申请/专利权人：中国船舶科学研究中心;南方海洋科学与工程广东省实验室(广州)

申请日：2021-12-09

公开（公告）日：2024-03-22

公开（公告）号：CN114136270B

主分类号：G01B21/32

分类号：G01B21/32;H04L67/01

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.03.22#授权;2022.06.21#专利申请权的转移;2022.03.22#实质审查的生效;2022.03.04#公开

摘要：本发明涉及一种基于卫星定位与倾角传感的甲板变形监测方法，包括电源模块，所述电源模块通过电源稳压模块连接MCU，所述MCU依次连接有倾角传感器、卫星模块、RTC模块、SD卡存储模块、microUSB、microSD卡、信号灯，所述倾角传感器和卫星模块组成数采模块，RTC模块和SD卡存储模块组成数采模块，microUSB、microSD卡和信号灯为外置接口；采用卫星定位数据与动态倾角数据融合演算，获取多点位所对应的甲板局部区域变形情况。

主权项：1.一种基于卫星定位与倾角传感的甲板变形监测方法，其特征在于：包括电源模块，所述电源模块通过电源稳压模块连接MCU，所述MCU依次连接有倾角传感器、卫星模块、RTC模块、SD卡存储模块、microUSB、microSD卡、信号灯，所述倾角传感器和卫星模块组成数采模块，RTC模块和SD卡存储模块组成数采存储模块，microUSB、microSD卡和信号灯为外置接口；监测方法包括如下步骤：第一步：确保边缘计算节点与云终端连接到同一WiFi网络下，卫星模块经过初始冷启动后向MCU输出UTC时间，用以校准当前节点的RTC模块；第二步：边缘计算节点通过倾角传感器与卫星模块开始采集实时的三维加速度值（ax，ay，az）与绝对的经纬度、高度（Lo，Bo，Ho）；第三步：边缘计算节点MCU对原始加速度值作滤波处理，减少数据毛刺，并通过积分计算得到固定时间内节点的位移值，将位移值与当前的定位及高程信息附上绝对时间戳先存储到SD卡存储模块中；第四步：将SD卡存储模块中的经纬度、高度与位移数据通过MQTT协议上传到云终端，设定消息发布的质量为QoS2，即确保数据能收到且云终端采用MQTT代理接收数据并立即存储到数据库中；第五步：云终端开启线程实时处理数据，从数据库中依据绝对时间戳获取相同时间段内每个传感节点的位移与定位数据，用定位数据对实时位移进行校准；第五步中，具体的操作流程如下：首先假设第个边缘计算节点在某一时间段的位移数据为 经纬度及高程信息为 采用卡尔曼滤波融合当前节点的绝对位置信息与实时位移数据可以得到可信度更高的节点实时位置 ，计算公式如下： 其中为为当前节点位置的实时位移量， 为当前节点在前一状态下计算得到的实时位置，K为卡尔曼增益，其计算方法如下： 获取到较为可信的位置信息后，再通过差分计算得到每一段甲板的三维实时长度，公式如下： 计算完成后重复以上流程1000次，记录平均值到数据库中作为各段甲板结构的初始值初始化后再次重复以上流程，并且对于每一次状态改变，都要通过差分运算得到当前甲板的实时变形情况，计算完成后记录到数据库中，公式如下所示：

全文数据：

权利要求：

百度查询： 中国船舶科学研究中心;南方海洋科学与工程广东省实验室(广州) 基于卫星定位与倾角传感的甲板变形监测方法

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