基于惯性导航和UWB的边坡变形智能感知装置及判识方法

1.一种基于惯性导航和uwb的边坡变形智能感知装置，其特征在于：所述边坡变形智能感知装置包括壳体及其内部的供电终端和监测组件，所述监测组件包括主控芯片、传感模块、通讯模块和定位单元，所述主控芯片、传感模块、通讯模块和定位单元均与供电终端相连，所述传感模块、通讯模块和定位单元均与主控芯片相连；所述传感模块用于采集边坡变形信息，所述主控芯片用于接收并处理传感模块采集的信息，所述通讯模块用于将主控芯片发出的信号透传至远程终端，所述定位单元用于对边坡定位并将定位信息输送至主控芯片。

2.根据权利要求1所述的一种基于惯性导航和uwb的边坡变形智能感知装置，其特征在于：所述定位单元包括北斗模块和uwb模块，用于实现边坡的广域定位和局部定位；所述传感模块采用惯性导航传感器，用于采集边坡变形产生的加速度和倾角数据；所述通讯模块采用lora数据通信模块。

3.根据权利要求1所述的一种基于惯性导航和uwb的边坡变形智能感知装置，其特征在于：所述供电终端包括电源模块和电量显示模块，所述电源模块采用直流供电模式，所述电源模块设有两个输出端，两个输出端电压分别为5v和3.7v，分别用于供给监测组件和电量显示模块。

4.根据权利要求1所述的一种基于惯性导航和uwb的边坡变形智能感知装置，其特征在于：所述壳体自上至下依次为圆柱部和圆锥部，所述圆柱部为下方敞口的罩体，所述圆柱部的下端与圆锥部的上端四周密封相连，所述供电终端和监测组件均设置于圆柱部内；所述圆柱部采用树脂材料制作，所述圆锥部采用不锈钢材料制作。

5.一种基于惯性导航和uwb的边坡变形判识方法，其特征在于，包括以下步骤：

6.根据权利要求5所述的一种基于惯性导航和uwb的边坡变形判识方法，其特征在于：所述边坡变形智能感知装置还装载姿态传感器和陀螺仪，所述边坡变形智能感知装置与远程终端构成应急智能监测系统。

7.根据权利要求6所述的一种基于惯性导航和uwb的边坡变形判识方法，其特征在于：所述应急智能监测系统包括感知层、网络层以及应用层，所述边坡变形智能感知装置作为感知层能够全面采集高陡边坡状态参数及运动参数，运动参数包括加速度和旋转速度；所述网络层上接应用层、下接感知层，用于将边坡变形智能感知装置的数据上传到应用层，并将应用层的控制命令下发给感知层；所述远程终端作为应用层，通过远程终端的人机交互设备检查边坡的状态并控制边坡变形智能感知装置。

8.根据权利要求6所述的一种基于惯性导航和uwb的边坡变形判识方法，其特征在于：步骤(2)中计算边坡位移如下：

9.根据权利要求8所述的一种基于惯性导航和uwb的边坡变形判识方法，其特征在于：步骤(2)中边坡位移融合估计如下：

10.根据权利要求9所述的一种基于惯性导航和uwb的边坡变形判识方法，其特征在于：步骤(3)中，设边坡变形智能感知装置监测边坡映射的位移二维平面为xoy平面，t时刻xoy平面上(x,y)处滑移体位移为i(x,y,t)，t+δt时刻由于滑坡产生，滑移体产生位移为i(x+δx,y+δy,t+δt)，则位移量相对于t的微分表示为：