基于中值滤波的OFDR二维形状感知精度提升研究

基于光频域反射(OFDR)的二维形状传感技术存在相干噪声和光谱匹配错位,导致瑞利散射波长偏移曲线出现乱峰、杂峰,严重影响形状重构精度。为此,提出一种使用中值滤波的二维形状传感精度提升方法,分析了Frenet-Serret标架下的OFDR二维形状重构原理和利用中值滤波提升传感精度的基本原理,搭建了OFDR二维形状传感系统,通过多组静态应变实验标定了应变-波长偏移系数,利用中值滤波方法对3种预设二维形状的瑞利散射波长偏移曲线进行降噪处理。实验结果表明,应变-波长偏移系数标定为1.20με/pm;在0.5 m形状传感长度上,3种形状传感末端误差分别从3.08%、0.94%、0.82%降低至0.80%、0.66%、0.48%。研究表明,利用中值滤波降噪可以实现OFDR二维形状传感系统的感知精度提升。