[發(fā)明專利]基于慣性測量技術的無人式滑坡橫向變形監(jiān)測系統(tǒng)及方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110338044.5
• 申請日: 2021-03-30
• 公開（公告）號: CN113175912B
• 公開（公告）日: 2022-05-24
• 發(fā)明（設計）人: 張永權;唐輝明;張俊榮;路桂英;李長冬;王倩蕓;林成遠
• 申請（專利權）人: 中國地質大學（武漢）
• 主分類號: G01B21/32
• 分類號: G01B21/32;G01S19/14;G01C21/16;G08C17/02
• 代理公司: 武漢知產(chǎn)時代知識產(chǎn)權代理有限公司 42238
• 代理人: 王佩

1.一種基于慣性測量技術的無人式滑坡橫向變形監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，包括：

變形耦合管道，布設于滑坡體內，且位于滑動面上方；

無人式軌跡儀，放置于所述變形耦合管道內，所述無人式軌跡儀上設有電連接的電池、多個電機輪、慣性傳感器和單片機，所述電機輪用于與所述變形耦合管道內側壁相抵，所述電機輪通電時，所述單片機控制所述電機輪轉動，帶動所述無人式軌跡儀在所述變形耦合管道內來回移動；所述無人式軌跡儀在移動過程中，所述單片機控制所述慣性傳感器測量所述變形耦合管道的形狀；

兩個監(jiān)測墩，分別與所述變形耦合管道兩端固定連接，所述監(jiān)測墩上設有GPS設備和通訊設備，所述GPS設備用于實時獲取所述監(jiān)測墩的位置，所述通訊設備與所述單片機通訊連接，所述單片機獲取所述變形耦合管道的形狀并發(fā)送至所述通訊設備，所述通訊設備用于將所述變形耦合管道的形狀上傳網(wǎng)絡或移動終端。

2.如權利要求1所述的基于慣性測量技術的無人式滑坡橫向變形監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述監(jiān)測墩上設有太陽能電池，所述變形耦合管道上纏繞有無線電源發(fā)射線圈，所述太陽能電池與所述無線電源發(fā)射線圈電連接，所述無人式軌跡儀上纏繞有無線耦合線圈，所述無線電源發(fā)射線圈和所述無線耦合線圈無線耦合，所述電池與所述無線耦合線圈電連接。

3.如權利要求1所述的基于慣性測量技術的無人式滑坡橫向變形監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述變形耦合管道上設有NFC第一終端，所述無人式軌跡儀上設有NFC第二終端，所述NFC第一終端和所述NFC第二終端通訊連接，所述NFC第一終端與所述通訊設備電連接，所述NFC第二終端與所述單片機電連接。

4.如權利要求1所述的基于慣性測量技術的無人式滑坡橫向變形監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述無人式軌跡儀包括呈中空設置的腔體，所述慣性傳感器和所述單片機固定于所述腔體內。

5.如權利要求4所述的基于慣性測量技術的無人式滑坡橫向變形監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述無人式軌跡儀還包括兩個連接桿和多個支撐連桿，兩個所述連接桿均沿所述變形耦合管道的延伸方向延伸，分別固定于所述腔體兩端，所述連接桿上分別連接有多個所述支撐連桿，所述支撐連桿一端與所述腔體端部固定連接，另一端與所述連接桿遠離所述腔體的一端連接，各所述支撐連桿上固定有所述電機輪。

6.如權利要求5所述的基于慣性測量技術的無人式滑坡橫向變形監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述支撐連桿另一端滑動安裝于所述連接桿上，所述支撐連桿另一端與所述連接桿遠離所述腔體的一端之間連接有彈簧。

7.如權利要求1所述的基于慣性測量技術的無人式滑坡橫向變形監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，兩個所述監(jiān)測墩固定于穩(wěn)固地表上。

8.如權利要求1所述的基于慣性測量技術的無人式滑坡橫向變形監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，其中一所述監(jiān)測墩固定于穩(wěn)固地表上，另一所述監(jiān)測墩固定于所述滑坡體上。

9.如權利要求1所述的基于慣性測量技術的無人式滑坡橫向變形監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，兩個所述監(jiān)測墩固定于所述滑坡體上。

10.一種監(jiān)測方法，其特征在于，基于如權利要求1至9任意一項所述的基于慣性測量技術的無人式滑坡橫向變形監(jiān)測系統(tǒng)，包括以下步驟：

S1基于前期地質勘查資料，確定滑坡體初始測線的位置；

S2沿著初始測線方向將變形耦合管道布設于滑坡體內，將無人式軌跡儀放置于變形耦合管道一端；

S3在變形耦合管道兩側建造監(jiān)測墩，變形耦合管道兩端與監(jiān)測墩固定連接；

S4電機輪轉動帶動無人式軌跡儀在變形耦合管道內來回移動，單片機對慣性傳感器和電機輪進行控制，從而對所布設的變形耦合管道進行定期測量，通過GPS設備定位和慣性傳感器獲取變形耦合管道的形狀，得到變形耦合管道的變形測線，將變形耦合管道的初始測線視為位移零點，在后續(xù)監(jiān)測過程中，把每次測量的變形測線曲線減去初始測線曲線即可獲得滑坡體沿測線方向的位移分布曲線。