[发明专利]基于UWB定位的分层立体监测方法及系统

说明书

本发明公开了一种基于UWB定位的分层立体监测方法及系统，其中，所述方法包括：将施工场地的三维空间划分为至少两个三维区域，每个三维区域均设置4个UWB定位基站；施工人员携带UWB定位标签进入施工场地，当标签位于任意一个三维区域内，标签与该三维区域内的4个基站均进行通信；各UWB定位基站在可通信范围内的测距信息被实时上传至上位机；上位机根据各UWB定位基站在可通信范围内的测距信息判定标签位于哪个三维区域；根据确定的三维区域内的4个基站与标签之间的距离信息，进行坐标解算，得到UWB定位标签的三维坐标；显示三维定位图像。与现有技术相比，本发明使得安全管理人员可以实时准确地监测各施工人员的位置信息。

技术领域

本发明涉及一种基于UWB定位的分层立体监测方法及系统，属于三维立体监测技术领域。

背景技术

在建筑施工场地，施工人员往往要在多层楼面上同时进行作业，由于环境的复杂性，安全问题往往不能被安全管理人员及时知晓。目前，一般是利用监控摄像头来对于建筑工地的人员安全进行监测。但是，随着施工的进展，监控区域的遮挡越来越大，监控摄像头无法及时对施工人员的安全进行监测。另外，由于是在室内或者有楼宇遮挡的施工场地，卫星信号会被严重影响，从而导致无法通过GPS或者北斗对施工人员进行定位，因此，对人员位置的监控则需要利用室内定位技术来实现。常见的室内无线定位技术有Wi-Fi、蓝牙、超宽带(UWB)：Wi-Fi定位可以实现复杂的大范围定位，但精度只能达到2米左右，无法做到精准定位；蓝牙系统的稳定性较差，噪声对信号干扰大；在进行三维空间定位时，常规的UWB定位技术虽然精度高，但定位基站之间以及定位基站与定位标签之间的通信距离会受到很大的限制，不能进行长距离的定位，因此不适用于建筑施工场地的定位监测。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种基于UWB定位的分层立体监测方法及系统，可以至少解决上述技术问题之一。

为解决上述技术问题，本发明采用如下的技术方案：

一种基于UWB定位的分层立体监测方法，包括：步骤S1，将施工场地的三维空间划分为至少两个三维区域，其中，每个三维区域均设置4个两两之间可通信的UWB定位基站；步骤S2，施工人员携带UWB定位标签进入施工场地，当所述UWB定位标签位于任意一个三维区域内，所述UWB定位标签与该三维区域内的4个UWB定位基站均进行通信；施工场地中的各UWB定位基站在可通信范围内的测距信息被实时上传至上位机；步骤S3，所述上位机根据各UWB定位基站在可通信范围内的测距信息判定所述UWB定位标签位于哪个三维区域；步骤S4，所述上位机根据所述步骤S3确定的三维区域内的4个UWB定位基站与所述UWB定位标签之间的距离信息，进行坐标解算，得到所述UWB定位标签的三维坐标；步骤S5，所述上位机显示三维定位图像。

前述的基于UWB定位的分层立体监测方法中，所述步骤S1具体包括：以预先设置的第一长度为最小划分单位对施工场地三维空间的水平长距离方向进行划分，以预先设置的第二长度为最小划分单位对施工场地三维空间的水平宽距离方向进行划分，以预先设置的第三长度为最小划分单位对施工场地三维空间的竖直方向进行划分，形成所述至少两个三维区域；相邻的三维区域形成的交界点处均设置一个UWB定位基站。

前述的基于UWB定位的分层立体监测方法中，所述步骤S3具体包括：步骤S31，所述上位机判断是否有三维区域内的4个UWB定位基站与所述UWB定位标签均有测距信息，若有则执行步骤S32，否则重复所述步骤S31；所述步骤S32，所述上位机判断三维区域的数量是否为一个，若是则执行步骤S33，否则执行步骤S34；所述步骤S33，所述上位机判定所述UWB定位标签位于该三维区域；所述步骤S34，所述上位机分别计算每个三维区域内的4个UWB定位基站对所述UWB定位标签的测距信息之和，得到多个测距信息之和；步骤S35，所述上位机比较所述步骤S34计算得到的多个测距信息之和的大小，得到最小值，并判定所述UWB定位标签位于所述最小值对应的三维区域。