智慧平台的人员定位方法和系统与流程

本发明涉及展示场所的定位技术领域，尤其涉及智慧平台的人员定位方法和系统。

背景技术：

智慧平台是例如博物馆、展厅等展示场所的整体控制平台，它可以实现展示场所内设施的智能化集成控制，可以兼容目前主流的摄像监控、安防、灯光、公共广播、门禁、空调等系统，为展示场所提供一个智能化、智慧化的整体控制平台。

由于展示场所的服务对象是参观者，当参观者不如展示场所时，智慧平台需要得知参观者的实时位置才能在对应的展厅等位置进行预先或实时的调控，为参观者带来最好的参观体验。

为此，寻找一种应用于展示场所的人员定位方案是本领域技术人员亟需解决的问题。

技术实现要素：

本发明实施例提供了智慧平台的人员定位方法和系统，能够解决展示场所的人员定位问题。

本发明实施例提供的一种智慧平台的人员定位方法，包括：

通过预先布设在展示场所内的定位基站测量与人员携带的定位标签之间的相对距离；

获取所述定位基站在所述展示场所内的基站坐标；

根据两个以上定位基站的所述基站坐标以及所述相对距离计算出所述定位标签在展示场所内的定位坐标。

可选地，所述人员定位方法还包括：

根据所述定位标签的定位坐标生成对应的人员的活动轨迹。

可选地，所述人员定位方法还包括：

实时显示或查询所述展示场所内人员的活动轨迹，并进行实时显示。

可选地，所述人员定位方法还包括：

判断所述定位标签的实时定位坐标是否落入预设的禁止坐标区域内，若是，则报警并上报落入禁止坐标区域内的定位标签信息。

可选地，所述人员定位方法还包括：

根据所有定位标签的定位坐标的历史记录进行数据统计，分析得到参观者在展示场所内的分布热图。

本发明实施例提供的一种智慧平台的人员定位系统，包括：定位标签、定位基站和定位解算服务器；

所述定位标签由需要定位的人员随身携带；

所述定位基站预先布设在展示场所内；

所述定位解算服务器具体包括：

距离测量模块，用于通过所述定位基站测量与所述定位标签之间的相对距离；

基站坐标获取模块，用于获取所述定位基站在所述展示场所内的基站坐标；

定位坐标计算模块，用于根据两个以上定位基站的所述基站坐标以及所述相对距离计算出所述定位标签在展示场所内的定位坐标。

可选地，在所述展示场所的一个空间区域内布设三台所述定位基站。

可选地，所述定位基站采用超窄脉冲电磁波测量与所述定位标签之间的相对距离。

可选地，所述定位解算服务器还包括：

活动轨迹生成模块，用于根据所述定位标签的定位坐标生成对应的人员的活动轨迹；

显示查询模块，用于实时显示或查询所述展示场所内人员的活动轨迹，并进行实时显示。

可选地，所述定位解算服务器还包括：

禁区判断模块，用于判断所述定位标签的实时定位坐标是否落入预设的禁止坐标区域内；

报警模块，用于当所述禁区判断模块的判断结果为是时，报警并上报落入禁止坐标区域内的定位标签信息；

数据统计分析模块，用于根据所有定位标签的定位坐标的历史记录进行数据统计，分析得到参观者在展示场所内的分布热图。

从以上技术方案可以看出，本发明实施例具有以下优点：

本发明实施例中，首先，通过预先布设在展示场所内的定位基站测量与人员携带的定位标签之间的相对距离；然后，获取所述定位基站在所述展示场所内的基站坐标；最后，根据两个以上定位基站的所述基站坐标以及所述相对距离计算出所述定位标签在展示场所内的定位坐标。在本发明实施例中，可以精确定位出定位标签在展示场所内的坐标，由于需要定位的人员被要求携带该定位标签，因此可以精确定位出展示场所内人员的具体位置，实现人员定位的功能，为智慧平台的功能拓展带来可能性。

附图说明

图1为本发明实施例中智慧平台的人员定位方法一个实施例流程图；

图2为本发明实施例中智慧平台的人员定位方法另一个实施例流程图；

图3为本发明实施例中智慧平台的人员定位系统一个实施例架构示意图；

图4为本发明实施例中定位基站与定位标签的定位原理示意图；

图5为本发明实施例中智慧平台的人员定位系统一个应用场景下的系统构架示意图；

图6、图7和图8为本发明实施例中智慧平台的人员定位系统一个应用场景下的定位基站在各楼层的分布示意图。

具体实施方式

本发明实施例提供了智慧平台的人员定位方法和系统，用于解决展示场所的人员定位问题。

为使得本发明的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1，本发明实施例中智慧平台的人员定位方法一个实施例包括：

101、通过预先布设在展示场所内的定位基站测量与人员携带的定位标签之间的相对距离；

首先，可以通过预先布设在展示场所内的定位基站测量与人员携带的定位标签之间的相对距离。

102、获取所述定位基站在所述展示场所内的基站坐标；

在通过预先布设在展示场所内的定位基站测量与人员携带的定位标签之间的相对距离之后，可以获取所述定位基站在所述展示场所内的基站坐标。

103、根据两个以上定位基站的所述基站坐标以及所述相对距离计算出所述定位标签在展示场所内的定位坐标。

在获取所述定位基站在所述展示场所内的基站坐标之后，可以根据两个以上定位基站的所述基站坐标以及所述相对距离计算出所述定位标签在展示场所内的定位坐标。

本实施例中，首先，通过预先布设在展示场所内的定位基站测量与人员携带的定位标签之间的相对距离；然后，获取所述定位基站在所述展示场所内的基站坐标；最后，根据两个以上定位基站的所述基站坐标以及所述相对距离计算出所述定位标签在展示场所内的定位坐标。在本实施例中，可以精确定位出定位标签在展示场所内的坐标，由于需要定位的人员被要求携带该定位标签，因此可以精确定位出展示场所内人员的具体位置，实现人员定位的功能，为智慧平台的功能拓展带来可能性。

为便于理解，下面对本发明实施例中的智慧平台的人员定位方法进行详细描述，请参阅图2，本发明实施例中智慧平台的人员定位方法另一个实施例包括：

201、通过预先布设在展示场所内的定位基站测量与人员携带的定位标签之间的相对距离；

首先，可以通过预先布设在展示场所内的定位基站测量与人员携带的定位标签之间的相对距离。当参观者等人员进入展示场所时，可以为每一位参观者提供一随身携带的IC卡名牌，参观者在展示场所内活动时需要一直佩戴着这个IC卡，这里的IC卡也即为该定位标签。另外，若需要对展示场所内的工作人员或者其他人员进行定位时，也可以通过类似的手段实现，例如工作人员的工作牌即为其定位标签，这样便可使得展示场所内所有人员均有可识别的定位标签，并且不同的定位标签其身份标识可以不相同，以便于后台监控端进行区分。

在展示场所内需要预先布设一定数量的定位基站，本实施例中，为了确定定位标签的位置，展示场所中的每一个区域，例如每个展厅中均需要至少布设两个定位基站才能通过两个定位基站与定位标签的相对距离确定定位标签的坐标。为了获得更好的定位效果，也可以在一个空间区域内布设多个定位基站，例如三个或四个，以提高定位的精度。

202、获取所述定位基站在所述展示场所内的基站坐标；

在通过预先布设在展示场所内的定位基站测量与人员携带的定位标签之间的相对距离之后，可以获取所述定位基站在所述展示场所内的基站坐标。可以理解的是，每个定位基站在展示场所内的布设位置均是预先知道的，并且其基站坐标提前录入到智慧平台上，因此可以在智慧平台或者后台系统上查询到该定位基站的具体基站坐标。

203、根据两个以上定位基站的所述基站坐标以及所述相对距离计算出所述定位标签在展示场所内的定位坐标；

在测量得到定位基站与定位标签之间的相对距离以及这些定位基站的基站坐标之后，可以根据两个以上定位基站的所述基站坐标以及所述相对距离计算出所述定位标签在展示场所内的定位坐标。可以理解的是，在一个空间区域内，两个定位基站一般布设在该空间区域的不同位置上，有时为了实现空间区域的全面覆盖，这些定位基站会优先选择对称分布式进行布置。因此，在知道两个以上定位基站的基站坐标以及这些定位基站与需要计算坐标位置的定位标签之间的相对距离的前提下，可以计算出该定位标签在当前坐标系下的具体定位坐标。

204、根据所述定位标签的定位坐标生成对应的人员的活动轨迹；

在计算得到定位标签的定位坐标之后，可以根据所述定位标签的定位坐标生成对应的人员的活动轨迹。参观者、工作人员或者其他人员在展示场所内通常都是活动的，并非固定不变。因此，他们携带的定位标签对应的定位坐标在时间轴上是动态变化的，根据时间的变化可以生成该定位标签对应的活动轨迹。

205、实时显示或查询所述展示场所内人员的活动轨迹，并进行实时显示；

在根据所述定位标签的定位坐标生成对应的人员的活动轨迹之后，可以实时显示或查询所述展示场所内人员的活动轨迹，并进行实时显示。可以理解的是，系统后台可以实时显示或查询每个定位标签对应的活动轨迹，并且，为了提高活动轨迹的可查阅性，可以将显示的活动轨迹在显示屏上进行实时显示，其显示模式可以包括但不限于CAD图、GIS图或者3D图。

206、判断所述定位标签的实时定位坐标是否落入预设的禁止坐标区域内，若是，则执行步骤207，若否，则按照正常流程执行；

另外，在计算出每个定位标签的实时定位坐标时，可以判断所述定位标签的实时定位坐标是否落入预设的禁止坐标区域内，若是，则执行步骤207，若否，则按照正常流程执行。可以理解的是，可以在展示场所内设定安全区电子围栏、警报区和/或禁区电子围栏，一旦发现定位标签，也即人员进入到禁止的区域内时，触发相应级别的报警，并把对应的定位标签信息上报至后台系统，以便于监控人员进行核查和处理。

207、报警并上报落入禁止坐标区域内的定位标签信息；

当判断得知所述定位标签的实时定位坐标落入预设的禁止坐标区域内时，可以报警并上报落入禁止坐标区域内的定位标签信息，以便于对展示场所内的不同区域，尤其是重要区域进行监控管理，并方便管理人员的核查、处理。

208、根据所有定位标签的定位坐标的历史记录进行数据统计，分析得到参观者在展示场所内的分布热图。

另外，在计算出每个定位标签的实时定位坐标的前提下，本实施例中计算得到的每个定位标签的定位坐标数据均为保存到后台服务器中，每个定位标签在展示场所内均保留有对应时间、对应定位坐标等信息的历史记录。因此，可以根据所有定位标签的定位坐标的历史记录进行数据统计，分析得到参观者在展示场所内的分布热图，可以从分布热图中得到参观者们的参观趋势、参观喜好、展品的受欢迎程度等信息。

上面主要描述智慧平台的人员定位方法，下面将对智慧平台的人员定位系统进行详细描述，请参阅图3，本发明实施例中智慧平台的人员定位系统一个实施例包括：

定位标签30、定位基站31和定位解算服务器32。所述定位标签30由需要定位的人员随身携带，所述定位基站31预先布设在展示场所内。

所述定位解算服务器32具体包括：

距离测量模块321，用于通过所述定位基站31测量与所述定位标签30之间的相对距离；

基站坐标获取模块322，用于获取所述定位基站31在所述展示场所内的基站坐标；

定位坐标计算模块323，用于根据两个以上定位基站31的所述基站坐标以及所述相对距离计算出所述定位标签30在展示场所内的定位坐标。

优选地，在所述展示场所的一个空间区域内可以布设三台所述定位基站31。

优选地，所述定位基站31可以采用超窄脉冲电磁波测量与所述定位标签30之间的相对距离。

优选地，所述定位解算服务器32还可以包括：

活动轨迹生成模块324，用于根据所述定位标签30的定位坐标生成对应的人员的活动轨迹；

显示查询模块325，用于实时显示或查询所述展示场所内人员的活动轨迹，并进行实时显示。

优选地，所述定位解算服务器32还可以包括：

禁区判断模块326，用于判断所述定位标签30的实时定位坐标是否落入预设的禁止坐标区域内；

报警模块327，用于当所述禁区判断模块326的判断结果为是时，报警并上报落入禁止坐标区域内的定位标签30信息；

数据统计分析模块328，用于根据所有定位标签30的定位坐标的历史记录进行数据统计，分析得到参观者在展示场所内的分布热图。

为便于理解，根据图3所描述的实施例，下面以一个实际应用场景对本发明实施例中的智慧平台的人员定位系统进行描述：

本应用场景下的定位系统能够实现展示场所内参观者的实时位置信息确定，记录参观者运动轨迹，并据此分析参观者在展厅展位上停留的时间。定位系统是智慧平台整体控制系统的人员感知基础数据来源，并且还可以为机器人系统、灯光控制系统、公共广播系统、监控系统、空调控制系统、电梯系统等系统的智慧控制提供所需的定位数据。

无线超窄脉冲电磁波，使用脉冲宽度为ns级的无线脉冲信号作为定位载波，是无线定位领域的定位精度最高，性能最为稳定的技术。在频域上，由于其占用的频带较宽(也被称为超宽带技术，UWB技术)，且无线功率密度较低，对于其他的无线设备来说相当于噪声信号，不会对其造成干扰，也加强了自身的抗干扰性。因此，本实施例中定位系统采用超窄脉冲技术的无线定位技术来进行参观者的定位，其定位原理如下：

如图4所示，在展示场所的各个位置布设定位基站，并且每位参观者进入展示场所前将被要求领取定位用的定位标签，例如参观的IC卡名牌。当参观者行走在展示场所内时，通过测量定位标签与周围各个定位基站之间的相对距离，由于定位基站在展示场所内的位置是已知的，因此可以利用位置算法计算出定位标签的坐标，从而确定该名参观者当前的精确位置。

本实施例中的定位系统的系统构架如图5所示，主要包括定位基站、定位标签、定位解算服务器、POE交换机、网线等网络设备构成。定位基站使用POE网线供电并通讯，POE交换机与定位解算服务器连接，并且与所述智慧平台整体控制系统的控制中心连接，从而实现定位系统与控制中心的通讯。可以理解的是，所述定位解算服务器可以为所述控制中心的其中一台服务器，也即该定位系统通过定位基站采集与定位标签的相对距离，将采集得到的相对距离交给控制中心进行定位解算，这样定位系统则无需独立配置一台服务器用于定位解算，有利于系统资源的精简。

可以理解的是，对于本定位系统而言，定位基站的位置布设直接影响了定位结果的准确与否，以及是否对整个展示场所的全面覆盖。图6、图7和图8为在一个应用场景下定位系统的定位基站在各楼层的分布示意图，图中圆圈的位置为定位基站的布设点。图6、图7和图8分别为博物馆的地面一楼、四楼和五楼楼层。其中，一楼不设展平区域，因此只在电梯门口处布设两个定位基站。四楼和五楼是展品区域，建筑面积基本一致，呈现“凹”字形，都是约1560平方米，四楼除了室内建筑部分，还有部分是楼顶花园，因此要做到全部覆盖，五楼室内面积与四楼室内面积基本一致，也要全面覆盖。具体可以根据博物馆一楼电梯口、四楼、五楼场馆的实际情况进行定位基站的布设，并将各个基站连接成为无缝漫游的无线定位网络，确保能够对整个一楼、四层、五层区域进行无线覆盖，避免对人员的定位丢失情况的发生。

UWB无线定位系统可以根据同一区域单元内参与解算的定位基站的个数，可以选择不同维度的定位，如下表所示：

本应用场景下，定位系统根据实际场馆状况，选用二维定位方案，以尽量提高定位精度，同时节省定位基站的数量，降低定位系统的造价。根据初步的分析，定位系统需要18个无线定位基站、100个无线定位标签可实现博物馆内一楼、四楼、五楼的定位全覆盖，定位精度优于30cm。图中，圆圈点位为定位基站的布设点位，点位之间的距离为45米(考虑建筑格局，为了减少遮挡，可增加布设点位)，可实现图中一楼、四楼、五楼区域的无线定位。

另外，该应用场景下的定位系统可以采用以太网传输，针对博物馆的场馆结构，控制中心的服务器机房可以设置在四楼至五楼的楼梯间，经估算从机房到每个定位基站的距离均没有超过100米，因此网络交换机集中安装在机房，各定位基站通过网线汇总到一点。

本应用场景中，定位系统将定位数据上报至控制中心，控制中心通过对定位数据的处理和分析，可以为智慧平台整体控制系统实现以下功能：

1、全局位置显示：智慧平台整体控制系统的监控室可实时显示、查询数万个访客的实时位置，通过CAD\GIS\3D图进行显示。

2、实时轨迹跟踪：快速移动的参观者的位置可以以轨迹形式进行显示。

3、历史数据回放：服务器可以存储长达几个月的历史位置数据，可回访查询关键时间节点人员的动态情况。

4、全区域报警：通过在监控软件上轻松设定安全区电子围栏、警报区和禁区电子围栏，一旦进入则触发相应级别的报警。

5、移动端查询：展示场地实地查询，可手持平板或手机在展厅内移动查询，根据手机、平板的地图显示现场管理办公。

6、工厂大数据分析：综合分析参观者的分布热图、数量统计等。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统，装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统，装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。