[发明专利]基于相对定位的遇险消防员搜索方法和设备

权利要求书

1.一种基于相对定位的遇险消防员搜索方法与设备，其特征在于任意两台相对定位设备之间都可以测量设备之间的相对高度差、相对距离和接收信号强度，设备持有人可以利用相对距离和接收信号强度判断出相对方位；任意一台相对定位设备都具有按键报警和静止报警功能并发送相应的报警信号；任意一台相对定位设备都具备接收其他相对定位设备报警信号的功能；每个进入火场的消防员佩戴一个相对定位设备；任意一个通过自身佩戴的相对定位设备收到报警信号的消防员都可以对通过自身佩戴的相对定位设备发出报警信号的消防员进行搜救；搜救过程中，救援人员所佩戴的相对定位设备与遇险消防员佩戴的相对定位设备之间周期性地测量相对高度差、接收信号强度和相对距离；救援人员根据相对定位设备测量得到的相对高度差、相对距离和接收信号强度找到遇险消防员。

2.根据权利要求1所述的基于相对定位的遇险消防员搜索方法与设备，其特征在于，所述的相对定位设备至少包含一个气压传感器、一个用于测距测向的无线通信模块及其相应的全向天线和定向天线、一个惯性导航传感器、一个用于数据通信的无线通信模块及其相应的全向天线；

所述的用于测距测向的无线通信模块能够测量接收信号强度、信号发送时间和信号到达时间。

3.根据权利要求1所述基于相对定位的遇险消防员搜索方法与设备，其特征在于，任意一台相对定位设备都具有报警按键，消防员遇险后可以按下报警按键，设备会自动通过用于数据通信的无线通信模块广播带有该设备编号的报警信号。

4.根据权利要求1所述基于相对定位的遇险消防员搜索方法与设备，其特征在于，任意一台相对定位设备都可以通过惯性导航传感器检测设备是否处于静止状态；

一旦检测到设备处于静止状态，该设备会自动通过用于数据通信的无线通信模块广播带有该设备编号的报警信号。

5.根据权利要求1所述基于相对定位的遇险消防员搜索方法与设备，其特征在于，任意一台相对定位设备都可以通过用于数据通信的无线通信模块接收其他相对定位设备的发送报警信号，并通过屏幕显示文字、发出提示音、产生提示震动等方式告知佩戴该设备的消防员。

6.根据权利要求1所述基于相对定位的遇险消防员搜索方法与设备，其特征在于，所述的两台设备之间的高度差通过设备自带的气压传感器测量气压值，计算气压差，根据气压差与高度差的对应关系计算得到。

7.根据权利要求1所述基于相对定位的遇险消防员搜索方法与设备，其特征在于，所述的两台设备之间的距离通过测量两台设备之间的无线信号传输时间，并根据无线信号传输时间与距离之间的关系计算的到设备之间的距离；所述的无线信号传输时间通过测量信号接收设备的信号接收时间和信号发送设备的信号发送时间，并计算两个时间的差值得到两个设备之间的信号传输时间。

8.根据权利要求1所述基于相对定位的遇险消防员搜索方法与设备，其特征在于，所述的两台设备之间接收信号强度测量通过一台设备无线通信模块和定向天线（简称：定向设备）、另一台设备无线通信模块和全向天线（简称：全向设备）以及两台设备之间的无线通信来实现；测量步骤如下：

步骤一：全向设备通过无线通信设备和全向天线周期性地广播无线信号或者直接向定向设备发送无线信号；

步骤二：定向设备通过无线通信模块和定向天线接收全向设备发送的无线信号并测量接收信号强度。

9.根据权利要求1所述基于相对定位的遇险消防员搜索方法与设备，其特征在于相对定位设备持有人可以根据相对距离和接收信号强度判断相对方位；通常正确的方向具有接收信号强度最强、距离最短的特征，因此这种根据接收信号强度和距离两个因素的判断方法比单纯依赖一个因素的方法具有更好的可靠性。

10.根据权利要求1所述基于相对定位的遇险消防员搜索方法与设备，其特征在于，所述的救援人员根据相对定位设备测量得到的相对高度差、接收信号强度和相对距离找到遇险消防员，步骤如下：

跨楼层搜索阶段：救援人员收到遇险报警后，根据相对定位设备显示的自己与遇险消防员之间的高度差值到达遇险消防员所在楼层，通常可以认为高度差1米以下的楼层即为遇险消防员所在楼层；

同层搜索阶段：到达同层后，救援人员在每个分支路口将相对定位设备的定向天线朝向各个分支方向，观察测量到的接收信号强度和相对距离值；根据各个方向上的信号强度和距离值确定行进方向，直到最终找到遇险消防员。