Real-Time Multi-Modal People Tracking for Mobile Robots in Crowded Environments
來源：智慧城市中国 作者：智勇
廣義上講，人員定位是指透過行動電信商的網路，獲取手機用戶的位置資訊，在電子地圖平台的支持下，為使用者提供相應服務的一種增值業務，被全球各大電信商公認為，繼簡訊之後的新一輪革命。
它是透過複雜的數學模型，對行動通信網路數據，進行精密計算，得出行動通信使用者的經緯度座標，在電子地圖平台的支持下，為用戶提供相應位置服務。該服務開通後，所有使用者無須換卡或更換手機，無論身在何處，都能使用這項服務。
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| Location-Based Services - Components - Geoawesomeness |
然而，人員定位系統的行業應用，卻有著非常獨特的業務、管理、監管、管控，以及可視化的要求，由下列應用可見，人員定位系統建設的本質，是一項專業的系統整合工程：
一、監獄看守所相關人員定位
看守所技防監控及資訊化建設項目，需要建設包含綜合佈線系統、通信指揮系統、音視訊監控系統、應急警報系統、周界控制系統、監區及 AB 門門禁系統、民警巡視管理系統、在押人員報告系統、電化教育(廣播)系統、會見管理系統、訊問指揮系統、智慧監控資訊化管理系統、分控值班室系統、應急指揮中心系統、重點人員定位系統等 15 個業務子系統的綜合資訊化管理平台。
其人員定位系統的兩個基本要求是：
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(1)在監管區內指定建築物的門口適當位置，安裝 RFID 讀頭，讀取獄警的手機中RFID 資訊，讀取成功後上傳數據庫，儲存該工作手機的粗位置資訊。
後台指揮中心可以透過 PC 終端，查詢到獄警的位置狀態。也可以透過其它無線傳感技術，由終端自動感應，並自動上傳粗位置資訊，從而在後台指揮中心，可以透過 PC 終端，查詢到獄警的位置狀態，實現對終端區域定位。
後台指揮中心可以透過 PC 終端，查詢到獄警的位置狀態。也可以透過其它無線傳感技術，由終端自動感應，並自動上傳粗位置資訊，從而在後台指揮中心，可以透過 PC 終端，查詢到獄警的位置狀態，實現對終端區域定位。
(2)指揮中心可透過後台，根據需要呼叫某樓全部獄警。
在看守所中，電子腕帶(內置定位晶片)應用，逐漸開始成為標配，由有關人員佩戴使用，具有防水、防拆卸功能，典型性能和功能要求是：
工作溫度：-20-70℃
儲存溫度：-40-85℃
工作濕度：10-90%無結霜
防水等級：IP67
工作頻段 ：2.4G、有源125KHz、13.56MHz，
藍牙 4.0
通訊速率 ： 250Kb/s、1Mb/s、 2Mb/s
主要功能 ： 室內人員定位；防拆(報警)
其他：心率監測、高度監測
對於腕表平台的要求是：基於社區矯正電子監控終端的後台，管理系統軟體，系統支撐容量不小於5000個終端；系統建立針對社區服刑人員的日常位置數據庫，和專業應用數據庫，系統位置服務數據庫，每秒寫入/查詢2000個終端數據；具備完整的事件記錄系統，所有操作員的動作均被檢查並記錄，可作為跟蹤依據；支持數據庫在線管理，包括備份、冗餘設置、時間同步等。
對於監控中心的圖上，可視指揮作戰系統來說，圖上作戰子系統基於 GIS 地理資訊可視化平台的基礎應用，綜合運用各項基礎數據、影像智慧分析、大數據分析研判等能力，為綜治部門快速發現，並協助處置各類可疑和突發，情況的綜合指揮調度需求，系統可提供人員佈控預警、軌跡分析預測、影像監控聯動、周邊人員定位、多方視訊通話等輔助工具。
配套的人臉日誌庫，包括動態布控中，拍攝的現場全景圖片、人臉圖片和結構化的人臉特徵數據、拍攝地點、拍攝時間等資訊。主要業務應用場景，是進行人臉圖片檢索，查詢目標人員出沒地點、時間，對人員定位，結合 GIS地圖進行軌跡分析等。
看守所內的人員定位系統，可整合監所內所有的安全基礎技防系統，包括影像監控、緊急警報、門禁控制、電子巡更、監聽對講、周界警報、公共廣播、智慧監控、人員定位，融合探測、影像智慧分析、目標地理跟蹤等，統一整合應用，實現跨系統之間的資訊數據交互、報警聯動響應和預案自動執行，全面提高監所整體預警聯防能力。
最終的人員定位，可透過3D GIS 地圖全景展示。系統支持三維地理資訊系統的接入，可在 3D GIS 地圖上，全景展示各類技防設備的位置和最新狀態，可直接查看設備關聯影片、警報資訊、巡更路線、運動軌跡等，以及對警報設備的佈撤防、門禁設備的開關、對講設備的呼叫和監聽等操作，並支持地圖圍欄、空間分析、數位沙盤等功能，便於監所領導進行線上指揮調度。
建設高戒備監區高精度人員定位系統，完善警報、門禁、監聽、智慧廣播監聽對講監控、巡更、廣播等安控系統；建設特護人員健康監測系統，即時監測監所內犯人的生理狀態，從而即時做出響應。
建設高戒備監區高精度人員定位系統，完善警報、門禁、監聽、智慧廣播監聽對講監控、巡更、廣播等安控系統；建設特護人員健康監測系統，即時監測監所內犯人的生理狀態，從而即時做出響應。
在可視化圖層控制上，平台電子地圖中提供多圖層控制，包括安全區域、設備點、值班情況、人員定位和健康監測圖層。每個圖層所操控資源都不相同，透過各圖層可實現控制電子地圖，所有相關操作資訊。
二、礦場人員定位
對於礦用可視化指揮調度軟體的要求是：實現井下應急廣播、井上 IP 話機、影像監控系統、瓦斯監控、人員定位等數據的融合展示調度；實現與企業、縣局平台、市局平台的互聯互通)。
以對岸中國昌吉州煤管局，安全綜合聯網監控系統的建設為例，要求：滿足州、縣市、煤礦三級聯網安全監管體系的業務應用需求，平台基於SOA架構，建立具有礦井環境工況、人員定位等安全數據即時線上監測、日常安全監管，與智慧決策分析相融合的安全綜合監管資訊化平台，構建新型的安全監測監管模式，提升全州礦山安全管理水準。
系統透過人、機、環、管四個方面，全方位地實現全州煤礦安全綜合聯網監控系統，構建一套支撐礦山本質安全的資訊化管理平台，同時形成一系列閉合、量化、持續改進、螺旋上升(PDCA)的本質安全管理體系。
結合人員定位系統，記錄下井領導上下井記錄、行走軌跡等，判斷該帶班領導，是否進行下井，同時是否安裝計劃性檢查，與行走軌跡記錄，進行有效的跟班管理。
系統透過人、機、環、管四個方面，全方位地實現全州煤礦安全綜合聯網監控系統，構建一套支撐礦山本質安全的資訊化管理平台，同時形成一系列閉合、量化、持續改進、螺旋上升(PDCA)的本質安全管理體系。
結合人員定位系統，記錄下井領導上下井記錄、行走軌跡等，判斷該帶班領導，是否進行下井，同時是否安裝計劃性檢查，與行走軌跡記錄，進行有效的跟班管理。
從礦山業務考慮，系統提供安全生產門戶站點系統，為安全監測系統、礦井綜合自動化整合、人員定位以及應急預案管理系統，提供統一的登錄，以及客製化業務綜合數據展示功能，並提供統一的用戶、資源、權限的管理。
企業各類匯總報表、視頻及各類預警資訊，分級別分權限推送到不同的使用人群，使各級人員隨時享受到資訊化的便利，並為提升企業經營決策，響應速度提升提供一個便捷的工具。
企業各類匯總報表、視頻及各類預警資訊，分級別分權限推送到不同的使用人群，使各級人員隨時享受到資訊化的便利，並為提升企業經營決策，響應速度提升提供一個便捷的工具。
消防人員三維監控平台，根據無線接收終端，傳送過來的人員位置相關參數，利用相關數學模型和三維圖形相結合，計算出人員所在的位置，並在三維監控服務平台中，展示人員所在位置、行走軌跡，以及人員的姿態。
它由四部分組成：定位終端、單兵終端、接收終端、人員定位三維展示平台。
1、定位終端：該定位終端主要佩戴在使用者腳部，體積較小，蓄電池供能。內部主要裝置為加速度感測器、陀螺感測器、溫度感測器，以及無線數傳發送模組。
2、單兵終端：主要用於透過藍牙接收定位終端，發送過來的數據，同時透過 350-480M 可調頻無線數傳模組，或者 3/4G 網路或者 MESH 專網通訊，發送定位座標到後場監控的接收終端。也可以接收從後場監控終端，所發射過來的數據。
3、通訊自組網：不依靠任何外界信號，從而架設起專用網絡。可視通訊距離 2公里。一鍵開啓，自行組網。
4、人員定位三維監控平台：三維監控平台，根據無線接收終端，傳送過來的人員位置相關參數，利用相關數學模型和三維圖形相結合，計算出人員所在的位置，並在三維監控服務平台中，展示人員所在位置、行走軌跡，以及人員的姿態。
對於消防設施的GPS巡檢系統建設來說，要求：GPS巡線系統可實現車輛、人員定位，巡檢管理，巡檢軌跡回放，車速、到位率等資訊儲存與查詢等功能，為供水管網巡檢管理，提供可視化手段。
行動通信端巡檢APP，可將現場照片進行採集，並具備無線上傳功能，可將巡檢記錄直接上報至平台，支持文字編輯資訊，系統也可將巡檢任務，直接發送至終端。
依據現場工作人員的工作情況，系統可以直觀的利用符號，表現現場工作人員的當前工作狀態，例如每位現場工作人員當前的巡線任務數量、每位現場工作人員已上報的事件數量、現場工作人員上報事件查詢與管理等。
行動通信端巡檢APP，可將現場照片進行採集，並具備無線上傳功能，可將巡檢記錄直接上報至平台，支持文字編輯資訊，系統也可將巡檢任務，直接發送至終端。
依據現場工作人員的工作情況，系統可以直觀的利用符號，表現現場工作人員的當前工作狀態，例如每位現場工作人員當前的巡線任務數量、每位現場工作人員已上報的事件數量、現場工作人員上報事件查詢與管理等。
四、矯正人員定位
社區矯正人員管理，指的是透過對於特殊人群，實行資訊化管理，創新服務管理手段，提高對特殊人群的服務管理水平，促進社會安定有序。
主要針對區域內刑滿釋放人員(含解除勞教人員)、社區矯正人員、易肇事肇禍精神病人員、吸毒人員、愛滋病危險人員等，特殊、重點人群(包括單親特困母親和困境兒童等特殊需要幫扶的人群)進行綜合管理，可進行快速查詢、查看人員詳細資訊、編輯等操作，並在電子地圖上顯示人員定位資訊。可以將管理人群分為：重點人群的管控和特殊人群幫扶兩大部分。
主要針對區域內刑滿釋放人員(含解除勞教人員)、社區矯正人員、易肇事肇禍精神病人員、吸毒人員、愛滋病危險人員等，特殊、重點人群(包括單親特困母親和困境兒童等特殊需要幫扶的人群)進行綜合管理，可進行快速查詢、查看人員詳細資訊、編輯等操作，並在電子地圖上顯示人員定位資訊。可以將管理人群分為：重點人群的管控和特殊人群幫扶兩大部分。
例如，WiFi採集攝影機透過採集行動終端設備的MAC地址、虛擬身份、地理位置、連接時間等資訊，再與網安相關數據資源關聯運用，探索建立網路圍欄、熱力圖、伴隨分析、人員定位、時空碰撞、時空追蹤、區域管控、反恐查詢、佈控警報等實戰應用，用於刻畫人員活動軌跡，為服務公安實戰提供互聯網數據支撐。前端採集的MAC數據，直接上傳至中央管理平台，影像接入現有影像監控共享台。
前端採集設備，需要滿足現場採集覆蓋面距離、數據傳送等的要求：
(1)設備併發採集能力，不低於2000個報文/秒。
(2)全向採集型：無遮擋環境下，針對主流手機在發包狀態下,全向天線的採集半徑不小於250米，終端MAC採集率不低於GA/WA3011標準要求。
(3)安全加密：支持前端數據加密傳輸，支持VPN協議。
(4)傳輸協議：支持警用的標準協議。
五、校園人員定位
校園人員定位系統歸於校園人員安全管理系統之下，要求具有：進出自動記錄，統計，分析，與通道監控視頻聯動拍照。以某項目為例，典型的要求包括：
基於定位器的布點位置，可判斷出有效持卡學生的進出校與定位信息。
可在管理後台對定位器和佈點區域，進行部署，配置，管理。
在管理後台，可設置學生智慧卡的資訊維護和批量導入，並可對智慧卡對應的班級進行管理。
對已部署了採集器的區域進行課堂考勤，可選擇某個班級在限定時間內，在該區域進行考勤。
可觀測在校內所有有效持卡的合法學生，智慧卡的資訊收集，出入門、定位、即時數據。
可以同時對學校多個大門，多棟教學樓的出入口，進行出入定位管理(僅限於佈設有定位器的區域)。
學生、學校教職員工、區域的基礎資訊，可以與智慧校園基礎平台登錄，持卡學生的定位資訊可以向智慧校園基礎平台同步數據。
老師及學校管理員可在行動通信端，即時查詢持卡學生位置資訊，學校區域按不同色塊顯示，點擊某個區域，即可顯示此區域有效持卡學生(本人)數量(僅限於佈設有定位器的區域)
，學校管理員可查看所管轄範圍內，所有持卡學生情況，並可按照組織結構檢索學校、班級、小組內的有效持卡學生，本人的定位資訊。
點擊某持卡學生姓名，即可查詢該持卡學生所持卡片的當日行為軌跡，在手機端支持查看單個持卡學生本人，當日的行為軌跡。即時查看在校各區域人數分布——可具體到哪些持卡學生在哪些場地區域(僅限於佈設有定位器的區域)，支援家長、老師及校長透過手機端，即時有效瞭解持卡學生的出勤情況，和當前位置。
六、其它人員定位
除了上述五大類人員定位應用之外，地鐵工地、養老社區、法院、物流倉儲、電站和電廠管理、化工廠管理、智慧工廠等，也是人員定位系統的典型應用場景。410181112
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