[发明专利]一种基于九轴传感器的边坡滚石预警系统

说明书

本发明公开了一种基于九轴传感器的边坡滚石预警系统，包括远程控制系统、现场数据采集子系统和用于两者通讯的数据传输子系统；远程控制系统包括地理信息子系统、滚石轨迹计算子系统和模型预警子系统，地理信息子系统用于存储目标边坡的数字模型；所述滚石轨迹计算子系统用于建立滚石滑坡轨迹计算模型库，根据不同的初始边界条件计算滚石的轨迹；模型预警子系统用于根据滑坡的触发和滚石轨迹计算子系统所模拟计算的滚石轨迹，预测滚石落点，并结合附近的房屋、道路判断影响区域，并发出预警信息；所述现场数据采集子系统包括安装在边坡危岩中的九轴传感器。本发明通过九轴传感器实时发送的数据，可以快速、精确定位滚石位置，有效减轻受灾情况。

技术领域

本发明属于边坡防治领域，具体涉及到一种滚石预警系统，用于边坡落石预警，尤其涉及一种基于九轴传感器的边坡滚石预警系统，可用于易于滑坡，有危岩存在的边坡，增加边坡周围的安全性。

背景技术

目前存在的边坡预警系统大都采用光敏式加照相机拍照，光敏传感器通过光线是否被阻挡来判断有无落石，再通过照相机进一步确认是否为落石。此方法具有以下问题：

(1)光敏式传感器只要光线被阻挡就会进行工作，即使一些树叶，杂草，一些野生动物都会使其激活，造成效率低下，绝大部分资源的耗费由非落石产生。

(2)通过阻挡光线来使光敏式传感器激活，再激活照相机来进行判断是否为落石，过程过于复杂缓慢，往往判断完成时落石已经滚落。

(3)光敏式传感器距离有限，对于过大的危岩此种预警方法将失去作用。

在为防止老人摔倒方面，现已经开发基于九轴传感器防护预警装置。如果能利用基于九轴传感器防护预警装置进行边坡防护，将克服上述传统方法的问题，提供一种适应性较强的防护方案。

(4)只能预测一次灾害，当滚石滚落后发生二次灾害无法预警，对救援人员的安全构成威胁。

九轴传感器在惯性导航和VR领域有充分应用，其可以监测对象多种移动方式，九轴传感器实际由三种传感器的组合，分别为3轴加速传感器、3轴陀螺仪和3轴电子罗盘(地磁传感器)。三个部分作用不同，相互配合，是我们手机、平板电脑、游戏机等电子产品中常用的运动感测追踪元件，应用于各类软件、游戏中的交互控制。加速传感器是测量空间中各方向加速度的。它利用一个“重力块”的惯性，传感器在运动的时候，“重力块”会对X、Y、Z方向(前后左右上下)产生压力，再利用一种压电晶体，把这种压力转换成电信号，随着运动的变化，各方向压力不同，电信号也在变化，从而判断加速方向和速度大小。因此九轴传感器具有良好的运动监测功能，但是现有技术中还未见将九轴传感器用于边坡监控领域，本发明考虑充分利用九轴传感器的特点，克服现有技术中的障碍，构建边坡滚石预警系统。

发明内容

本发明的目的就是为了针对上述问题而提出一种基于九轴传感器的边坡滚石预警系统，解决现有技术中光敏式传感器灵敏度不高的问题。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：

一种基于九轴传感器的边坡滚石预警系统，其特征在于：包括远程控制系统、数据传输子系统和现场数据采集子系统；所述数据传输子系统用于实现远程控制系统和现场数据采集子系统之间的数据传输；所述远程控制系统包括地理信息子系统、滚石轨迹计算子系统和模型预警子系统，所述地理信息子系统用于存储目标边坡的数字模型；所述滚石轨迹计算子系统用于建立滚石滑坡轨迹计算模型库，根据不同的初始边界条件计算滚石的轨迹；所述模型预警子系统用于根据滑坡的触发和滚石轨迹计算子系统所模拟计算的滚石轨迹，预测滚石落点，并结合附近的房屋、道路判断影响区域，并发出预警信息；所述现场数据采集子系统包括安装在边坡危岩中的九轴传感器。

进一步地，所述地理信息子系统通过激光雷达、倾斜摄影技术获取现场区域的地形信息，所述地形信息包括边坡模型和边坡周围道路房屋、道路信息。