基于分布式应变的三芯光纤形态重构算法研究
Journal of Optoelectronics·Laser（2021）
摘要
为了利用分布式光纤传感技术测量的光纤应变进行三芯光纤三维形态重构,设计了重构算法,并利用有限元求解数据进行了验证.首先,设计了三芯光纤曲率和弯曲方向采样值的计算方法,利用三次样条插值法构建了曲率和挠率连续函数,基于Frenet-Serret框架设计了弧长参数下的空间曲线公式;然后构建了三芯光纤有限元模型,求解并提取了单向弯曲和S形弯曲的光纤应变分布数据,并带入设计的算法中进行求解,实现了三芯光纤的三维形态重构;最后通过均方根误差和归一化准确度对重构误差进行了计算和分析.结果 表明,设计的三芯光纤三维形态重构算法误差控制在0.07％以内.该算法还原效果好,精度高,具有一定的理论和工程应用价值.
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