一種光纖振源識(shí)別方法及裝置、系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及光纖通信領(lǐng)域，特別是涉及一種光纖振源識(shí)別方法及裝置、系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著光纖處理技術(shù)發(fā)展，可利用光纖探測(cè)周邊環(huán)境狀況，例如是否有物體經(jīng)過、且 該物體具體為何物等。當(dāng)檢測(cè)光纖受到外界干擾影響發(fā)生振動(dòng)時(shí)，光纖中傳輸光的部分特 性就會(huì)改變，識(shí)別終端對(duì)信號(hào)進(jìn)行采集，分析采集信號(hào)的特征以判斷其光特性的改變，進(jìn)而 可檢測(cè)出振源的位置，進(jìn)而可實(shí)現(xiàn)對(duì)環(huán)境的監(jiān)測(cè)。
[0003] 然而，光纖所處的環(huán)境通常存在較多的干擾噪聲，從而導(dǎo)致光纖信號(hào)中含有度量 的時(shí)空二維分布參數(shù)的非平穩(wěn)干擾，引起對(duì)振源的誤識(shí)別。而且，不同環(huán)境其光纖信號(hào)中的 干擾也有所不同。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明主要解決的技術(shù)問題是提供光纖振源識(shí)別方法及裝置、系統(tǒng)，能夠針對(duì)不 同環(huán)境實(shí)現(xiàn)有效識(shí)別振源，避免對(duì)振源的誤識(shí)別。
[0005] 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的一個(gè)技術(shù)方案是：提供一種光纖振源識(shí)別方 法，包括:識(shí)別終端獲取與預(yù)設(shè)振動(dòng)信號(hào)模型匹配的第一采樣電信號(hào)，其中，所述第一采樣 電信號(hào)由第一采樣光信號(hào)轉(zhuǎn)換得到，所述第一采樣光信號(hào)由對(duì)光纖反射的光信號(hào)進(jìn)行采樣 而得;分析所述第一采樣電信號(hào)在時(shí)域和空域的平穩(wěn)特性;對(duì)應(yīng)所述第一采樣電信號(hào)號(hào)不 同時(shí)域和空域的平穩(wěn)特性，采用不同的檢測(cè)方式對(duì)所述第一采樣電信號(hào)進(jìn)行檢測(cè);若所述 檢測(cè)通過，則將所述第一采樣電信號(hào)對(duì)應(yīng)的光纖位置確定為振源。
[0006] 其中，所述對(duì)應(yīng)所述第一采樣電信號(hào)號(hào)不同時(shí)域和空域的平穩(wěn)特性，采用不同的 檢測(cè)方式對(duì)所述第一采樣電信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)的步驟包括:若所述第一采樣電信號(hào)的時(shí)域平穩(wěn) 特性不滿足第一平穩(wěn)條件且空域平穩(wěn)特性滿足第二平穩(wěn)條件，則采用滑窗式恒虛警率檢測(cè) 方式對(duì)所述第一采樣電信號(hào)進(jìn)行檢測(cè);若所述第一采樣電信號(hào)的時(shí)域平穩(wěn)特性滿足所述第 一平穩(wěn)條件且空域平穩(wěn)特性不滿足所述第二平穩(wěn)條件，則采用雜波圖點(diǎn)檢測(cè)方式對(duì)所述第 一采樣電信號(hào)進(jìn)行檢測(cè);若所述第一采樣電信號(hào)的時(shí)域平穩(wěn)特性不滿足所述第一平穩(wěn)條件 且空域平穩(wěn)特性不滿足所述第二平穩(wěn)條件，則采用雜波圖面檢測(cè)方式對(duì)所述第一采樣電信 號(hào)進(jìn)行檢測(cè)。
[0007] 其中，所述采用滑窗式恒虛警率檢測(cè)方式對(duì)所述第一采樣電信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)的步驟 包括:獲取所述第一采樣電信號(hào)左側(cè)的h個(gè)第二采樣電信號(hào)值、以及右側(cè)的h個(gè)第三采樣電 信號(hào)值，其中，所述h個(gè)第二采樣電信號(hào)中的最右側(cè)的所述第二采樣電信號(hào)、所述h個(gè)第三采 樣電信號(hào)中最左側(cè)的所述第三采樣電信號(hào)均與所述第一采樣電信號(hào)相隔g個(gè)采樣電信號(hào)； 比較所述第一采樣電信號(hào)值與第一門限以及所述第二采樣電信號(hào)與第二門限，其中，所述 第一門限為所述h個(gè)第二采樣電信號(hào)值和所述η個(gè)第三采樣電信號(hào)值的算術(shù)平均值Z，所述 第二門限為所述h個(gè)第二采樣電信號(hào)值和h個(gè)第三采樣電信號(hào)值中第k個(gè)最小采樣電信號(hào) 值;若所述第一采樣電信號(hào)值大于所述第一門限，且所述第二采樣電信號(hào)與第二門限，則所 述檢測(cè)通過。
[0008] 其中，所述采用雜波圖點(diǎn)檢測(cè)方式對(duì)所述第一采樣電信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)的步驟包括： 根據(jù)所述光信號(hào)的所有采樣光信號(hào)轉(zhuǎn)換得到采樣電信號(hào)生成雜波圖，并將所述雜波圖按照 對(duì)應(yīng)光纖不同位置劃分若干個(gè)雜波圖單元;利用所述第一采樣電信號(hào)所在的雜波圖單元的 有限次回波輸入進(jìn)行迭代，以得到第三門限；比較所述第一采樣電信號(hào)值與所述第三門限， 若所述第一采樣電信號(hào)值大于所述第三門限，則所述檢測(cè)通過。
[0009] 其中，所述利用所述第一采樣電信號(hào)所在的雜波圖單元的有限次回波輸入進(jìn)行迭 代，以得到第三門限的步驟包括:利用公式1對(duì)所述第一采樣電信號(hào)所在的雜波圖單元進(jìn)行 迭代更新，以得到第三門限：
[0011]其中，$為所述第三門限，所述n+l為當(dāng)前所述光信號(hào)的接收序號(hào)，所述k為所述第 一采樣電信號(hào)所在的雜波圖單元序號(hào)，qu為第k個(gè)雜波圖單元的第n-1次回波輸出幅度值， ω為遺忘因子。
[0012] 其中，所述采用雜波圖面檢測(cè)方式對(duì)所述第一采樣電信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)的步驟包括： 根據(jù)所述光信號(hào)的所有采樣光信號(hào)轉(zhuǎn)換得到采樣電信號(hào)生成雜波圖，并將所述雜波圖按照 對(duì)應(yīng)光纖不同位置劃分若干個(gè)雜波圖單元；以所述第一采樣電信號(hào)所在的雜波圖單元為中 心，取單元數(shù)為ΜΝ的第一空間區(qū)域，并在所述第一空間區(qū)域中取以第一采樣電信號(hào)所在的 雜波圖單元為中心的第二空間區(qū)域；由除所述第二空間區(qū)域外所述第一空間區(qū)域的剩余區(qū) 域的信號(hào)強(qiáng)度計(jì)算得參考強(qiáng)度值；比較所述第一采樣電信號(hào)強(qiáng)度與所述參考強(qiáng)度值，若所 述第一采樣電信號(hào)強(qiáng)度大于所述參考強(qiáng)度值，則所述檢測(cè)通過。
[0013] 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的一個(gè)技術(shù)方案是：提供一種光纖振源識(shí)別裝 置，包括:獲取模塊，用于獲取與預(yù)設(shè)振動(dòng)信號(hào)模型匹配的第一采樣電信號(hào)，其中，所述第一 采樣電信號(hào)由第一采樣光信號(hào)轉(zhuǎn)換得到，所述第一采樣光信號(hào)由對(duì)光纖反射的光信號(hào)進(jìn)行 采樣而得;分析模塊，用于分析所述第一采樣光信號(hào)在時(shí)域和空域的平穩(wěn)特性;檢測(cè)模塊， 用于對(duì)應(yīng)所述第一采樣光信號(hào)不同時(shí)域和空域的平穩(wěn)特性，采用不同的檢測(cè)方式對(duì)所述第 一采樣電信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)，并在所述檢測(cè)通過時(shí)，則將所述第一采樣電信號(hào)對(duì)應(yīng)的光纖位置 確定為振源。
[0014] 其中，所述檢測(cè)模塊包括:滑窗檢測(cè)單元，用于在所述第一采樣電信號(hào)的時(shí)域平穩(wěn) 特性不滿足第一平穩(wěn)條件且空域平穩(wěn)特性滿足第二平穩(wěn)條件時(shí)，采用滑窗式恒虛警率檢測(cè) 方式對(duì)所述第一采樣電信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)；雜波圖點(diǎn)檢測(cè)單元，用于在所述第一采樣電信號(hào)的 時(shí)域平穩(wěn)特性滿足所述第一平穩(wěn)條件且空域平穩(wěn)特性不滿足所述第二平穩(wěn)條件時(shí)，采用雜 波圖點(diǎn)檢測(cè)方式對(duì)所述第一采樣電信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)；雜波圖面檢測(cè)單元，用于在所述第一采 樣電信號(hào)的時(shí)域平穩(wěn)特性不滿足所述第一平穩(wěn)條件且空域平穩(wěn)特性不滿足所述第二平穩(wěn) 條件時(shí)，采用雜波圖面檢測(cè)方式對(duì)所述第一采樣電信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)。
[0015] 其中，所述雜波圖點(diǎn)檢測(cè)單元具有用于:根據(jù)所述光信號(hào)的所有采樣光信號(hào)轉(zhuǎn)換 得到采樣電信號(hào)生成雜波圖，并將所述雜波圖按劃分若干個(gè)雜波圖單元;利用所述第一采 樣電信號(hào)所在的雜波圖單元的有限次回波輸入進(jìn)行迭代，以得到第三門限；比較所述第一 采樣電信號(hào)值與所述第三門限，若所述第一采樣電信號(hào)值大于所述第三門限，則所述檢測(cè) 通過。
[0016] 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的再一個(gè)技術(shù)方案是:提供一種光纖識(shí)別系統(tǒng)， 包括光纖、光纖傳感器及識(shí)別終端;所述光纖傳感器用于向所述光纖一端發(fā)出第一光信號(hào)， 并從所述光纖一端接收由所述第一光信號(hào)反射得到的第二光信號(hào)，并對(duì)所述第二光信號(hào)進(jìn) 行采樣得到多個(gè)采樣光信號(hào)，將所述多個(gè)采樣光信號(hào)轉(zhuǎn)換得到多個(gè)采樣電信號(hào);所述識(shí)別 終端用于在查找出與預(yù)設(shè)振動(dòng)信號(hào)模型匹配的第一采樣電信號(hào)時(shí)，對(duì)所述第一采樣電信號(hào) 進(jìn)行檢測(cè)，在檢測(cè)通過時(shí)，將所述第一采樣電信號(hào)對(duì)應(yīng)的光纖位置確定為振源，其中，所述 識(shí)別終端包括上述的光纖振源識(shí)別裝置，以對(duì)所述第一采樣電信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)。
[0017] 上述方案，識(shí)別終端根據(jù)第一采樣電信號(hào)不同時(shí)域和空域的平穩(wěn)特性，采用不同 的檢測(cè)方式對(duì)預(yù)設(shè)振動(dòng)信號(hào)模型匹配的第一采樣電信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)，并在所述檢測(cè)通過時(shí)， 將所述第一采樣電信號(hào)對(duì)應(yīng)的光纖位置確定為振源，識(shí)別終端利用上述檢測(cè)方式對(duì)預(yù)設(shè)振 動(dòng)信號(hào)模型匹配的第一采樣電信號(hào)進(jìn)行干擾檢測(cè)，并在檢測(cè)通過后才確定為振源，避免對(duì) 振源的誤識(shí)別，提高了識(shí)別振源的可靠性，而且，識(shí)別終端根據(jù)所述第一采樣電信號(hào)不同時(shí) 域和空域的平穩(wěn)特性，采用不同的檢測(cè)方式進(jìn)行檢測(cè)，即針對(duì)不同環(huán)境實(shí)現(xiàn)了自適應(yīng)檢測(cè)， 可進(jìn)一步有效識(shí)別振源。
【附圖說明】
[0018] 圖1是本發(fā)明光纖振源識(shí)別方法一實(shí)施方式的流程圖；
[0019] 圖2是本發(fā)明光纖振源識(shí)別系統(tǒng)一實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020] 圖3是本發(fā)明光纖振源識(shí)別方法另一實(shí)施方式的部分流程圖；
[0021] 圖4是圖3所示實(shí)施方式中光信號(hào)對(duì)應(yīng)的采樣電信號(hào)序列的示意圖；
[0022] 圖5是本發(fā)明光纖振源識(shí)別方法再一實(shí)施方式的部分流程圖；
[0023] 圖6是本發(fā)明光纖振源識(shí)別方法又再一實(shí)施方式的部分流程圖；
[0024] 圖7是本發(fā)明圖7所示實(shí)施方式中部分雜波示意圖。
[0025] 圖8是本發(fā)明光纖振源識(shí)別裝置一實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026] 圖9是本發(fā)明光纖振源識(shí)別裝置另一實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0027] 以下描述中，為了說明而不是為了限定，提出了諸如特定系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、接口、技術(shù)之 類的具體細(xì)節(jié)，以便透徹理解本申請(qǐng)。然而，本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)清楚，在沒有這些具體 細(xì)節(jié)的其它實(shí)施方式中也可以實(shí)現(xiàn)本申請(qǐng)。在其它情況中，省略對(duì)眾所周知的裝置、電路以 及方法的詳細(xì)說明，以免不必要的細(xì)節(jié)妨礙本申請(qǐng)的描述。
[0028] 請(qǐng)參閱圖1，本發(fā)明光纖振源識(shí)別方法一實(shí)施方式的流程圖，該方法包括：
[0029] S11:識(shí)別終端獲取與預(yù)設(shè)振動(dòng)信號(hào)模型匹配的第一采樣電信號(hào)。
[0030] 其中，所述第一采樣電信號(hào)由第一采樣光信號(hào)轉(zhuǎn)換得到，所述第一采樣光信號(hào)由 對(duì)光纖反射的光信號(hào)進(jìn)行采樣而得。
[0031] 請(qǐng)結(jié)合圖2舉例說明，圖2示出一光纖振源識(shí)別系統(tǒng)，該光纖振源識(shí)別系統(tǒng)采用光 脈沖調(diào)制體質(zhì)，通過探測(cè)背向散射信號(hào)的相位變化引起的反射光干涉強(qiáng)度變化，能夠同時(shí) 檢測(cè)出多個(gè)并發(fā)振源，從而實(shí)