基于Flex无线传感技术的边坡位移监测研究

基于Flex无线智能传感器技术设计可用于岩土工程的位移监测系统。主要思路是以Flex传感器技术为基础,通过标定试验得出Flex传感器信号与传感器弯曲角度对应的关系;模拟边坡加载试验中采集的数据信号,推算出土体变形角度和位移变化量,从而实现对边坡位移的监测。由标定结果可知,在0°~60°的测量范围内Flex传感器信号与弯曲角度呈现出良好的线性关系,其分辨率可达到0.3°~0.4°。基于边坡加载模拟试验,对Flex传感器与位移传感器测量的结果进行比较,得到了监测结果与位移传感器监测结果吻合良好。试验结果表明Flex传感系统能够有效地对边坡加载情况进行实时监测,在预防边坡方面有着良好的应用价值和前景。     

光纤光栅位移传感器在边坡监测中的应用研究

针对传统的边坡监测不能依据边坡工程实际实时动态地掌握边坡发展、变形、破坏过程的问题,提出将光纤光栅位移传感器布设在露天矿工程潜在滑动面上对位移数据进行精确采集并预警的方法。该方法根据得到的位移数据掌握边坡变形破坏过程,然后依据边坡发展变化规律判别滑坡的临滑时刻,从而作出及时准确的预警。试验结果表明,将光纤光栅位移传感器应用在边坡监测中能够得到动态的位移监测曲线,同时依此作出的预警十分准确有效。     

光纤光栅位移传感器在边坡监测中的应用研究

针对传统的边坡监测不能依据边坡工程实际实时动态地掌握边坡发展、变形、破坏过程的问题,提出将光纤光栅位移传感器布设在露天矿工程潜在滑动面上对位移数据进行精确采集并预警的方法。该方法根据得到的位移数据掌握边坡变形破坏过程,然后依据边坡发展变化规律判别滑坡的临滑时刻,从而作出及时准确的预警。试验结果表明,将光纤光栅位移传感器应用在边坡监测中能够得到动态的位移监测曲线,同时依此作出的预警十分准确有效。     

基于多传感器融合的四旋翼飞行器姿态监控

设计了一种基于多传感器融合的四旋翼飞行器姿态监控系统.在有限的单片机计算资源下,通过卡尔曼滤波,对陀螺仪、加速度计和磁强计的测量数据进行数据融合,解算出姿态信息.减小了因电机引起的振动、低成本微机电系统(MEMS)传感器误差较大等因素对姿态信息解算时造成的干扰.通过无线将姿态信息传输至上位机,以民航客机中的主飞行显示器(PFD)形式,对飞行参数进行直观的图形化显示,实现了对四旋翼飞行器的姿态进行监控.     

路堑边坡施工期多参数远程监测预警系统应用

山区高速公路路堑边坡在开挖过程中极可能发生坡体滑动、坍塌,甚至小规模崩塌现象,开发一种路堑边坡施工期多参数远程监测预警系统,保障工程施工期间施工方和当地群众的人身、财产安全显得极为重要。运用多种传感器技术实时地获取施工期间边坡倾斜度、位移和降雨量的变化情况,结合通用分组无线业务(GPRS)和手机短信服务(SMS)技术通过无线方式与上位机进行通信,建立被监测对象各类信息变化的数据库和网络发布平台,同时利用客户端管理软件对危险信息进行预警。通过在毕威高速公路的安装运行,系统成功地在施工期进行了监测预警,避免了不必要的人员伤亡和财产损失。     

基于嵌入式技术和4G无线网络的公路边坡灾害监测系统设计

利用姿态角度传感器可以监测公路边坡、山体等可能会发生的塌方、滑坡、泥石流等自然灾害,也可以用来监测边坡变形。提出基于嵌入式技术、4G无线网络和三维姿态角度传感器的公路边坡监测传感系统与设计,作为边坡发生自然灾害而导致变形时的有力数据支持。设计并构建了一套完整的公路边坡监测系统,主要包括STM32单片机最小系统、姿态角度传感器、4G无线网络,锂亚电池供电等部分。为了满足系统低功耗要求,供电电池可以持续工作一年以上,利用传感器定时采集边坡角度信息,通过单片机与4G无线网络将采集到的信息进行解算,输出当前设备X、Y、Z轴的姿态角度,定时上传至阿里云服务器,通过上位机UI显示设计,可以将角度信息与电池电量准确无误地呈现出来,并对边坡稳态做出判断,完成实验对整个系统进行可行性验证。旨在利用物联网技术实现公路边坡全天侯无人监测以及远距离数据传输功能,从而保证公路的稳定通行。     

土体微位移精准监测研究

基于光纤光栅传感器制备了一种测量土体内部微变形的位移传感器,该传感器主要包括光纤光栅、PVC(Polyvinyl chloride)管和光纤锚固板.标定试验发现,微位移传感器的最小分辨率为0.0083 mm,灵敏度为0.12 nm/mm,可测量的最大位移为7.58 mm.通过边坡模型试验与有限元模拟计算对比研究发现,有...     

示教机械臂姿态解算改进方法仿真研究

在示教机械臂姿态解算精度优化的研究中,针对使用单组传感器进行数据融合,姿态解算的传统方法中存在的精度低,稳定性差的问题,设计了一种组合MEMS传感器的姿态解算方法。将六组传感器安装于载体坐标系三个轴上,分别测量两组传感器数据。以传感器量测数据与四元数估计数据的向量积代替姿态角误差作为互补滤波器的输入量,分别利用模糊控制器和PI控制器,根据互补滤波原理调节陀螺仪输出量。通过拓展卡尔曼滤波器进行姿态估计,得到更精确的四元数,进而转化为姿态角。仿真结果表明,在静态和动态情况下,多组传感器组合调节后的姿态角数据相比单组传感器PI调节在姿态角精度和系统稳定性上有进一步提高。     

基于MEMS传感器的海浪特征参数的提取

针对波浪能发电过程中需要实时得到海浪频率、幅值等特征参数的问题,利用STM32F4系列高性能单片机、MEMS运动传感器和GPRS无线传输技术,设计了一种实时的远程海浪特征参数监测系统。重点描述了监测终端的硬件结构和MEMS运动数据的姿态整合,并通过时频域分析算法实现海浪特征参数的提取。通过实际应用验证了该方法的有效性。     

Flex土体大位移监测传感器研究

基于Flex技术制备了一种大位移传感器,可用于土体内部大位移的实时监测,研究中的Flex大位移传感器,具有体积小、耐腐蚀、成本低、线性度好、量程大等优点.Flex大位移传感器主要由Flex传感器和铰链弯曲结构组成.通过标定试验可知,在0～60°的测量范围内Flex大位移传感器信号与弯曲角度呈现良好的线性关系,其分辨率可达到0.5°～0.7°.在室内模型箱试验中,对Flex位移传感器与灵敏度较高的FBG(fiber Bragg grating)位移传感器测量结果进行比较,得到的数据结果吻合良好,验证了Flex大位移传感器的可靠性.     

一种基于磁传感器定位技术的滑坡监测方法

滑坡监测是防范地质灾害的重要技术手段,针对滑坡深部位移监测问题,提出了一种基于磁传感器的滑坡位移监测方法。该方法以磁传感器姿态测量为基础,通过测量的三分量磁感应强度值解算出磁传感器的空间姿态,再根据姿态角计算出磁传感器的水平位移,并通过实验验证了该方案的可行性。将磁传感器安装在无磁转台上按照预定的角度和旋转顺序依次旋转,取整数作为验证点将解算姿态角与实际姿态角进行对比,验证了该方法的姿态角精度和水平位移精度。最后,分析了该方法存在误差的原因。     

一种无线动态位移在线监测系统的研究与设计

研究设计了一种动态位移在线监测系统,可以测量物体的某个表面或某点相对于参考表面或参考点之间的距离或位置的变化,广泛应用于物体容积形变、橡胶生产中橡胶厚度以及容积表面形变等的在线监控.位移传感器由安装伸缩尺的位移探测单元、信息处理单元、无线传输单元、电源管理单元及面板控制单元组成.伸缩尺内部有弹簧,当尺头接触被测物时,尺子由于弹簧弹力缩进,当尺头离开被测物时,尺子自动伸长.信息处理单元是将尺子的伸缩信息转换成数字信息,然后通过面板显示出来,亦可通过无线传输模块将数据发送到远程监控主机.本系统的研究与设计为相关应用提供了一种新型动态位移测量的方法和设备,具有重要的经济及社会价值.     

基于多传感器的智能车辆姿态解算方法

针对智能车辆主动环境感知的需求,提出了一种采用三轴加速度计、三轴磁强计和三轴陀螺仪组合进行车辆姿态解算的方法.首先以旋转矢量法为陀螺仪的车辆姿态解算方法,作为扩展卡尔曼滤波的状态方程,用于车辆姿态的预测;其次以高斯牛顿法为加速度计和磁强计的车辆姿态解算方法,作为扩展卡尔曼滤波的观测方程,用于车辆姿态校正;然后在此基础上构建扩展卡尔曼滤波传播方程,采用扩展卡尔曼滤波进行多传感器信息融合,得到车辆的姿态解算结果;最后通过构建实车测试环境对解算方法有效性进行验证.实验结果表明,通过基于多传感器的车辆姿态解算方法解算得到的车辆姿态角稳定、准确,能够满足智能车辆行为参数估计的实际需求.     

基于北斗定位技术的铁路边坡监测应用研究

将北斗高精度定位技术应用于铁路设施监测中,通过测量基准站和监测点之间的相对定位,结合位移信息进行解算,剔除环境影响误差,得到毫米级的位移信息,由监测平台分析形成结构物的形变曲线和相关指标,提供实时查询和参考依据,还可对超限数据发出预警,便于及时合理应对。结合试验项目,实现了对铁路边坡的全天候、自动化监测,满足铁路运维的实际需求,为类似工程提供参考。     

浅评变栅距光栅位移传感器几种位移解算方案

本文针对提高变栅距光栅位移传感器动态响应的问题,提出了传感器几种位移解算方案,并从解算时间、影响解算精度的主要因素等方面进行了分析.通过计算与对比,最终确定以综合回归法作为在传感器工作中的应用方案,并对综合回归法的参数进行了优化.     

基于无线传感网络和GSM／GPRS的公路边坡监测系统

本系统可对存在地质灾害威胁的公路边坡进行综合监测，可全天候、实时、自动、远程测量边坡的位移、地下水位、降雨量、土壤含水率、公路地下应力等边坡地质灾害预报、预警的重要参数。目前已在杭金高速公路安装使用，在该边坡使用的系统由12台地表位移监测仪、4台地下水位监测仪、1台降雨量监测仪构成无线传感网络，测得的地表位移、地下水位、降雨量信号以GSM或GPRS发向在杭州市（可在手机信号可接收地或可上Internet网处）的监测信号接收点，     

一种姿态测量系统的FPGA和DSP设计与实现

为了实现对某弹载系统的姿态测量,提出一种基于FPGA+DSP的姿态测量系统的设计.系统采用FPGA作为逻辑控制核心,完成对MEMS传感器输出的陀螺加表数据的采集,并通过EMIF接口完成与DSP的数据通信.DSP完成对姿态信息的解算,并由FPGA通过RS422接口将更新后的姿态信息上传至上位机.系统选用地理坐标系作为导航...     

基于多维度变形测量装置的边坡稳定性监测

针对目前频繁出现的高陡边坡及现阶段采用的传统边坡稳定性监测方法缺陷的现状,提出采用基于连续测斜原理、传感器节点之间可自由弯曲的多维度变形测量装置监测边坡稳定性的新方法。以某库区边坡为工程背景,根据前期地质勘测资料,在监测点处安装长度为68.0 m的多维度变形测量装置,并对监测数据进行分析。监测结果表明:监测点孔深36.8 m位置处存在一个地质滑移面,滑坡体厚度为36.8 m;滑坡体的最大位移方向为滑坡体的临空面,且滑坡倾向与临江的流向基本呈80°的夹角;观测期内滑坡体的位移变化基本可以分为8月中旬至9月底的位移急速增长期,以及10月初至22日的位移缓慢增长期2个阶段,但各阶段位移基本呈线性增长。与传统监测设备相比,多维度变形测量装置可以确定滑坡体滑移面的准确位置,还可用于滑坡体的长期监测,但其结构需进一步优化。     

采动边坡稳定性远程在线监测预警系统

针对现有矿山边坡监测方法存在监测周期长、监测精度较低、无法实现实时及自动化监测等缺陷,设计了采动边坡稳定性远程在线监测预警系统,详细介绍了系统的设计原则和结构组成。该系统可实时监测采动过程中岩质边坡位移场的变化状态,并通过无线网络将实时监测数据传送至监控主机,实现了监测数据的可视化。该系统设有预警功能,可根据需要设置预警阈值,当坡体位移超过预警阈值时,系统自动报警。实际应用证明了该系统的可靠性。     

基于多传感器融合的体育运动姿态信息监测系统

由于传统信息监测系统在体育运动姿态信息监测应用中的监测效果不佳,因此提出基于多传感器融合的体育运动姿态信息监测系统。首先,利用多传感器融合理论构建系统架构,并采用列阵方式将角速度传感器和惯性传感器融合;其次,构建传感器部署模型、融合模型、分配模型,实现对姿态信息的采集;最后,采用小波技术对信息进行降噪处理,并进行对比实验。实验结果表明,设计系统的召回率在90%以上,最长响应时间为0.51s,在体育运动姿态信息监测方面拥有广阔的应用前景。