王羿帆, 苏彦莽, 张 琳, 王静宜

(河北工业大学 电子信息工程学院,天津 300401)

0 引 言

日益复杂的建筑结构,给消防员的灭火工作带来了很大困难。在复杂的火场中消防员难以准确判断自身位置,无法找到撤离路线,从而错失最佳自救和营救时机。因而设计一个良好的消防员室内定位系统,对提高消防员的救援效率,保证消防员的生命安全具有重要意义。

目前存在的室内定位方式如红外线技术、超宽带技术、Wi-Fi定位技术、计算机视觉定位技术等,都需事先在环境中安装相关节点、设备,对外部条件要求较高[1]。由于消防工作的特殊性,需要考虑现场复杂度对定位结果的影响,再加上全球定位系统(GPS)等卫星信号在室内无法发挥很好的作用[2],因而对于大多数作业场景来说只有惯性导航方式比较合适[3]。但单纯靠惯性导航一种方式在定位过程中会存在很大的漂移误差,而且惯性导航定位方式不可避免会随时间产生累积误差[4],因而大多数惯性定位方案都会结合无线定位方法来修正误差以提高定位精度。因此目前消防定位首先解决的问题是提高惯性导航的精度或者采用抗干扰能力较强且安装便捷的无线定位方式来消除惯性定位产生的累计误差。

一般惯性导航主要采用积分法和航位推算法[5]:1)利用积分加速度来计算位移,再结合实时方位实现定位。但是由于传感器精度不足和外部环境的影响,实际应用中加速度两次积分后求得的位移值会随时间持续产生累积误差,几秒内误差可达几十米,甚至几百米,几乎不能达到定位所需要的精度[6]。……