
第 42 卷 第 8 期
2015 年 8 月
Vol. 42, No. 8
August, 2015
中 国 激 光
CHINESE JOURNAL OF LASERS
0805008-
多峰光纤布拉格光栅传感信号的自适应寻峰处理
陈 勇
1
杨 凯
1
刘焕淋
2
*
1
重庆邮电大学工业物联网与网络化控制教育部重点实验室, 重庆 400065
2
重庆邮电大学光纤通信技术重点实验室, 重庆 400065
摘要 针对 寻峰算法不能自适应检测 光纤布拉 格光栅(FBG)多峰值光谱的 问题,提出 了一种多峰自适应寻峰算 法。
采用 滑动均值滤 波法对光谱 信号进行去 噪预处理,并结 合希尔伯特 变换对多峰 光谱自适应 峰值区域分 割;分析了
谱峰 的不对称特 性,对单峰光谱 采用基于非 对称广义高 斯模型的峰 值修正策略 ,实现了峰值 的精确定位 。实验结
果表明,与对比算法相比 所提算 法寻峰精度最高,稳定性最好,检测 误差在 1 pm 以下,对分布式传感网络中的多峰
值检测具有借鉴意义。
关键词 光纤光学; 多峰寻峰算法; 光纤布拉格光栅; 自适应; 非对称光谱
中图分类号 TP212 文献标识码 A
doi: 10.3788/CJL201542.0805008
A Self-adaptive Peak Detection Algorithm to Process Multi-peak
Fiber Bragg Grating Sensing Signal
Chen Yong
1
Yang Kai
1
Liu Huanlin
2
1
Key Laboratory of Industrial Internet of Things & Network Control, MOE, Chongqing University of Posts and
Telecommunications, Chongqing 400065, China
2
Key Laboratory of Optical Fiber Communication Technology, Chongqing University of Posts and
Telecommunications, Chongqing 400065, China
Abstract To the problem of the peak detection that could not be adaptively solved in the multi-peak fiber Bragg
grating (FBG) signal, a self-adaptive multi-peak detection algorithm is proposed. This algorithm uses the sliding
mean filtering method to remove the noise in spectral signal, and combines with the Hilbert transform to adaptively
segment the peak area of the multi-peak spectrum. By analyzing the asymmetric characteristic of spectral peak,
a peak value is compensated by the strategy based on the asymmetric generalized Gaussian model for improving
position precision of spectral peak. Experimental results show that the proposed algorithm could gain higher
accuracy and better stability than the comparing algorithms, and the detection error is under 1 pm. The proposed
algorithm impacts on the multi-peak detection of distributed sensor networks.
Key words fiber optics; multi-peak detection algorithm; fiber Bragg grating; self-adaptive; asymmetric spectrum
OCIS codes 060.3735; 070.2025; 070.4790
收稿日期: 2015-03-12; 收到修改稿日期: 2015-04-12
基金项目: 国家自然科学基金(61275077)、重庆市研究生科研创新项目(CYS14151)
作者简介: 陈 勇(1963—),男,博士,教授,主要从事光纤传感检测及其信号处理等方面的研究。
E-mail: chenyong@cqupt.edu.cn
*通信联系人。E-mail: liuhl@cqupt.edu.cn
1 引 言
光纤布拉格光栅(FBG)作为一种光纤传感器件,由于其具有易弯曲、耐腐蚀、耐高温、安全性高、易串接复
用、对宿 主材料结构性能 影响小 等特点 ,被广泛应用于土木工程 、石油化 工、航空 航天等 工程领域。工程 中
将 FBG 传感器复用构成分布式传感网络,以实现恶劣环境下大型复杂工程结构的实时在线监测
[1-3]
。FBG 传
感系统是通过建立其反射谱中心波长漂移量与待测物理参量间的函数关系,间接实现对待测参量变化量的
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