[發明專利]基于光纖瑞利散射的柔性面板形狀構造方法

在審

• 申請號: 202010193429.2
• 申請日: 2020-03-18
• 公開（公告）號: CN111223173A
• 公開（公告）日: 2020-06-02
• 發明（設計）人: 尹國路;周雷;徐州;朱濤
• 申請（專利權）人: 重慶大學
• 主分類號: G06T15/00
• 分類號: G06T15/00;G06T3/40;G01B11/16
• 代理公司: 重慶市諾興專利代理事務所(普通合伙) 50239
• 代理人: 劉興順

1.一種基于光纖瑞利散射的柔性面板形狀構造方法，其特征在于，包括：

步驟S110、針對待測的柔性面板，選定該柔性面板的上表面的一點作為零點，將平鋪的柔性面板上表面上通過該零點的一條線作為X軸，將平鋪的柔性面板上表面上通過該零點并與該X軸垂直的線作為Y軸，將通過該零點并垂直于該平鋪的柔性面板的線作為Z軸，從而建立三維坐標系；

步驟S120、在平鋪的柔性面板的下表面和上表面對應鋪設多條平行于Y軸的第一光纖和多條平行于X軸的第二光纖，各條相鄰第一光纖之間以及各條相鄰第二光纖之間相連，該下表面的一條第一光纖的自由端作為下表面光信號出口，與該上表面的一條第二光纖的自由端相連，從而形成分布式光纖傳感網絡，每條第一光纖和第二光纖上的各個位置都對應于唯一的X-Y軸坐標，且針對每條第一光纖，其都與對應第二光纖垂直正交，該下表面的另一條第一光纖的自由端作為下表面光信號入口，與光頻域反射儀OFDR(Optical FrequencyDomain Reflectometer)系統相連；

步驟S130、在測量該柔性面板的形變時，所述OFDR系統向該下表面光信號入口輸入光信號，以使所述光信號在該分布式光纖傳感網絡的傳輸過程中產生瑞利散射信號，該瑞利散射信號向后傳輸給所述OFDR系統，所述OFDR系統與處理裝置相連，并將該瑞利散射信號傳輸給該處理裝置，該處理裝置對該瑞利散射信號進行處理，獲得各條第一光纖和第二光纖上各個位置處的曲率；

步驟S140、該處理裝置根據各條第一光纖上各個位置處的曲率，構建出對應條數的Y-Z軸二維曲線，根據各條Y-Z軸二維曲線構建出該柔性面板的下表面曲面，并且根據各條第二光纖上各個位置處的曲率，構建出對應條數的X-Z軸二維曲線，根據各條X-Z軸二維曲線構建出該柔性面板的上表面曲面；

步驟S150、所述處理裝置對該柔性面板的下表面曲面和上表面曲面進行結合處理，獲得該柔性面板的三維曲面。

2.根據權利要求1所述的基于光纖瑞利散射的柔性面板形狀構造方法，其特征在于，所述步驟S140中根據各條Y-Z軸二維曲線構建出該柔性面板的下表面曲面包括：采用二維插值算法對該Y-Z軸二維曲線進行二維插值，獲得該下表面曲面；

所述步驟S140中根據各條X-Z軸二維曲線構建出該柔性面板的上表面曲面包括：采用二維插值算法對該X-Z軸二維曲線進行二維插值，獲得該上表面曲面。

3.根據權利要求1或2所述的基于光纖瑞利散射的柔性面板形狀構造方法，其特征在于，所述步驟S120中該上表面上與該下表面光信號出口相連的一條第二光纖的自由端為上表面光信號入口，選取所述零點為該下表面光信號入口，X軸上的一點(x0，0)為該下表面光信號出口，該零點為該上表面光信號入口，x0為非零值。

4.根據權利要求3所述的基于光纖瑞利散射的柔性面板形狀構造方法，其特征在于，所述步驟S130中該處理裝置對該瑞利散射信號進行處理，獲得各條第一光纖和第二光纖上各個位置處的曲率包括：

步驟S131、針對每條第一光纖，若光信號在該第一光纖中的傳輸方向與Y軸正方向相反，則將該第一光纖的光信號輸入端作為該第一光纖的末端，光信號輸出端作為該第一光纖的始端，若光信號在該第一光纖中的傳輸方向與Y軸正方向相同，則將該第一光纖的光信號輸入端作為該第一光纖的始端，光信號輸出端作為該第一光纖的末端；針對每條第二光纖，若光信號在該第二光纖中的傳輸方向與X軸正方向相反，則將該第二光纖的光信號輸入端作為該第二光纖的末端，光信號輸出端作為該第二光纖的始端，若光信號在該第二光纖中的傳輸方向與X軸正方向相同，則將該第二光纖的光信號輸入端作為該第二光纖的始端，光信號輸出端作為該第二光纖的末端；

步驟S132、該處理裝置對該瑞利散射信號進行處理，獲得各條第一光纖和第二光纖上各個位置處的波長漂移值；

步驟S133、從始端到末端，對各條第一光纖和第二光纖上各個位置處的波長漂移值進行重排；

步驟S134、根據各條第一光纖和第二光纖上重排后的波長漂移值，計算出各條第一光纖和第二光纖上各個位置處的曲率。