消防救援、反恐处突、打击犯罪、抢险救灾等应急任务的室内定位是比较特殊的应用场景,一般场景下的室内定位可以预设基站等定位设备,比如UWB、WiFi、蓝牙等,但是应急任务通常来不及或环境不允许布置外部定位设备,所以采用不依赖外部设备或先验数据库的惯导定位技术是目前比较稳妥的手段,产品是否能达到实战效果应该从以下几个方面评估或者实际测试:
1、是否可以适应多种步态,典型步态有侧身走、倒退、上下楼、小碎步走、负伤拖地走等;
2、沿长直线走50米以上,到末端转5个以上圆圈(半径2米以上的),再沿原直线走回,评估偏移量,偏移量控制在1%以内的则为优秀产品;
3、反复上下楼梯,评估高度准确度,尤其是楼层判定,看看会不会出现楼层错误,小误差可以忍受,但是楼层判错会延误救援甚至造成致命失误;
4、在建筑物内进行实地测试,磁场是惯性室内定位的一个重要信息,可以用来控制惯导的漂移,但是也容易受到外界影响,尤其是建筑物比较紧凑、金属结构比较多的环境,应评估其磁场抗干扰特性;
5、有条件的可以进行点火试验,大火会造成温度和气流的急剧变化,如果气压计数据融合没有处理好,高度会有很大偏差,简易测试方法是通过空调调节室内外温差,通过出入室内外测试定位的稳定性;
6、使用是否便捷、是否需要外部基站辅助都可以评估,在消防救援等应急任务中不能完全依赖于任何外部基站,我司微惯导定位产品在无外部基站辅助情况下可以保持45分钟左右的精度可用;
7、地图融合算法的优劣,无地图和有地图的情况使用评估,我司产品输入地图信息下,可以长时间保持高精度不漂移,做过的典型试验是在商场内,1小时内精度稳定在2米;
8、数据通信方式的选择,大致分为两类情况,一种是利用运营商网络外传(利用基础网络的覆盖冗余性和其稳健的通信机制),一种是利用专用网络,但是目前还没有一种可以快速部署又便捷可穿戴,能够覆盖消防救援的专用通讯网络(通常能达到覆盖地下一层就已经算性能达标了),我司产品是运营商网络和专用网络兼容。
我司采用的解决方案是1个主控端 + 4-8个单兵节点配置(如图):
每个单兵配备一个定位模块(足部)和手持终端,模块获取人员运动数据后,通过蓝牙通讯传给手持终端,手持终端通过远场通讯设备将数据传递给指挥中心。系统可融入室内地图,水平精度达到0.3%,能准确进行楼层识别。现场、后场多个指挥端可同步显示,有利于消防员现场指挥调度、减少人员伤亡现场。事后可实现任务回放,进行教学和经验总结,是一套真正达到实战需求的人员定位系统。