上海光機所在基于分布式聲波傳感的長(cháng)距離聲敏光纜姿態(tài)感知技術(shù)上取得進(jìn)展

文章來(lái)源:上海光學(xué)精密機械研究所  |  發(fā)布時(shí)間:2024-06-13  |  【打印】 【關(guān)閉

  

超強激光科學(xué)卓越創(chuàng )新簡(jiǎn)報

(第五百二十五期)

2024年6月13日

上海光機所在基于分布式聲波傳感的長(cháng)距離聲敏光纜姿態(tài)感知技術(shù)上取得進(jìn)展

近日,中國科學(xué)院上海光學(xué)精密機械研究所空天激光技術(shù)與系統部,中國科學(xué)院空間激光信息傳輸與探測技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗室團隊,提出一種基于分布式聲波傳感技術(shù)(DAS)的長(cháng)距離聲敏光纜姿態(tài)感知方法,為海洋分布式水聽(tīng)器拖曳陣陣型校正、大尺寸結構形狀探測提供了一種新思路。相關(guān)研究成果Distributed shape detection for an acoustic sensitive optical cable with DAS 為題發(fā)表于Optics Letters。

聲敏光纜在水聲探測、目標定位等海洋應用領(lǐng)域發(fā)揮著(zhù)越來(lái)越重要的作用,但是其姿態(tài)在水流、載具運動(dòng)等作用下不斷變化,給水聲增強和陣列處理帶來(lái)了極大困難。因此,實(shí)現長(cháng)距離聲敏光纜姿態(tài)感知有著(zhù)極其重要的意義。

研究團隊提出了一種基于DAS的長(cháng)距離聲敏光纜姿態(tài)感知技術(shù)。利用已知位置的輔助聲源陣列,精確獲取每個(gè)光纜單元和輔助聲源陣列的位置關(guān)系,并提出自適應峰值尋峰算法解決實(shí)際環(huán)境下聲波混響的峰值畸變難題;充分發(fā)揮DAS的易于大規模組網(wǎng)、陣列可靈活重構等獨特優(yōu)勢,獲得整條聲敏光纜的實(shí)時(shí)姿態(tài)。驗證實(shí)驗表明,在空氣環(huán)境下該技術(shù)可以實(shí)現聲敏光纜的姿態(tài)感知,三維定位精度為6.53厘米。該成果提供了一種新型的結構姿態(tài)感知方式,具有適用結構尺寸大、探測密集高、布設方便靈活等優(yōu)勢,有望解決拖曳陣姿態(tài)校正等難題,將在水聲探測、海洋安全等領(lǐng)域中發(fā)揮重要作用。

相關(guān)研究得到了國家自然科學(xué)基金、上海市啟明星計劃、中國科學(xué)院青年創(chuàng )新促進(jìn)協(xié)會(huì )等的支持。

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圖 1 原理示意圖

2 (a)單點(diǎn)高精度定位結果 (b) U形纜形狀探測結果