基于多源融合定位的手持智能终端及定位系统的制作方法

1.本实用新型涉及电网工程建设定位系统技术领域，尤其涉及一种基于多源融合定位的手持智能终端及定位系统。


背景技术：

2.对电网现场人员的精准实时定位是提高电网基建工程人员精益化管理和安全管控水平的重要前提，人员定位功能已在基建工程现场得到了较为广泛的应用。目前的人员定位系统，主要是基于卫星定位技术，但在电力环境存在大量的金属、强电磁场等，会对接收信号造成干扰而导致定位不精准，并且因为一些作业场景在室内，无法接收到卫星信号，单一的定位系统会导致无法实时精准进行人员定位。


技术实现要素：

3.有鉴于此，本实用新型的目的在于提出一种基于多源融合定位的手持智能终端及定位系统，以解决背景技术中提及的相关问题。
4.基于上述目的，本实用新型提供了一种基于多源融合定位的手持智能终端，包括：
5.壳体；
6.集成电路板，装设于所述壳体内部，所述集成电路板上端设有主控模块以及与所述主控模块电连接的北斗定位模块、uwb(ultra wide band，超宽带)定位模块、惯性导航模块、通信模块、电源管理模块，所述主控模块被配置为处理所述北斗定位模块、uwb定位模块以及惯性导航模块输出的定位信息；
7.天线系统，包括通信天线、北斗定位天线、uwb定位天线；所述通信天线设于所述壳体内部底端，与所述通信模块电连接；所述北斗定位天线设于所述壳体顶部的一端，与所述北斗定位模块电连接；所述uwb定位天线设于所述壳体顶部的另一端，与所述uwb定位模块电连接；
8.电源，设于所述壳体内部下端，与所述电源管理模块电连接。
9.进一步的，所述基于多源融合定位的手持智能终端还包括心率计，所述心率计与所述主控模块无线连接，并被配置为采集工作人员的心率特征。
10.进一步的，所述集成电路板上端设有视频采集模块，所述视频采集模块上连接有摄像头，所述主控模块与所述视频采集模块电连接。
11.进一步的，所述集成电路板下端设有音频采集播放模块，所述音频采集播放模块上连接有语音采集播放器，所述主控模块与所述音频采集播放模块电连接。
12.进一步的，所述集成电路板下端还设有报警模块，所述报警模块与所述主控模块电连接，所述音频采集播放模块与所述报警模块电连接。
13.进一步的，所述壳体前端外壁设有显示屏，所述显示屏与所述主控模块电连接。
14.一种工程定位系统，包括多个uwb定位基站以及如上任意一项所述的基于多源融合定位的手持智能终端，所述uwb定位基站被配置为向所述uwb定位模块提供定位基准。
15.进一步的，所述工程定位系统还包括后台管理系统，所述后台管理系统被配置为接收并处理所述主控模块发出的所述定位信息及心率特征。
16.从上面所述可以看出，本实用新型提供的基于多源融合定位的手持智能终端及定位系统，增强了不同应用场景下人员定位的准确性和平滑度，能够适应工程现场不同场景的实际应用需要；采用北斗、uwb及惯性导航的多源融合定位，提高了定位信息的稳定性与准确性，避免了在信号干扰的情况中单一的定位系统无法实时精准进行人员定位的问题。
附图说明
17.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
18.图1为本公开一个或多个实施例中基于多源融合定位的手持智能终端的结构示意图；
19.图2为本公开一个或多个实施例中基于多源融合定位的手持智能终端的外观示意图；
20.图3为本公开一个或多个实施例中基于多源融合定位的手持智能终端的结构框图；
21.图4为本公开一个或多个实施例中工程定位系统的结构示意图。
22.图中：1、集成电路板；101、主控模块；102、北斗定位模块；103、uwb定位模块；104、惯性导航模块；105、通信模块；106、电源管理模块；2、天线系统；201、通信天线；202、北斗定位天线；203、uwb定位天线；3、心率计；4、电源；5、壳体；6、视频采集模块；601、摄像头；7、音频采集播放模块；701、语音采集播放器；8、报警模块；9、显示屏；10、uwb定位基站；11、后台管理系统。
具体实施方式
23.为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本实用新型进一步详细说明。
24.需要说明的是，除非另外定义，本实用新型实施例使用的技术术语或者科学术语应当为本公开所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本公开中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。
25.如背景技术所述，对现场人员的精准实时定位是提高电网基建工程人员精益化管理和安全管控水平的重要前提，人员定位功能已在基建工程现场得到了较为广泛的应用。目前的人员定位，主要是通过卫星定位技术，然而在电力环境中存在大量的金属、强电磁场
等，会对接收信号造成干扰而导致定位不精准。同时，考虑到一些作业场景在室内，无法接收到卫星信号，就无法实现人员定位，因此有必要从技术层面解决上述问题。
26.申请人在实现本实用新型的过程中发现，因为现有的定位终端主要采用单一的定位系统，因此导致无法实时精准进行人员定位，如果设计一种多源融合定位终端，采用北斗定位及uwb定位，通过不同定位系统之间的配合则可以解决定位不精准的问题，并且考虑在室内外场景切换的过程中，通过惯性导航定位实现两种定位信号的平滑过渡和优选，来保持定位的稳定可靠。
27.以下，通过具体的实施例并结合图1
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4进一步详细说明本公开的技术方案。
28.本公开的一些实施例中提供了一种基于多源融合定位的手持智能终端，如图1所示，包括：壳体5；集成电路板1，装设于所述壳体5内部，所述集成电路板1上端设有主控模块101以及与所述主控模块101电连接的北斗定位模块102、uwb定位模块103、惯性导航模块104、通信模块105、电源管理模块106，所述主控模块101被配置为处理所述北斗定位模块102、uwb定位模块103以及惯性导航模块104输出的定位信息；天线系统2，包括通信天线201、北斗定位天线202、uwb定位天线203；所述通信天线201设于所述壳体5内部底端，与所述通信模块105电连接；所述北斗定位天线202设于所述壳体5顶部的一端，与所述北斗定位模块102电连接；所述uwb定位天线203设于所述壳体5顶部的另一端，与所述uwb定位模块103电连接；电源4，设于所述壳体5内部下端，与所述电源4管理模块106电连接。
29.采用北斗、uwb及惯性导航的多源融合定位，提高了定位信息的稳定性与准确性，避免了在信号干扰的情况中单一的定位系统无法实时精准进行人员定位的问题；设置通信模块105可以通过通信天线201接收或发出通信信息；uwb定位天线203、北斗定位天线202与通信天线201的设置保持一定的距离，避免相互之间信号的干扰。
30.当手持智能终端在卫星信号质量好的区域，则采用北斗定位，通过北斗定位天线202接收信号，再由北斗定位模块102计算得出精准坐标；当手持智能终端在卫星信号质量较差、uwb信号覆盖区域，则采用uwb定位，通过uwb定位天线203接收信号，再由uwb定位模块103计算得出坐标；当手持智能终端从北斗定位向uwb定位切换时候，如果二者定位点相差超出一定范围，则通过惯性导航模块104进行定位的平滑过渡校准；当手持智能终端在卫星信号、uwb信号无法覆盖的区域，则通过惯性导航定位模块进行定位，以此达到不同场景下的无缝衔接定位。
31.在一些实施例中，如图3所示，所述基于多源融合定位的手持智能终端还包括心率计3，所述心率计3与所述主控模块101无线连接，并被配置为采集工作人员的心率特征。
32.在工程现场，施工人员的身体状态也是基建现场和运维阶段需要实时关注的地方，比如身处缺氧或者有毒气体环境等，所以需要及时发现人员的身体健康问题甚至预测一些身体健康方面存在的未知隐患，通过设置心率计3采集心率特征，测算血氧浓度，可以及时发现人员的身体健康问题，从而指示该施工人员能否继续作业或者周边环境是否允许其继续作业，实现工程现场精益化管控。
33.在一些实施例中，如图1、图3所示，所述集成电路板1上端设有视频采集模块6，所述视频采集模块6上连接有摄像头601，所述主控模块101与所述视频采集模块6电连接，以便实时确认现场情况。
34.在一些实施例中，如图1、图3所示，所述集成电路板1下端设有音频采集播放模块
7，所述音频采集播放模块7上连接有语音采集播放器701，所述主控模块101与所述音频采集播放模块7电连接，方便与现场人员沟通。
35.优选的，所述集成电路板1下端还设有报警模块8，所述报警模块8与所述主控模块101电连接，所述音频采集播放模块7与所述报警模块8电连接，当出现现场人员在安全作业区域之外工作或者现场人员心率值异常的情况，报警模块8会发出报警信号，主控模块101提供报警信息，语音采集播放器701会进行播报提示，这样既警示现场人员，也为采取紧急救援等应急措施提供了指示信息。
36.在一些实施例中，所述基于多源融合定位的手持智能终端的外观形态也可以为穿戴式形态，例如，安全帽、手表、手环、劳保鞋、肩章或皮带等，但不限于举例中描述的穿戴式形态的具体内容。
37.在一些实施例中，如图2所示，所述壳体5前端外壁设有显示屏9，所述显示屏9与所述主控模块101电连接，方便显示定位信息及心率信息。
38.在一些实施例中，如图4所示，提供了一种工程定位系统，包括多个uwb定位基站10以及如上任意一项所述的基于多源融合定位的手持智能终端，所述uwb定位基站10被配置为向所述uwb定位模块103提供定位基准。
39.根据uwb定位基站10部署区域，计算出uwb基站围成的区域内外的uwb定位可靠性评价值；当手持智能终端在卫星信号质量好的区域，通过rtk(real
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time kinematic，实时动态)差分计算得出精准坐标，在信号质量较差区域，根据uwb可靠性评价值判断uwb定位是否可靠，如果可靠则切换为uwb定位，如果此时uwb定位也不可靠，则使用惯性导航进行定位。
40.通过信号情况，也可以指导现场人员在室内环境、遮挡较严重环境、多路径环境区域等信号较差区域部署uwb定位基站10，为uwb定位基站10的优化布置提供实测数据的支持。
41.进一步的，所述工程定位系统还包括后台管理系统11，所述后台管理系统11被配置为接收并处理所述主控模块101发出的所述定位信息及心率特征，后台管理系统11可以连续记录定位信息，并形成轨迹存储在本地存储单元中，也可以接收心率特征对现场人员实时监测。
42.所属领域的普通技术人员应当理解：以上任何实施例的讨论仅为示例性的，并非旨在暗示本公开的范围(包括权利要求)被限于这些例子；在本实用新型的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，步骤可以以任意顺序实现，并存在如上所述的本实用新型的不同方面的许多其它变化，为了简明它们没有在细节中提供。
43.本实用新型的实施例旨在涵盖落入所附权利要求的宽泛范围之内的所有这样的替换、修改和变型。因此，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何省略、修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。