[发明专利]周期性传感器阵列

摘要

在重力场内的表面内并周期性地包围中轴的非直传感器阵列。所述传感器阵列由保持重力倾斜传感器的刚性体组成，所述刚性体由柔性接头连接。所述接头的柔韧性被约束至两个自由度。在至少二维中使用所述倾斜传感器数据和所述接头的几何约束测量路径的形状、表面和中轴。周期性几何形状准许同时测量在部署从轴向垂直变化为轴向水平中的横向变形和轴向变形，以及所述阵列与周围表面的改善的配合。使用的领域包括土壤和土木结构的岩土测量。

主权项

一种在重力场内的非直传感器阵列，所述非直传感器阵列包括：具有已知尺寸的刚性体，所述刚性体通过具有已知尺寸的接头分隔开，所述接头具有柔韧性，所述柔韧性具有选自(1)无扭曲的两个弯曲以及(2)一个弯曲和一个扭曲中的两个自由度，所述自由度中的每个在所述接头长度上是单调且恒定的，所述刚性体和接头定义由在第一顶点相交的直线段组成传感器路径，当所述阵列为直的时，所述直线段的长度等于在相邻接头之间的轴向中心至中心距离，所述直线段在倾斜时与所述刚性体的倾斜可操作地相关联，所述传感器路径在具有至少二维的表面内，所述传感器路径周期性地包围具有至少二维的中轴，沿所述中轴的第二顶点，所述第二顶点与所述第一顶点可操作地相关联以表示沿所述中轴的所述传感器路径的第一顶点的位置，所述传感器路径沿所述中轴是可延伸且可压缩的而不改变所述传感器路径的路径长度，在沿所述传感器路径的一定间隔处选择的刚性体组，以表示所述传感器路径的形状，所述选择的刚性体组具有重力传感器，所述重力传感器用于在所述重力场中对每个选择的刚性体测量所述选择的刚性体的至少一个自由度的倾斜，所述选择的刚性体中的至少一个在世界坐标系中具有已知位置和取向，所述阵列适于测量所述表面的至少二维形状、所述中轴的至少二维形状，以及在所述重力场内来自每个选择的刚性体的所述取向的在所述世界坐标系中沿所述中轴的所述第二顶点的位置，其中所述传感器阵列形成周期性围绕在圆柱形表面内的所述中轴的非直路径，所述刚性体通过具有柔韧性的所述接头分离。