CN108303084B - 一种救援环境下基于rfid和imu的快速导航方法 - Google Patents

一种救援环境下基于rfid和imu的快速导航方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种救援环境下基于RFID和IMU的快速导航方法，其包括以下步骤：S1、通过第一批进入者构建RFID信标并记录其航迹信息，进而形成信标地图；S2、后续进入者根据所述信标地图并结合具有IMU的导航装置进行导航，实现与第一批进入者汇合；所有进入者通过信标地图并结合具有IMU的导航装置进行导航，实现撤离。本发明通过具有IMU的导航装置记录最先进入人员的大致路径，并通过在路径的转弯处设置RFID信标，便于后续进入的人员校正具有IMU的导航装置的导航路径，使得后续进入的人员可以快速的找到先前进入的人员，也便于已在内部的人员快速撤离，减少人员在救援环境下的滞留时间，降低救援风险。

Description

一种救援环境下基于RFID和IMU的快速导航方法
技术领域
本发明涉及导航领域，具体涉及一种救援环境下基于RFID和IMU的快递导航方法。
背景技术
在救援环境下，尤其是火灾现场，由于救援人员对该现场的环境并不了解，且时间紧迫，救援人员通常会直接进入该现场寻找是否存在待救援的人员，但并非所有情况下进入的救援人员都能快速的找到出口出来，或者在该救援人员需要增援的情况下，外面的人员并不能快速找到需要增援的人员，因此会对救援及救援人员带来相当大的安全隐患。
发明内容
针对现有技术中的上述不足，本发明提供的一种救援环境下基于RFID和IMU的快速导航方法可以帮助救援人员在陌生的救援环境下快速找到进出的路，提高救援效率。
为了达到上述发明目的，本发明采用的技术方案为：
提供一种救援环境下基于RFID和IMU的快速导航方法，其包括以下步骤：
S1、通过第一批进入者构建RFID信标并记录其航迹信息，进而形成信标地图；
S2、后续进入者根据所述信标地图并结合具有IMU的导航装置进行导航，实现与第一批进入者汇合；所有进入者通过信标地图并结合具有IMU的导航装置进行导航，实现撤离。
进一步地，步骤S1的具体方法为：
第一批进入救援环境者在每个走过的转角处布置RFID信标，同时将自己的航迹信息通过通信设备发送至位于所述救援环境外部的人员，进而形成一折线形地图，所述折线形地图的拐点为RFID信标设置点。
进一步地，步骤S2中后续进入者根据所述信标地图并结合具有IMU的导航装置进行导航，实现与第一批进入者汇合的具体方法包括步骤：
S2-1-1、后续进入救援环境者根据第一批进入者的航迹信息通过行人航迹推算算法得到与第一批进入者初始航迹存在误差角度为a、距离差为b的推算前行路线，其中0≤a≤180°，0≤b；
S2-1-2、后续进入者根据所述前行路线进入所述救援环境，并通过RFID阅读器获取RFID信标的信号；
S2-1-3、后续进入者根据RFID阅读器获取的RFID信标的信号强度向信号更强的位置前行并最终找到该RFID信标；
S2-1-4、后续进入者在该RFID信标位置处通过具有IMU的导航装置获取与推算前行路线的实际角度差c和实际距离差d，即角度纠正值c和距离纠正值d；
S2-1-5、根据得到的角度纠正值c和距离纠正值d修正推算前行路线的行人航迹推算算法中的方向误差和距离误差，并根据修正后的行人航迹推算算法在具有IMU的导航装置上得到修正后前往下一个RFID信标的转向角度及距离；
S2-1-6、重复步骤S2-1-2至S2-1-5直至后续进入者与第一批进入者汇合。
进一步地，步骤S2中所有进入者通过信标地图并结合具有IMU的导航装置进行导航，实现撤离的具体方法为：
具有IMU的导航装置分别根据不同批次进入者进入时的航迹数据反向规划路径，实现原路导航返回。
本发明的有益效果为：本发明通过具有IMU的导航装置记录最先进入人员的大致路径，并通过在路径的转弯处设置RFID信标，便于后续进入的人员校正具有IMU的导航装置的导航路径，使得后续进入的人员可以快速的找到先前进入的人员，也便于已在内部的人员快速撤离，减少人员在救援环境下的滞留时间，降低救援风险。
附图说明
图1为本发明的流程示意图。
具体实施方式
下面对本发明的具体实施方式进行描述，以便于本技术领域的技术人员理解本发明，但应该清楚，本发明不限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本发明的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本发明构思的发明创造均在保护之列。
如图1所示，该救援环境下基于RFID和IMU的快速导航方法包括以下步骤：
S1、通过第一批进入者构建RFID信标并记录其航迹信息，进而形成信标地图；
S2、后续进入者根据所述信标地图并结合具有IMU的导航装置进行导航，实现与第一批进入者汇合；所有进入者通过信标地图并结合具有IMU的导航装置进行导航，实现撤离。
步骤S1的具体方法为：
第一批进入救援环境者在每个走过的转角处布置RFID信标，同时将自己的航迹信息通过通信设备发送至位于所述救援环境外部的人员，进而形成一折线形地图，所述折线形地图的拐点为RFID信标设置点。
步骤S2中后续进入者根据所述信标地图并结合具有IMU的导航装置进行导航，实现与第一批进入者汇合的具体方法包括步骤：
S2-1-1、后续进入救援环境者根据第一批进入者的航迹信息通过行人航迹推算算法得到与第一批进入者初始航迹存在误差角度为a、距离差为b的推算前行路线，其中0≤a≤180°，0≤b；
S2-1-2、后续进入者根据所述前行路线进入所述救援环境，并通过RFID阅读器获取RFID信标的信号；
S2-1-3、后续进入者根据RFID阅读器获取的RFID信标的信号强度向信号更强的位置前行并最终找到该RFID信标；
S2-1-4、后续进入者在该RFID信标位置处通过具有IMU的导航装置获取与推算前行路线的实际角度差c和实际距离差d，即角度纠正值c和距离纠正值d；
S2-1-5、根据得到的角度纠正值c和距离纠正值d修正推算前行路线的行人航迹推算算法中的方向误差和距离误差，并根据修正后的行人航迹推算算法在具有IMU的导航装置上得到修正后前往下一个RFID信标的转向角度及距离；
S2-1-6、重复步骤S2-1-2至S2-1-5直至后续进入者与第一批进入者汇合。
步骤S2中所有进入者通过信标地图并结合具有IMU的导航装置进行导航，实现撤离的具体方法为：
具有IMU的导航装置分别根据不同批次进入者进入时的航迹数据反向规划路径，实现原路导航返回。
在本发明的一个具体实施方式中，具有IMU的导航装置与通信设备相连接，具有IMU的导航装置可以直接通过通信设备获取信号指定的具有IMU的导航装置所给出的航迹信息，通信设备为无线通信设备。具有IMU的导航装置可以同时保留推算前行路线和实际检测路线(实际检测路线与推算前行路线之间的角度即为角度纠正值c，实际检测路线与推算前行路线的长度差为距离纠正值d)，并自动获取两者之间的差异(角度纠正值c和距离纠正值d)，通过该差异自动修正行人航迹推算算法，并自动规划出下一步的推算路线。
本发明通过具有IMU的导航装置记录最先进入人员的大致路径，并通过在路径的转弯处设置RFID信标，便于后续进入的人员校正具有IMU的导航装置的导航路径，使得后续进入的人员可以快速的找到先前进入的人员，也便于已在内部的人员沿原路快速撤离，减少人员在救援环境下的滞留时间，降低救援风险。

Claims (2)

1.一种救援环境下基于RFID和IMU的快速导航方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1、通过第一批进入者构建RFID信标并记录其航迹信息，进而形成信标地图；
S2、后续进入者根据所述信标地图并结合具有IMU的导航装置进行导航，实现与第一批进入者汇合；所有进入者通过信标地图并结合具有IMU的导航装置进行导航，实现撤离；
所述步骤S1的具体方法为：
第一批进入救援环境者在每个走过的转角处布置RFID信标，同时将自己的航迹信息通过通信设备发送至位于所述救援环境外部的人员，进而形成一折线形地图，所述折线形地图的拐点为RFID信标设置点；
所述步骤S2中后续进入者根据所述信标地图并结合具有IMU的导航装置进行导航，实现与第一批进入者汇合的具体方法包括步骤：
S2-1-1、后续进入救援环境者根据第一批进入者的航迹信息通过行人航迹推算算法得到与第一批进入者初始航迹存在误差角度为a、距离差为b的推算前行路线，其中0≤a≤180°，0≤b；
S2-1-2、后续进入者根据所述前行路线进入所述救援环境，并通过RFID阅读器获取RFID信标的信号；
S2-1-3、后续进入者根据RFID阅读器获取的RFID信标的信号强度向信号更强的位置前行并最终找到该RFID信标；
S2-1-4、后续进入者在该RFID信标位置处通过具有IMU的导航装置获取与推算前行路线的实际角度差c和实际距离差d，即角度纠正值c和距离纠正值d；
S2-1-5、根据得到的角度纠正值c和距离纠正值d修正推算前行路线的行人航迹推算算法中的方向误差和距离误差，并根据修正后的行人航迹推算算法在具有IMU的导航装置上得到修正后前往下一个RFID信标的转向角度及距离；
S2-1-6、重复步骤S2-1-2至S2-1-5直至后续进入者与第一批进入者汇合。
2.根据权利要求1所述的救援环境下基于RFID和IMU的快速导航方法，其特征在于，所述步骤S2中所有进入者通过信标地图并结合具有IMU的导航装置进行导航，实现撤离的具体方法为：
具有IMU的导航装置分别根据不同批次进入者进入时的航迹数据反向规划路径，实现原路导航返回。
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