一种基于压力感知的室内人员标记定位方法

文档序号:29414860发布日期:2022-03-26 12:48阅读:来源:国知局

技术特征:
1.一种基于压力感知的室内人员标记定位方法,其特征在于所述方法包括如下步骤:步骤s1:室内定位系统根据室内当前人员列表记录检测室内是否有人员存在;若存在,则跳转至步骤s9,否则跳至步骤s2;步骤s2:室内全部定位节点进入休眠模式,节点根据当前压力传感器的采集数值进行压力信号归零处理;步骤s3:室内管理系统循环检测是否有人员请求进入住宅,直至收到请求进入住宅信息;步骤s4:室内管理系统通过入室人员信息与存储人员信息进行比对,判断是否为允许进入人员,若是,则跳至步骤s6,否则进入步骤s5;步骤s5:室内管理系统向住宅主人发送信息,询问是否允许该人员进入房屋,若是,则进入步骤s6,否则拒绝进入请求,直至进入请求得到确认;步骤s6:确认房屋允许进入,室内管理系统打开住宅门,向住宅其他录入人员发送消息,告知该人员进入住宅,并添加至室内当前人员列表;步骤s7:定位系统的中心节点c唤醒靠近住宅门的定位节点i,并向i发送进入房屋人员编号;步骤s8:定位节点i置位人员离开标记,根据剩余能量与中心节点距离选择路由路径,准备将定位信息发送至中心节点c;步骤s9:定位节点i等待接收其他节点发送的无线信息或该节点下属压力传感器采集的压力信号变化;步骤s10:定位节点i通过预设的压力感应阈值,判断当前所受压力是否超过阈值,若是则进入步骤s11,否则节点进入休眠模式,清除压力数据与人员编号信息;步骤s11:定位节点i离开休眠模式,并清除本节点存储在内部的离开标记;步骤s12:定位节点i根据自身的压力传感器,根据平面受力计算该定位节点的受力点坐标;步骤s13:判断定位节点i或其相邻节点j计算得出的压力坐标是否位于平面内有效定位区域,若是,则进入步骤s14,否则跳至步骤s15;步骤s14:判断定位节点i或j是否收到人员编号,若是,则i或j将含有坐标信息、定位节点编号、人员编号的信息通过无线网络发送给中心节点c和相应的相邻节点群φ(i)或φ(j),以显示人员目前位置,同时置位φ(i)或φ(j)内所有定位节点离开标志并跳至步骤s21,否则跳至步骤s17;步骤s15:压力坐标在非有效定位区域,判定人员离开定位节点i或j,相应定位节点通过无线模块发送带有定位节点编号与人员编号的离开信息至对应相邻节点群φ(i)或φ(j);步骤s16:若定位节点i的坐标位于有效定位区内,判断其相邻定位节点j计算的坐标是否位于有效定位区内,若是则进入步骤s17,否则返回s9;步骤s17:当人员运动至定位节点j所在区域内时,节点j判断是否收到其相邻节点i发送的离开信号,若是则进入步骤s18,否则返回步骤s9;步骤s18:定位节点i或j根据离开信息添加人员编号;步骤s19:定位节点i或j判断是否收到对应相邻节点发送的定位信息,若是则进入步骤
s20,否则返回步骤s9;步骤s20:定位节点i或j停止发送离开信息并清除人员离开标志;步骤s21:定位系统运行过程中判断是否收到关闭系统操作,若是则结束全部定位过程,否则返回步骤s9。2.根据权利要求1所述的基于压力感知的室内人员标记定位方法,其特征在于所述定位信息msg_p包含坐标信息(x1,y1)、定位节点编号i和人员编号n。3.根据权利要求1所述的基于压力感知的室内人员标记定位方法,其特征在于所述离开信息msg_l包含定位节点编号i和人员编号n。4.根据权利要求1所述的基于压力感知的室内人员标记定位方法,其特征在于所述室内定位系统包括定位单元、ad转换芯片、无线通信模块、中央处理器,其中:所述定位单元包括感压定位地板和压力传感器,感压定位地板左上、左下、右上、右下角的外部分别设置一个压力传感器;所述压力传感器输出的压力信号经过ad转换芯片转换后变为可以进行运算的压力数据,发送到定位区域的中央处理器,中央处理器计算得出受力点坐标,通过无线通信模块发送到上位机显示当前压力施加的具体位置。5.根据权利要求1所述的基于压力感知的室内人员标记定位方法,其特征在于所述有效区域的定位方法如下:步骤s1:住宅内全体感压定位地板上电,进行初始化工作,在无人状态下进行压力调零处理,收集到的每个压定位地板的四个压力传感器传输的压力数据作为初始压力值;步骤s2:无线通信模块组建无线传感器网络,无线通信模块进入低功耗休眠状态,不接收或发送无线射频信号;步骤s3:当室外人员进入房屋内,室内所有感压定位地板开始进行定位;步骤s4:进入第i轮压力数据循环检测,每一轮压力循环检测进入10次均值滤波环节,置均值滤波环节次数j=1;步骤s5:判断该轮压力数据循环检测内是否已进行10次滤波;步骤s6:若步骤s5条件判断成立,则将第i轮的10次滤波输出值的平均值作为初始压力值,置i=i+1,并返回至步骤s4,若步骤s5条件判断不成立则在滤波环节中,连续读取5次每个压定位地板的四个压力传感器的压力数据,计算平均值进行均值滤波,其结果作为此次滤波环节的滤波输出值;步骤s7:判断此次滤波环节是否为第i轮压力循环检测的首次滤波环节;步骤s8:若步骤s7条件判断成立,则计算本次滤波环节滤波输出值与第i-1轮压力循环检测的末次滤波环节滤波输出值的差值m0;若步骤s7条件判断不成立,则计算第i轮压力循环检测前j次滤波输出值的方差m0;步骤s9:计算步骤s8所得的方差或差值m0是否超过预设阈值m;步骤s10:若步骤s9条件判断成立,则压力发生突变情况,计算本次滤波环节与上一次滤波环节滤波输出值的差值m1,若步骤s9条件判断不成立,则保留此次滤波环节的滤波输出值作为初始压力值,置j=j+1,并返回至步骤s5;步骤s11:判断步骤s10计算所得差值m1是否超过预设阈值m;步骤s12:若步骤s11条件判断成立,则搜索本次滤波环节中首次超过阈值m的压力数据
读取次数k,若步骤s11条件判断不成立,则保留此次滤波环节的滤波输出值作为初始压力值,置j=j+1,并返回至步骤s5;步骤s13:判断压力数据读取次数k的值为4或5;步骤s14:若步骤s13条件判断成立,则通过压力传感器连续读取两次压力数据,若步骤s13条件判断不成立,则判断最近三次压力读取数据是否连续三次超过阈值m;步骤s15:若步骤s14条件判断成立,则取k-1时的压力数据作为初始压力值计算三次读取数据k,k+1,k+2的平均值作为当前压力值若步骤s14条件判断不成立,则跳转至步骤s20;步骤s16:分别计算每个压定位地板的4个压力传感器当前压力值与初始压力值的差作为压力变化量步骤s17:根据压力变化量δf
i
,i=1,2,3,4,通过平面受力公式计算得出该感压定位地板的受力点坐标p和感压定位地板总承重f;步骤s18:判断受力点坐标p是否在感压定位地板的有效定位区d内;步骤s19:若步骤s18条件判断成立,则受力点坐标p通过串口从处理器发送至无线通信模块,离开休眠状态,将发送至中转节点或上位机监测软件,若步骤s18条件判断不成立,则施加压力的位置位于感压定位地板相邻地板内,跳转至步骤s20;步骤s20:将此次滤波环节输出值修改为本次滤波环节中k-1时数据读取结果;步骤s21:感压定位地板的无线通信模块是否收到上位机发送的停止定位功能的指令,若收到则停止对传感器数据的采集处理,否则保留此次滤波环节的滤波输出值作为初始压力值,置j=j+1,并返回至步骤s5。6.根据权利要求5所述的基于压力感知的室内人员标记定位方法,其特征在于所述计算受力点坐标的公式如下:式中,δf
lu
、δf
ld
、δf
ru
、δf
rd
依次代表感压定位地板左上、左下、右上、右下角的压力传感器测量计算的得出的压力变化量。7.根据权利要求5所述的基于压力感知的室内人员标记定位方法,其特征在于所述计算感压定位地板总承重的公式如下:8.根据权利要求5所述的基于压力感知的室内人员标记定位方法,其特征在于所述有效定位区d的范围计算公式如下:d={(x,y)|x∈(ε,l-ε),y∈(ε,l-ε)};式中,ε为预设宽度,l为感压定位地板的边长。

技术总结
本发明公开了一种基于压力感知的室内人员标记定位方法,所述室内人员标记定位方法包括如下步骤:首先根据人员请求进入住宅信息执行同意或拒绝进入功能,并记录人员编号;其次对住宅内所有定位节点执行压力传输数据和内部定位相关参数初始化;当系统开始定位时,通过压力传感器数值计算定位坐标并向系统中心节点发送人员位置,当人员离开该区域时,节点与相邻节点进行信息交互直至相邻定位节点发送定位信息。本发明克服了原有的基于压力感应的室内定位技术受到其余物品干扰的缺点,可正确显示室内全体人员当前位置。确显示室内全体人员当前位置。确显示室内全体人员当前位置。


技术研发人员:李中伟 姜文淇 程丽 金显吉 贾崇伟 陆浩维 马梓涵
受保护的技术使用者:哈尔滨工程大学
技术研发日:2021.12.16
技术公布日:2022/3/25
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