The invention relates to the field of underwater topographic survey technology, in order to provide a real-time monitoring system for underwater deformation based on MEMS attitude sensor. The data storage unit includes: a main control computer, under water and a plurality of parallel ribbon sensor array; external each sensor array are sealed by packaging materials, including the internal connection through the flexible joint multi section rectangular pipe; each rectangular pipe arranged a MEMS attitude sensor, the sensor is connected with the acquisition unit through the MEMS attitude cable, the latter with water under the control unit is connected. The original data source for constructing the 3D seafloor terrain vector model is the attitude information (four element number form), which can detect the pure horizontal motion simultaneously. Using the rectangular tube to prevent torsion of the ocean by machine field is of great significance. It can measure the underwater topography directly, effectively improve the speed of measurement and reduce the cost.
【技术实现步骤摘要】
基于MEMS姿态传感器的水下面形变形实时监测系统
本专利技术涉及水下地形测量
,更具体涉及一种基于MEMS姿态传感器的水下面形变形实时监测系统。
技术介绍
海洋约占地球将近四分之三的表面积,同时我国是一个海洋大国,拥有近300万平方公里的海域面积。随着经济的快速发展及人口的不断膨胀,对能源的需求不断增加,人们已将目光投向海洋,对海洋资源的勘测、开发、利用已成为必要。然而一方面,海洋较陆地环境复杂,勘测设备在深海中可能发生表面变形,造成设备无法正常工作,甚至报废;另一方面,人们对海底地形了解甚少,直接开发将会付出很高代价,并且在开发过程中也可能出现地形的塌陷,造成水下工程的瘫痪等事故。因此,对于水下面形变形的实时监测具有重要意义,是迫切需要的。目前采用的水下地形地貌测量方法主要是通过测深技术来实现,大致分为竹竿铅垂原始测深、单波束回声测深仪常规测深以及多波束测深系统三个阶段。常规的单波束测深仪只能得到测量船正下方的水深,获取的地形数据量少,测量所需时间长。多波束测深系统集测深与侧扫声呐功能于一身,相比于单波束具有测量范围大、速度快等优点。但是多波束测深系统获得的是水底多个点的水深值,随着测量船的前进,测得一条带状大量的水深数据,再通过定位系统实时提供的测量船的坐标,最终利用专业软件得到测区内的水下地形图,其体积庞大、系统复杂、勘测成本高,测量范围有限。加拿大MEASURAND公司的ShapeAccelArray(SAA,阵列式形状测量系统)产品是一种可以被放置在一个钻孔或嵌入结构内的变形监测传感器。它由多段连续节(segment)串接而成,內部由微电子 ...
【技术保护点】
一种基于MEMS姿态传感器的水下面形变形实时监测系统,包括主控计算机、水下数据存储单元和多个并列的带状传感器阵列,主控计算机通过水下数据存储单元与各传感器阵列相连;其特征在于,所述传感器阵列具有下述结构:每个传感器阵列的外部均由封装材料密封,内部包括通过柔性接头连接的多节矩形管;每节矩形管中布置一个MEMS姿态传感器,各MEMS姿态传感器通过电缆连接采集单元,后者与水下总控单元相连;所述MEMS姿态传感器是9轴姿态传感器,包括三轴加速度计、三轴陀螺仪和三轴磁力仪,能将获得的加速度、角速度与磁场强度进行数据融合以得到姿态信息,并将其显示为欧拉角或四元数的数据形式。
【技术特征摘要】
1.一种基于MEMS姿态传感器的水下面形变形实时监测系统,包括主控计算机、水下数据存储单元和多个并列的带状传感器阵列,主控计算机通过水下数据存储单元与各传感器阵列相连;其特征在于,所述传感器阵列具有下述结构:每个传感器阵列的外部均由封装材料密封,内部包括通过柔性接头连接的多节矩形管;每节矩形管中布置一个MEMS姿态传感器,各MEMS姿态传感器通过电缆连接采集单元,后者与水下总控单元相连;所述MEMS姿态传感器是9轴姿态传感器,包括三轴加速度计、三轴陀螺仪和三轴磁力仪,能将获得的加速度、角速度与磁场强度进行数据融合以得到姿态信息,并将其显示为欧拉角或四元数的数据形式。2.根据权利要求1...
【专利技术属性】
技术研发人员:陈家旺,徐春莺,朱黄超,张永雷,
申请(专利权)人:浙江大学,
类型:发明
国别省市:浙江,33
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