上。
[0011]三维GIS电子地图是利用虚拟现实、计算机图形学、万维网地理信息系统(WEBGIS)等技术，将现实世界的地理实体转化成三维模型，使浏览者产生三维立体视觉的地图形式。本发明建立了粮库的三维GIS电子地图并将所述三维GIS电子地图和粮库的相关数据相对应，然后将所述三维GIS电子地图部署到网络服务器，通过手机、PDA等职能手持终端的浏览器即可访问所述三维GIS电子地图，实现对整个粮库区域的三维漫游和粮库信息查询。
[0012]而随着人们对地理数据需要日益增大，在Internet环境下处理地理空间数据的万维网地理信息系统(WebGIS)技术已经成为GIS技术的重要发展方向。WebGIS主要包括基于客户机/服务器(C/S)和基于浏览器/服务器(B/S)两种类型。C/S结构是软件系统体系结构，通过它可以充分利用两端硬件环境的优势，将任务合理分配到Client端和Server端来实现，降低了系统的通讯开销，从而充分发挥客户端PC的处理能力，响应速度快。但是C/S结构需要建立专用的网络和客户端软件，使用相对B/S结构较为不方便。本发明采用了B/S结构，即Browser/Server模式,这种模式统一了客户端,将系统功能实现的核心部分集中到服务器上，通过浏览器即可在任何地方进行操作而不用安装任何专门的软件，客户端零维护，使用非常方便。
[0013]进一步,所述步骤(I)具体为:
[0014]301通过机载激光雷达技术获取所述粮库的数字高程模型和所述粮库上地面覆盖物的高度数据；
[0015]302通过航拍影像获得所述粮库的纹理图；
[0016]303通过粮库的建筑结构图获得所述粮库的实际尺寸；
[0017]304根据获取的数字高程模型、地面覆盖物高度数据、粮库纹理图和粮库的实际尺寸，利用三维建模软件，建立所述粮库的地面覆盖物的三维模型，并将所述三维模型转换为.X格式；所述地面覆盖物包括粮库所在区域上的建筑、植物、围栏和/或装饰物；
[0018]305对三维GIS平台world wind进行精简和修改,并把步骤304形成的.X格式的三维模型加载到所述修改后的三维GIS平台中，形成粮库的三维GIS电子地图；
[0019]306将所述三维GIS电子地图与所述粮库的信息数据库相关联，并将所述三维GIS电子地图以浏览器/服务器的模式嵌入到网络服务器上，通过所述三维GIS电子地图调用所述粮库的数据信息。
[0020]本发明的技术方案采用World Wind开发面向企业信息化的三维地理信息平台(Geogra-phic Information System, GIS);然后对粮库区进行三维建模，将模型导入到GIS系统中，并将粮库三维GIS建立成B/S结构，直接部署在网络服务器上，这样搭载浏览器的手机、PDA等手持终端可以直接通过所述浏览器访问粮库的GIS电子地图，从而在手持终端上实现对整个粮库区域的三维漫游。在采用World Wind进行开发时，首先对所述World Wind进行二次开发,World Wind进行二次开发,对World Wind系统进行精简,删除不需要的功能，保留三维浏览、地图缩放等基本功能，并编写添加相关业务功能插件，使其满足功能需要。所述World Wind采用了 direct3d技术，因此需要将所述三维模型转换为.X格式后才能加载到三维GIS平台中。WorldWind加载三维模型参数以xml文件形式储存，Worldffind程序提供一个三维模型类modelfeature,用以解析相关三维模型加载的xml文件，并应用到所述三维GIS平台中。
[0021]进一步，所述步骤304还包括将所述.X格式的三维模型转换为.XPL格式的三维模型，所述步骤305中将.XPL格式的三维模型加载到所述修改后的三维GIS平台中。
[0022]采用上述进一步方案的有益效果是:本步骤的技术方案将.X文件整体替换为.XPL格式，可以提高三维模型加载速度，从而减少定位和查询时的地图响应时间。
[0023]进一步，所述步骤(2)中，通过卫星定位系统获取需定位的人员及运输车辆的位置信息，所述卫星定位系统包括信号接收模块、定位终端、控制中心和卫星，具体步骤为:
[0024]501在粮库区域内设置信号接收模块，所述信号接收模块在所述粮库的三维GIS电子地图中的坐标已知；
[0025]502所述需定位的人员及运输车辆携带定位终端在粮库区域移动时，卫星计算所述需定位的人员及运输车辆所处的经纬度，并将所述经纬度数据发送给信号接收模块；
[0026]503所述信号接收模块将所述经纬度数据发送给控制中心，所述控制中心将所述经纬度数据解算为卫星定位系统的坐标信息，并以所述信号接收模块在所述三维GIS电子地图中的坐标为参照，将卫星定位系统的坐标信息对应到所述三维GIS电子地图的坐标系中，得到所述经纬度数据所表示的位置在所述三维GIS电子地图中的坐标。
[0027]进一步，所述信号接收模块为GPS信号接收模块或北斗信号接收模块。
[0028]进一步，所述定似终％5为GPS定似终％5或北斗定似终立而。
[0029]本进一步的技术方案，采用GPSGPS/北斗导航定位系统来获取所述需定位人员和运输车辆的位置信息。基于World Wind的三维GIS电子地图中的地理坐标是采用经纬度表示，为将GPS/北斗导航定位系统解算出的坐标信息准确的对应到所述三维GIS电子地图中的坐标系统中，需要编写一个坐标加载接口，对GPS/北斗系统的坐标系和三维GIS电子地图的坐标系进行修正，使两个坐标系的坐标原点重合。这样GPS/北斗定位标签获取的地理信息将可以在粮库GIS平台中真实准确的反映出来。
[0030]进一步，所述所述信号接收模块采用TD-LTE无线传输模式将所述经纬度数据发送给控制中心。
[0031]采用上述进一步方案的有益效果是:本技术方案采用TD-LTE无线传输模式将所述经纬度数据发送给控制中心，不仅频谱效率高，可以达到5-lObps/Hz ;而且上下行的调度能力灵活，可以承载多样化高带宽服务(1.4-20MHZ);三是数据传输速率高，下行使用OFDMA技术，最高速率可以达到100Mbits/s，可以最大可能地满足高速数据传输要求；四是TD-LTE结构扁平化，时延小，建网成本低，非常满足本发明对无线传输的要求。
[0032]进一步，所述步骤(2)中，通过RFID定位系统获取需定位的人员及运输车辆的位置信息，所述RFID定位系统包括RFID信号读取设备、固定标签、移动标签和计算模块，具体步骤为:
[0033]901在所述粮库区域的固定位置设置至少4个RFID信号读取设备，靠近每个所述RFID信号读取设备的地方设置固定标签，所述固定标签和所述RFID信号读取设备的距离已知；所述固定标签在所述粮库的二维GIS电子地图的坐标已知；
[0034]902根据所述固定标签与所述RFID信号读取设备的距离和所述信号读取设备接收到的所述固定标签的信号指示强度，校准每个所述RFID信号读取设备的传输参数，所述传输参数包括传输损耗和路径损耗，具体公式为:
[0035]RSSI = P (d) = a-10nlog (d) -N(O, σ 2) (I)
[0036]其中，a为传输损耗，η为路径损耗，d为所述固定标签与所述信号读取设备的距离，RSSI为所述RFID信号读取设备接收到的所述固定标签的信号指示强度；
[0037]903建立概率模型，所述RSS概率模型用于描述移动标签与所述RFID信号读取设备之间的距离和移动标签的信号指示强度的关系，所述概率模型为:..1-(RSSI )-a +1 On \og(drnY)):,
[0038]
【权利要求】
1.一种用于粮库的人员及运输车辆定位方法，包括以下步骤: (1)建立所述粮库的三维GIS电子地图，并将所述三维GIS电子地图部署到网络服务器上； (2)连续获取需定位的人员及运输车辆的位置信息，所述位置信息包括需定位的人员及运输车辆所处的经纬度和/或地理坐标； (3)通过所述位置信息，将需定位的人员及运输车辆所处的位置显示在所述三维GIS电子地图上； (4)通过浏览器登陆所述网络服务器并访问所述三维GIS电子地图，所述三维GIS电子地图上显示有所述需定位的人员及运输车辆的位置。
2.根据权利要求1所述的定位方法，其特征在于:所述三维GIS电子地图以浏览器/服务器的模式嵌入到网络服务器上。
3.根据权利要求1或2所述的定位方法，其特征在于:所述步骤(1)具体为: 301通过机载激光雷达技术获取所述粮库的数字高程模型和所述粮库上地面覆盖物的高度数据； 302通过航拍影像获得所述粮库的纹理图； 303通过粮库的建筑结构图获得所述粮库的实际尺寸； 304根据获取的数字高程模型、地面覆盖物高度数据、粮库纹理图和粮库的实际尺寸，利用三维建模软件，建立所述粮库的地面覆盖物的三维模型，并将所述三维模型转换为.X格式；所述地面覆盖物包括粮库所在区域上的建筑、植物、围栏和/或装饰物； 305对三维GIS平台world wind进行精简和修改，并把步骤304形成的.X格式的三维模型加载到所述修改后的三维GIS平台中，形成粮库的三维GIS电子地图； 306将所述三维GIS电子地图与所述粮库的信息数据库相关联，并将所述三维GIS电子地图以浏览器/服务器的模式嵌入到网络服务器上，通过所述三维GIS电子地图调用所述粮库的数据信息。
4.根据权利要求3所述的定位方法，其特征在于:所述步骤304还包括将所述.X格式的三维模型转换为.XPL格式的三维模型，所述步骤305中将.XPL格式的三维模型加载到所述修改后的三维GIS平台中。
5.根据权利要求3所述的定位方法，其特征在于:所述步骤(2)中，通过卫星定位系统获取需定位的人员及运输车辆的位置信息，所述卫星定位系统包括信号接收模块、定位终端、控制中心和卫星，具体步骤为: 501在粮库区域内设置信号接收模块，所述信号接收模块在所述粮库的三维GIS电子地图中的坐标已知； 502所述需定位的人员及运输车辆携带定位终端在粮库区域移动时，卫星计算所述需定位的人员及运输车辆所处的经纬度，并将所述经纬度数据发送给信号接收模块； 503所述信号接收模块将所述经纬度数据发送给控制中心，所述控制中心将所述经纬度数据解算为卫星定位系统的坐标信息，并以所述信号接收模块在所述三维GIS电子地图中的坐标为参照，将卫星定位系统的坐标信息对应到所述三维GIS电子地图的坐标系中，得到所述经纬度数据所表示的位置在所述三维GIS电子地图中的坐标。
6.根据权利要求4所述的定位方法，其特征在于:所述信号接收模块为GPS信号接收模块或北斗信号接收模块。
7.根据权利要求4所述的定位方法，其特征在于:所述定位终端为GPS定位终端或北斗定位终端。
8.根据权利要求5所述的定位方法，其特征在于:所述所述信号接收模块采用TD-LTE无线传输模式将所述经纬度数据发送给控制中心。
9.根据权利要求3所述的定位方法，其特征在于:所述步骤(2)中，通过RFID定位系统获取需定位的人员及运输车辆的位置信息，所述RFID定位系统包括RFID信号读取设备、固定标签、移动标签和计算模块，具体步骤为: 901在所述粮库区域的固定位置设置至少4个RFID信号读取设备，靠近每个所述RFID信号读取设备的地方设置固定标签，所述固定标签和所述RFID信号读取设备的距离已知；所述固定标签在所述粮库的三维GIS电子地图的坐标已知； 902根据所述固定标签与所述RFID信号读取设备的距离和所述信号读取设备接收到的所述固定标签的信号指示强度，校准每个所述RFID信号读取设备的传输参数，所述传输参数包括传输损耗和路径损耗，具体公式为:
RSSI = P (d) = a-10nlog (d)-Ν(0, σ 2) (I) 其中，a为传输损耗，η为路径损耗，d为所述固定标签与所述信号读取设备的距离，RSSI为所述RFID信号读取设备接收到的所述固定标签的信号指示强度； 903建立概率模型，所述RSS概率模型用于描述移动标签与所述RFID信号读取设备之间的距离和移动标签的信号指示强度的关系，所述概率模型为:
10.根据权利要求3~9任一所述的定位方法，其特征在于:步骤(4)中用于登陆服务器的所述浏览器设置在智能手持终端上。
【文档编号】G01S19/45GK103954984SQ201410068713
【公开日】2014年7月30日 申请日期:2014年2月27日 优先权日:2014年2月27日
【发明者】赵东明, 徐进, 吴小军, 周子麟, 熊伟 申请人:武汉理工大学