基于九轴姿态传感的姿态监测设备及方法与流程

1.本公开涉及智能设备技术领域，尤其涉及一种基于九轴姿态传感的姿态监测设备及方法。


背景技术：

2.危岩落石在山区高陡边坡上大量分布，特别是我国西南山区存在大量的危岩落石高陡边坡，当修建的道路工程通过艰险山区时，危岩落石的加固防护成为道路安全运营的关键，桩板式拦挡墙施工是危岩落石防护中常见的一种施工方式。高原区空气含氧量低，人员的劳动效率低、施工安全风险大，高寒区混凝土结构的施工及养护十分困难，且高陡边坡上材料运输麻烦、人员往返不便、施工效率低。
3.对于铁路而言，由于交通线路的需要，其经常需要经过边坡支挡和危岩落石区域，这些区域对于行驶的列车会造成潜在的地质灾害危险。为此需要对这些地质灾害危险进行提前检测和预警，从而减少边坡支挡和危岩落石区域地质灾害对铁路设备的影响。
4.为此，需要一种全新的针对边坡支挡和危岩落石区域的基于九轴姿态传感的姿态监测设备。


技术实现要素：

5.有鉴于此，本公开实施例提供基于九轴姿态传感的姿态监测设备，至少部分解决现有技术中存在的问题。
6.第一方面，本公开实施例提供了一种基于九轴姿态传感的姿态监测设备，包括：
7.加速度传感器，所述加速度传感器用于实时测量目标对象的加速度信息，并基于该加速度信息形成目标对象的震动和位移信息；
8.处理器，所述处理器与所述加速度传感器连接，用于接收所述震动和位移信息；
9.霍尔传感器，所述霍尔传感器与所述处理器连接，所述霍尔传感器在所述姿态监测设备在目标对象上完成安装之后，响应于外部设备向姿态监测设备发送的启动信号，生成唤醒信号，所述唤醒信号用于激活所述处理器开始工作，以便于所述处理器基于所述目标对象的震动和位移信息判断是否需要生成预警信号，所述预警信号用于指示目标对象所在的边坡支挡和危岩落石触发区域是否处于危险状态。
10.根据本公开实施例的一种具体实现方式，所述设备还包括：
11.无线通信模块，所述无线通信模块与所述处理器通信连接，用于将所述处理器生成的信息传送给目标服务器，以便于目标服务器对姿态监测设备发送的监测信息进行分析和处理。
12.根据本公开实施例的一种具体实现方式，所述设备还包括：
13.滚珠开关，所述滚珠开关用于监测水平方向上的姿态变化信息，生成水平变化信号，以便于所述处理器基于所述水平变化信号判断是否需要生成预警信号。
14.根据本公开实施例的一种具体实现方式，所述设备还包括：
15.电池，所述电池为所述姿态监测设备提供电力供应。
16.根据本公开实施例的一种具体实现方式，所述设备还包括：
17.电平转换开关，所述电平转换开关与所述电池连接，用于对所述电池提供的电源进行电平转换。
18.根据本公开实施例的一种具体实现方式，所述姿态监测设备包括三轴加速度仪，用以测量边坡支挡和危岩落石触发区域的加速度信息，并基于所述加速度信息生成边坡支挡和危岩落石触发区域的震动信息；
19.所述姿态监测设备还包括三轴磁场仪，所述三轴磁场仪用以测量边坡支挡和危岩落石触发区域的磁场变化信息，并基于所述磁场变化信息生成边坡支挡和危岩落石触发区域的方位信息。
20.根据本公开实施例的一种具体实现方式，所述姿态监控设备按照预定的间隔距离在边坡支挡和危岩落石触发区域进行安装，以便于按照预设的安装密度覆盖边坡支挡和危岩落石触发区域。
21.根据本公开实施例的一种具体实现方式，所述姿态监控设备包括静止模式和震动模式，所述静止模式按照第一时间周期采集目标对象的震动及方位信息，所述震动模式按照第二时间周期采集目标对象的震动及方位信息。
22.根据本公开实施例的一种具体实现方式，所述姿态监控设备中包含低功耗控制电路，用以控制所述姿态监控设备在低功耗模式下运行。
23.第二方面，本公开实施例提供了一种基于九轴姿态传感的姿态监测方法，包括：
24.设置加速度传感器，所述加速度传感器用于实时测量目标对象的加速度信息，并基于该加速度信息形成目标对象的震动和位移信息；
25.设置处理器，所述处理器与所述加速度传感器连接，用于接收所述震动和位移信息；
26.设置霍尔传感器，所述霍尔传感器与所述处理器连接，所述霍尔传感器在所述姿态监测设备在目标对象上完成安装之后，响应于外部设备向姿态监测设备发送的启动信号，生成唤醒信号，所述唤醒信号用于激活所述处理器开始工作，以便于所述处理器基于所述目标对象的震动和位移信息判断是否需要生成预警信号，所述预警信号用于指示目标对象所在的边坡支挡和危岩落石触发区域是否处于危险状态。
27.本公开实施例中的基于九轴姿态传感的姿态监测设备，包括：加速度传感器，所述加速度传感器用于实时测量目标对象的加速度信息，并基于该加速度信息形成目标对象的震动和位移信息；处理器，所述处理器与所述加速度传感器连接，用于接收所述震动和位移信息；霍尔传感器，所述霍尔传感器与所述处理器连接，所述霍尔传感器在所述姿态监测设备在目标对象上完成安装之后，响应于外部设备向姿态监测设备发送的启动信号，生成唤醒信号，所述唤醒信号用于激活所述处理器开始工作，以便于所述处理器基于所述目标对象的震动和位移信息判断是否需要生成预警信号，所述预警信号用于指示目标对象所在的边坡支挡和危岩落石触发区域是否处于危险状态。通过本公开的处理方案，提高基于九轴姿态传感的姿态监测的准确度和及时性。
附图说明
28.为了更清楚地说明本公开实施例的技术方案，下面将对实施例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公开的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
29.图1为本公开实施例提供的一种基于九轴姿态传感的姿态监测设备的结构示意图；
30.图2为本公开实施例提供的另一种基于九轴姿态传感的姿态监测设备的结构示意图；
31.图3为本公开实施例提供的另一种基于九轴姿态传感的姿态监测设备的结构示意图；
32.图4为本公开实施例提供的一种基于九轴姿态传感的姿态监测方法的流程示意图。
具体实施方式
33.下面结合附图对本公开实施例进行详细描述。
34.以下通过特定的具体实例说明本公开的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本公开的其他优点与功效。显然，所描述的实施例仅仅是本公开一部分实施例，而不是全部的实施例。本公开还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本公开的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。基于本公开中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。
35.需要说明的是，下文描述在所附权利要求书的范围内的实施例的各种方面。应显而易见，本文中所描述的方面可体现于广泛多种形式中，且本文中所描述的任何特定结构及/或功能仅为说明性的。基于本公开，所属领域的技术人员应了解，本文中所描述的一个方面可与任何其它方面独立地实施，且可以各种方式组合这些方面中的两者或两者以上。举例来说，可使用本文中所阐述的任何数目个方面来实施设备及/或实践方法。另外，可使用除了本文中所阐述的方面中的一或多者之外的其它结构及/或功能性实施此设备及/或实践此方法。
36.还需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本公开的基本构想，图式中仅显示与本公开中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
37.另外，在以下描述中，提供具体细节是为了便于透彻理解实例。然而，所属领域的技术人员将理解，可在没有这些特定细节的情况下实践所述方面。
38.参见图1，本公开实施例提供了一种基于九轴姿态传感的姿态监测设备，包括：加速度传感器、处理器以及霍尔传感器。
39.所述加速度传感器用于实时测量目标对象的加速度信息，并基于该加速度信息形成目标对象的震动和位移信息。
40.作为一种方式，加速度传感器可以按照预设的时间周期采集目标对象的震动幅度值，该震动幅度值用来描述目标对象在地质灾害的过程中是否存在较大的危险，从而为后续是否进行灾害预警提供决策信息。
41.位移信息用来描述目标对象在三维空间上的位置变化信息，作为一个例子，当灾害发生的过程中，目标对象可以会在三维空间发生空间移动，通过判断目标对象在空间上的位移量，可以判断地质灾害的程度。
42.为了能够进一步的对震动和位移信息进行处理，从而能够在及时的在信息采集端便可以初步判断出是否存在地质灾害，在姿态监测设备上设置有处理器，所述处理器与所述加速度传感器连接，用于接收所述震动和位移信息，处理器在接收到震动和位移信息之后，便可以对震动和位移信息进行处理，从而进一步的判断目标对象所处于的区域是否存在地质灾害发生。
43.姿态监测设备可以根据实际的需要进行激活或停止工作的操作，为此，在姿态监测设备上设置霍尔传感器，通过霍尔传感器来对姿态监测设备执行激活或停止工作的处理。具体的，所述霍尔传感器与所述处理器连接，所述霍尔传感器在所述姿态监测设备在目标对象上完成安装之后，响应于外部设备向姿态监测设备发送的启动信号，生成唤醒信号，所述唤醒信号用于激活所述处理器开始工作，以便于所述处理器基于所述目标对象的震动和位移信息判断是否需要生成预警信号，所述预警信号用于指示目标对象所在的边坡支挡和危岩落石触发区域是否处于危险状态。
44.通过上述实施例的中的方案，将姿态监控装置安装在边坡支挡和危岩落石触发区域，能够及时有效的对边坡支挡和危岩落石触发区域是否存在地质灾害进行监控，提高了地质灾害监控的效率。
45.参见图2，根据本公开实施例的一种具体实现方式，所述设备还包括：无线通信模块，所述无线通信模块与所述处理器通信连接，用于将所述处理器生成的信息传送给目标服务器，以便于目标服务器对姿态监测设备发送的监测信息进行分析和处理。无线通信模块可以根据实际的需要进行设置，例如，无线通信模块可以是4g通信模块，或者无线通信模块也可以是其他类型的无线通信模块，通过无线通信模块，能够将姿态监控设备采集到的信息发送给目标服务器。以便于目标服务器对监控信息进行处理和展示。
46.参见图3，为了进一步的提高姿态监控设备的监控效率，根据本公开实施例的一种具体实现方式，所述设备还包括：滚珠开关，所述滚珠开关用于监测水平方向上的姿态变化信息，生成水平变化信号，以便于所述处理器基于所述水平变化信号判断是否需要生成预警信号。滚珠开关可以根据实际的需要来进行设置，从而能够从水平变化的角度来判断是否存在地质危害。
47.根据本公开实施例的一种具体实现方式，所述设备还包括：电池，所述电池为所述姿态监测设备提供电力供应。
48.根据本公开实施例的一种具体实现方式，所述设备还包括：电平转换开关，所述电平转换开关与所述电池连接，用于对所述电池提供的电源进行电平转换。
49.根据本公开实施例的一种具体实现方式，所述姿态监测设备包括三轴加速度仪，用以测量边坡支挡和危岩落石触发区域的加速度信息，并基于所述加速度信息生成边坡支挡和危岩落石触发区域的震动信息；所述姿态监测设备还包括三轴磁场仪，所述三轴磁场
仪用以测量边坡支挡和危岩落石触发区域的磁场变化信息，并基于所述磁场变化信息生成边坡支挡和危岩落石触发区域的方位信息。
50.根据本公开实施例的一种具体实现方式，所述姿态监控设备按照预定的间隔距离在边坡支挡和危岩落石触发区域进行安装，以便于按照预设的安装密度覆盖边坡支挡和危岩落石触发区域。
51.根据本公开实施例的一种具体实现方式，所述姿态监控设备包括静止模式和震动模式，所述静止模式按照第一时间周期采集目标对象的震动及方位信息，所述震动模式按照第二时间周期采集目标对象的震动及方位信息。
52.根据本公开实施例的一种具体实现方式，所述姿态监控设备中包含低功耗控制电路，用以控制所述姿态监控设备在低功耗模式下运行
53.与上述的装置实施例相对应，参见图4，本技术还提供了一种基于九轴姿态传感的姿态监测方法，包括：
54.s401，设置加速度传感器，所述加速度传感器用于实时测量目标对象的加速度信息，并基于该加速度信息形成目标对象的震动和位移信息；
55.s402，设置处理器，所述处理器与所述加速度传感器连接，用于接收所述震动和位移信息；
56.s403，设置霍尔传感器，所述霍尔传感器与所述处理器连接，所述霍尔传感器在所述姿态监测设备在目标对象上完成安装之后，响应于外部设备向姿态监测设备发送的启动信号，生成唤醒信号，所述唤醒信号用于激活所述处理器开始工作，以便于所述处理器基于所述目标对象的震动和位移信息判断是否需要生成预警信号，所述预警信号用于指示目标对象所在的边坡支挡和危岩落石触发区域是否处于危险状态。
57.该方法实施例中的内容与上面系统实施例中的内容相对应，在此不再赘述。
58.以上所述，仅为本公开的具体实施方式，但本公开的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本公开揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本公开的保护范围之内。因此，本公开的保护范围应以权利要求的保护范围为准。