[发明专利]高精度自适应滤波FBG光谱快速寻峰方法

权利要求书

1.高精度自适应滤波FBG光谱快速寻峰方法，包括如下步骤：

1)获得室内常压常温环境下的FBG光谱的中心波长λ₀；

2)试验开始后，获得第1采样周期FBG光谱能量数据，以λ₀为中心，向左右各偏移设定的波长间隔Δλ₀，对第1采样周期FBG光谱能量数据进行裁剪，选取波长范围为[λ₀-Δλ₀，λ₀+Δλ₀]的FBG光谱能量数据子集Po_[i]，所述i＝0,1,...,N-1，其中Δλ为波长采样间隔；

3)对FBG光谱能量数据子集Po_[i]进行能量最大值检测Po_Max，并获得Po_Max所对应的波长索引值λ_Max，以λ_Max为中心向左右各偏移设定的波长间隔Δλ′，选取波长范围为[λ₀-Δλ′，λ₀+Δλ′]的FBG光谱能量数据，构建参与寻峰的光谱能量数组P_[i]，所述i＝0,1,...,N-1，其中Δλ为波长采样间隔；

4)将光谱能量数组P_[i]进行频谱分析，获得初始经验截止频率f₀；

5)将光谱能量数组P_[i]通过截止频率为f₀的巴特沃斯型低通滤波器进行低通滤波，获得滤波后数组P′_[i]，将P′_[i]进行逆序排列，获得逆序数组P″_[j]即P″_[0]＝P′_[N-1],P″_[1]＝P′_[N-2],…,P″_[N-2]＝P′_[1],P″_[N-1]＝P′_[0]，将P″_[j]通过截止频率为f₀的巴特沃斯型低通滤波器再次进行低通滤波，获得滤波后数组P″′_[j]，将P″′_[j]进行逆序排列，获得滤波后光谱能量数组P″′_[k]；

6)采用高斯拟合算法对滤波后光谱能量数组P″′_[k]进行高斯拟合：

P=a×exp[-(λ-cb)2]]]>

得到a，b，c值，选取c值作为峰值点P_Max所对应的波长索引值λ_Max，得到精确峰值点P_Max＝a，完成精确寻峰；

7)获取下一个采样周期FBG光谱能量数据，根据步骤2)、3)、5)、6)，选取初始经验截止频率f₀，获得FBG光谱精确峰值点，连续进行N个采样周期的FBG光谱寻峰处理，得到N个峰值点数组Peak_[i]，所述i＝0,1,...,N-1，对峰值点数组Peak_[i]进行均方差计算：

S=Σi=0N-1(Peaki-Peak‾)N]]>

得到峰值点数组Peak_[i]均方差S₀；

8)以初始经验截止频率f₀为中心，设定最小截止频率f_Min，最大截止频率f_Max，合适的频率间隔Δf，从f_Min～f_Max频率范围内，频率间隔Δf，按顺序选取截止频率f_[k]＝f_Min+KΔf,其中，对步骤7)中所提及的连续N个采样周期的FBG光谱能量数据，按照步骤2)、3)、5)、6)进行寻峰处理，并按照步骤7)中提到的均方差计算方法，计算出每个截止频率下，N个采样周期的FBG光谱能量数据的峰值点数组Peak_[i]的均方差数组，S_[j],j＝1,2,...,K-1，与步骤7)中计算的S₀合并，得到每个截止频率下，N个采样周期的FBG光谱能量数据的峰值点数组Peak_[i]的均方差数组S_[j],j＝0,2,...,K-1；对均方差数组S_[j],j＝0,2,...,K-1进行最小值检测S_Min，并获得S_Min所对应的频率索引值f_Min，并将其作为最终选取截止频率；

9)获取第N+1个采样周期FBG光谱能量数据，选取截止频率f_Min，根据步骤5)、6)，获得FBG光谱精确峰值点，依次类推，获取第N+2个采样周期FBG光谱能量数据，选取截止频率f_Min，根据步骤5)、6)，获得FBG光谱精确峰值点，直至试验结束。