[00636474]室内高精度多目标动态连续实时定位导航系统及5G定位基站

项目背景：室内导航和定位技术是我团队的主要研究成果，由于应用需求的不断扩大，传统的技术已经不能满足大用户数的情况。研制的室内高精度多目标动态连续实时定位及导航系统及5G定位基站是新一代室内定位解决方案。当在室内的物品数量有上千个，传统的室内定位技术无法满足高精度的要求。封闭空间内受影响的安全因素较多，定位技术可以达到较高的精度，陀螺仪和视觉识别采集姿态数据，并引入了边缘计算技术以及深度神经网络。定位基站可以对每一个目标进行判断，对传感器的趋势进行监控，对其行为进行分析。由于对象很多，通过传统的云端分析响应来不及，也无法将大量数据发送云端。因此采用边缘计算，将分析工作在传感器和基站以及可扩充的2级基站之间分配，实现计算均衡；大量的实时数据(每个对象的更新周期是10ms)通过6G定位基站发送到远程。利用本地的边缘计算，实现姿态的识别。而监控节点从边缘服务器获取训练的最新权重，使得每个节点获得最新的训练权重，确保识别的可靠性。 结合定位硬件平台系统，开发了定位和行为分析的应用软件中间件，可以在电脑，手机上查询。对特殊的封闭空间，课题组将利用激光扫描技术重构空间的3维图像，使每个人员或每一个微动都能精确判定位置。根据趋势算法，来提前预判，防止事故发生。 该系统对多种场景有较大的应用价值，比如：大型集会场合的寻人，自动化仓库的物品查找，商场，机场等地方的导航，定位，人员的查找等。矿洞的安全检测，安全管理，应急搜救等，深山隧道施工管理等众多场合，学校教室，法院庭审等。 主要研究内容：1.国产化的微型陀螺仪研制；2.室内定位5G基站的开发；3.云端深度神经网络算法和数据挖掘的开发；4.边缘计算节点嵌入式设备的开发；5.设备端AI姿态识别算法的开发；6.用小波变换对视觉姿态识别的噪声过滤。 主要创新点：1.设计了具有自主知识产权的微型MEMS陀螺模块；2.高精度实时扫描和定位SLAM核心设备的国产化；3.多目标定位数据的同时高速采集；4.室内定位中的姿态识别。将深度神经网络应用于室内定位，可识别对象的行为。将数据挖掘应用于姿态分析，可预判传感器的异常增量，滤除传感器的普遍性的误差；5.将5G和室内定位结合，能对上千对象同时定位和行为识别。 技术指标：1.对象跟踪动态更新10ms；2.基站能同时收集监控1500对象；3.uwb定位精度<10cm；4.姿态错误识别率<1％；5.扫描SLAM设备动态更新周期<5s；6.提供API接口，可以和第三方软件系统集成；7.神经网络权重下发更新周期10分钟；8.5G定位基站总体功耗<10W。 经济指标：经过和实际的公司项目结合，该项目在使用两年内达到了超过1.1亿元经济效益指标。 通过集成该项目的技术，在嘉定公交信息化工程建设项目、丰县城乡公交一体化智能公交、安亭新镇九年一贯制学校新建工程、嘉定区人民法院标准化数字高清庭审系统改造项目、第一百货商业中心项目专业分包安防工工程系统、百联奥特莱斯购物广场(湖南长沙)建设项目A区弱电工程深化设计及施工项目等多个项目使用，产值超过3亿元。 发表了论文20篇，获得了发明专利4个，实用新型专利7个。发表专著1本。