一种自动规划最短疏散逃生路径的应急照明控制器及方法

摘要

本发明提供一种自动规划最短疏散逃生路径的方法，包括获取待搜寻区域预定单位正方形面积划分出的多个单元格，并对每一个单元格进行标记；其中，当某一单元格上不存在实际障碍物时，则标记为0；反之，标记为1；在待搜寻区域中，确定灯具及出口标志各自占有相应的单元格及位置，并计算出灯具至出口标志需要走过最少的单元格来得到最优路径；将所得到的最优路径发送给灯具进行显示。实施本发明，通过智能自动规划最短路径功能来实现自动规划路径，达到正确指向及指向时间缩短的目的。

说明书

技术领域

本发明涉及消防安全应急技术领域，尤其涉及一种自动规划最短疏散逃生路径的应急照明控制器及方法。

背景技术

目前，市面上的应急照明控制器在控制灯具指示方向上大多数采用预案方式；其中，预案是指将灯具要指示的方向与火警点写成联动公式，即此火警点发生火警后联动公式中的灯具就指向固定的方向。

然而，上述方式在实际应用中却存在较大的问题，其问题在于：一、调试人员需要根据实际的火警点编写大量的灯具预案信息；二、在发生多个火警时灯具的指向会出现错误；三、火警应急时灯具指示方向的时间较长。

发明内容

本发明实施例所要解决的技术问题在于，提供一种自动规划最短疏散逃生路径的应急照明控制器及方法，通过智能自动规划最短路径功能来实现自动规划路径，达到正确指向及指向时间缩短的目的。

为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种自动规划最短疏散逃生路径的方法，所述方法包括以下步骤：

步骤S1、获取待搜寻区域以预定单位正方形面积划分出的多个单元格，并对每一个单元格进行标记；其中，当某一单元格上不存在实际障碍物时，则标记为0；反之，标记为1；

步骤S2、在所述待搜寻区域中，确定灯具及出口标志各自占有相应的单元格及位置，并计算出所述灯具至所述出口标志需要走过最少的单元格来得到最优路径；其中，所述灯具至所述出口标志需要走过最少的单元格是通过每一个单元格的实际移动价值及其估算价值相加所得的最短路径移动价值来确定的，具体步骤如下：

(1)构建待查列表和路径列表，并将所述灯具作为起点加入所述待查列表中；

(2)重复下述过程，直至所述出口标志加入所述待查列表或所述待查列表为空为止：

a、遍历所述待查列表，查找最短路径移动价值最小的节点，把该节点作为当前要处理的节点，并设置该节点邻接的八个方向单元之中水平和垂直方向的四个单元格的实际移动价值均为1，该节点邻接的八个方向单元之中对角方向的四个单元格的实际移动价值均为1.4，以及设置该节点邻接的八个方向单元格的估算价值均为该节点邻接的八个方向单元格各自与所述出口标志之间单元格的水平间隔数及垂直间隔数累加之和；

b、将该节点放入所述路径列表中；

c、对该节点邻接的八个方向单元格做如下处理：

若当前判断的某一个方向单元格的标记为1或在所述路径列表中，则忽略；

若当前判断的某一个方向单元格的标记为0且不在所述路径列表中，则继续检测出当前判断的某一个方向单元格不在所述待查列表中，把当前判断的某一个方向单元格加入所述待查列表，并把该节点设置为当前判断的某一个方向单元格的父节点，且进一步记录该节点的最短路径移动价值、实际移动价值及估算价值；或继续检测出当前判断的某一个方向单元格在所述待查列表中，并判断出该节点移动至当前判断的某一个方向单元格的实际移动价值为最小，则把该节点设置为当前判断的某一个方向单元格的父节点，且进一步重新计算当前判断的某一个方向单元格的最短路径移动价值和实际移动价值；

(3)判断出所述出口标志在所述待查列表中或所述待查列表为空，则将所述路径列表中的依序节点连接为最优路径；

步骤S3、将所得到的最优路径发送给所述灯具进行显示。

2、如权利要求1所述的自动规划最短疏散逃生路径的方法，其特征在于，所述预定单位正方形面积为1米*1米。

本发明实施例还提供了一种自动规划最短疏散逃生路径的应急照明控制器，包括：

搜寻及标记单元，用于获取待搜寻区域以预定单位正方形面积划分出的多个单元格，并对每一个单元格进行标记；其中，当某一单元格上不存在实际障碍物时，则标记为0；反之，标记为1；

最优路径确定单元，用于在所述待搜寻区域中，确定灯具及出口标志各自占有相应的单元格及位置，并计算出所述灯具至所述出口标志需要走过最少的单元格来得到最优路径；其中，所述灯具至所述出口标志需要走过最少的单元格是通过每一个单元格的实际移动价值及其估算价值相加所得的最短路径移动价值来确定的，具体步骤如下：

(1)构建待查列表和路径列表，并将所述灯具作为起点加入所述待查列表中；

(2)重复下述过程，直至所述出口标志加入所述待查列表或所述待查列表为空为止：

a、遍历所述待查列表，查找最短路径移动价值最小的节点，把该节点作为当前要处理的节点，并设置该节点邻接的八个方向单元之中水平和垂直方向的四个单元格的实际移动价值均为1，该节点邻接的八个方向单元之中对角方向的四个单元格的实际移动价值均为1.4，以及设置该节点邻接的八个方向单元格的估算价值均为该节点邻接的八个方向单元格各自与所述出口标志之间单元格的水平间隔数及垂直间隔数累加之和；

b、将该节点放入所述路径列表中；

c、对该节点邻接的八个方向单元格做如下处理：

若当前判断的某一个方向单元格的标记为1或在所述路径列表中，则忽略；

若当前判断的某一个方向单元格的标记为0且不在所述路径列表中，则继续检测出当前判断的某一个方向单元格不在所述待查列表中，把当前判断的某一个方向单元格加入所述待查列表，并把该节点设置为当前判断的某一个方向单元格的父节点，且进一步记录该节点的最短路径移动价值、实际移动价值及估算价值；或继续检测出当前判断的某一个方向单元格在所述待查列表中，并判断出该节点移动至当前判断的某一个方向单元格的实际移动价值为最小，则把该节点设置为当前判断的某一个方向单元格的父节点，且进一步重新计算当前判断的某一个方向单元格的最短路径移动价值和实际移动价值；

(3)判断出所述出口标志在所述待查列表中或所述待查列表为空，则将所述路径列表中的依序节点连接为最优路径；

发送单元，用于将所得到的最优路径发送给所述灯具进行显示。

其中，所述预定单位正方形面积为1米*1米。

其中，所述应急照明控制器通过二总线技术将所得到的最优路径发送给所述灯具进行显示。

实施本发明实施例，具有如下有益效果：

1、本发明无需调试人员编写大量的灯具预案信息，可以根据实际的路径自动规划出离安全出口最适合的路径；

2、本发明在发生多个火警时该系统可以在前期放生火警的情况下再次自动规划适合的路径，使灯具指示的方向合理不冲突；

3、本发明在火警应急时灯具指示方向的时间大大缩短；在特殊紧急情况下灯具的指示时间小于1秒；

4、本发明可用于工厂、学校、医院、商场、宾馆、剧院、展厅、办公楼等人员密集的场所，当发生火灾时提供安全有效的疏散路径，减少人员伤亡和财务损失。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，根据这些附图获得其他的附图仍属于本发明的范畴。

图1为本发明实施例提供的自动规划最短疏散逃生路径的方法的流程图；

图2为本发明实施例提供的自动规划最短疏散逃生路径的方法中待搜寻区域网格划分的应用场景图；

图3为本发明实施例提供的自动规划最短疏散逃生路径的方法中灯具邻接的八个方向格子的最短路径移动价值、实际移动价值及估算价值的应用场景图；

图4为本发明实施例提供的自动规划最短疏散逃生路径的方法中灯具下一路径指示的应用场景图；

图5为本发明实施例提供的自动规划最短疏散逃生路径的方法中灯具路径路由检查的应用场景图；

图6为图5中路由确定后的应用场景图；

图7为本发明实施例提供的自动规划最短疏散逃生路径的应急照明控制器的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。

如图1所示，为本发明实施例中，提出的一种自动规划最短疏散逃生路径的方法，所述方法包括以下步骤：

步骤S1、获取待搜寻区域以预定单位正方形面积划分出的多个单元格，并对每一个单元格进行标记；其中，当某一单元格上不存在实际障碍物时，则标记为0；反之，标记为1；

步骤S2、在所述待搜寻区域中，确定灯具及出口标志各自占有相应的单元格及位置，并计算出所述灯具至所述出口标志需要走过最少的单元格来得到最优路径；其中，所述灯具至所述出口标志需要走过最少的单元格是通过每一个单元格的实际移动价值及其估算价值相加所得的最短路径移动价值来确定的，具体步骤如下：

(1)构建待查列表和路径列表，并将所述灯具作为起点加入所述待查列表中；

(2)重复下述过程，直至所述出口标志加入所述待查列表或所述待查列表为空为止：

a、遍历所述待查列表，查找最短路径移动价值最小的节点，把该节点作为当前要处理的节点，并设置该节点邻接的八个方向单元之中水平和垂直方向的四个单元格的实际移动价值均为1，该节点邻接的八个方向单元之中对角方向的四个单元格的实际移动价值均为1.4，以及设置该节点邻接的八个方向单元格的估算价值均为该节点邻接的八个方向单元格各自与所述出口标志之间单元格的水平间隔数及垂直间隔数累加之和；

b、将该节点放入所述路径列表中；

c、对该节点邻接的八个方向单元格做如下处理：

若当前判断的某一个方向单元格的标记为1或在所述路径列表中，则忽略；

若当前判断的某一个方向单元格的标记为0且不在所述路径列表中，则继续检测出当前判断的某一个方向单元格不在所述待查列表中，把当前判断的某一个方向单元格加入所述待查列表，并把该节点设置为当前判断的某一个方向单元格的父节点，且进一步记录该节点的最短路径移动价值、实际移动价值及估算价值；或继续检测出当前判断的某一个方向单元格在所述待查列表中，并判断出该节点移动至当前判断的某一个方向单元格的实际移动价值为最小，则把该节点设置为当前判断的某一个方向单元格的父节点，且进一步重新计算当前判断的某一个方向单元格的最短路径移动价值和实际移动价值；

(3)判断出所述出口标志在所述待查列表中或所述待查列表为空，则将所述路径列表中的依序节点连接为最优路径；

步骤S3、将所得到的最优路径发送给所述灯具进行显示。

在本发明实施例中，预定单位正方形面积为1米*1米或者其它的正方形面积，可以根据实际环境进行具体设计。

如图2至图6所示，对本发明实施例中的一种自动规划最短疏散逃生路径的方法的应用场景做进一步说明：

把要搜寻的区域(如建筑平面)划分成1米*1米正方形的格子(如图2所示)，简化搜索区域为2维数组。标记好所有可走的通道(标记为0)和不能行走的遮挡物(标记为1)；其中，黑色格为障碍物不可通行。

通过计算出从灯具A到出口B需要走过哪些方格，就找到了路径。一旦路径找到了，即可从一个方格的中心移动到另一个方格的中心，直至到达目的地。路径确定后A的下一步方向即可确定，得出A处灯具的指示方向，通过两总线直接将指示命令发给A处的灯具上。其中，二总线技术即控制器到分配电使用标准的CAN协议，最大速率可达到1Mbit/秒的通信速率；分配电和灯具通信使用电源和通信综合的二总线技术，通信速率快、布线施工简单和成本较低。

寻找路径的原理通过每个格子的实际移动价值G、估算价值H(预计每个格子水平直线到达目标的距离S和垂直到达的距离L，这里可以通过间隔的方格数量来表示：即H＝S+L)的总和F，即最短路径移动的价值F＝G+H来确定，具体实现步骤如下：

首先，准备建立两个列表用来存储节点，即待查列表和路径列表。

其次，(1)把灯具A作为起点加入待查列表；(2)重复如下过程：

a.如图3所示，遍历待查列表，查找F值最小的节点，把它作为当前要处理的节点。每格的三个数字分别为：左下角实际移动价值G，设上下移动需要耗费为1，对角线移动为1.4(即根据勾股定理得斜边小于两边之和)；右下角为直线到达目标的值H(暂不考虑其它因素)；左上角的数字为F，F＝G+H。

b.把这个节点移到路径列表。

c.对当前方格的8个相邻方格(既可以移动的方向)的每一个方格进行处理：

如果它是不可抵达的或者它在路径列表中(如图4所示，虚线外框的格子为路径表)，忽略它。否则，做如下操作：

◆如果它不在待查列表中，把它加入待查列表并且把当前方格设置为它的父亲，记录该方格的F，G和H值。

◆如果它已经在待查列表中，检查这条路径(即经由当前方格到达它那里)是否更好，用G值作参考。更小的G值表示这是更好的路径。如果是这样，把它的父亲设置为当前方格，并重新计算它的G和F值(计算方法上面已经描述了)。如果你的待查列表是按F值排序的话，假如计算出来的F值发生了改变后你可能需要重新排序，如图5所示。

此时右下角的点已在待查表中，即从灯具A直接移动到右下角的距离更短。所以应该将路径修改为如图6所示。

d、出口标志在待查列表中或待查列表为空，停止。

◆把终点加入到了待查列表中，此时路径已经找到了，或者

◆查找终点失败，并且待查列表是空的，此时没有路径。

最后、保存路径。从终点开始，每个方格沿着父节点移动直至起点，这就是最短逃生的路径。

如图7所示，为本发明实施例中，提供的一种自动规划最短疏散逃生路径的应急照明控制器，包括：

搜寻及标记单元110，用于获取待搜寻区域以预定单位正方形面积划分出的多个单元格，并对每一个单元格进行标记；其中，当某一单元格上不存在实际障碍物时，则标记为0；反之，标记为1；

最优路径确定单元120，用于在所述待搜寻区域中，确定灯具及出口标志各自占有相应的单元格及位置，并计算出所述灯具至所述出口标志需要走过最少的单元格来得到最优路径；其中，所述灯具至所述出口标志需要走过最少的单元格是通过每一个单元格的实际移动价值及其估算价值相加所得的最短路径移动价值来确定的，具体步骤如下：

(1)构建待查列表和路径列表，并将所述灯具作为起点加入所述待查列表中；

(2)重复下述过程，直至所述出口标志加入所述待查列表或所述待查列表为空为止：

a、遍历所述待查列表，查找最短路径移动价值最小的节点，把该节点作为当前要处理的节点，并设置该节点邻接的八个方向单元之中水平和垂直方向的四个单元格的实际移动价值均为1，该节点邻接的八个方向单元之中对角方向的四个单元格的实际移动价值均为1.4，以及设置该节点邻接的八个方向单元格的估算价值均为该节点邻接的八个方向单元格各自与所述出口标志之间单元格的水平间隔数及垂直间隔数累加之和；

b、将该节点放入所述路径列表中；

c、对该节点邻接的八个方向单元格做如下处理：

若当前判断的某一个方向单元格的标记为1或在所述路径列表中，则忽略；

若当前判断的某一个方向单元格的标记为0且不在所述路径列表中，则继续检测出当前判断的某一个方向单元格不在所述待查列表中，把当前判断的某一个方向单元格加入所述待查列表，并把该节点设置为当前判断的某一个方向单元格的父节点，且进一步记录该节点的最短路径移动价值、实际移动价值及估算价值；或继续检测出当前判断的某一个方向单元格在所述待查列表中，并判断出该节点移动至当前判断的某一个方向单元格的实际移动价值为最小，则把该节点设置为当前判断的某一个方向单元格的父节点，且进一步重新计算当前判断的某一个方向单元格的最短路径移动价值和实际移动价值；

(3)判断出所述出口标志在所述待查列表中或所述待查列表为空，则将所述路径列表中的依序节点连接为最优路径；

发送单元130，用于将所得到的最优路径发送给所述灯具进行显示。

其中，所述预定单位正方形面积为1米*1米。

其中，所述应急照明控制器通过二总线技术将所得到的最优路径发送给所述灯具进行显示。

实施本发明实施例，具有如下有益效果：

1、本发明无需调试人员编写大量的灯具预案信息，可以根据实际的路径自动规划出离安全出口最适合的路径；

2、本发明在发生多个火警时该系统可以在前期放生火警的情况下再次自动规划适合的路径，使灯具指示的方向合理不冲突；

3、本发明在火警应急时灯具指示方向的时间大大缩短；在特殊紧急情况下灯具的指示时间小于1秒；

4、本发明可用于工厂、学校、医院、商场、宾馆、剧院、展厅、办公楼等人员密集的场所，当发生火灾时提供安全有效的疏散路径，减少人员伤亡和财务损失。

值得注意的是，上述系统实施例中，所包括的各个系统单元只是按照功能逻辑进行划分的，但并不局限于上述的划分，只要能够实现相应的功能即可；另外，各功能单元的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本发明的保护范围。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，所述的存储介质，如ROM/RAM、磁盘、光盘等。

以上所揭露的仅为本发明一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。