發(fā)布時(shí)間：2020-05-31 11:46

【摘要】：在發(fā)生重大火災(zāi)事故時(shí),如何高效的確認(rèn)消防員精確的位置信息對(duì)于救援指導(dǎo)工作異常重要。在室內(nèi)特殊的環(huán)境下,GPS信號(hào)會(huì)受到嚴(yán)重的干擾,不能滿足定位要求。而且火災(zāi)屬于突發(fā)事件,所以像RFID等需要借助外部環(huán)境的定位方式也不能應(yīng)用在消防員運(yùn)動(dòng)位置檢測中,而慣性傳感器依靠自身的特點(diǎn),可以實(shí)現(xiàn)自主定位,因此本文采用捷聯(lián)慣導(dǎo)定位方法,對(duì)消防員在室內(nèi)的運(yùn)動(dòng)位置信息進(jìn)行研究。本文采用捷聯(lián)慣導(dǎo)定位技術(shù),設(shè)計(jì)了消防員運(yùn)動(dòng)位置檢測系統(tǒng)。它通過對(duì)慣性傳感器輸出的信息進(jìn)行分析、解算,從而可以得到攜帶系統(tǒng)的消防員在室內(nèi)的運(yùn)動(dòng)位置信息,然后,一方面主控芯片利用GPRS網(wǎng)絡(luò)將解算的運(yùn)動(dòng)位置信息發(fā)送到指揮者中心,方便指揮救援工作;另一方面將位置信息保存到SD卡,通過仿真畫出消防員運(yùn)動(dòng)檢測系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)軌跡。其中該系統(tǒng)硬件方面:采用高性能主控芯片,并且搭載了MPU6050陀螺儀模塊、SD卡模塊、GPRS模塊等組合在一起作為消防員運(yùn)動(dòng)檢測系統(tǒng)硬件平臺(tái)。軟件方面:根據(jù)捷聯(lián)慣導(dǎo)定位原理,對(duì)MPU6050模塊輸出的加速度和角速度信息進(jìn)行推算,從而確定攜帶系統(tǒng)的消防員在室內(nèi)的姿態(tài)信息和位置信息。在計(jì)算過程中主要涉及了不同坐標(biāo)系之間的轉(zhuǎn)換、消防員系統(tǒng)姿態(tài)解算、速度求解和位置求解四個(gè)算法,完成對(duì)其的推導(dǎo)與解算。該定位系統(tǒng)可以有效地檢測消防員在室內(nèi)的位置信息,并將位置信息發(fā)送到指揮者中心,方便指揮救援工作,同時(shí)保存到SD卡,通過電腦畫出路徑軌跡。實(shí)驗(yàn)測試發(fā)現(xiàn)消防員的位置信息可以實(shí)時(shí)傳送到指揮者中心,該系統(tǒng)偏轉(zhuǎn)角誤差大約為0.14°;翻滾角誤差大約為0.06°;位置軌跡相對(duì)誤差為2.27%。
【圖文】：

捷聯(lián)慣導(dǎo)定位原理圖

最后求解姿態(tài)矩陣，同時(shí)速度和位置計(jì)算：通過消防員運(yùn)動(dòng)位置檢測系統(tǒng)載體受力信息，求解防員的速度信息。：由于位置積分對(duì)系統(tǒng)的定位精度影響很小，，這里對(duì)一階近似式，得出消防員的位置信息。算求解的位置信息和角度信息是通過核心控制器對(duì)慣性種相對(duì)的位置信息求解方法。因?yàn)槲恢煤徒嵌鹊那蠼獠⑾�，它是一種近似的求解方式，捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)在求解時(shí)個(gè)運(yùn)算周期內(nèi)的直線運(yùn)動(dòng)求解的，而且把這段時(shí)間姿距離和角度的變化關(guān)系，從而推算出消防員系統(tǒng)相對(duì)于原理圖如圖 2-2 所示。
【學(xué)位授予單位】：河北大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TN96;TP274

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2689807