發(fā)布時(shí)間：2021-08-24 04:25

　　森林火災(zāi)的頻發(fā)威脅著林火消防員的生命安全。林火消防員在撲火過(guò)程中由于高溫休克、吸入毒氣昏厥、失足跌落受傷的事情時(shí)有發(fā)生。為了提高對(duì)林火消防員生命安全的保障,一種對(duì)林火消防員險(xiǎn)情檢測(cè)與定位系統(tǒng)的研究設(shè)計(jì)不可或缺。本文設(shè)計(jì)的林火消防員險(xiǎn)情檢測(cè)與定位系統(tǒng)采集慣性導(dǎo)航數(shù)據(jù)和GNSS信號(hào),通過(guò)算法完成對(duì)消防員在林區(qū)的定位;采集林火中一氧化碳濃度、溫度和消防員足部和頭部姿態(tài)信息完成對(duì)消防員的險(xiǎn)情檢測(cè)。系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)消防員的險(xiǎn)情檢測(cè)與定位,為安全員指揮救援提供一定有效的判斷依據(jù)。本文首先對(duì)險(xiǎn)情檢測(cè)與定位方法研究基礎(chǔ)進(jìn)行了簡(jiǎn)單的介紹。其次,對(duì)本文系統(tǒng)的定位方法和險(xiǎn)情檢測(cè)方法進(jìn)行了重點(diǎn)介紹。介紹了采用基于零速修正算法的行人慣性導(dǎo)航定位方法（INS）;基于計(jì)步算法的鞋式行人航跡推算法定位方法（PDR）;在檢測(cè)到零速點(diǎn)的情況下使用INS方法,無(wú)法檢測(cè)到零速點(diǎn)的情況下切換使用DPR方法的INS/PDR組合定位方法;在林區(qū)接收到GNSS信號(hào)的情況下,將GNSS與INS/PDR定位結(jié)果進(jìn)行組合并校正INS/PDR定位的INS/PDR/GNSS組合定位方法。介紹了以一氧化碳和溫度為環(huán)境參數(shù),以加速度值和姿態(tài)值為運(yùn)動(dòng)參數(shù)... 

【文章來(lái)源】：北京林業(yè)大學(xué)北京市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：101 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

森林火災(zāi)Figure1.1Forestfire

林火消防員險(xiǎn)情檢測(cè)與定位系統(tǒng)研究4傳感器能夠檢測(cè)相對(duì)位置變化，所開(kāi)發(fā)的微型傳感器嵌入鞋跟，在步行測(cè)試中成功檢測(cè)到零速度周期（ZhouCetat.,2011）。澳大利亞悉尼科技大學(xué)LiYan等人將低成本慣性器件測(cè)量單元（IMU）傳感器系在鞋面上，采用零速更新技術(shù)、用24種誤差狀態(tài)組成卡爾曼濾波器以減少I(mǎi)MU誤差（LiYetat.,2012）。LiYan還根據(jù)零速修正一般只檢測(cè)步行狀態(tài)而不檢測(cè)跑步狀態(tài)的問(wèn)題，提出了一種新的ZUPT算法，可以實(shí)現(xiàn)步行、爬樓梯、跑步等狀態(tài)的檢測(cè)從而實(shí)現(xiàn)行人導(dǎo)航。設(shè)置一個(gè)步長(zhǎng)檢測(cè)器和兩個(gè)零速檢測(cè)器，在用傳統(tǒng)零速檢測(cè)閾值法檢測(cè)不到行人零速點(diǎn)的情況下，引入第二個(gè)零速檢測(cè)器，僅在陀螺儀上用閾值來(lái)檢測(cè)零速點(diǎn)。該方法在通過(guò)測(cè)試能檢測(cè)大部分足跡（LiYetat.,2012）。圖1.2鞋綁式慣性導(dǎo)航系統(tǒng)圖Figure1.2Shoe-tieInertialNavigationSystem開(kāi)源組OpenShoe針對(duì)多年來(lái)提出的鞋式慣性導(dǎo)航但由于缺乏硬件平臺(tái)導(dǎo)致應(yīng)用范圍有限的問(wèn)題，推出一款腳踏式導(dǎo)航鞋，將慣性器件嵌入至鞋子內(nèi)部，采用極大似然估計(jì)的零速修正算法輔助慣性導(dǎo)航定位（NilssonJOetat.,2016）（SkogIetat.,2016）。開(kāi)源組OpenShoe導(dǎo)航鞋如圖1.3所示。圖1.3導(dǎo)航鞋F(xiàn)igure1.3Navigationshoes在國(guó)內(nèi)樊啟高等人提出了基于GLRT的零速檢測(cè)算法。該方法通過(guò)利用GLRT對(duì)行人站立相和擺動(dòng)相的概率估計(jì)來(lái)確定出行人站立相，進(jìn)而進(jìn)行零速更新（樊啟高

導(dǎo)航鞋F(xiàn)igure1.3Navigationshoes


本文編號(hào)：3359273