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1. 发明授权

CN117030000B 一种分布式声波传感偏振控制系统及偏振衰落抑制方法有权
公开(公告)号：CN117030000B
公开(公告)日：2024-01-12
申请号：CN202311304287.2
申请日：2023-10-10
申请人：之江实验室
发明人：胡威旺 , 李彩云 , 马玲梅 , 庄逸洋 , 王建国 , 郑洪坤 , 刘泽超
IPC分类号： G01H9/00 , G02B6/27 , G01J4/00
摘要：本发明涉及一种分布式声波传感偏振控制系统及偏振衰落抑制方法，其中分布式声波传感偏振控制系统包括窄线宽激光器、第一光纤耦合器、脉冲发生器、电偏振控制器、第二光纤耦合器、光放大器、带通滤波器、环形器、光电平衡探测器、上位机。与现有技术相比，本发明通过在分布式声光纤感系统中引入主动反馈偏振控制系统，以获得系统中传感信号的偏振状态和偏振衰落位置，并以之为参考，通过偏振抑制算法进行(56)对比文件CN 116086591 A,2023.05.09CN 110095177 A,2019.08.06WO 2022136832 A1,2022.06.30CN 105092014 A,2015.11.25CN 110118594 A,2019.08.13EP 3694117 A1,2020.08.12CN 107643120 A,2018.01.30CN 106019313 A,2016.10.12CN 110987146 A,2020.04.10CN 114485900 A,2022.05.13CN 110108346 A,2019.08.09CN 110375841 A,2019.10.25蔡海文.分布式光纤声波传感技术研究进展.应用科学学报.2018,全文.孙廷玺.基于偏振分集技术的分布式光纤声波传感系统.光通信技术.2020,全文.桂鑫.基于大规模光栅阵列光纤的分布式传感技术及应用综述. 应用科学学报.2021,全文.张黎.光纤中瑞利散射光的相位解调 .中国优秀硕士学位论文全文数据库 (信息科技辑).2017,全文.Junfeng Chen.Fully distributedhydroacoustic sensing based on ultra-highly sensitive and lightweight fiber-optic hydrophone cable.Optics and Lasersin Engineering.2023,全文.Lijia Luo.Abnormal event monitoringof underground pipelines using adistributed fiber-optic vibration sensingsystem.Measurement.2023,全文.Zengguang Qin.A fully distributedfiber optic sensor for simultaneousrelative humidity and temperaturemeasurement with polyimide-coatedpolarization maintaining fiber.Sensorsand Actuators B: Chemical.2022,全文.Qizhong Yan.Coherent Φ-OTDR based onpolarization-diversity integratedcoherent receiver and heterodynedetection.2017 25th Optical Fiber SensorsConference (OFS).2017,全文.Guangyao Yang.Polarization fadingelimination in phase-extracted OTDR fordistributed fiber-optic vibrationsensing.2016 21st OptoElectronics andCommunications Conference (OECC) heldjointly with 2016 InternationalConference on Photonics in Switching(PS).2016,全文.

2. 发明公开

CN114077854A 一种基于自适应VMD的φ-OTDR水声信号处理方法和装置有权
公开(公告)号：CN114077854A
公开(公告)日：2022-02-22
申请号：CN202210051483.2
申请日：2022-01-18
申请人：之江实验室
发明人：彭威 , 刘泽超 , 王皓 , 马玲梅 , 饶云江 , 叶松涛
IPC分类号： G06K9/00
摘要：本发明公开了一种基于自适应VMD的φ‑OTDR水声信号处理方法和装置。该水声信号处理方法将信号从时域转换至频域进行分析，对光纤传感器中不同位置的传感信号进行变分模态分解处理，基于信号噪声的特性，提取全变分、分形维数、排列熵、能量特征用于噪声信号的特征离散化。同时，我们根据最大化簇间间距和最小化簇内间距原则设计了一种信号可分离性指标，来观测和优化变分模态分解过程，使得传感信号分解得到的模态分量可以更清晰的划分噪声和目标信号。

3. 发明公开

CN116907627A 基于光程差辅助的大动态范围分布式相位传感方法和装置有权
公开(公告)号：CN116907627A
公开(公告)日：2023-10-20
申请号：CN202311175527.3
申请日：2023-09-13
申请人：之江实验室
发明人：田帅飞 , 马玲梅 , 朱琛 , 郑洪坤 , 刘泽超
IPC分类号： G01H9/00
摘要：本发明公开了一种基于光程差辅助的大动态范围分布式相位传感方法和装置，包括光程差测量模块、相位测量模块、复用模块、散射增强传感光纤以及数据采集解调系统，将具有高噪声、大动态范围特性的光程差（OPD）解调与具有低噪声、高精度的相位解调相结合，并在数据处理时，利用大动态范围的OPD数据辅助完成低噪声相位数据的解卷绕，校正由于π相位原则导致的相位解卷绕错误，实现大信号的相位解卷绕，在保持系统解调精度的同提升测量动态范围。

4. 发明授权

CN114818839B 一种基于深度学习的光纤传感水声信号识别方法及装置有权
公开(公告)号：CN114818839B
公开(公告)日：2022-09-16
申请号：CN202210763891.0
申请日：2022-07-01
申请人：之江实验室
发明人：高嘉豪 , 彭威 , 刘泽超 , 王皓 , 马玲梅 , 饶云江 , 叶松涛
IPC分类号： G06K9/00 , G06K9/62 , G06N3/04 , G06N3/08
摘要：本发明提供一种基于深度学习的光纤传感水声信号识别方法，该方法降低了光纤传感水声信号识别的难度，通过最优聚类模型，将无监督学习方式转化为有监督学习的方式，使识别未知的目标事件信号成为可能；以光纤传感系统自身固有噪声信号分解分量作为训练数据，构建开集识别网络，可用于识别任意不属于系统噪声的目标事件信号，有效提高了模型的泛化能力。

5. 发明公开

CN114754857A 一种两段式光纤传感水声信号补偿方法和装置有权
公开(公告)号：CN114754857A
公开(公告)日：2022-07-15
申请号：CN202210664331.X
申请日：2022-06-14
申请人：之江实验室
发明人：彭威 , 刘泽超 , 王皓 , 马玲梅 , 饶云江
IPC分类号： G01H9/00 , G06N3/12
摘要：本发明公开了一种两段式光纤传感水声信号补偿方法和装置。该水声信号补偿方法在传感信号频域分解处理的过程中，首先通过遗传算法寻找传感信号变分模态分解的最优惩罚因子和迭代阈值参数，使得信号处理过程中尽可能降低信号损失；其次，将损失信号通过基于多尺度排列熵的补偿算法，回补至各模态分量，使得水声传感信号在频域分解处理的过程中尽可能少的损失有用信息，提升传感信号的信噪比。

6. 发明授权

CN114077854B 一种基于自适应VMD的φ-OTDR水声信号处理方法和装置有权
公开(公告)号：CN114077854B
公开(公告)日：2022-04-12
申请号：CN202210051483.2
申请日：2022-01-18
申请人：之江实验室
发明人：彭威 , 刘泽超 , 王皓 , 马玲梅 , 饶云江 , 叶松涛
IPC分类号： G06K9/00
摘要：本发明公开了一种基于自适应VMD的φ‑OTDR水声信号处理方法和装置。该水声信号处理方法将信号从时域转换至频域进行分析，对光纤传感器中不同位置的传感信号进行变分模态分解处理，基于信号噪声的特性，提取全变分、分形维数、排列熵、能量特征用于噪声信号的特征离散化。同时，我们根据最大化簇间间距和最小化簇内间距原则设计了一种信号可分离性指标，来观测和优化变分模态分解过程，使得传感信号分解得到的模态分量可以更清晰的划分噪声和目标信号。

7. 发明授权

CN116956226B 基于自监督式信号融合的DAS动态范围提升方法和设备有权
公开(公告)号：CN116956226B
公开(公告)日：2023-12-22
申请号：CN202311203512.3
申请日：2023-09-19
申请人：之江实验室
发明人：刘泽超 , 马玲梅 , 李彩云 , 朱琛 , 郑洪坤 , 彭威 , 田帅飞
IPC分类号： G06F18/25 , G06F18/214 , G06N3/0464 , G06N3/09 , G01H9/00
摘要：本发明涉及一种基于自监督式信号融合的DAS动态范围提升方法和设备，方法包括：并行获取双路光纤传感数据，即动态范围未受限制但信噪比较低的DAS信号和因动态范围受限而存在相位解卷绕错误的DAS相位信号，输入自设计的自监督式信号融合模型中，求取相位卷绕系数，并取整，根据取整后的相位卷绕系数和第二光纤传感信号，构建解卷绕后的相位估计值并输出。与现有技术相比，本发明可实时有效修正DAS相位信号因动态范围受限而导致的相位解卷绕错误，恢复真实相位，提升动态范围，且不以牺牲信噪比为代价。

8. 发明公开

CN116956226A 一种基于自监督式信号融合的DAS动态范围提升方法和设备有权
公开(公告)号：CN116956226A
公开(公告)日：2023-10-27
申请号：CN202311203512.3
申请日：2023-09-19
申请人：之江实验室
发明人：刘泽超 , 马玲梅 , 李彩云 , 朱琛 , 郑洪坤 , 彭威 , 田帅飞
IPC分类号： G06F18/25 , G06F18/214 , G06N3/0464 , G06N3/09 , G01H9/00
摘要：本发明涉及一种基于自监督式信号融合的DAS动态范围提升方法和设备，方法包括：并行获取双路光纤传感数据，即动态范围未受限制但信噪比较低的DAS信号和因动态范围受限而存在相位解卷绕错误的DAS相位信号，输入自设计的自监督式信号融合模型中，求取相位卷绕系数，并取整，根据取整后的相位卷绕系数和第二光纤传感信号，构建解卷绕后的相位估计值并输出。与现有技术相比，本发明可实时有效修正DAS相位信号因动态范围受限而导致的相位解卷绕错误，恢复真实相位，提升动态范围，且不以牺牲信噪比为代价。

9. 发明授权

CN115855123B 基于畸变点检测的光纤传感信号相位错误修正方法和装置有权
公开(公告)号：CN115855123B
公开(公告)日：2023-06-06
申请号：CN202310145657.6
申请日：2023-02-22
申请人：之江实验室
发明人：刘泽超 , 李彩云 , 马玲梅 , 胡威旺 , 彭威 , 王皓
IPC分类号： G01D3/036
摘要：本发明涉及一种基于畸变点检测的光纤传感信号相位错误修正方法和装置，方法包括以下步骤：获取光纤传感数据，进行解调，得到相位数据，该相位数据包括光纤上多个位置处的相位变化信号；对相位数据中的各个位置信号分别进行相位解卷绕，然后进行重采样，获取各个位置的相位解卷绕数据；根据相位解卷绕数据的信号变化量，确定畸变点；根据畸变点的分布确定畸变点的类型，可分为尖峰畸变点、连续台阶畸变点和单次畸变点，从而进行对应的修正处理，然后再经去趋势操作，输出修正后的相位信号。与现有技术相比，本发明可实时有效修正复杂情况下的相位错误，抑制衰落噪声，提升信噪比。

10. 发明公开

CN113654642A 一种基于参考传感器的分布式声波传感降噪系统及方法有权
公开(公告)号：CN113654642A
公开(公告)日：2021-11-16
申请号：CN202110965451.9
申请日：2021-08-23
申请人：之江实验室
发明人：马玲梅 , 应马可 , 胡威旺 , 刘泽超 , 王皓 , 饶云江
IPC分类号： G01H9/00
摘要：本发明公开了一种基于参考传感器的分布式声波传感降噪系统及方法，该系统包括相位型光时域反射模块，参考传感器，噪声补偿算法模块；该方法包括：S1:建立相位型光时域反射模块；S2:设立参考传感器用以获得所述相位型光时域反射模块的噪声特征；S3:通过噪声补偿算法模块对所述噪声特征计算补偿。本发明通过参考传感器收集本地信号，通过参考端收集的信号训练深度神经网络，对噪声进行预测，由此实现噪声补偿的功能，本发明提出多种参考传感器的架构，其实现方法简便，手段灵活，可在不同使用环境中实现高可靠，低延迟的实时降噪补偿功能。

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