[发明专利]一种基于移动机器人的室内多源环境健康指数监测评估方法

说明书

本发明公开了一种基于移动监测的室内多源环境健康指数评估方法，属于环境监测和电子信息技术领域，包括获取多源环境参数、多源数据处理和环境健康指数综合评估。获取多源环境参数阶段是控制机器人按指定的路径移动，记录机器人到达的每个位置和该位置的环境特征；多源数据处理阶段是对多源环境参数进行融合、滤波、插值和可视化；环境健康指数综合评估阶段是使用模糊逻辑评估算法对处理后的多源空气数据进行评估。该方法与传统的固定监测相比，可以只使用一个监测节点进行环境监测，减少节点的数量和成本，并且可以对固定节点监测不到的区域进行监测，提高环境监测的粒度和灵活性；可以参照不同污染物对环境健康指数进行更加综合、全面的评估。

技术领域

本发明涉及一种健康指数监测评估方法，尤其是一种基于移动监测的室内多源环境健康指数评估方法，属于环境监测和电子信息技术领域。

背景技术

现如今人们长时间呆在室内生活和工作，由于各种原因，室内环境充斥着细菌、甲醛、苯、氨、放射性氡等许多有害物质污染源，一旦这些有害物质的浓度超标，将会对人的生命健康造成不可逆的伤害，所以室内环境质量愈发受到人们的重视。对室内环境质量进行监测评估可以了解室内有害物质的浓度和范围，及时的采取消毒、通风等措施，保障人们的健康，同时可以根据监测的温度、湿度等参数对建筑的通风、空调等系统进行控制，提高人们生活、工作的舒适度和节约能耗。

现有的室内环境监测方法主要是在室内安装固定的传感器，对环境特征进行连续监测。但是室内环境复杂多变，空间环境参数分布不均匀，传感器只对几分米范围内的区域敏感，固定监测的分辨率和灵敏度都依赖于安装的节点数量和密度，所以依赖于传感器分布的低粒度固定监测很难对室内环境进行全面的监测。同时对多个固定的传感器节点提供有线电源或其他基础设施也比较困难，会导致固定监测的建设和维护成本较高。现有的室内环境评估方法主要是参考《环境空气质量标准》分级计算，该空气质量评价的主要污染物为细颗粒物(PM2.5)、可吸入颗粒物(PM10)、二氧化硫(SO2)、二氧化氮(NO2)、臭氧(O3)、一氧化碳(CO)六项，该评价方法会导致参照污染物种类固定，不灵活。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是为解决传统室内固定节点监测分辨率低、灵活性差、成本高，评估方法污染物种类固定，不灵活等问题，提出一种基于移动机器人的室内多源环境健康指数监测评估方法。

本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案：

一种基于移动监测的室内多源环境健康指数评估方法，包括获取多源环境参数、多源数据处理和环境健康指数综合评估三个阶段；其中获取多源环境参数阶段是利用移动机器人控制模块控制机器人按指定的路径移动，通过环境监测模组和定位模块记录移动机器人到达的每个点的位置和该位置的环境特征；多源数据处理阶段是利用数据处理模块对多源环境参数进行融合、滤波、插值和可视化；环境健康指数综合评估阶段是使用模糊逻辑评估算法对滤波和插值后的多源空气数据进行评估；

具体步骤如下：

步骤1，获取多源环境参数:获取多源环境参数过程包括通过控制模块控制机器人按照指定的路径移动；使用多合一环境监测传感模组进行环境特征参数监测；室内定位模块使用激光雷达采集位置参数；

步骤2，多源数据处理:数据处理模块将从环境监测模组和定位模块得到的多源环境参数、位置坐标和时间戳进行融合；对原始数据进行平滑和卡尔曼滤波处理以减小测量误差，再对数据进行插值并且可视化；

步骤3，环境健康指数综合评估:环境评估模块从数据处理模块分别得到滤波和插值后的数据，分别计算出各种污染物的隶属度函数,对数据进行模糊化处理；设定模糊逻辑决策规则，根据规则进行运算，采用最小法则得到输出；对模糊集合进行去模糊化处理，得到环境健康指数。

作为本发明一种基于移动机器人的室内多源环境健康指数监测评估方法的进一步优选方案，所述步骤1具体如下；