超強激光科學卓越創(chuàng)新簡報

(第五百二十五期)

2024年6月13日

上海光機所在基于分布式聲波傳感的長距離聲敏光纜姿態(tài)感知技術上取得進展

近日，中國科學院上海光學精密機械研究所空天激光技術與系統(tǒng)部，中國科學院空間激光信息傳輸與探測技術重點實驗室團隊，提出一種基于分布式聲波傳感技術（DAS）的長距離聲敏光纜姿態(tài)感知方法，為海洋分布式水聽器拖曳陣陣型校正、大尺寸結構形狀探測提供了一種新思路。相關研究成果以Distributed shape detection for an acoustic sensitive optical cable with DAS 為題發(fā)表于Optics Letters。

聲敏光纜在水聲探測、目標定位等海洋應用領域發(fā)揮著越來越重要的作用，但是其姿態(tài)在水流、載具運動等作用下不斷變化，給水聲增強和陣列處理帶來了極大困難。因此，實現(xiàn)長距離聲敏光纜姿態(tài)感知有著極其重要的意義。

研究團隊提出了一種基于DAS的長距離聲敏光纜姿態(tài)感知技術。利用已知位置的輔助聲源陣列，精確獲取每個光纜單元和輔助聲源陣列的位置關系，并提出自適應峰值尋峰算法解決實際環(huán)境下聲波混響的峰值畸變難題；充分發(fā)揮DAS的易于大規(guī)模組網(wǎng)、陣列可靈活重構等獨特優(yōu)勢，獲得整條聲敏光纜的實時姿態(tài)。驗證實驗表明，在空氣環(huán)境下該技術可以實現(xiàn)聲敏光纜的姿態(tài)感知，三維定位精度為6.53厘米。該成果提供了一種新型的結構姿態(tài)感知方式，具有適用結構尺寸大、探測密集高、布設方便靈活等優(yōu)勢，有望解決拖曳陣姿態(tài)校正等難題，將在水聲探測、海洋安全等領域中發(fā)揮重要作用。

相關研究得到了國家自然科學基金、上海市啟明星計劃、中國科學院青年創(chuàng)新促進協(xié)會等的支持。

原文鏈接

圖 1 原理示意圖

圖 2 (a)單點高精度定位結果 (b) U形纜形狀探測結果