基于MEMS惯性传感器融合的水田激光平地机水平控制系统 被引量：53

1

作者 赵祚喜 罗锡文 +4 位作者 李庆 陈斌 田欣 胡炼 黎永健 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第6期119-124,共6页

激光平地技术是农业生产中一项重要的节本增效措施,为了使激光平地机在水田中作业时平地铲保持水平,设计了一种低成本的水田激光平地机水平控制系统,采用MEMS陀螺仪与加速度计通过信息融合测定平地铲实时倾角,通过脉冲宽度调节普通电磁... 激光平地技术是农业生产中一项重要的节本增效措施,为了使激光平地机在水田中作业时平地铲保持水平,设计了一种低成本的水田激光平地机水平控制系统,采用MEMS陀螺仪与加速度计通过信息融合测定平地铲实时倾角,通过脉冲宽度调节普通电磁阀实现平地铲水平控制。文章分析了控制系统的构成,传感器的工作原理与安装方法,阐述了两种传感器融合测量实时倾角的方法。采用了基于ARM7内核的微处理器设计了水平控制系统硬件,并给出了软件实现流程。采用AHRS(姿态航向参考系统)对系统性能进行了实验室测试与田间试验验证,测试结果表明,该水平控制系统能在动态条件下准确地测定平地铲实时倾角,可以较好地实现平地铲水平控制。 展开更多

关键词 水田激光平地机 水平控制 mems惯性传感器 传感器融合 ARM

下载PDF 职称材料

一种基于MEMS惯性传感器的手势识别方法 被引量：25

2

作者 肖茜 杨平 徐立波 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2013年第5期611-615,共5页

随着手机等移动电子设备的发展,应用于嵌入式平台的基于MEMS惯性传感器的手势识别成为一个研究热点。提出了一种简单有效的手势识别方法:通过分析手势的运动学特征,在线实时提取手势的加速度和角速度信号特征量,截取手势信号段,利用决... 随着手机等移动电子设备的发展,应用于嵌入式平台的基于MEMS惯性传感器的手势识别成为一个研究热点。提出了一种简单有效的手势识别方法:通过分析手势的运动学特征,在线实时提取手势的加速度和角速度信号特征量,截取手势信号段,利用决策树分类器进行预分类,根据手势信号的变化规律实时识别具体的手势。该方法在20位实验者中获得了96%的平均准确率,手势识别时间小于0.01 s。实验结果表明该算法在嵌入式平台下能快速准确地识别手势,满足了实时人机交互的要求。 展开更多

关键词 手势识别 人机交互 特征提取 微惯性传感器

下载PDF 职称材料

基于MEMS惯性传感器的行人航位推算系统 被引量：16

3

作者 李金凤 王庆辉 +2 位作者 刘晓梅 曹顺 张慕远 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2014年第12期85-87,90,共4页

提出一种基于低成本MEMS自包含传感器,能自主完成数据采集、数据处理的行人航位推算(PDR)系统。硬件平台集成三轴加速度计、三轴陀螺仪、三轴数字罗盘及气压计,不需任何额外设施。通过自包含传感器测量行人行走的步长、方位及高度,实现... 提出一种基于低成本MEMS自包含传感器,能自主完成数据采集、数据处理的行人航位推算(PDR)系统。硬件平台集成三轴加速度计、三轴陀螺仪、三轴数字罗盘及气压计,不需任何额外设施。通过自包含传感器测量行人行走的步长、方位及高度,实现行人室内、外三维定位。采用加速度信号实现跨步探测和步长估计。利用互补滤波器融合加速度计、陀螺仪和数字罗盘数据,矫正陀螺仪的测量误差和磁场干扰对数字罗盘的影响,提高行人行走的方位精度。测试结果表明:系统的定位误差低于行进距离的4%,满足行人定位要求。验证了系统的有效性和可靠性。 展开更多

关键词 互补滤波器 mems惯性传感器 行人航位推算 室内定位

下载PDF 职称材料

MEMS惯性传感器随机误差分析与去噪研究 被引量：11

4

作者 孙淑光 王天游 +1 位作者 程鹏 贾昌磊 《计算机测量与控制》 2016年第3期291-295,共5页

针对MEMS传感器中存在的误差,采用Allan方差法分析法分析其存在的误差类型,并通过改进小波阈值函数、调整分解尺度观察存在的误差项在去噪前后的变化,探究各误差项与阈值函数、分解尺度之间存在的关系,从而有针对性地对MEMS惯性传感器... 针对MEMS传感器中存在的误差,采用Allan方差法分析法分析其存在的误差类型,并通过改进小波阈值函数、调整分解尺度观察存在的误差项在去噪前后的变化,探究各误差项与阈值函数、分解尺度之间存在的关系,从而有针对性地对MEMS惯性传感器中存在的特定随机误差进行降噪;结果表明:几类改进阈值函数对角(速)度随机游走的抑制效果与软、硬阈值函数无明显差异,效果并不理想;不同的尺度分解可以去除不同的误差项,从而提高MEMS传感器精度。 展开更多

关键词 mems惯性传感器 随机误差 ALLAN方差 小波阈值去噪

下载PDF 职称材料

基于背景差法的篮球投篮轨迹自动捕捉方法研究 被引量：10

5

作者 宋香君 《自动化与仪器仪表》 2020年第7期42-45,共4页

针对原有篮球投篮轨迹捕反义捉方法数据聚类效果较差的问题,设计基于背景差法的篮球投篮轨迹自动捕捉方法。通过传感器对比结果选定惯性传感器,设计轨迹捕捉器并构建相应的轨迹捕捉网络构架。在运动员小臂处与篮筐篮板入放置捕捉器获取... 针对原有篮球投篮轨迹捕反义捉方法数据聚类效果较差的问题,设计基于背景差法的篮球投篮轨迹自动捕捉方法。通过传感器对比结果选定惯性传感器,设计轨迹捕捉器并构建相应的轨迹捕捉网络构架。在运动员小臂处与篮筐篮板入放置捕捉器获取投篮动作数据并对其去噪处理。使用背景差法中的多高斯模型构建投篮轨迹模型。对模型内数据点进行聚类处理,剥离背景数据获取轨迹数据,最后完成轨迹数据的聚类捕捉。至此,基于背景差法的篮球投篮轨迹自动捕捉方法完成。构建对比实验,与原有方法相比,此方法对数据点的聚类效果更佳,原有方法聚类效果较为松散易造成数据缺失,轨迹捕捉精度较低。因而,此方法的轨迹捕捉效果更为优越。 展开更多

关键词 背景差法 动作捕捉 mems惯性传感器 轨迹追踪

原文传递

MEMS惯性传感器的三轴转台实验研究 被引量：9

6

作者 谭志斌 赵祚喜 +2 位作者 张霖 俞龙 孙道宗 《电子测量技术》 2012年第4期110-115,共6页

MEMS惯性传感器在导航等应用中要建立准确的输出模型,为此需要对传感器进行性能参数测试。介绍搭建的SGT320E三轴转台惯性传感器实验平台;对MEMS惯性传感器ADIS16300内置的单轴陀螺仪进行两位置静态试验和速率传递动态试验,对三轴加速... MEMS惯性传感器在导航等应用中要建立准确的输出模型,为此需要对传感器进行性能参数测试。介绍搭建的SGT320E三轴转台惯性传感器实验平台;对MEMS惯性传感器ADIS16300内置的单轴陀螺仪进行两位置静态试验和速率传递动态试验,对三轴加速度计进行六位置测试。采用MATLAB对三轴转台和ADIS16300进行数据读取、实时绘图和数据处理。所测得参数与数据手册对照基本一致,表明该传感器各项性能良好,根据测试结果对陀螺仪及加速度计分别建立简单的误差模型。 展开更多

关键词 三轴转台 mems惯性传感器 误差补偿 ADIS16300

下载PDF 职称材料

基于MEMS惯性传感器的高精度步长估计算法（英文） 被引量：9

7

作者 路永乐 陈永炜 +3 位作者 邸克 郭俊启 余跃 刘宇 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2018年第2期167-172,共6页

针对传统计步算法精度低适用性不高的问题,提出了一种基于MEMS足部定位模块的高精度自适应步长估计算法。首先通过分析行人步态的周期特征,精确地判断每个步态周期中单脚离地和落地的时间差值,采用零速更新法结合时间阈值、加速度阈值... 针对传统计步算法精度低适用性不高的问题,提出了一种基于MEMS足部定位模块的高精度自适应步长估计算法。首先通过分析行人步态的周期特征,精确地判断每个步态周期中单脚离地和落地的时间差值,采用零速更新法结合时间阈值、加速度阈值和加速度方差阈值进行步态检测;然后对转换后地理坐标系下传感器信号进行双重积分,计算出行人每一步的空间轨迹,无需进行前期步长数据采集或者生物模型参数提取,即可实现对行人步长的精确估计。在AHRS_box惯性传感器模块上进行了实验,结果表明该算法估计得出的步长和行走距离误差均小于2.5%,证实了该算法的有效性。 展开更多

关键词 行人导航系统 步长 步态 零速更新 mems惯性传感器

下载PDF 职称材料

基于Kalman滤波的田间导航车辆定位校正方法研究 被引量：8

8

作者 黎永键 赵祚喜 《农业装备与车辆工程》 2011年第9期3-9,共7页

以装载了RTK-DGPS导航系统的KUBOTASPU-68水田插秧机为试验平台,以姿态测量系统提供载体姿态信息,研究农业机械导航的姿态校正方法。在分析车载GPS倾斜误差产生原因基础上,提出了采用多传感器联合测量载体姿态角以提供校正信息。采用MEM... 以装载了RTK-DGPS导航系统的KUBOTASPU-68水田插秧机为试验平台,以姿态测量系统提供载体姿态信息,研究农业机械导航的姿态校正方法。在分析车载GPS倾斜误差产生原因基础上,提出了采用多传感器联合测量载体姿态角以提供校正信息。采用MEMS传感器集成模块ADIS16355作为惯性测量单元,卡尔曼滤波实现传感器信息融合以计算姿态角,设计了姿态测量系统。阐述了两种传感器融合测量实时姿态角的算法,基于ARM7Cotex-M3微处理器设计了姿态测量系统硬件。 展开更多

关键词 定位校正 mems惯性传感器 KALMAN滤波 传感器融合

下载PDF 职称材料

一种基于MEMS传感器的无人飞艇航姿测量系统 被引量：8

9

作者 胡少兴 刘东昌 +1 位作者 张爱武 朱煜坤 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2014年第3期58-61,65,共5页

提出了一种基于微机电系统(MEMS)惯性传感器的航姿测量系统。分析了一些传统姿态解算算法融合过程中的不足,提出一种高效的融合算法,利用梯度法将加速度计和磁力计对地球重力场和磁场矢量的观测量去修正陀螺给出的姿态信息。针对实际测... 提出了一种基于微机电系统(MEMS)惯性传感器的航姿测量系统。分析了一些传统姿态解算算法融合过程中的不足,提出一种高效的融合算法,利用梯度法将加速度计和磁力计对地球重力场和磁场矢量的观测量去修正陀螺给出的姿态信息。针对实际测量系统中振动对姿态的干扰问题,提出切比雪夫II型低通数字滤波器进行传感器数据预处理,并结合运动状态修正融合算法从而进一步抑制振动。通过实验表明:该系统的算法具有较低的计算负荷,能有效地估计出姿态,抑制振动有害加速度对姿态估计的影响,测量动态误差小于2°,静态误差小于0.8°。 展开更多

关键词 mems惯性传感器 姿态测量 切比雪夫滤波器 梯度法 飞艇

下载PDF 职称材料

基于低成本磁场和MEMS惯性传感器的姿态测定系统(英文) 被引量：8

10

作者 杨克虎 史英桂 +2 位作者 姬靖 郭建军 郁文生 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 2008年第5期556-562,共7页

在机器人、小型无人自主飞行器等严格限制成本、体积、功耗的应用场合,一套合适的姿态测定系统显的尤为重要。为此,提出了一种低成本的实时姿态决定系统,该系统由传感器模块和数字信号处理器(DSP)组成。传感器模块由一个三轴的磁罗盘和... 在机器人、小型无人自主飞行器等严格限制成本、体积、功耗的应用场合,一套合适的姿态测定系统显的尤为重要。为此,提出了一种低成本的实时姿态决定系统,该系统由传感器模块和数字信号处理器(DSP)组成。传感器模块由一个三轴的磁罗盘和一个基于MEMS技术的惯性测量单元构成,文中对系统的软硬件设计进行了详细的论述。在此嵌入式平台上面,开发了一套基于四元数和扩展卡尔曼滤波的姿态估计算法,对算法的原理进行了详细介绍。最后给出的实验结果显示此系统具有相当高的性能,姿态角误差的方差在0.02°以下。 展开更多

关键词 姿态估计 四元数 卡尔曼滤波 mems惯性传感器

下载PDF 职称材料

基于MEMS/地磁的无人机航姿自适应估计算法 被引量：8

11

作者 孙永林 姜鑫 《传感器与微系统》 CSCD 2020年第11期122-125,共4页

针对无人机在航姿模式下飞行时,常遇到大的机动飞行和磁干扰等情况,航姿模式的姿态角误差会出现比较大的波动的问题,设计了基于惯性测量单位(IMU)和磁力计的四元数扩展卡尔曼滤波自适应算法。将加速度计和磁力计的量测更新分离,根据磁... 针对无人机在航姿模式下飞行时,常遇到大的机动飞行和磁干扰等情况,航姿模式的姿态角误差会出现比较大的波动的问题,设计了基于惯性测量单位(IMU)和磁力计的四元数扩展卡尔曼滤波自适应算法。将加速度计和磁力计的量测更新分离,根据磁力计的测量精度实时调整融合策略。同时引入残差信息来自适应调节导航参数,提高航姿参考系统(AHRS)性能。通过对实际飞行数据的仿真分析表明:该方法可有效提高姿态精度,确保小型无人机在各种情况下飞行的稳定性。 展开更多

关键词 微机电系统(mems)惯性传感器 航姿参考系统(AHRS) 扩展卡尔曼滤波 自适应滤波器 无人机

下载PDF 职称材料

基于STM32和LIS3DSH的高精度计步器设计 被引量：7

12

作者 卢文 陈慈发 《单片机与嵌入式系统应用》 2016年第3期70-73,共4页

设计了一种基于STM32和LIS3DSH的高精度计步器。为了提高计步器的准确性,充分利用加速度传感器输出的三轴加速度信号,经数据预处理,采用动态阈值和峰值检测的改进算法。根据人体运动特征检测人体运动时加速度的变化,实现准确计步,并具... 设计了一种基于STM32和LIS3DSH的高精度计步器。为了提高计步器的准确性,充分利用加速度传感器输出的三轴加速度信号,经数据预处理,采用动态阈值和峰值检测的改进算法。根据人体运动特征检测人体运动时加速度的变化,实现准确计步,并具备数据传输功能。实验结果表明,该计步器具有体积小、功耗低、精度高的特点。 展开更多

关键词 mems惯性传感器 三轴加速度传感器 计步器 误检率

下载PDF 职称材料

微惯性测量单元设计及其误差补偿模型的研究 被引量：5

13

作者 王亚凯 周军 于晓洲 《测控技术》 CSCD 北大核心 2009年第1期5-8,共4页

针对微惯性测量单元(MIMU)小体积、低功耗、低成本、高实时性的应用需求,设计了一种基于ARM和MEMS惯性器件的MIMU系统,并根据实验中得到的惯性器件的误差特性建立了一种惯性器件误差补偿模型,然后在硬件系统上进行了实验验证。利用该模... 针对微惯性测量单元(MIMU)小体积、低功耗、低成本、高实时性的应用需求,设计了一种基于ARM和MEMS惯性器件的MIMU系统,并根据实验中得到的惯性器件的误差特性建立了一种惯性器件误差补偿模型,然后在硬件系统上进行了实验验证。利用该模型对惯性器件测量结果进行修正,可以有效抑制误差,提高MIMU的测量精度。整个系统能满足使用精度要求。 展开更多

关键词 mems惯性器件 ARM 微惯性测量单元(MIMU) 误差补偿模型

下载PDF 职称材料

可穿戴手势识别控制器 被引量：7

14

作者 徐军 刘春花 +1 位作者 孟月霞 马静 《电子技术应用》 北大核心 2016年第7期68-71,75,共5页

随着可穿戴电子设备的发展,基于手势识别的人机交互技术已经成为研究热点。为减小可穿戴设备的体积和优化手势识别算法,提出了一种具有手势识别功能手指可穿戴控制器的设计方案。控制器由集成陀螺仪和加速度计的MEMS惯性传感器、Wi Fi... 随着可穿戴电子设备的发展,基于手势识别的人机交互技术已经成为研究热点。为减小可穿戴设备的体积和优化手势识别算法,提出了一种具有手势识别功能手指可穿戴控制器的设计方案。控制器由集成陀螺仪和加速度计的MEMS惯性传感器、Wi Fi无线通信模块和嵌入式微处理器组成。通过Wi Fi无线通信协议将手势运动姿态数据传送到计算机,提取出6类手势运动特征量,通过决策树分类器对其进行分类处理,结合姿态角对手势进行识别,无需模板匹配。通过对20位实验者测试的数据表明,平均手势识别准确率为97%,无需对测试者进行手势预训练。 展开更多

关键词 手势识别 特征提取 可穿戴控制器 微惯性传感器

下载PDF 职称材料

MEMS惯性传感器融合的水平姿态解算方法 被引量：6

15

作者 黎永键 赵祚喜 高俊文 《南京师范大学学报（工程技术版）》 CAS 2015年第2期20-26,共7页

为获取惯性导航系统的姿态信息,针对MEMS惯性测量单元,设计了基于多传感器信息融合的水平姿态解算方案.在此基础上,提出了一种基于卡尔曼滤波的解决方案:利用陀螺仪测得的角速度更新前一步的姿态角,利用加速度计对重力矢量的观测修正陀... 为获取惯性导航系统的姿态信息,针对MEMS惯性测量单元,设计了基于多传感器信息融合的水平姿态解算方案.在此基础上,提出了一种基于卡尔曼滤波的解决方案:利用陀螺仪测得的角速度更新前一步的姿态角,利用加速度计对重力矢量的观测修正陀螺仪给出的姿态角信息.设计了水平姿态解算试验平台以验证该算法,采用姿态航向参考系统AHRS500GA提供精确姿态角对解算结果进行对照,试验结果表明:在静态、动态条件下该算法均能准确地得到实时水平姿态角,其误差一般小于1°. 展开更多

关键词 mems惯性传感器 信息融合 卡尔曼滤波 姿态角 姿态航向参考系统

下载PDF 职称材料

差分阵列式虚拟高精度陀螺仪研究与实现

16

作者 易海雯 陈渡 +4 位作者 蒋浩淼 白海乐 李钢 文光俊 黄勇军 《导航定位与授时》 CSCD 2024年第4期138-150,共13页

针对单一MEMS惯性陀螺仪精度低、随机噪声大,无法满足高精度应用场景要求的问题,提出了一种基于差分MEMS惯性传感器阵列的虚拟陀螺仪。设计并实现了由2N个消费级传感器构成的虚拟陀螺仪系统,其中正面N个传感器三轴同向,且与反面N个传感... 针对单一MEMS惯性陀螺仪精度低、随机噪声大,无法满足高精度应用场景要求的问题,提出了一种基于差分MEMS惯性传感器阵列的虚拟陀螺仪。设计并实现了由2N个消费级传感器构成的虚拟陀螺仪系统,其中正面N个传感器三轴同向,且与反面N个传感器三轴反向。2N个传感器共同组成N个差分传感器对,形成一个差分传感器阵列。同时,基于单一MEMS惯性陀螺仪的输出模型,对差分阵列式虚拟陀螺仪输出进行建模分析,通过将正反面传感器输出进行差分均值融合,实现了一个高精度虚拟陀螺仪输出。最后,利用陀螺仪零偏、零偏稳定性和Allan方差分析虚拟陀螺仪的确定性误差和随机噪声等特性。结果表明,在静止状态下,差分阵列式虚拟陀螺仪能够有效降低陀螺仪的零偏和零偏稳定性。与单一MEMS陀螺仪相比,差分阵列式虚拟陀螺仪的x,y,z轴角度随机游走降低约73%,速度随机游走降低约77%,即差分阵列式虚拟陀螺仪能有效地抑制MEMS惯性陀螺仪的随机噪声,提高传感器输出精度。 展开更多

关键词 mems惯性传感器 IMU阵列 虚拟陀螺仪 差分融合 ALLAN方差

下载PDF 职称材料

姿态检测系统中的数据融合算法综述 被引量：6

17

作者 王翔 白茹 +2 位作者 崔晓阳 吴涛 钱正洪 《电子科技》 2018年第10期39-43,共5页

基于MEMS和磁阻传感器的姿态检测系统具有体积小、成本低和功耗低等特点,目前被广泛应用于民用消费领域。该系统以MEMS惯性传感器作为主要的测量单元,结合地磁传感检测技术进行辅助测量,以达到提高系统测量精度和稳定性的目的。对于系统... 基于MEMS和磁阻传感器的姿态检测系统具有体积小、成本低和功耗低等特点,目前被广泛应用于民用消费领域。该系统以MEMS惯性传感器作为主要的测量单元,结合地磁传感检测技术进行辅助测量,以达到提高系统测量精度和稳定性的目的。对于系统中MEMS传感器存在的噪声误差、磁阻传感器易受外界干扰等问题,采用合适的数据融合算法将多个传感器数据进行融合处理,从而得到最优的姿态估计值。文中针对国内外设计的基于MEMS和磁阻传感器的姿态检测系统,重点探讨了多传感器数据融合算法的现状以及未来的发展趋势。 展开更多

关键词 磁阻传感器 mems惯性传感器 姿态检测 数据融合算法

下载PDF 职称材料

基于MEMS惯性传感器和GPS接收机组合的高动态弹道参数遥测系统 被引量：5

18

作者 桂延宁 杨燕 +2 位作者 成红涛 刘耀伟 郗永琳 《测试技术学报》 2014年第1期7-13,共7页

本文根据高速旋转弹箭外弹道参数的测试需求以及弹体在外弹道飞行环境中的特点,提出了基于MEMS惯性传感器和GPS接收机组合来构建遥测系统的总体方案和解决问题的方法.文中详细分析了遥测系统测量原理以及引起测量误差的各项因素,并介绍... 本文根据高速旋转弹箭外弹道参数的测试需求以及弹体在外弹道飞行环境中的特点,提出了基于MEMS惯性传感器和GPS接收机组合来构建遥测系统的总体方案和解决问题的方法.文中详细分析了遥测系统测量原理以及引起测量误差的各项因素,并介绍了遥测系统的组成和工作过程.在火箭弹靶场动态试验中,遥测系统成功地获取了在高速飞行及旋转条件下全弹道的弹体惯性参数和飞行轨迹信息,为常规弹箭靶场飞行试验动态性能的评定开辟了有效途径. 展开更多

关键词 mems惯性传感器 GPS接收机 外弹道参数 弹箭遥测系统

下载PDF 职称材料

基于定点DSP的航姿数据采集与处理系统 被引量：5

19

作者 罗琴 赵忠华 《仪表技术与传感器》 CSCD 北大核心 2012年第11期172-173,180,共3页

为实现航姿参考系统(AHRS)中航姿数据的快速采集和实时处理,设计一种基于定点DSP的航姿数据采集与处理系统。由微电子机械系统(MEMS)加速度传感器和陀螺仪以及三轴磁强计采集到的航姿数据通过高速模数转换器(ADC)转换成数字信号送入定点... 为实现航姿参考系统(AHRS)中航姿数据的快速采集和实时处理,设计一种基于定点DSP的航姿数据采集与处理系统。由微电子机械系统(MEMS)加速度传感器和陀螺仪以及三轴磁强计采集到的航姿数据通过高速模数转换器(ADC)转换成数字信号送入定点DSP进行处理,利用ADSP-BF506F的主频可达400 MHz的优势,用软件实现定点DSP模拟浮点运算,在保证实时性的前提下提高数据处理的精度。文中详细介绍了数据采集系统的硬件电路设计以及定点DSP模拟浮点运算的原理和试验方法。该系统方案成本低、抗干扰性强、功耗小,能够有效进行数据采集与处理工作,试验调试取得了良好的效果,为后期的姿态解算工作提供了便利。 展开更多

关键词 航姿参考系统 mems惯性传感器 数据采集系统 定点处理器 浮点运算

下载PDF 职称材料

MEMS惯性传感器在水库岸坡变形监测中的应用及仿真研究 被引量：1

20

作者 李程 宋胜武 孙进忠 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第5期1248-1258,共11页

提出一套使用微机电系统(Micro Electro-Mechanical System,简称MEMS)惯性传感器对水库岸坡变形进行实时监测的技术手段,在传统位移测量基础上增加了转动视角测量,可以更全面地观测坡体变形的三维运动状态。对于岸坡变形初期坡体的缓慢... 提出一套使用微机电系统(Micro Electro-Mechanical System,简称MEMS)惯性传感器对水库岸坡变形进行实时监测的技术手段,在传统位移测量基础上增加了转动视角测量,可以更全面地观测坡体变形的三维运动状态。对于岸坡变形初期坡体的缓慢静态变形,采用微加速度计、微磁力计组成三维电子罗盘测定观测点在传感器安装位置三维方向上的重力加速度和磁场强度,运用惯性测量原理将所测的各轴向重力加速度分量和磁场强度分量解算为观测点的水平及竖直方向的旋转角度,参照全球导航卫星系统(GNSS)测量数据则可同时得到观测点的转动角度及平动位移;对岸坡开始加速变形至破坏阶段的坡体动态变形,用微加速度计和微陀螺仪组成的惯性测量单元测量观测点的线加速度和角速度,按照惯性导航原理将所测得的线加速度和角速度解算为观测点的运动速度和位移,进而实现滑坡快速预警。针对水库岸坡变形初期坡体静态变形监测的应用实例,对水库岸坡加速变形至破坏阶段坡体动态变形的惯性传感器测量进行了仿真模拟分析。实例监测和仿真模拟表明,应用惯性传感器测量技术对水库滑坡静态变形和动态变形进行实时监测方法可行,有助于充分了解边坡变形的实时状态。 展开更多

关键词 边坡工程 微机电系统惯性传感器 水库岸坡 静态变形 动态变形 实时监测 仿真模拟

原文传递