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为消防员保驾护航,南邮团队研发UWB火场定位导航系统

在南京邮电大学地理与生物信息学科楼前,消防员正有序进入,数十米处的临时基站内,一台电脑屏幕上同步显示着大楼的三维立体模型,并跟踪消防员的实时坐标。这场模拟测试中,南邮学生团队成功研发的UWB(超宽带)火场定位导航系统大显身手。


△消防测试


据了解,该系统是一种追踪室内应急救援人员实时三维运动轨迹、方位距离、高度、姿态等信息的装置,用于辅助火场指挥员为迷途队员导航、确定遇险队员位置并快速组织搜救。突破四项关键技术,将定位精度缩小至0.1m,这支团队在三百多支队伍中脱颖而出,荣获2023年“互联网+”大学生创新创业校赛特等奖。

团队负责人、2020级软件工程专业本科生黄宇辰在高中时期就一直关注火场救援问题,来到南邮后,他想用所学知识解决火场中消防员定位的相关问题。在老师的指导下,他以此为方向组建团队,开展研究。


△测试效果图


“消防员单兵定位时,火场环境复杂,信号易受火焰、墙体、浓烟干扰。”黄宇辰说,针对该问题,团队采用超宽带通信扩频技术,通过纳秒级窄脉冲直接传递信号,可以在信噪较低的状态下工作,抗干扰能力优秀。此外,团队还引入三维惯性导航的卡尔曼滤波技术,从包含噪声的测量中估计动态系统的状态,使定位数据处理部分精度提高了30%。最终,他们将装置定位精度缩小至0.1m,并达到了仅0.01s的延迟和更宽的工作温度范围。


△产品图


黄宇辰团队突破了火场快速建模技术,独创嵌入可视化平台,使得定位系统可以基于火场建筑施工或竣工数据进行建模,并将超宽带定位技术提供的坐标信息嵌入建筑3D模型中可视化显示。

“消防员是为我们赴汤蹈火的人,我们团队想要做的就是为他们保驾护航。”黄宇辰说。据指导老师邹辉介绍,他们希望进一步研发消防员单兵定位装置衍生产品。

通讯员 熊静怡 王秋涵 现代快报+记者 于露

通讯员供图


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