[发明专利]基于惯性传感器的长大锚索钻孔孔道测量系统

摘要

本发明涉及一种基于惯性传感器的长大锚索钻孔孔道测量系统，包括数据采集系统，以及固定数据采集系统的设备专用杆和固定杆、便携工作站、手持终端，数据采集系统其中的中央芯片A面集成有MEMS运动追踪模块、九轴传感器模块、数据存储模块、蓝牙传输模块，其中央芯片B面为主控制器单元，数据采集系统主要用于采集数据，并向手持终端或便携工作站进行数据传输。本发明的优点在于针对锚索钻孔特殊的钻孔环境，本系统具有抗干扰能力强的特点，经过数据优化处理后能得到高精度的三维空间孔道图。

主权项

一种基于惯性传感器的长大锚索钻孔孔道测量系统，包括数据采集系统，以及固定数据采集系统的设备专用杆和固定杆，以及手持终端、便携工作站、可充电电源，其特征在于：数据采集系统其中的中央芯片A面集成有MEMS运动追踪模块、九轴传感器模块、数据存储模块、蓝牙传输模块，其中央芯片B面为主控制器单元，数据采集系统主要用于采集数据，并向手持终端或便携工作站进行数据传输；所述的MEMS运动追踪模块、九轴传感器模块的作用是获取锚索在钻孔过程中连续特征点上的运动惯性数据，通过对每个特征点的数据进行解算获得连续特征点的三维坐标，从而由各个特征点的空间三维坐标构建出整个钻孔孔道位置；便携工作站为置入软件系统的计算机，通过蓝牙技术接收数据采集系统采集的数据，进行数据处理，并进行可视化显示，生成标准格式的数据与图形导出到其他设备；进一步的，所述的软件系统为数据接收系统、数据处理算法系统、误差补偿处理系统以及三维空间轨迹显示系统；数据接收系统为接收中央芯片采集的数据，并临时存储，以便于进行下一步的处理；数据处理算法系统是将采集的原始数据按卡尔曼滤波算法进行处理，得到可掌握的格式的各特征点三维空间坐标，利于图形显示；误差补偿处理系统是通过马尔科夫运动模型的速度修正算法对原始三维坐标数据进行处理，消除重力、振动对数据结果的影响；三维空间轨迹显示系统是基于OpenGL的数据处理与轨迹生成软件，完成从运动惯性数据到特征点的空间三维坐标的解算功能，进一步从特征点坐标到三维轨迹的绘制和显示。