[发明专利]一种基于UWB的可视化工程智能监测系统及方法

权利要求书

1.一种基于UWB的可视化工程智能监测系统，其特征在于，所述系统包括安装在工程现场的若干个传感器节点以及电子定位标签，以及，与所述电子定位标签基于UWB信号通讯的若干个定位基站，与所述传感器节点和所述定位基站通讯连接的监测主机，与所述监测主机通讯连接的监测云平台，其中：

所述传感器节点检测工程现场的环境参数，并将环境参数发送到所述监测主机；

所述电子定位标签包括若干个和所述传感器节点绑定的第一定位标签，以及若干个由现场施工人员佩戴的第二定位标签，所述电子定位标签向所述定位基站发送距离信息；

所述定位基站根据所述距离信息计算所述电子定位标签所在位置，并将对应的位置信息发送至所述监测主机；

所述监测主机将收到的环境参数和位置信息进行存储，以及向所述监测云平台发送；

所述监测云平台以所述传感器节点检测的初始的环境参数以及与所述电子定位标签所对应的初始的位置信息结合工程空间维度建立三维立体坐标模型，以及，结合所述三维立体坐标模型对实时接收的环境参数和位置信息进行计算分析与显示，并在环境参数和位置信息超出参数设定范围时产生报警预警信息；

所述系统还包括分布于工程现场的若干个图像采集设备，所述图像采集设备与所述监测主机通讯连接，其中：所述图像采集设备根据所述监测主机或所述监测云平台产生的控制信息采集所在区域的现场图像，并将现场图像发送至所述监测主机；所述监测主机将现场图像发送至所述监测云平台，以及，所述监测主机接收所述监测云平台下发的控制信息并向所述图像采集设备转发；所述监测云平台根据初始的现场图像以及建筑结构图确定所述工程空间维度；以及，分析现场图像实现现场人员数量的统计和施工人员违规行为的识别，根据所识别的施工人员违规行为将对应的现场图像存储作为证据；以及，根据所述第二定位标签对应的所述位置信息产生控制信息，控制所述第二定位标签临近的所述图像采集设备进行现场图像的采集；

所述监测云平台还根据实时接收的所述传感器节点检测的环境参数、第一定位标签对应的位置信息以及所述图像采集设备采集的现场图像对所述三维立体坐标模型进行修正，并根据修正后的所述三维立体坐标模型调整所述参数设定范围，以及，可视化展示环境参数、位置信息的变化动态；

所述监测云平台还用于在环境参数超出所述参数设定范围而产生所述报警预警信息时，明确对应所述传感器节点以及与所述传感器节点绑定的所述第一定位标签，并控制所述第一定位标签临近的所述图像采集设备进行现场图像的采集；

所述位置信息为：任意一个所述电子定位标签向其周围至少三个所述定位基站发送距离信息，所述三个定位基站分别收到第一距离信息、第二距离信息以及第三距离信息，并分别以第一距离、第二距离、第三距离为半径建立第一圆形、第二圆形和第三圆形，所述第一圆形、第二圆形和第三圆形的交点坐标为该电子定位标签的位置信息；其中：所述三个定位基站不位于同一直线上；

还包括由现场施工人员携带的若干个手持通讯终端，所述手持通讯终端与所述第二定位标签绑定，所述手持通讯终端与所述监测云平台通讯连接，其中：所述监测云平台在环境参数超出所述参数设定范围时，明确对应所述传感器节点以及与所述传感器节点绑定的所述第一定位标签，并查找与所述第一定位标签相距小于安全距离设定值的所述第二定位标签，向与所述第二定位标签所绑定的所述手持通讯终端发送撤离指示；以及，在所述第二定位标签对应的位置信息超出所述参数设定范围时，向与所述第二定位标签所绑定的所述手持通讯终端发送危险区域提示；所述手持通讯终端播放所述撤离指示或者所述危险区域提示。

2.如权利要求1所述的一种基于UWB的可视化工程智能监测系统，其特征在于，施工人员违规行为的识别包括，以超过预设张数的违规行为图像为样本，以每一种违规行为对应建立数据集，通过将现场图像与所述数据集进行对比明确现场图像中是否存在违规行为。

3.如权利要求1所述的一种基于UWB的可视化工程智能监测系统，其特征在于，所述监测云平台根据位置信息、环境参数以及现场图像评估工程现场的作业风险等级。

4.如权利要求1所述的一种基于UWB的可视化工程智能监测系统，其特征在于，所述图像采集设备为球型摄像机，所述球型摄像机根据所述监测主机或所述监测云平台产生的控制信息进行转动和现场图像的采集。

5.一种基于UWB的可视化工程智能监测方法，其特征在于，所述方法基于权利要求1所述的系统实现，包括：

获取初始的环境参数以及初始的位置信息；

获取初始的现场图像以及建筑结构图，并根据初始的现场图像以及建筑结构图确定工程空间维度；

以初始的环境参数和初始的位置信息结合所述工程空间维度建立三维立体坐标模型；

接收实时的环境参数、位置信息以及现场图像；

结合所述三维立体坐标模型对实时的环境参数和位置信息进行计算分析与显示，并在实时的环境参数和位置信息超出参数设定范围时产生报警预警信息；

分析现场图像实现现场人员数量的统计和施工人员违规行为的识别，根据所识别的施工人员违规行为将对应的现场图像存储作为证据。