[发明专利]一种无信标支撑的密闭空间应急逃生导航系统

说明书

本发明涉及导航技术领域，具体为一种无信标支撑的密闭空间应急逃生导航系统，包括以下步骤:1、采集各现实场景的影像数据，数据分辨率大小无限制，在对数据进行标注之前，重命名使得名称更加规范；2、使用标注工具对预处理的影像数据进行标注，并将输出的文件转换为模型需要的文件，将数据整理成模型认可的形式；3、采用集成人工智能框架训练轻量化模型；4、调整参数、优化算法；5、对训练的模型进行测试，选取最优的模型；6、使用训练好的模型编写人工智能程序；7、编写移动端软件，集成人工智能程序，融入空间算法。本发明有效的解决了传统室内定位的不利因素，极大的降低了硬件设备的投入，同时增强了对距离和外界环境的抗干扰能力。

技术领域

本发明涉及导航技术领域，具体为一种无信标支撑的密闭空间应急逃生导航系统。

背景技术

随着各类移动服务的应运而生，基于定位导航服务的应用领域也越来越广，对定位导航区域也由传统的室外转向复杂的室内环境，由于室内无法接收卫星定位信息，室内准确定位成为制约室内定位导航应用的关键技术。

目前市场上大致有七种室内定位技术：

1.红外线定位，使用设备发射红外射线，通过室内的光学传感器接收进行定位。目前红外线技术已经非常成熟，用于室内定位精度很高，但是红外线穿透能力极差，当标识被遮挡就无法正常工作，极易受灯光、烟雾等的影响，并且红外线传输距离短，需要大量的设备支撑，使得成本提升，定位效果有限。

2.超声波定位，使用设备发射超声波，通过应答器接收并反射回超声波，进而通过反射测距法和三角定位算法计算出准确的位置。超声波的定位精度高，有一定的穿透能力和抗干扰能力，但超声波在空气中易衰减，加上反射测距受多径效应和非视距传播影响很大，造成需要精确分析计算的底层硬件设施投资，成本太高。

3.射频识别(RFID)室内定位，射频识别室内定位技术利用射频方式，固定天线把无线电信号调成电磁场，附着于物品的标签进过磁场后感应电流生成把数据传送出去，以多对双向通信交换数据以达到识别和三角定位的目的。射频识别室内定位技术作用距离很近，但它可以在几毫秒内得到厘米级定位精度的信息，且由于电磁场非视距等优点，传输范围很大，而且标识的体积比较小，造价比较低。但其不具有通信能力，抗干扰能力较差，不便于整合到其他系统之中，且用户的安全隐私保障和国际标准化都不够完善。

4.蓝牙室内定位，利用在室内安装的若干个蓝牙局域网接入点，把网络维持成基于多用户的基础网络连接模式，并保证蓝牙局域网接入点始终是主设备，然后通过测量信号强度对新加入的盲节点进行三角定位。蓝牙室内定位技术最大的优点是设备体积小、距离短、低功耗，容易集成在手机等移动设备中。只要设备的蓝牙功能开启，就能够对其进行定位。蓝牙传输不受视距的影响，但对于复杂的空间环境，蓝牙系统的稳定性稍差，受噪声信号干扰大，并且蓝牙器件和设备的价格比较昂贵。

5.Wi-Fi室内定位，一种是通过移动设备和三个无线网络接入点的无线信号强度，通过差分算法，来比较精准地对目标进行三角定位。另一种是事先记录大量位置点的信号强度，通过用新加入的设备的信号强度对比信号强弱数据的数据库，来确定位置。Wi-Fi定位可以在广泛的应用领域内实现复杂的大范围定位、监测和追踪任务，总精度比较高，但是用于室内定位的精度只能达到2米左右，无法做到精准定位。由于Wi-Fi路由器和移动终端的普及，使得定位系统可以与其他客户共享网络，硬件成本很低，而且Wi- Fi的定位系统可以降低射频(RF)干扰可能性。

6.ZigBee室内定位，通过若干个待定位的盲节点和一个已知位置的参考节点与网关之间形成组网，每个微小的盲节点之间相互协调通信以实现全部定位。ZigBee是一种新兴的短距离、低速率无线网络技术，这些传感器只需要很少的能量，以接力的方式通过无线电波将数据从一个节点传到另一个节点，作为一个低功耗和低成本的通信系统，ZigBee的工作效率非常高。但ZigBee的信号传输受多径效应和移动的影响都很大，而且定位精度取决于信道物理品质、信号源密度、环境和算法的准确性，造成定位软件的成本较高，提高空间还很大。