[發(fā)明專利]基于分布式光纖傳感的海纜錨害監(jiān)測(cè)定位方法及系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201911052506.6
• 申請(qǐng)日: 2019-10-31
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN110779614B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-07-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊玥;田銘;王穎;徐紹剛;明昌朋;劉洪凱
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 武漢理工光科股份有限公司
• 主分類號(hào): G01H9/00
• 分類號(hào): G01H9/00
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 許美紅

1.一種基于分布式光纖傳感的海纜錨害監(jiān)測(cè)定位方法，其特征在于，包括以下步驟：

獲取分布式光纖傳感海纜的傳感信號(hào)；

對(duì)傳感信號(hào)做高通濾波，濾除低頻部分，抑制因海水流動(dòng)對(duì)信號(hào)的干擾；

對(duì)濾波后的信號(hào)，每間隔一段時(shí)間，計(jì)算前T秒內(nèi)的短時(shí)過(guò)零率、頻域能量，形成短時(shí)過(guò)零率瀑布圖和頻域能量瀑布圖；

通過(guò)頻域能量瀑布圖判斷劃分落錨或拖錨事件發(fā)生的區(qū)域；

在短時(shí)過(guò)零率瀑布圖中查找并標(biāo)記超過(guò)預(yù)設(shè)第一閾值的第一監(jiān)測(cè)單元，同時(shí)在頻域能量瀑布圖中查找并標(biāo)記超過(guò)預(yù)設(shè)第二閾值的第二監(jiān)測(cè)單元；

在頻域能量瀑布圖中將位置鄰近第二監(jiān)測(cè)單元?jiǎng)澐譃橥粎^(qū)域，并在短時(shí)過(guò)零率瀑布圖中提取對(duì)應(yīng)區(qū)域；

對(duì)短時(shí)過(guò)零率瀑布圖中對(duì)應(yīng)區(qū)域中的第一監(jiān)測(cè)單元進(jìn)行連通域標(biāo)記；

對(duì)于每個(gè)連通域，找到其最底部的點(diǎn)；

從底部點(diǎn)向上，統(tǒng)計(jì)每一行被連通域覆蓋的線段數(shù)量；

若每一行被連通域覆蓋的線段數(shù)量≤1，則輸出拖錨事件，拖錨事件中心定位為此連通域最頂部的點(diǎn)；

若每一行被連通域覆蓋的線段數(shù)量為≥2，則輸出落錨事件，落錨事件中心定位為此連通域最底部的點(diǎn)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于分布式光纖傳感的海纜錨害監(jiān)測(cè)定位方法，其特征在于，短時(shí)過(guò)零率瀑布圖和頻域能量瀑布圖的橫軸為距離，縱軸為時(shí)間，時(shí)間更新方向?yàn)樽陨隙隆?/p>

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于分布式光纖傳感的海纜錨害監(jiān)測(cè)定位方法，其特征在于，將超過(guò)預(yù)設(shè)第一閾值的第一監(jiān)測(cè)單元標(biāo)記為1，否則為0；將超過(guò)預(yù)設(shè)第二閾值的第二監(jiān)測(cè)單元標(biāo)記為1，否則為0。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于分布式光纖傳感的海纜錨害監(jiān)測(cè)定位方法，其特征在于，將海纜平均分為多個(gè)探測(cè)單元，短時(shí)過(guò)零率瀑布圖和頻域能量瀑布圖的橫軸上的點(diǎn)與探測(cè)單元對(duì)應(yīng)。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于分布式光纖傳感的海纜錨害監(jiān)測(cè)定位方法，其特征在于，連通區(qū)域標(biāo)記的具體步驟為：

a）逐行掃描圖像，把每一行中連續(xù)的第一監(jiān)測(cè)單元組成的一個(gè)序列稱為一個(gè)團(tuán)，并記下團(tuán)的起點(diǎn)、終點(diǎn)以及團(tuán)所在的行號(hào)；

b）對(duì)于除了第一行外的所有行里的團(tuán)，如果其與前一行中的所有團(tuán)都沒(méi)有重合區(qū)域，則給它一個(gè)新的標(biāo)號(hào)；如果它僅與上一行中一個(gè)團(tuán)有重合區(qū)域，則將上一行的那個(gè)團(tuán)的標(biāo)號(hào)賦給它；如果它與上一行的2個(gè)以上的團(tuán)有重疊區(qū)域，則給當(dāng)前團(tuán)賦一個(gè)相連團(tuán)的最小標(biāo)號(hào)，并將上一行的這幾個(gè)團(tuán)的標(biāo)記寫入等價(jià)對(duì)，說(shuō)明它們屬于一類；

c）將等價(jià)對(duì)轉(zhuǎn)換為等價(jià)序列，每一個(gè)序列給一個(gè)相同的標(biāo)號(hào)；

d）開(kāi)始遍歷團(tuán)的標(biāo)記，查找等價(jià)序列，從1開(kāi)始，給每個(gè)等價(jià)序列一個(gè)標(biāo)號(hào)；

e）將每個(gè)團(tuán)的標(biāo)號(hào)填入標(biāo)記圖像中，該標(biāo)記圖像為短時(shí)過(guò)零率瀑布圖。

6.一種基于分布式光纖傳感的海纜錨害監(jiān)測(cè)定位系統(tǒng)，其特征在于，包括：

傳感信號(hào)獲取模塊，用于獲取分布式光纖傳感海纜的傳感信號(hào)；

濾波模塊，用于對(duì)傳感信號(hào)做高通濾波，濾除低頻部分，抑制因海水流動(dòng)對(duì)信號(hào)的干擾；

瀑布圖生成模塊，用于對(duì)濾波后的信號(hào)，每間隔一段時(shí)間，計(jì)算前T秒內(nèi)的短時(shí)過(guò)零率、頻域能量，形成短時(shí)過(guò)零率瀑布圖和頻域能量瀑布圖；

區(qū)域劃分模塊，用于通過(guò)頻域能量瀑布圖判斷劃分落錨或拖錨事件發(fā)生的區(qū)域；

監(jiān)測(cè)單元標(biāo)記模塊，用于在短時(shí)過(guò)零率瀑布圖中查找并標(biāo)記超過(guò)預(yù)設(shè)第一閾值的第一監(jiān)測(cè)單元，同時(shí)在頻域能量瀑布圖中查找并標(biāo)記超過(guò)預(yù)設(shè)第二閾值的第二監(jiān)測(cè)單元；在頻域能量瀑布圖中將位置鄰近第二監(jiān)測(cè)單元?jiǎng)澐譃橥粎^(qū)域，并在短時(shí)過(guò)零率瀑布圖中提取對(duì)應(yīng)區(qū)域；

連通域標(biāo)記模塊，用于對(duì)短時(shí)過(guò)零率瀑布圖中對(duì)應(yīng)區(qū)域中的第一監(jiān)測(cè)單元進(jìn)行連通域標(biāo)記；

定位模塊，用于對(duì)于每個(gè)連通域，找到其最底部的點(diǎn)；從底部點(diǎn)向上，統(tǒng)計(jì)每一行被連通域覆蓋的線段數(shù)量；若每一行被連通域覆蓋的線段數(shù)量≤1，則輸出拖錨事件，拖錨事件中心定位為此連通域最頂部的點(diǎn)；若每一行被連通域覆蓋的線段數(shù)量為≥2，則輸出落錨事件，落錨事件中心定位為此連通域最底部的點(diǎn)。