用于實驗室工程施工裝置的物聯網同步跟蹤方法與流程

本發明涉及無線跟蹤領域，特別涉及一種用于實驗室工程施工裝置的物聯網同步跟蹤方法。

背景技術：

在實驗室工程的施工建設中，施工裝置的管理是一個重要的環節，施工裝置的管理不當會造成工程施工混亂，影響工程施工進度，嚴重的甚至造成安全事故。

目前施工裝置的管理主要由人工負責，除了效率低下外，受管理人員素質的影響較明顯，管理麻煩，且容易出現管理疏漏，造成施工進度問題和安全問題。

技術實現要素：

為解決以上問題，本發明提供一種用于實驗室工程施工裝置的物聯網同步跟蹤方法，包括步驟：

在施工裝置上設置rfid標簽；在工程建設現場設置rfid讀寫器和ccd；通過rfid讀寫器和ccd識別施工裝置的位置；存儲所述識別出的施工裝置的位置。

優選的，當識別出的施工裝置的位置超出預設的范圍時，發出警告信息。

優選的，所述rfid標簽，包含施工裝置的幾何尺寸信息，rfid標簽在施工裝置上的位置信息。

優選的，所述rfid讀寫器和ccd，其檢測范圍覆蓋工程建設現場，工程建設現場至少設置3個rfid讀寫器和2個ccd。

優選的，所述通過rfid讀寫器和ccd識別施工裝置的位置，包括以下步驟：

開啟rfid讀寫器，檢測工程建設現場是否存在攜帶rfid標簽的施工裝置；

當檢測到攜帶rfid標簽的施工裝置時，根據rfid對施工裝置進行識別，并利用rfid定位方法估算施工裝置的位置；

開啟ccd進行圖像采集；

根據ccd采集到的圖像信息，使用多視角協作數據融合確定施工裝置的位置；

加權融合rfid和ccd對施工裝置位置的定位結果。

優選的，所述利用rfid定位方法估算施工裝置的位置，包括以下步驟：

在不同的參考點依次設置rfid標簽；

多個rfid讀寫器同時記錄此參考點對應的接收信號強度；

計算出表示rfid讀寫器與rfid標簽的距離和rfid讀寫器接收信號強度的關系的第一公式中的待定參數，所述第一公式為：

d＝a·e^(b·rss)+c

其中，d為rfid讀寫器與參考點的距離；a、b、c為待定參數；rss為該讀寫器收到的接收信號強度；

根據第一公式和rfid讀寫器接收到的施工裝置上的rfid標簽的信號強度，計算的到rfid讀寫器與施工裝置上rfid標簽的距離；

根據多個rfid讀寫器和rfid讀寫器與施工裝置上rfid標簽的距離數據，計算得到施工裝置上rfid標簽的位置；

將施工裝置上rfid標簽的位置確定為施工裝置的位置。

優選的，所述計算得到施工裝置上rfid標簽的位置，包括：

根據多個rfid讀寫器和rfid讀寫器與施工裝置上rfid標簽的距離數據，利用第二公式計算得到施工裝置上rfid標簽的位置，所述第二公式為：

xrfid＝(a^ta)^-1a^td

其中，n為檢測到當前施工裝置上rfid標簽的rfid讀寫器的數目；a、d分別為系數矩陣和偏差矩陣；xrfid為由所需要確定的施工裝置位置的坐標；xi，yi為第i個rfid讀寫器的位置的坐標值的分量；di為第i個rfid讀寫器與施工裝置上rfid標簽的距離；xrfid，yrfid為所需要確定的施工裝置上rfid標簽的位置的坐標值的分量。

優選的，所述加權融合rfid和ccd對施工裝置位置的定位結果，包括：

使用第三公式對rfid和ccd對施工裝置位置的定位結果進行加權融合，所述第三公式為：

其中，l為加權融合后的施工裝置位置的坐標；erfid為預設的rfid讀寫器對施工裝置位置定位的誤差項；eccd為預設的ccd對施工裝置位置定位的誤差項；n為檢測到當前施工裝置上rfid標簽的rfid讀寫器的數目，n>2；m為檢測到當前施工裝置的ccd的數目，m>1；xrfid為由rfid讀寫器確定的施工裝置位置的坐標；xccd為由ccd確定的施工裝置位置的坐標。

優選的，所述存儲所述識別出的施工裝置的位置，包括：

定時將每一個施工裝置的位置進行存儲。

優選的，所述當識別出的施工裝置的位置超出預設的范圍時，發出警告信息，包括以下步驟：

根據識別出的施工裝置的位置和rfid標簽存儲的施工裝置的幾何尺寸信息及rfid標簽在施工裝置上的位置信息，得到施工裝置的邊界的位置信息；

比較施工裝置邊界信息和預設的范圍；

當施工裝置邊界信息超過預設的范圍時，發出警告信息。

本發明的一些有益效果可以包括：

本發明提供的一種用于實驗室工程施工裝置的物聯網同步跟蹤方法，能夠自動對施工裝置的位置進行實時跟蹤，提高了對施工裝置的管理效率，有利于保障施工進度；通過兩種定位技術的組合，可以在定位精度和費用之間進行平衡。本發明通過存儲每一個施工裝置的位置信息，能夠對施工過程進行回溯，有利于建設項目的管理。同時本發明還能在施工裝置超過預設的范圍時，發出警告信息，提高了施工期間的安全性。

本發明的其它特征和優點將在隨后的說明書中闡述，并且，部分地從說明書中變得顯而易見，或者通過實施本發明而了解。本發明的目的和其他優點可通過在所寫的說明書、權利要求書、以及附圖中所特別指出的結構來實現和獲得。

下面通過附圖和實施例，對本發明的技術方案做進一步的詳細描述。

附圖說明

附圖用來提供對本發明的進一步理解，并且構成說明書的一部分，與本發明的實施例一起用于解釋本發明，并不構成對本發明的限制。在附圖中：

圖1為本發明實施例中一種用于實驗室工程施工裝置的物聯網同步跟蹤方法的示意圖。

具體實施方式

以下結合附圖對本發明的優選實施例進行說明，應當理解，此處所描述的優選實施例僅用于說明和解釋本發明，并不用于限定本發明。

圖1為本發明實施例中一種用于實驗室工程施工裝置的物聯網同步跟蹤方法的示意圖，如圖1所示，包括步驟：

在施工裝置上設置rfid標簽；在工程建設現場設置rfid讀寫器和ccd；通過rfid讀寫器和ccd識別施工裝置的位置；存儲所述識別出的施工裝置的位置。

在本發明的一個實施例中，當一個施工裝置體積較大時，可以設置多個rfid標簽。通過設置多個rfid標簽，可以提高對施工裝置的位置的識別精度。

在本發明的一個實施例中，當識別出的施工裝置的位置超出預設的范圍時，發出警告信息。

在本發明的一個實施例中，當識別出的施工裝置的位置超出預設的范圍時，發出的警告信息包括在施工現場使用報警器進行報警，并同時將施工裝置的信息發送給管理人員。該措施提高了施工期間的安全性。

在本發明的一個實施例中，所述rfid標簽，包含施工裝置的幾何尺寸信息，rfid標簽在施工裝置上的位置信息。

在本發明的一個實施例中，所述rfid標簽，包含該施工裝置的長度、寬度和高度的信息，還包括rfid標簽的位置與施工裝置的幾何形心的距離，該距離包括長度方向上距離、寬度方向上的距離和高度方向上的距離。通過在rfid標簽上存儲施工裝置的幾何尺寸信息，可以協助判斷施工裝置是否超出預設的范圍。

在本發明的一個實施例中，所述rfid讀寫器和ccd，其檢測范圍覆蓋工程建設現場，工程建設現場至少設置3個rfid讀寫器和2個ccd。

在本發明的一個實施例中，設置有較多的rfid讀寫器和少量的ccd，由于rfid讀寫器較便宜但精度比較差，而ccd精度高卻很貴，通過這種組合可以在定位精度和費用之間進行平衡。

在本發明的一個實施例中，所述通過rfid讀寫器和ccd識別施工裝置的位置，包括以下步驟：

開啟rfid讀寫器，檢測工程建設現場是否存在攜帶rfid標簽的施工裝置；

當檢測到攜帶rfid標簽的施工裝置時，根據rfid對施工裝置進行識別，并利用rfid定位方法估算施工裝置的位置；

開啟ccd進行圖像采集；

根據ccd采集到的圖像信息，使用多視角協作數據融合確定施工裝置的位置；

加權融合rfid和ccd對施工裝置位置的定位結果。

在本發明的一個實施例中，所述利用rfid定位方法估算施工裝置的位置，包括以下步驟：

在不同的參考點依次設置rfid標簽；

多個rfid讀寫器同時記錄此參考點對應的接收信號強度；

計算出表示rfid讀寫器與rfid標簽的距離和rfid讀寫器接收信號強度的關系的第一公式中的待定參數，所述第一公式為：

d＝a·e^(b·rss)+c

其中，d為rfid讀寫器與參考點的距離；a、b、c為待定參數；rss為該讀寫器收到的接收信號強度；

根據第一公式和rfid讀寫器接收到的施工裝置上的rfid標簽的信號強度，計算的到rfid讀寫器與施工裝置上rfid標簽的距離；

根據多個rfid讀寫器和rfid讀寫器與施工裝置上rfid標簽的距離數據，計算得到施工裝置上rfid標簽的位置；

將施工裝置上rfid標簽的位置確定為施工裝置的位置。

在本發明的一個實施例中，在施工現場設定多個參考點，參考點的間距為1米，依次在每個參考點上放置一個rfid標簽，通過多次用rfid讀寫器測量已知位置的rfid標簽，計算出第一公式中的待定參數a、b、c。在施工時就可以用參數已知的第一公式去計算施工裝置上rfid標簽的位置。通過多個點的矯正，可以使對rfid讀寫器與施工裝置上rfid標簽的距離的計算更加準確。

在本發明的一個實施例中，所述計算得到施工裝置上rfid標簽的位置，包括：

根據多個rfid讀寫器和rfid讀寫器與施工裝置上rfid標簽的距離數據，利用第二公式計算得到施工裝置上rfid標簽的位置，所述第二公式為：

xrfid＝(a^ta)^-1a^td

其中，n為檢測到當前施工裝置上rfid標簽的rfid讀寫器的數目；a、d分別為系數矩陣和偏差矩陣；xrfid為由所需要確定的施工裝置位置的坐標；xi，yi為第i個rfid讀寫器的位置的坐標值的分量；di為第i個rfid讀寫器與施工裝置上rfid標簽的距離；xrfid，yrfid為所需要確定的施工裝置上rfid標簽的位置的坐標值的分量。

在本發明的一個實施例中，任一個施工裝置至少被4個rfid讀寫器檢測到。通過第二公式，可以綜合所有檢測到施工裝置的rfid讀寫器的數據，對施工裝置上rfid標簽的位置的檢測結果準確性更高。

在本發明的一個實施例中，所述加權融合rfid和ccd對施工裝置位置的定位結果，包括：

使用第三公式對rfid和ccd對施工裝置位置的定位結果進行加權融合，所述第三公式為：

其中，l為加權融合后的施工裝置位置的坐標；erfid為預設的rfid讀寫器對施工裝置位置定位的誤差項；eccd為預設的ccd對施工裝置位置定位的誤差項；n為檢測到當前施工裝置上rfid標簽的rfid讀寫器的數目，n>2；m為檢測到當前施工裝置的ccd的數目，m>1；xrfid為由rfid讀寫器確定的施工裝置位置的坐標；xccd為由ccd確定的施工裝置位置的坐標。

在本發明的一個實施例中，通過第三公式把由rfid讀寫器確定的施工裝置位置的坐標和由ccd確定的施工裝置位置的坐標進行融合計算，能夠進一步的提高對施工裝置位置的識別精度。

在本發明的一個實施例中，所述存儲所述識別出的施工裝置的位置，包括：

定時將每一個施工裝置的位置進行存儲。

在本發明的一個實施例中，每間隔1分鐘就把每個施工裝置的位置存儲到服務器上，通過對施工裝置的位置變化信息的存儲，能夠對施工過程進行回溯，有利于建設項目的管理。

在本發明的一個實施例中，所述當識別出的施工裝置的位置超出預設的范圍時，發出警告信息，包括以下步驟：

根據識別出的施工裝置的位置和rfid標簽存儲的施工裝置的幾何尺寸信息及rfid標簽在施工裝置上的位置信息，得到施工裝置的邊界的位置信息；

比較施工裝置邊界信息和預設的范圍；

當施工裝置邊界信息超過預設的范圍時，發出警告信息。

在一個實施例中，識別出的施工裝置的坐標為(15.5，9.6)，rfid標簽存儲的施工裝置的尺寸信息為長1米，寬1米，高0.8米，rfid標簽位于施工裝置的頂面的中心位置，可以得到該施工裝置的邊界信息是(15-16，9.1-10.1)，該施工裝置的預設范圍為(12-16，9.5-12.5)，比較施工裝置的邊界信息(15-16，9.1-10.1)與該施工裝置的預設范圍(12-16，9.5-12.5)，發現施工裝置邊界信息超過了預設的范圍，因此發出警告信息。通過該措施，提高了施工期間的安全性。

本發明是參照根據本發明實施例的方法、設備(系統)、和計算機程序產品的流程圖和/或方框圖來描述的。應理解可由計算機程序指令實現流程圖和/或方框圖中的每一流程和/或方框、以及流程圖和/或方框圖中的流程和/或方框的結合。可提供這些計算機程序指令到通用計算機、專用計算機、嵌入式處理機或其他可編程數據處理設備的處理器以產生一個機器，使得通過計算機或其他可編程數據處理設備的處理器執行的指令產生用于實現在流程圖一個流程或多個流程和/或方框圖一個方框或多個方框中指定的功能的裝置。

這些計算機程序指令也可存儲在能引導計算機或其他可編程數據處理設備以特定方式工作的計算機可讀存儲器中，使得存儲在該計算機可讀存儲器中的指令產生包括指令裝置的制造品，該指令裝置實現在流程圖一個流程或多個流程和/或方框圖一個方框或多個方框中指定的功能。

這些計算機程序指令也可裝載到計算機或其他可編程數據處理設備上，使得在計算機或其他可編程設備上執行一系列操作步驟以產生計算機實現的處理，從而在計算機或其他可編程設備上執行的指令提供用于實現在流程圖一個流程或多個流程和/或方框圖一個方框或多個方框中指定的功能的步驟。

顯然，本領域的技術人員可以對本發明進行各種改動和變型而不脫離本發明的精神和范圍。這樣，倘若本發明的這些修改和變型屬于本發明權利要求及其等同技術的范圍之內，則本發明也意圖包含這些改動和變型在內。