CN218973469U - 一种多传感融合gnss监测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及边坡监测领域，特别涉及一种多传感融合GNSS监测装置；包括安装立柱、第一机箱、第二机箱、横支臂和监测设备，所述监测设备包括卫星定位芯片、加速度传感器、倾角传感器、360°全景摄像机、数据采集与智能分析终端以及供电模块，所述数据采集与智能分析终端包括嵌入式处理器、低功耗管理模块、数据存储模块、数据采集接口和数据传输单元。本实用新型用于野外环境的边坡监测，具有边坡数据采集、边缘侧多参数融合智能分析、阈值触发告警、去除无效数据、带视图的结果信息远距离传输功能；还能够有效解决现有GNSS监测系统受各种环境因素干扰而引起的大量误报问题，且上传的视图信息能为监控平台提供更丰富的决策数据。

Description

一种多传感融合GNSS监测装置

技术领域

本实用新型涉及边坡监测领域，特别涉及一种多传感融合GNSS监测装置。

背景技术

现有的GNSS监测由于卫星轨道误差、卫星钟差、电离层折射、对流层折射、接收机钟差、近地表多路径效应、周边电磁干扰、观测环境遮挡等方面，会采集到大量的错误数据存在信号干扰源，这就使得定位精度难以达到监测精度需求。其中，卫星轨道误差、卫星钟差、电离层折射、对流层折射、接收机钟差通过GNSS解算模型进行优化；对于近地表的相关干扰可视为偶然误差，偶然误差可削弱但不可消除。在复杂的环境因素，现有的GNSS监测装置不具备智能分析能力，只是将解算后的成功数据直接做简单的阈值判断后传输给远端监测平台进行预警或者直接驱动附近报警器，相关的警报按规定需要人工现场核查或者需要附近居民应急搬迁避险，从而导致了大量无价值的财力消耗及引起了监测预警公信力不足。为此，提出一种多传感融合GNSS监测装置。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种多传感融合GNSS监测装置，从而解决现有技术中存在的前述问题。

为了实现上述目的，本实用新型的技术方案如下：

一种多传感融合GNSS监测装置，包括安装立柱、第一机箱、第二机箱、横支臂和监测设备，所述第一机箱、第二机箱和横支臂均通过螺栓固定安装于安装立柱上，所述监测设备包括卫星定位芯片、加速度传感器、倾角传感器、360°全景摄像机、数据采集与智能分析终端以及供电模块，所述卫星定位芯片、加速度传感器和倾角传感器均固定安装于第一机箱内，所述360°全景摄像机固定安装于横支臂上，所述数据采集与智能分析终端以及供电模块固定安装于第二机箱内，所述安装立柱顶部固定安装有GNSS天线，所述GNSS天线与卫星定位芯片电性连接，所述数据采集与智能分析终端，用于对数据进行采集、汇总、解算；

所述数据采集与智能分析终端包括嵌入式处理器、低功耗管理模块、数据存储模块、数据采集接口和数据传输单元，所述嵌入式处理器用于对数据进行识别、分析并去除无效数据，所述低功耗管理模块，用于对数据采集与智能分析终端进行休眠/唤醒、360°全景摄像机的供电控制以及数据采集与智能分析终端中各功能单元的低功耗待机与正常作业管理，所述数据存储模块，用于存储数据，所述数据采集接口，用于采集数据并传输至嵌入式处理器，所述数据传输单元支持2G/4G/5G、NB-IOT、LoRa和北斗通信制式，将现场视图数据远程传输给监控平台，并接收监控平台的控制指令以及辅助分析GNSS原始数据；

所述卫星定位芯片、加速度传感器、倾角传感器、360°全景摄像机、嵌入式处理器、低功耗管理模块、数据存储模块、数据传输单元分别与供电模块电性连接，所述卫星定位芯片、加速度传感器、倾角传感器、360°全景摄像机、低功耗管理模块、数据存储模块、数据采集接口、数据传输单元分别与嵌入式处理器电性连接。

具体的，还包括太阳能支架和太阳能板，所述太阳能支架通过螺栓固定安装于安装立柱上，所述太阳能板通过螺栓固定安装于太阳能支架上，所述太阳能板与供电模块电性连接。

具体的，所述太阳能板为半柔性太阳能板。

具体的，所述供电模块为胶体电池。

具体的，所述第一机箱上通过螺栓固定安装有避雷针。

本实用新型的有益效果为：

(1)本实用新型通过融合GNSS监测、加速度监测、倾角监测以及视频监控，能够降低GNSS解算对环境的依耐性；同时，当出现数据异常波动时，采用倾角数据、加速度数据以及视频抓拍辅助GNSS解算，可有效降低异常数据波动，从而降低GNSS监测误报率；

(2)本实用新型的360°全景摄像机采用休眠和唤醒机制，可定时唤醒，也可外部唤醒，该360°全景摄像机平时处于休眠状态，若GNSS监测、加速度监测或倾角监测采集到的数据变化量超过嵌入式处理器预设的阈值时，可唤醒360°全景摄像机进行数据采集，并辅助GNSS过滤粗差；当核实到灾害发生时，也可迅速将360°全景摄像机唤醒，进行360°全范围环境抓拍，并反馈给嵌入式处理器，进行标靶分析，可有效得出塌方量，为救灾提供救援信息。

附图说明

图1为本实用新型实施例多传感融合GNSS监测装置的结构示意图；

图2为本实用新型实施例监测设备的连接图。

附图标记：360°全景摄像机1、卫星定位芯片2、加速度传感器和倾角传感器3、GNSS天线4、避雷针5、太阳能板6、胶体电池7、数据采集与智能分析终端8。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

参考附图1-2，一种多传感融合GNSS监测装置，包括安装立柱、第一机箱、第二机箱、横支臂和监测设备，第一机箱、第二机箱和横支臂均通过螺栓固定安装于安装立柱上，监测设备包括卫星定位芯片2、加速度传感器、倾角传感器、360°全景摄像机1、数据采集与智能分析终端8以及供电模块，卫星定位芯片2、加速度传感器和倾角传感器均固定安装于第一机箱内，360°全景摄像机1固定安装于横支臂上，数据采集与智能分析终端8以及供电模块固定安装于第二机箱内，安装立柱顶部固定安装有GNSS天线4，GNSS天线4与卫星定位芯片2电性连接，数据采集与智能分析终端8，用于对数据进行采集、汇总、解算。

在本实施例中，第一机箱内安装卫星定位芯片2、加速度传感器和倾角传感器，第二机箱内安装数据采集与智能分析终端8以及供电模块，360°全景摄像机1安装在横支臂上，其中，数据采集与智能分析终端8对数据进行采集、汇总、解算；摄像机由数据采集与智能分析终端8供电和控制，支持夜视功能。

在本实施例中，加速度传感器为现有技术，包括但不限于采用CMA3000型号等的加速传感器。

在本实施例中，倾角传感器为现有技术，包括但不限于采用KM1-LVT528T型号等的倾角传感器。

在本实施例中，数据采集与智能分析终端8包括嵌入式处理器、低功耗管理模块、数据存储模块、数据采集接口和数据传输单元；卫星定位芯片2、加速度传感器、倾角传感器、360°全景摄像机1、嵌入式处理器、低功耗管理模块、数据存储模块、数据传输单元分别与供电模块电性连接，卫星定位芯片2、加速度传感器、倾角传感器、360°全景摄像机1、低功耗管理模块、数据存储模块、数据采集接口、数据传输单元分别与嵌入式处理器电性连接。

在本实施例中，嵌入式处理器，包括但不限于采用ARM系列等处理器，支持图像识别，通过深度学习实现对部署环境中的目标进行识别，融合视图信息进行多参数融合智能分析并去除无效数据。

在本实施例中，低功耗管理模块，实现数据采集与智能分析终端8的整体休眠/唤醒、摄像机的供电控制、像识别等功能单元的低功耗待机与正常作业管理，以确保整个系统的功耗满足野外太阳能供电。

在本实施例中，数据存储模块，包括但不限于采用CFM100型号等的数据存储模块，用于存储数据。

在本实施例中，数据采集接口，包括但不限于采用，用于采集数据并传输至嵌入式处理器进行数据处理和分析。

在本实施例中，数据传输单元，支持2G/4G/5G或NB-IOT，可选支持Lora和北斗通信制式，将现场视图传输给监控平台，同时可以接收监控平台的控制指令及可以辅助智能分析GNSS原始数据。

在本实施例中，还包括太阳能支架和太阳能板6，太阳能支架通过螺栓固定安装于安装立柱上，太阳能板6通过螺栓固定安装于太阳能支架上，太阳能板6与供电模块电性连接；太阳能板6为半柔性太阳能板6。

在本实施例中，通过设置太阳能板6，能够为本系统的电器元件提供电能，并且太阳能板6采用半柔性太阳能板6，对强力具有更好的形变能力，使得太阳能板6不易被损坏。

在本实施例中，供电模块为胶体电池7。

在本实施例中，胶体电池7采用平板式极板和特殊铅膏配方，胶体电解质，无液体分层，不需均衡充电，自放电率较普通型铅酸电池强，电池深放电能力大大超过普通型蓄电池，对温度的适应性也大大加强，更适用于野外部署的环境。

在本实施例中，第一机箱上通过螺栓固定安装有避雷针5，起到避雷功能。

本实用新型的工作流程：在使用多传感融合GNSS监测装置时，首先根据需要将其固定直立安置在预定地点(通过螺栓安装)，比如野外的浇筑水泥基础上，GNSS天线4安装时需考虑卫星截止高度角(例如：15°)上空不能有成片遮挡物，摄像机安装时需有效对准监测目标，避免被周围的物体遮挡；数据采集与智能分析终端8通过数据采集接口从卫星定位芯片2、倾角传感器、加速度传感器处采集的数据，并存储于数据存储模块中；太阳能板6进行供电并将剩余的电能存储于胶体电池7中以备无太阳时使用；当各监测数据达到预设报警阈值时，嵌入式处理器可通过数据传输单元向监控平台发送信息，并由监控平台触发报警，或者还可以外接声光报警器，利用嵌入式处理器直接通过触发外接声光报警器进行报警；另外，360°全景摄像机1采用休眠和唤醒机制，可定时唤醒，也可外部唤醒，平时360°全景摄像机1处于休眠状态，当GNSS监测、加速度监测或倾角监测采集到的数据变化量超过嵌入式处理器预设的阈值时，可唤醒360°全景摄像机1进行数据采集，并辅助GNSS过滤粗差；当核实到灾害发生时，也可迅速将360°全景摄像机1唤醒，进行360°全范围环境抓拍，并反馈给嵌入式处理器，进行标靶分析，可有效得出塌方量，为救灾提供救援信息；本实用新型的多传感融合GNSS监测装置主要用于野外环境的边坡监测，具有边坡数据采集、边缘侧多参数融合智能分析、阈值触发告警、去除无效数据以及带视图的结果信息远距离传输等功能；还能够有效解决现有GNSS监测系统受各种环境因素干扰而引起的大量误报问题，且上传的视图信息能为监控平台提供更丰富的决策数据，可以与其他监测设备互相联动采集，适合于适用于野外部署的环境，能最大限度地消除各种环境因素干扰引起的监测数据失真，导致预警误报和人工现场核查、附近居民应急避险等财力消耗及监测预警公信力不足等问题。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。

Claims (5)

1.一种多传感融合GNSS监测装置，其特征在于，包括安装立柱、第一机箱、第二机箱、横支臂和监测设备，所述第一机箱、第二机箱和横支臂均通过螺栓固定安装于安装立柱上，所述监测设备包括卫星定位芯片、加速度传感器、倾角传感器、360°全景摄像机、数据采集与智能分析终端以及供电模块，所述卫星定位芯片、加速度传感器和倾角传感器均固定安装于第一机箱内，所述360°全景摄像机固定安装于横支臂上，所述数据采集与智能分析终端以及供电模块固定安装于第二机箱内，所述安装立柱顶部固定安装有GNSS天线，所述GNSS天线与卫星定位芯片电性连接，所述数据采集与智能分析终端，用于对数据进行采集、汇总、解算；

所述数据采集与智能分析终端包括嵌入式处理器、低功耗管理模块、数据存储模块、数据采集接口和数据传输单元，所述嵌入式处理器用于对数据进行识别、分析并去除无效数据，所述低功耗管理模块，用于对数据采集与智能分析终端进行休眠/唤醒、360°全景摄像机的供电控制以及数据采集与智能分析终端中各功能单元的低功耗待机与正常作业管理，所述数据存储模块，用于存储数据，所述数据采集接口，用于采集数据并传输至嵌入式处理器，所述数据传输单元支持2G/4G/5G、NB-IOT、LoRa和北斗通信制式，将现场视图数据远程传输给监控平台，并接收监控平台的控制指令以及辅助分析GNSS原始数据；

所述卫星定位芯片、加速度传感器、倾角传感器、360°全景摄像机、嵌入式处理器、低功耗管理模块、数据存储模块、数据传输单元分别与供电模块电性连接，所述卫星定位芯片、加速度传感器、倾角传感器、360°全景摄像机、低功耗管理模块、数据存储模块、数据采集接口、数据传输单元分别与嵌入式处理器电性连接。

2.根据权利要求1所述的一种多传感融合GNSS监测装置，其特征在于，还包括太阳能支架和太阳能板，所述太阳能支架通过螺栓固定安装于安装立柱上，所述太阳能板通过螺栓固定安装于太阳能支架上，所述太阳能板与供电模块电性连接。

3.根据权利要求2所述的一种多传感融合GNSS监测装置，其特征在于，所述太阳能板为半柔性太阳能板。

4.根据权利要求1所述的一种多传感融合GNSS监测装置，其特征在于，所述供电模块为胶体电池。

5.根据权利要求1所述的一种多传感融合GNSS监测装置，其特征在于，所述第一机箱上通过螺栓固定安装有避雷针。

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