基于区域划分和边缘检测的Φ-OTDR定位方法

作     者：沈伟 戴静怡 戴勇 胡欣 鞠玲 王兴龙 邓传鲁 黄怿 Shen Wei;Dai Jingyi;Dai Yong;Hu Xin;Ju Ling;Wang Xinglong;Deng Chuanlu;Huang Yi

作者机构：国家电网江苏省电力有限公司泰州供电分公司 上海大学特种光纤与光接入网重点实验室 

出 版 物：《激光与光电子学进展》 (Laser & Optoelectronics Progress)

年 卷 期：2024年第61卷第17期

页      面：86-92页

核心收录：

学科分类：070207[理学-光学] 07[理学] 080202[工学-机械电子工程] 08[工学] 0802[工学-机械工程] 0702[理学-物理学] 

基　　金：国家电网江苏省电力有限公司科技项目(J2022101) 

主　　题：分布式光纤传感 相位敏感光时域反射 扰动定位 相位信号 边缘检测 

摘      要：针对相位敏感光时域反射（Φ-OTDR）技术在扰动定位中数据处理量过大的问题，提出了一种将区域划分和边缘检测相结合的定位方法。通过对光纤全链路进行区域划分，实现对扰动所在区域的快速粗略定位，在得到的扰动目标区域内引入基于Sobel算子的边缘检测算法，进一步实现对发生扰动位置的精细定位。实验中采用相干探测结构的Φ-OTDR系统采集数据，对5 km传感光纤上的三种扰动事件进行定位，其结果表明，基于区域划分的粗略定位方法增强了系统在噪声中的扰动定位能力，对每个样本的平均处理时间仅为0.046 s，较传统方法减少一个数量级。此外，将所提出的结合方法与单独使用边缘检测的算法进行比较，证明所提方法能够在保证定位精度的同时提高定位实时性，且定位误差小于2.84 m，在对外部扰动的实时定位中具有潜在的应用价值。