一種逃生指示裝置及逃生路線規(guī)劃方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種逃生指示裝置及逃生路線規(guī)劃方法，該逃生指示裝置包括主服務(wù)器、設(shè)置于建筑物內(nèi)各處的若干個(gè)逃生指示裝置，逃生指示裝置包括視頻采集模塊、信號(hào)投射模塊、無(wú)線通信模塊、電源模塊、主控模塊，視頻采集模塊、信號(hào)投射模塊、電源模塊分別與主控模塊相連通，主服務(wù)器通過(guò)無(wú)線通信模塊與主控模塊相連通；視頻采集模塊用于采集其所在處的視頻信息，信號(hào)投射模塊用于投射逃生信號(hào)標(biāo)識(shí)逃生路線，主控模塊用于接收視頻信息并轉(zhuǎn)發(fā)給主服務(wù)器、接收主服務(wù)器的指令、觸發(fā)信號(hào)投射模塊，主服務(wù)器用于根據(jù)視頻信息規(guī)劃逃生路線。本發(fā)明可實(shí)現(xiàn)對(duì)受災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)逃離路線的快速最優(yōu)規(guī)劃，并可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況的變化，實(shí)時(shí)對(duì)逃生路線進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種逃生指示裝置及逃生路線規(guī)劃方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于應(yīng)急救援【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種逃生指示裝置及逃生路線規(guī)劃方法。

【背景技術(shù)】
[0002]在當(dāng)今社會(huì)，建筑物的內(nèi)部結(jié)構(gòu)隨著人們?nèi)粘Ｉ钆c工作需求的日益增多，也變得更加復(fù)雜。但當(dāng)這些建筑物突發(fā)緊急狀況，如火災(zāi)等，如何合理快速地引導(dǎo)人群逃離災(zāi)難現(xiàn)場(chǎng)具有十分重要的意義。盡管，在當(dāng)前多數(shù)建筑物中，都布設(shè)了逃生指示裝置，但是此類(lèi)裝置通常彼此間相互獨(dú)立，無(wú)法標(biāo)識(shí)完整的逃生路線。另外，此類(lèi)裝置所指示方向固定，無(wú)法根據(jù)突發(fā)狀況的變化做出相對(duì)應(yīng)的改變。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)無(wú)法快速有效地引導(dǎo)人群逃離災(zāi)難現(xiàn)場(chǎng)的問(wèn)題，提供一種逃生指示裝置及逃生路線規(guī)劃方法，可快速實(shí)現(xiàn)對(duì)受災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)逃離路線的最優(yōu)規(guī)劃，并可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況的變化，實(shí)時(shí)對(duì)逃生路線進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整。
[0004]本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是:本發(fā)明首先提供一種逃生路線規(guī)劃方法，該方法包括，I)采集建筑物各處的視頻信息，選取同一時(shí)刻的各處視頻畫(huà)面，按照建筑物地理位置分布，拼接成該時(shí)刻建筑物內(nèi)的受災(zāi)原始圖像；2)根據(jù)障礙物約束情況，將受災(zāi)原始圖像轉(zhuǎn)化為0-1柵格圖像，其中，若單位柵格狀態(tài)為1，則該單位柵格所代表地理位置可通行，若單位柵格狀態(tài)為0，則該單位柵格所代表地理位置不可通行或已被障礙物占據(jù)；3)將0-1柵格圖像中每個(gè)單位柵格作為網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渲泄?jié)點(diǎn)，若兩個(gè)狀態(tài)為I的單位柵格彼此相鄰，則視為這兩個(gè)單位柵格所映射的節(jié)點(diǎn)直接相連，對(duì)于狀態(tài)為O的單位柵格，則視為該單位柵格所映射的節(jié)點(diǎn)與網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渲衅渌?jié)點(diǎn)均不存在連接，生成網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D；4)根據(jù)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D，生成鄰接矩陣；5)將受災(zāi)人員地理位置所處單位柵格作為起始位置，將建筑物各安全出口作為目標(biāo)位置，獲取逃生路徑，并投射逃生信號(hào)標(biāo)識(shí)逃生路線；6)預(yù)置的時(shí)間間隔后，重復(fù)步驟I) _5)，重新采集視頻信息，并根據(jù)新的視頻信息，重新規(guī)劃逃生路徑，以適應(yīng)因?yàn)?zāi)情變化所導(dǎo)致的逃生路徑改變。
[0005]按上述技術(shù)方案，所述步驟5)中獲取逃生路徑，具體為基于Dijkstra最短路徑算法求解，分別求解起始位置至各目標(biāo)位置的路徑，則所求所有路徑中最短路徑即為所規(guī)劃的逃生路徑。
[0006]本發(fā)明還提供一種逃生指示裝置，該裝置包括主服務(wù)器、設(shè)置于建筑物內(nèi)各處的若干個(gè)逃生指示裝置，逃生指示裝置包括視頻采集模塊、信號(hào)投射模塊、無(wú)線通信模塊、電源模塊、主控模塊，所述視頻采集模塊、信號(hào)投射模塊、電源模塊分別與主控模塊相連通，主服務(wù)器通過(guò)無(wú)線通信模塊與主控模塊相連通；電源模塊用于為主控模塊提供電源，視頻采集模塊用于采集其所在處的視頻信息，信號(hào)投射模塊用于投射逃生信號(hào)標(biāo)識(shí)逃生路線，主控模塊用于接收視頻信息并轉(zhuǎn)發(fā)給主服務(wù)器、接收主服務(wù)器的指令、觸發(fā)信號(hào)投射模塊，主服務(wù)器用于根據(jù)視頻信息規(guī)劃逃生路線。
[0007]按上述技術(shù)方案，所述投射信號(hào)標(biāo)識(shí)逃生路線，具體為投射波長(zhǎng)為635nm的激光光斑，光斑直徑為Φ5ι?πι。
[0008]本發(fā)明產(chǎn)生的有益效果是:本發(fā)明所公開(kāi)的一種逃生指示裝置，采用信號(hào)投射方式，標(biāo)識(shí)逃生路線，能夠幫助受災(zāi)人員有效辨識(shí)逃生路線，同時(shí)，可以根據(jù)災(zāi)情的變化，實(shí)時(shí)調(diào)整逃生路線，幫助受災(zāi)人員在復(fù)雜多變環(huán)境下，遵循最優(yōu)路徑逃離災(zāi)難現(xiàn)場(chǎng)。除此之外，本發(fā)明所公開(kāi)的一種逃生路線規(guī)劃方法，能夠針對(duì)復(fù)雜環(huán)境，規(guī)劃最優(yōu)逃生路線，具有使用簡(jiǎn)單，規(guī)劃路徑最短等優(yōu)勢(shì)。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0009]下面將結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明，附圖中:
圖1為本發(fā)明實(shí)施例的逃生指示裝置框架圖；
圖2為本發(fā)明實(shí)施例的逃生指示裝置的硬件結(jié)構(gòu)圖；
圖3為本發(fā)明實(shí)施例的逃生路線規(guī)劃方法的流程圖；
圖4為本發(fā)明實(shí)施例的投射逃生信號(hào)示意圖；
圖5為本發(fā)明實(shí)施例中建筑物結(jié)構(gòu)示意圖；
圖6為同一時(shí)刻圖5建筑物內(nèi)的受災(zāi)原始圖像；
圖7為圖6的0-1柵格圖像；
圖8為圖7的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D；
圖9為圖8白勺逃生指/」、/」、意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0010]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0011]本發(fā)明實(shí)施例中提供一種逃生指示裝置，如圖1、圖2所示，該裝置包括主服務(wù)器、設(shè)置于建筑物內(nèi)各處的若干個(gè)逃生指示裝置，逃生指示裝置包括視頻采集模塊、信號(hào)投射模塊、無(wú)線通信模塊、電源模塊、主控模塊，所述視頻采集模塊、信號(hào)投射模塊、電源模塊分別與主控模塊相連通，主服務(wù)器通過(guò)無(wú)線通信模塊與主控模塊相連通；電源模塊用于為主控模塊提供電源，視頻采集模塊用于采集其所在處的視頻信息，信號(hào)投射模塊用于投射逃生信號(hào)標(biāo)識(shí)逃生路線，主控模塊用于接收視頻信息并轉(zhuǎn)發(fā)給主服務(wù)器、接收主服務(wù)器的指令、觸發(fā)信號(hào)投射模塊，主服務(wù)器用于根據(jù)視頻信息規(guī)劃逃生路線。如圖4所示，為本發(fā)明實(shí)施例中信號(hào)投射模塊的投射逃生信號(hào)示意圖。
[0012]其中，投射信號(hào)標(biāo)識(shí)逃生路線具體可以使用波長(zhǎng)為635nm的激光光斑，光斑直徑為 Φ 5mm η
[0013]本發(fā)明的較佳實(shí)施例中，主控模塊采用基于ARMll架構(gòu)的Samsung的s3c6410作為控制核心，內(nèi)置圖像處理模塊，輸入圖像格式最大為4096x4096，輸出圖像最大為2048x2048，支持RGB與YUV之間的轉(zhuǎn)換，支持低功耗模式運(yùn)行。無(wú)線通訊模塊采用華為公司的 3G 通訊模塊 EM770W。EM770W 支持 GPRS/GSM1900/1800/900/850 頻段，支持內(nèi)置 TCP/IP協(xié)議棧，具有抗干擾能力強(qiáng)、傳輸速度較快等優(yōu)點(diǎn)。信號(hào)投射模塊具體可以為激光投射模塊，選取激光錯(cuò)射光源，輸出波長(zhǎng)為635nm。光斑直徑Φ5ι?πι。
[0014]本發(fā)明實(shí)施例中，還提供一種逃生路線規(guī)劃方法，如圖3所示，該方法包括，I)采集建筑物各處的視頻信息，選取同一時(shí)刻的各處視頻畫(huà)面，按照建筑物地理位置分布，拼接成該時(shí)刻建筑物內(nèi)的受災(zāi)原始圖像；2)根據(jù)障礙物約束情況，將受災(zāi)原始圖像轉(zhuǎn)化為0-1柵格圖像，其中，若單位柵格狀態(tài)為I，則該單位柵格所代表地理位置可通行，若單位柵格狀態(tài)為0，則該單位柵格所代表地理位置不可通行或已被障礙物占據(jù)；3)將0-1柵格圖像中每個(gè)單位柵格作為網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渲泄?jié)點(diǎn)，若兩個(gè)狀態(tài)為I的單位柵格彼此相鄰，則視為這兩個(gè)單位柵格所映射的節(jié)點(diǎn)直接相連，對(duì)于狀態(tài)為O的單位柵格，則視為該單位柵格所映射的節(jié)點(diǎn)與網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渲衅渌?jié)點(diǎn)均不存在連接，生成網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D；4 )根據(jù)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D，生成鄰接矩陣；5)將受災(zāi)人員地理位置所處單位柵格作為起始位置，將建筑物各安全出口作為目標(biāo)位置，獲取逃生路徑，并投射逃生信號(hào)標(biāo)識(shí)逃生路線；6)預(yù)置的時(shí)間間隔后，重復(fù)步驟1)-5)，重新采集視頻信息，并根據(jù)新的視頻信息，重新規(guī)劃逃生路徑，以適應(yīng)因?yàn)?zāi)情變化所導(dǎo)致的逃生路徑改變。
[0015]進(jìn)一步地，所述步驟5)中獲取逃生路徑，具體為基于Dijkstra最短路徑算法求解，分別求解起始位置至各目標(biāo)位置的路徑，則所求所有路徑中最短路徑即為所規(guī)劃的逃生路徑。
[0016]本發(fā)明的較佳實(shí)施例中，如圖5所示，為某建筑物內(nèi)辦公場(chǎng)所示意圖，該場(chǎng)所共包括3個(gè)房間，且每個(gè)房間均布設(shè)了逃生指示裝置，且各逃生指示裝置均能與主服務(wù)器保持無(wú)線通訊。當(dāng)災(zāi)難發(fā)生時(shí)，布設(shè)在3個(gè)房間內(nèi)的逃生指示裝置采集各個(gè)房間內(nèi)的視頻信息發(fā)送至主服務(wù)器。此時(shí)，主服務(wù)器所接收視頻信息均為各個(gè)房間的分割圖像。如圖6所示，主服務(wù)器統(tǒng)一選取同一特定時(shí)刻的各處受災(zāi)畫(huà)面，按照建筑物地理位置分布，拼接成該時(shí)亥IJ，建筑物內(nèi)的受災(zāi)場(chǎng)所原始圖像。如7所示，考慮障礙物約束(如建筑物磚墻結(jié)構(gòu)及內(nèi)部擺設(shè))，轉(zhuǎn)化為0-1柵格圖像，其中白色單元柵格表示狀態(tài)1，黑色單元柵格表示狀態(tài)O。如圖8所示，將柵格圖像中每個(gè)單元柵格視為網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渲泄?jié)點(diǎn)，生成網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D。白色節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)狀態(tài)為O的單位柵格，此時(shí)該節(jié)點(diǎn)與周邊節(jié)點(diǎn)無(wú)連接。黑色節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)狀態(tài)為I的單位柵格，與相鄰狀態(tài)為I的單位柵格建有連接?；谒镁W(wǎng)絡(luò)拓?fù)洌舌徑泳仃?。如圖9所示，假設(shè)受災(zāi)人員位置為S，而建筑物內(nèi)設(shè)有兩個(gè)安全出口 El與E2，采用Dijkstra最短路徑算法，分別計(jì)算S至El與S至E2的最短路徑，所得S-El，S-E2最短路徑長(zhǎng)度分別為6與15。取最短路徑S-El作為最優(yōu)逃生路徑。
[0017]本發(fā)明逃生路線規(guī)劃方法的工作原理為:當(dāng)災(zāi)難發(fā)生，由布設(shè)在各個(gè)建筑物內(nèi)的逃生指示裝置采集各處的視頻信息，并通過(guò)無(wú)線方式發(fā)送至主服務(wù)器；主服務(wù)器實(shí)時(shí)接收視頻信息，并統(tǒng)一選取特定時(shí)刻的各處受災(zāi)畫(huà)面，按照建筑物地理位置分布，拼接成該時(shí)亥IJ，建筑物內(nèi)的受災(zāi)場(chǎng)所原始圖像；將受災(zāi)場(chǎng)所原始圖像，考慮障礙物約束，轉(zhuǎn)化為0-1柵格圖像，進(jìn)而生成網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D；根據(jù)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D，生成鄰接矩陣。將受災(zāi)人員地理位置所處單元柵格作為起始位置，將建筑內(nèi)安全出口作為目標(biāo)位置，基于Dijkstra最短路徑算法求解，分別求解起始位置至各個(gè)目標(biāo)位置的路徑。則所求所有路徑中最短路徑即為所規(guī)劃的逃生路徑；每隔一定時(shí)間間隔，重新采集視頻信息，并根據(jù)最新視頻信息，重新計(jì)算逃生路徑，以適應(yīng)因?yàn)?zāi)情變化所導(dǎo)致的逃生路徑改變。
[0018]本發(fā)明采用信號(hào)投射方式，標(biāo)識(shí)逃生路線，能夠幫助受災(zāi)人員有效辨識(shí)逃生路線，同時(shí)，可以根據(jù)災(zāi)情的變化，實(shí)時(shí)調(diào)整逃生路線，幫助受災(zāi)人員在復(fù)雜多變環(huán)境下，遵循最優(yōu)路徑逃離災(zāi)難現(xiàn)場(chǎng)。除此之外，本發(fā)明所公開(kāi)的一種逃生路線規(guī)劃方法，能夠針對(duì)復(fù)雜環(huán)境，規(guī)劃最優(yōu)逃生路線，具有使用簡(jiǎn)單，規(guī)劃路徑最短等優(yōu)勢(shì)。
[0019]應(yīng)當(dāng)理解的是，對(duì)本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，可以根據(jù)上述說(shuō)明加以改進(jìn)或變換，而所有這些改進(jìn)和變換都應(yīng)屬于本發(fā)明所附權(quán)利要求的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種逃生路線規(guī)劃方法，其特征在于，該方法包括，1)采集建筑物各處的視頻信息，選取同一時(shí)刻的各處視頻畫(huà)面，按照建筑物地理位置分布，拼接成該時(shí)刻建筑物內(nèi)的受災(zāi)原始圖像；2)根據(jù)障礙物約束情況，將受災(zāi)原始圖像轉(zhuǎn)化為0-1柵格圖像，其中，若單位柵格狀態(tài)為1，則該單位柵格所代表地理位置可通行，若單位柵格狀態(tài)為0，則該單位柵格所代表地理位置不可通行或已被障礙物占據(jù)；3)將0-1柵格圖像中每個(gè)單位柵格作為網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渲泄?jié)點(diǎn)，若兩個(gè)狀態(tài)為1的單位柵格彼此相鄰，則視為這兩個(gè)單位柵格所映射的節(jié)點(diǎn)直接相連，對(duì)于狀態(tài)為0的單位柵格，則視為該單位柵格所映射的節(jié)點(diǎn)與網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渲衅渌?jié)點(diǎn)均不存在連接，生成網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D；4)根據(jù)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D，生成鄰接矩陣；5)將受災(zāi)人員地理位置所處單位柵格作為起始位置，將建筑物各安全出口作為目標(biāo)位置，獲取逃生路徑，并投射逃生信號(hào)標(biāo)識(shí)逃生路線；6)預(yù)置的時(shí)間間隔后，重復(fù)步驟1) _5)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的逃生路線規(guī)劃方法，其特征在于，所述步驟5)中獲取逃生路徑，具體為基于Di jkstra最短路徑算法求解，分別求解起始位置至各目標(biāo)位置的路徑，則所求所有路徑中最短路徑即為所規(guī)劃的逃生路徑。
3.—種逃生指示裝置，其特征在于，該裝置包括主服務(wù)器、設(shè)置于建筑物內(nèi)各處的若干個(gè)逃生指示裝置，逃生指示裝置包括視頻采集模塊、信號(hào)投射模塊、無(wú)線通信模塊、電源模塊、主控模塊，所述視頻采集模塊、信號(hào)投射模塊、電源模塊分別與主控模塊相連通，主服務(wù)器通過(guò)無(wú)線通信模塊與主控模塊相連通；電源模塊用于為主控模塊提供電源，視頻采集模塊用于采集其所在處的視頻信息，信號(hào)投射模塊用于投射逃生信號(hào)標(biāo)識(shí)逃生路線，主控模塊用于接收視頻信息并轉(zhuǎn)發(fā)給主服務(wù)器、接收主服務(wù)器的指令、觸發(fā)信號(hào)投射模塊，主服務(wù)器用于根據(jù)視頻信息規(guī)劃逃生路線。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的逃生指示裝置，其特征在于，所述投射信號(hào)標(biāo)識(shí)逃生路線，具體為投射波長(zhǎng)為635nm的激光光斑，光斑直徑為Φ5_。
【文檔編號(hào)】G06Q50/26GK104463361SQ201410724729
【公開(kāi)日】2015年3月25日 申請(qǐng)日期:2014年12月3日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月3日
【發(fā)明者】李文鋒, 符修文 申請(qǐng)人:武漢理工大學(xué)