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基于希尔伯特-黄变换的双马赫-曾德分布式光纤传感振动定位方法
被引量:
7
1
作者
杨文晨
秦增光
+5 位作者
刘兆军
徐演平
李钊
渠帅
丛振华
王泽群
《中国光学》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2021年第6期1410-1416,共7页
双马赫-曾德(M-Z)干涉仪系统因其光路简单、灵敏度高、频率响应宽等独特优势受到了广泛的关注及应用,但由于其非常容易受到外界环境噪声的影响,直接采取互相关计算方法获取扰动信号位置会导致较大的测量误差。本文提出了一种基于希尔伯...
双马赫-曾德(M-Z)干涉仪系统因其光路简单、灵敏度高、频率响应宽等独特优势受到了广泛的关注及应用,但由于其非常容易受到外界环境噪声的影响,直接采取互相关计算方法获取扰动信号位置会导致较大的测量误差。本文提出了一种基于希尔伯特-黄变换(HHT)的数据信号处理方案用于实现高精度的分布式光纤振动定位检测。通过对接收到的两路光信号进行经验模态分解得到本征模函数,并对所有本征模函数进行希尔伯特变换叠加得到希尔伯特谱,从而可以清晰直观地提取到由振动信号引起的高相似度光信号信息,再通过互相关计算由振动信号引起的时间延迟,从而准确计算振动位置信息。相比于传统的直接互相关计算方法,本方法可以有效识别及提取双M-Z干涉仪系统中振动信号引起的特征信息,从而可以有效降低外界环境噪声对系统的影响,减小定位误差。本文对所提出的方法进行了相关理论分析,并搭建了双M-Z干涉仪系统进行相关实验验证。实验结果表明,与传统直接互相关方法相比,本方法可以有效减少互相关数据的计算量,同时该方法可以有效提高振动位置的定位精度,在2 km的传感光纤长度、10 MHz采样率下,定位精度可达10 m。本文提出的基于双马赫-曾德干涉仪系统的分布式光纤传感技术具有较高的实际应用价值。
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关键词
光纤传感
希尔伯特
-
黄变换
双马赫-曾德干涉仪
定位方法
端点检测
下载PDF
职称材料
双M-Z光纤干涉仪中随机生成数偏振控制算法
2
作者
黄微卫
张志勇
邵理阳
《光通信研究》
北大核心
2016年第5期8-11,74,共5页
采用基于两路检测信号相关系数的随机生成数算法,通过偏振控制器对输入偏振态进行调节,解决了双M-Z(马赫-曾德)光纤传感系统中出现的偏振相位偏移问题,改善了两路检测信号的相关性。对随机生成数算法的可行性及其3个重要参数进行了分析...
采用基于两路检测信号相关系数的随机生成数算法,通过偏振控制器对输入偏振态进行调节,解决了双M-Z(马赫-曾德)光纤传感系统中出现的偏振相位偏移问题,改善了两路检测信号的相关性。对随机生成数算法的可行性及其3个重要参数进行了分析讨论。实验结果表明,算法执行5min可搜索到邦加球的绝大部分区域,具备全局搜索能力,并且通过合理地设置随机生成数算法的参数,可使系统在3min左右搜索到偏振态的最佳位置,使两路检测信号的相关系数保持在0.9左右,恢复两路检测信号的良好相关性。
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关键词
双马赫-曾德干涉仪
相关系数
随机生成数算法
偏振控制
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职称材料
基于小波包去噪的周界入侵定位算法
被引量:
3
3
作者
方雪欣
鲁怀伟
+1 位作者
魏晓明
杨琦
《兰州交通大学学报》
CAS
2019年第5期61-66,共6页
针对非对称双马赫-曾德干涉型光纤传感的周界安防系统远距离定位受环境噪声影响大的问题,提出基于改进的小波包去噪和互相关运算的定位算法.首先,根据小波包分解系数的频率高低采用多阈值法则以避免过阈值处理;其次,采用基于三次Hermit...
针对非对称双马赫-曾德干涉型光纤传感的周界安防系统远距离定位受环境噪声影响大的问题,提出基于改进的小波包去噪和互相关运算的定位算法.首先,根据小波包分解系数的频率高低采用多阈值法则以避免过阈值处理;其次,采用基于三次Hermite插值的新阈值函数以弥补传统软硬阈值的缺点,并以此提高入侵信号的信噪比;最后,采用基于互相关运算的时延估计以得到外界入侵行为的识别定位.仿真实验表明,当光纤总长为75km、采样频率为10MHz时的定位精度为±7m,说明该算法大大提高了系统外界入侵定位精度.
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关键词
双马赫-曾德干涉仪
小波包去噪方法
互相关运算
周界入侵
定位算法
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职称材料
题名
基于希尔伯特-黄变换的双马赫-曾德分布式光纤传感振动定位方法
被引量:
7
1
作者
杨文晨
秦增光
刘兆军
徐演平
李钊
渠帅
丛振华
王泽群
机构
山东大学信息科学与工程学院
山东省激光技术与应用重点实验室
山东大学激光与红外系统集成技术教育部重点实验室
出处
《中国光学》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2021年第6期1410-1416,共7页
基金
山东省自然科学基金(No.ZR2020MF110,No.ZR2020MF118)。
文摘
双马赫-曾德(M-Z)干涉仪系统因其光路简单、灵敏度高、频率响应宽等独特优势受到了广泛的关注及应用,但由于其非常容易受到外界环境噪声的影响,直接采取互相关计算方法获取扰动信号位置会导致较大的测量误差。本文提出了一种基于希尔伯特-黄变换(HHT)的数据信号处理方案用于实现高精度的分布式光纤振动定位检测。通过对接收到的两路光信号进行经验模态分解得到本征模函数,并对所有本征模函数进行希尔伯特变换叠加得到希尔伯特谱,从而可以清晰直观地提取到由振动信号引起的高相似度光信号信息,再通过互相关计算由振动信号引起的时间延迟,从而准确计算振动位置信息。相比于传统的直接互相关计算方法,本方法可以有效识别及提取双M-Z干涉仪系统中振动信号引起的特征信息,从而可以有效降低外界环境噪声对系统的影响,减小定位误差。本文对所提出的方法进行了相关理论分析,并搭建了双M-Z干涉仪系统进行相关实验验证。实验结果表明,与传统直接互相关方法相比,本方法可以有效减少互相关数据的计算量,同时该方法可以有效提高振动位置的定位精度,在2 km的传感光纤长度、10 MHz采样率下,定位精度可达10 m。本文提出的基于双马赫-曾德干涉仪系统的分布式光纤传感技术具有较高的实际应用价值。
关键词
光纤传感
希尔伯特
-
黄变换
双马赫-曾德干涉仪
定位方法
端点检测
Keywords
optical fiber sensing
Hilbert
-
Huang transform
dual Mach
-
Zehnder interferometer
positioning method
endpoint detection
分类号
TP212.1 [自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
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职称材料
题名
双M-Z光纤干涉仪中随机生成数偏振控制算法
2
作者
黄微卫
张志勇
邵理阳
机构
西南交通大学信息光子与通信研究中心
出处
《光通信研究》
北大核心
2016年第5期8-11,74,共5页
基金
国家自然科学基金面上项目(61475128)
科技部国际合作专项(2014DFA11170)
中央高校基本科研基金资助项目(2682014RC22)
文摘
采用基于两路检测信号相关系数的随机生成数算法,通过偏振控制器对输入偏振态进行调节,解决了双M-Z(马赫-曾德)光纤传感系统中出现的偏振相位偏移问题,改善了两路检测信号的相关性。对随机生成数算法的可行性及其3个重要参数进行了分析讨论。实验结果表明,算法执行5min可搜索到邦加球的绝大部分区域,具备全局搜索能力,并且通过合理地设置随机生成数算法的参数,可使系统在3min左右搜索到偏振态的最佳位置,使两路检测信号的相关系数保持在0.9左右,恢复两路检测信号的良好相关性。
关键词
双马赫-曾德干涉仪
相关系数
随机生成数算法
偏振控制
Keywords
dual M
-
Z interferometer
correlation coefficient
random number generation algorithm
polarization manipulation
分类号
TN911 [电子电信—通信与信息系统]
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职称材料
题名
基于小波包去噪的周界入侵定位算法
被引量:
3
3
作者
方雪欣
鲁怀伟
魏晓明
杨琦
机构
兰州交通大学自动化与电气工程学院
兰州交通大学数理学院
兰州交通大学电子与信息工程学院
出处
《兰州交通大学学报》
CAS
2019年第5期61-66,共6页
文摘
针对非对称双马赫-曾德干涉型光纤传感的周界安防系统远距离定位受环境噪声影响大的问题,提出基于改进的小波包去噪和互相关运算的定位算法.首先,根据小波包分解系数的频率高低采用多阈值法则以避免过阈值处理;其次,采用基于三次Hermite插值的新阈值函数以弥补传统软硬阈值的缺点,并以此提高入侵信号的信噪比;最后,采用基于互相关运算的时延估计以得到外界入侵行为的识别定位.仿真实验表明,当光纤总长为75km、采样频率为10MHz时的定位精度为±7m,说明该算法大大提高了系统外界入侵定位精度.
关键词
双马赫-曾德干涉仪
小波包去噪方法
互相关运算
周界入侵
定位算法
Keywords
dual Mach
-
Zehnder interferometer
wavelet packet denoising method
cross correlation operation
perimeter intrusion
localization algorithm
分类号
TP212.9 [自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
基于希尔伯特-黄变换的双马赫-曾德分布式光纤传感振动定位方法
杨文晨
秦增光
刘兆军
徐演平
李钊
渠帅
丛振华
王泽群
《中国光学》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2021
7
下载PDF
职称材料
2
双M-Z光纤干涉仪中随机生成数偏振控制算法
黄微卫
张志勇
邵理阳
《光通信研究》
北大核心
2016
0
下载PDF
职称材料
3
基于小波包去噪的周界入侵定位算法
方雪欣
鲁怀伟
魏晓明
杨琦
《兰州交通大学学报》
CAS
2019
3
下载PDF
职称材料
已选择
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