一种精准定位烟热训练的系统及方法与流程

1.本技术涉及烟热训练的技术领域，尤其涉及一种精准定位烟热训练的系统及方法。


背景技术：

2.烟热训练系统，是在有限空间内利用网栅隔断形成一定规模的训练通道，可使受训人员在烟雾、高温、噪音等模拟火场状况条件下，按照预先设定的路径、工作程序，完成正确使用装备、穿越各种障碍、设置临时险情、执行救援任务和个人稳定呼吸用气量测定的有限空间、网栅训练通道、中央控制系统、步进跟踪系统、模拟训练系统等的总称。
3.对于消防，矿业及工业而言，呼吸防护设备是救援装备中不可或缺的部分。在仿真环境中进行定期训练可让使用者获得经验并提升执行任务时的安全程度，此训练也能测试使用者对抗压力的生理及心理反应。烟热训练系统是理想的用于检测和训练呼吸防护设备使用者的承受压力极限的设备。
4.烟热训练系统在近20年内被的用于各国的消防部门，在中国某些地区的烟热训练系统旨在从烟雾、黑暗、高热及音效系统模拟真实的火灾现场。烟热训练系统格局，包括体能训练室、烟热训练室及控制室。因训练人员是在高热、浓烟、空间受限的网栅内完成训练，考虑到人员的安全、体能、环境的复杂性，要想在规定的时间内完成训练任务，对训练过程中训练人员的过程监管尤为重要。目前现有技术中还没有能够精准定位烟热训练的方案。
5.因此，如何提供一种能够精准定位烟热训练的方案是本领域亟待解决的技术问题。


技术实现要素：

6.本技术的目的在于提供一种精准定位烟热训练的系统及方法，解决了同类步进跟踪系统存在着定位不准确的问题。
7.为达到上述目的，本技术提供一种精准定位烟热训练的系统，包括：地板网栅、步进跟踪装置及显示终端；其中，
8.所述地板网栅，由拼接地板以预设的网格通道布置策略，通过法兰连接构成网格通道；
9.所述步进跟踪装置，嵌入所述拼接地板内，包括：压力传感器、模数转换器；所述压力传感器，与所述模数转换器相连接，以预设的布局策略分布嵌入在所述拼接地板内，在压力变化值达到或超过预设压力检测阈值时产生压力变化信号发送至所述模数转换器；所述模数转换器，将所述采集的模拟信号转化成数字定位地址，在收到所述压力变化信号时，将对应所述数字定位地址传输至所述显示终端；
10.所述显示终端，通讯连接至所述步进跟踪装置，接受数字定位地址，以预设的步进跟踪策略实时绘制出对应的路线图并展示。
11.可选地，其中，所述压力传感器，分布在所述拼接地板中，上下通过固定垫片固定
整体位置。
12.可选地，其中，所述压力传感器，为柔性薄膜压力传感器，上下整体垫片、柔性薄膜压力传感器用螺栓紧密固定至所述拼接地板。
13.可选地，其中，所述模数转换器，处于所述拼接地板的中心处，电连接至所述压力传感器，且通过横穿所述拼接地板的数据线连接至所述显示终端。
14.另一方面，还提供一种精准定位烟热训练的方法，包括：
15.在拼接地板上以预设的布局策略分布嵌入包括压力传感器和模数转换器的步进跟踪装置；
16.以预设的网格通道布置策略，通过法兰连接将所述拼接地板拼接构成网格通道的地板网栅，并将所述步进跟踪装置通讯连接至显示终端；
17.在所述压力传感器检测到压力变化值达到或超过预设压力检测阈值时，产生压力变化信号发送至所述模数转换器，进行数据转换后对应所述定位地址传输至所述显示终端；
18.所述显示终端接受数字定位地址，以预设的步进跟踪策略实时绘制出对应的路线图并展示。
19.可选地，其中，该方法还包括：
20.将所述压力传感器，分布在所述拼接地板的四个角点上，上下通过固定垫片固定整体位置；
21.上下整体垫片、柔性薄膜压力传感器用螺栓紧密固定至所述拼接地板。
22.可选地，其中，所述预设压力检测阈值，为50-200kg。
23.可选地，其中，该方法还包括：
24.将所述模数转换器定位固定至所述拼接地板的中心处；
25.将所述模数转换器电连接至所述压力传感器，且通过横穿所述拼接地板的数据线连接至所述显示终端。
26.可选地，其中，该方法还包括：
27.将所述拼接地板的控制器的寄存器，与所述压力传感器相连接，接受各个所述压力传感器的定位地址，并以预设的存储策略进行存储。
28.本技术的精准定位烟热训练的系统及方法，实现的有益效果至少如下：
29.(1)本技术的精准定位烟热训练的系统及方法，从位置信息获取上，只要在高强度地板范围内，有大于阈值例如10kg的压力，就产生定位信号，解决了定位范围内获取不到定位信号的技术问题。
30.(2)本技术的精准定位烟热训练的系统及方法，从定位精度上，四个角点的范围完全控制住了定位的范围，精度范围以当前被踩踏的地板四周的范围控制住了定位精度范围，有效控制住了定位信号漂移的问题，从根本上解决了定位获取复杂度高、精度差的问题。
附图说明
31.为了更清楚地说明本技术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
申请中记载的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。
32.图1为本发明实施例中精准定位烟热训练的系统中金属格栅烟热训练室的示意图；
33.图2为本发明实施例中精准定位烟热训练的系统中金属格栅烟热训练室的后侧面示意图；
34.图3为本发明实施例中精准定位烟热训练的系统中金属格栅烟热训练室的内部示意图；
35.图4为本发明实施例中精准定位烟热训练的系统中金属格栅烟热训练室的底部布置示意图；
36.图5为本发明实施例中精准定位烟热训练的系统中金属格栅烟热训练室的侧面结构示意图；
37.图6为本发明实施例中一种精准定位烟热训练的系统中步进跟踪装置嵌入拼接地板的结构透视示意图；
38.图7为本发明实施例中一种精准定位烟热训练的系统中步进跟踪装置嵌入拼接地板的结构顶视示意图；
39.图8为本发明实施例中一种精准定位烟热训练的系统中步进跟踪装置嵌入拼接地板的侧面结构示意图；
40.图9为本发明实施例中一种精准定位烟热训练的系统中步进跟踪装置嵌入拼接地板的拆分结构示意图；
41.图10为本发明实施例中一种精准定位烟热训练的方法的流程示意图；
42.图11为本发明实施例中精准定位烟热训练的方法的数据流程示意图；
43.图12为本发明实施例中一种具体应用精准定位烟热训练方法的第一路径示意图；
44.图13为本发明实施例中一种具体应用精准定位烟热训练方法的第二路径示意图；
45.图14为本发明实施例中一种具体应用精准定位烟热训练方法的第三路径示意图。
具体实施方式
46.下面结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
47.实施例
48.如图1至图14所示，图1为本实施例中精准定位烟热训练的系统中金属格栅烟热训练室的示意图；图2为本实施例中精准定位烟热训练的系统中金属格栅烟热训练室的后侧面示意图；图3为本实施例中精准定位烟热训练的系统中金属格栅烟热训练室的内部示意图；图4为本实施例中精准定位烟热训练的系统中金属格栅烟热训练室的内部装置的底部布置示意图；图5为本实施例中精准定位烟热训练的系统中金属格栅烟热训练室的内部装置的侧面结构示意图；图6为本实施例中一种精准定位烟热训练的系统中步进跟踪装置嵌入拼接地板的结构立体透视示意图；图7为本实施例中一种精准定位烟热训练的系统中步
进跟踪装置嵌入拼接地板的结构俯视透视示意图；图8为本实施例中一种精准定位烟热训练的系统中步进跟踪装置嵌入拼接地板的侧面结构示意图；图9为本实施例中一种精准定位烟热训练的系统中步进跟踪装置嵌入拼接地板的拆分结构示意图；图10为本实施例中一种精准定位烟热训练的方法的流程示意图；图11为本实施例中精准定位烟热训练的方法的数据流程示意图；图12为本实施例中一种具体应用精准定位烟热训练方法的第一路径示意图；图13为本实施例中一种具体应用精准定位烟热训练方法的第二路径示意图；图14为本实施例中一种具体应用精准定位烟热训练方法的第三路径示意图。
49.具体地，该精准定位烟热训练的系统，包括：地板网栅100、步进跟踪装置及显示终端。其中，地板网栅100，由拼接地板101以预设的网格通道布置策略，拼接地板101外围由铝合金边条111构成拼接框，拼接地板101之间通过法兰102相互连接构成网格通道；步进跟踪装置，嵌入拼接地板101内，包括：压力传感器103、模数转换器104；压力传感器103，通过数据传输线131与模数转换器(定位及通讯数据传输器)相连接，以预设的布局策略分布嵌入在拼接地板内，在压力变化值达到或超过预设压力检测阈值时产生压力变化信号发送至模数转换器；所述模数转换器，将所述采集的模拟信号转化成数字定位地址，在收到所述压力变化信号时，将对应所述数字定位地址传输至显示终端。显示终端，通讯连接至步进跟踪装置，接受数字定位地址，以预设的步进跟踪策略实时绘制出对应的路线图并展示。
50.在一些可选的实施例中，压力传感器，分布在拼接地板的四个角点上，上下通过固定垫片固定整体位置。
51.考虑到原来步进定位采用室内定位算法，因训练空间小，算法精度在1米以内，大于等于训练格网的大小，存在不准确、定位信号漂移的问题。本结构设计是利用设置在高强度地板四个角点的压力传感器，通过感受压力、动态获取压力信号实现训练人员定位的方式，一旦有大于预设压力检测阈值例如10kg的压力产生，就会产生模拟信号，模拟信号经过模数转换，在电脑终端、手机终端的定位系统中实时显示受训者的位置。(1)从位置信息获取上，只要在高强度地板范围内，有大于预设压力检测阈值例如10kg的压力，就产生定位信号，解决了定位范围内获取不到定位信号。(2)从定位精度上，四个角点的范围完全控制住了定位的范围，精度范围以当前被踩踏的地板四周的范围控制住了定位精度范围，有效控制住了定位信号漂移的问题。从根本上解决了定位获取复杂度高、精度差的问题。
52.整个步进跟踪系统结构和连接电路是嵌入在高强度地板下，与网栅结构、连接法兰做紧密连接设计。创新性地选用柔性薄膜压力传感器，设置整个结构的四个角点，上下用固定垫片固定整体位置，不产生移动，上下整体垫片、柔性薄膜压力传感器用螺栓紧密固定。整个结构的量程范围0-200kg，耐久性》100万次，响应时间小于500ms，恢复时间小于500ms。
53.本文中，术语“烟热训练舱”指，用集装箱材料或类似材料、结构组成容纳烟热训练系统的有限空间为烟热训练舱。
54.本文中，术语“网栅通道系统”指，用一定强度的金属制成的、可拼插的长方形(含正方形)网片(含障碍物网片和普通网片)，组装成一到多层，每层行列数为n
×
m(n》1，m》1)的坚固的基础支撑和载体。
55.本文中，术语“步进跟踪装置”指，利用安装在网栅通道相应感应装置，可在同步显示受训人员在网栅通道系统中的实时位置，用以实时监测、跟踪受训者行踪的子系统。用可
视化步进跟踪装置来实时定位训练人员位置、跟踪训练状态是非常重要的手段；特别是在晚上训练通道总体长度较长(含一层和多层)、网栅的格网数量较多、训练路径多条、人员多人的情况下，定位的准确性尤为重要。现有技术中的同类步进跟踪装置存在着定位信号漂移、延时等不准确的问题。本实施例中提出精准定位烟热训练中步进跟踪系统，解决了上述的问题，提高了训练效率。
56.本文中，用语“控制器”、“主控制器”与“智能控制器”指代的对象相同。
57.如图6至图9所示，在一些可选的实施例中，压力传感器，为柔性薄膜压力传感器，通过上下整体垫片(包括上固定片201及下固定片202)、柔性薄膜压力传感器用螺栓紧密固定至拼接地板。以这种方式，能够可靠地保证实现压力传感器的压力感应功能的技术效果。
58.如图6至图9所示，在一些可选的实施例中，模数转换器，处于拼接地板的中心处，电连接至压力传感器，且通过横穿拼接地板的数据线105连接至显示终端。
59.在一些可选的实施例中，精准定位烟热训练的系统还包括：拼接地板的控制器，与压力传感器相连接，控制器的寄存器用于存储各个压力传感器的数字定位地址。
60.结合图9和图10所示，在一些可选的实施例中，为本实施例中一种精准定位烟热训练的方法，该方法可以通过上述的精准定位烟热训练的系统来实施。
61.具体地，该方法包括如下步骤：
62.步骤1001、在拼接地板上以预设的布局策略分布嵌入包括压力传感器和模数转换器的步进跟踪装置。
63.步骤1002、以预设的网格通道布置策略，通过法兰连接将拼接地板拼接构成网格通道的地板网栅，并将步进跟踪装置通讯连接至显示终端。
64.步骤1003、在智能控制器中存储拼接地板上各个压力传感器的定位地址。
65.步骤1004、在压力传感器检测到压力变化值达到或超过预设压力检测阈值时，产生压力变化信号发送至模数转换器，进行数据转换后对应压力传感器的数字定位地址传输至显示终端。
66.步骤1005、显示终端接受数字定位地址，以预设的步进跟踪策略实时绘制出对应的路线图并展示。
67.可选地，预设压力检测阈值，为5-50kg。更优选地，预设压力检测阈值，为10kg。而在另一变形例中，作为替代性方案，所述预设压力检测阈值，为50-200kg。
68.在一些可选的实施例中，该精准定位烟热训练的方法，还包括：
69.步骤1101、将压力传感器，分布在拼接地板的四个角点上，上下通过固定垫片固定整体位置
70.步骤1102、上下整体垫片、柔性薄膜压力传感器用螺栓紧密固定至拼接地板。
71.在一些可选的实施例中，该精准定位烟热训练的方法，还包括：
72.步骤1201、将模数转换器定位固定至拼接地板的中心处。
73.步骤1202、将模数转换器电连接至压力传感器，且通过横穿拼接地板的数据线连接至显示终端。
74.步骤1203、将拼接地板的压力传感器与智能控制器相连接，接受各个地板的定位地址，并以预设的存储策略进行存储。
75.压控地板1到压控地板n经过训练人员的踩压后产生模拟信号，经过数字信号转换
后进行传输，将每块地板的地址写入智能控制器的寄存器，地址一一对应，在屏幕上进行实时位置的显示，用于位置决策。其中，压控地板1至压控地板n的构造采用拼接地板的构造，其中嵌入有步进跟踪装置。
76.在另一变形例中，首先预先设计路径图，然后获取实时路径数据，获取的实时路径数据与原有设计路径图叠加显示实时路径显示，包括从不同层的路径切换时，也实时显示路径。
77.尽管已描述了本技术的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本技术范围的所有变更和修改。显然，本领域的技术人员可以对本技术进行各种改动和变型而不脱离本技术的精神和范围。这样，倘若本技术的这些修改和变型属于本技术权利要求及其等同技术的范围之内，则本技术也意图包含这些改动和变型在内。