(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210698489.9 (22)申请日 2022.06.20 (71)申请人 中国矿业大 学 地址 221116 江苏省徐州市铜山区大 学路1 号 (72)发明人 刘洪永　颜晗　范围宇　罗劭翔　 朱国庆　宋霏　王玉珊　李振　 杨建敏　 (74)专利代理 机构 南京经纬专利商标代理有限 公司 32200 专利代理师 朱嫣菁 (51)Int.Cl. G08B 7/06(2006.01) H04H 20/59(2008.01) H04W 64/00(2009.01)G06V 10/74(2022.01) G06F 16/51(2019.01) G01S 5/02(2010.01) (54)发明名称 基于Wi-Fi探针的被动定位与疏散引导方法 及系统 (57)摘要 本申请提供一种基于Wi ‑Fi探针的被动定位 与疏散引导方法及系统， 其技术要点是， 根据公 共区域结构建立2D平面图， 并根据防火分区或其 他要求划分多个区域； 在区域内部署含Wi ‑Fi探 针模块的应急照明装置， 等间距选取参考点， 建 立区域离线指纹数据库； 当人员进入待定位区域 后， 获取所携带的用户智 能设备信息， 计算用户 的位置， 并统计区域人员数量， 生成区域人员分 布热力图； 未接收到火灾报警信号时， 依据区域 人员分布热力图可以进行热流量管理和风险识 别， 收到火灾报警信号后根据人流量和疏散点的 分布规划疏散路径； 控制信号传输至多色智能疏 散指示标志和 消防应急广播， 引导人员疏散 。 权利要求书3页 说明书8页 附图7页 CN 115497238 A 2022.12.20 CN 115497238 A 1.一种基于W i‑Fi探针的被动定位与疏散引导方法， 其特 征在于， 包括： S1， 根据公共区域结构建立2D平面图， 并根据防火分区或其 他要求划分多个区域； S2， 在区域内部署含Wi ‑Fi探针模块的应急照明装置， 等间距选取参考点， 建立区域离 线指纹数据库； S3， 当人员进入待定位区域后， 获取所携带的用户智能设备信息， 计算用户的位置， 并 统计区域人员数量， 生成区域人员分布热力图； S4， 未接收到火灾报警信号时， 依据区域人员分布热力图可以进行热流量管理和风险 识别， 收到火灾报警信号后根据人流 量和疏散点的分布规划疏散路径； S5， 控制信号传输 至多色智能疏散指示标志和 消防应急广播， 引导人员疏散 。 2.根据权利要求1所述的基于Wi ‑Fi探针的被动定位与疏散引导方法， 其特征在于， 所 述步骤S2包括： 在公共区域内按预设要求布设含W i‑Fi探针模块的应急照明装置； 在公共区域内等间隔选取参 考点， 获得每 个参考点的信息； 将获取的信 息上传至控制主机， 建立参考点无线信号强度信 息信息与位置信 息的对应 关系， 生成区域的离线指纹数据库。 3.根据权利要求2所述的基于Wi ‑Fi探针的被动定位与疏散引导方法， 其特征在于， 所 述步骤S3包括： 当人员携带智能设备进入区域后， Wi ‑Fi探针自动获取智能设备的数据信 息， 通过Wi ‑Fi被动定位算法获得精准的位置数据， 上传至控制主机， 统计每个区域内的人 员数量； 其中， 所述Wi ‑Fi被动定位算法在获取用户第一个估计位置后， 计算后续位置时引 入运动步长限制条件， 根据人的默认步行速度与Wi ‑Fi探针取样间隔， 计算人的运动步长， 以当前位置点为圆心， 步长为半径， 确定下一位置点的可能圆形范围， 在圆形范围内使用算 法进行下一位置定位计算， 包括： 采用余弦相似度近邻算法进行位置计算， 余弦相似度为 将Wi‑Fi探针获取的数据信息当作一个向量(RSSI1,RSSI2,……RSSIn)与离线指纹数据库的 指纹向量进行余弦相似度计算， 匹配出余弦值最接近1的K(K>2)个指纹向量， 并输出指纹向 量的位置点坐标， 对这K个位置点坐标进行加权处理， 权重系数为 最终得到估计坐标 其中， A， B为两个属性向量， Ai， Bi为向量A和B的各分 量； cosθi为待定位指纹向量与第i个指纹向量的余弦相似度； ωi为权重系 数； (xi,yi)为余 弦相似度较高的第i个指纹向量的坐标。 4.根据权利要求3所述的基于Wi ‑Fi探针的被动定位与疏散引导方法， 其特征在于， 所 述步骤S4包括： S4.1,利用公共区域人员被动定位系 统建立的公共区域2D平面 图， 采用相同的区域划 分， 提取平面图中不同区域内障碍物的边界， 对平面图进行编辑， 标记多级疏散点， 将数据 储存在控制主机中并进行显示；权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 115497238 A 2S4.2,控制主机根据火灾手动报警装置的信号对着火区域进行标记， 将该区域视为障 碍物， 规划疏散路径时避开着火区域， 由人员分布热力图计算各疏散区域的人数， 智能选择 多级疏散点； S4.3,通过安全疏散引导 算法确定不同区域的疏散路径； S4.4,根据路径信息将信号传递至多色智能疏散指示标志和消防应急广播， 引导人员 安全疏散 。 5.根据权利要求4所述的基于Wi ‑Fi探针的被动定位与疏散引导方法， 其特征在于， 所 述步骤S4.1中， 根据建筑物内的不同区域， 按照建筑复杂程度设置多级 疏散点， 将楼梯间及 连通室外的安全 出口设为 1级疏散点， 室内疏散走廊设为2级疏散点， 建筑房间出口设为3级 疏散点， 按需求设立多 级疏散点。 6.根据权利要求5所述的基于Wi ‑Fi探针的被动定位与疏散引导方法， 其特征在于， 所 述步骤S4.3中， 所述安全疏散引导算法采用虚拟疏散点人工势场法避障算法， 疏散路径规 划起点为各区域的最低级疏散点， 路径终点为1级疏散点， 按照3 ‑2‑1的等级顺序分段进行 路径规划； 其中， 所述人工势场法避障算法采用虚拟疏散点提高额外引力来逃离局部最小 值， 并且设置虚拟疏散点前引入位置判断过程， 即判断局部最小值与疏散点的位置 关系， 如 果局部最小值点位于疏散点的左上方或右下方， 则以局部最小值点与疏散点的连线为参考 线， 以局部最小值点为基点， 将参考线顺时针旋转 120°， 在长度等于局部最小值点与疏散点 之间距离的位置处设置虚拟疏散点； 如果局部最小值点位于疏散点的左下方或右上方， 则 以局部最小值点与疏散点的连线为参考线， 以局部最小值点为基点， 将参考线逆时针旋转 120°， 在长度等于局部最小值点与疏散点之间距离的位置处设置虚拟疏散点， 忽略原始疏 散点的引力， 保留障碍物的斥力， 计算虚拟引力和斥力的矢量和， 通过虚拟合力将路径点拉 出局部最小值， 包括： 所述人工势场法避障算法采用二次均值平滑处理方法减少路径震荡， 即对相邻两个路径点坐标求取平均值来 获取新的路径点， 使用新的路径点替代原路径中的 相邻两个路径点， 减少路径点数量， 提升路径的简洁程度。 当规划路径到达1级疏散点时通 过二次均值处理将路径点数量减少75％， 最终路径点为 其中， xi， yi 为原第i个路径点的x坐标与y坐标。 7.一种基于Wi ‑Fi探针的被动定位与 疏散引导系统， 其特征在于， 包括人员被动定位模 块， 所述人员被动定位模块包括人员定位模块与热力图生成模块； 所述人员定位模块包括Wi ‑Fi探针、 控制主机、 接收天线和发射天线或传输线路， 所述 Wi‑Fi探针集成在应急照明装置中， 发射 天线与接收天线固定在所述应急照明装置的表 面， 所述人员定位模块配置为采用消防应急电源供电， 采用智能定位 算法获得用户位置； 所述热力图生成模块配置为显示区域内的人员分布情况， 并统计区域内人员总数量。 8.根据权利要求7所述的基于Wi ‑Fi探针的被动定位与疏散引导系统， 其特征在于， 包 括安全疏散引导模块， 所述安全疏散引导模块包括， 包括控制主机、 多色智能疏散指示标志 与消防应急广播， 所述多色智能疏散指示标志包括红色LED灯组、 绿色LED灯组、 接收天线或 传输线路、 控制器、 前显示 面板和外壳； 所述红色、 绿色LED灯组并排放置在疏散指示标志中， 控制器通过接收天线或传输线路 接收的控制主机的控制 信号， 每个LED灯组均与控制器进 行电连接， 由控制器控制各灯组的权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 115497238 A 3