一种改进的高精度光谱寻峰算法研究

Abstract

针对被采样的超弱光纤光栅（FBG）反射光谱含有干扰噪声的问题,提出一种应用于大容量超弱传感网络的高速寻峰算法。该算法引入权重因子加入到最小二乘拟合算法实现加权最小二乘拟合（WLS）算法,对高斯曲线拟合系数进行优化,定位出中心波长,然后再通过非对称高斯修正（AG）对定位的中心波长进行修正,提出WLS结合AG（WLS-AG）的算法,实现抗噪声干扰高精度寻峰。通过实验,对比分析最小二乘拟合算法、质心算法、WLS算法及文章提出的WLS-AG算法分别在不同噪声下的峰值误差平均值,以及变温环境下误差平均值。实验结果表明,在高信噪比的情况下,WLS-AG算法连续20次重复性实验平均误差<1 pm,在低信噪比的情况下,平均误差约为10 pm;在不同温度下的检测误差在1 pm内,且最为稳定,满足超弱FBG传感系统精度解调的要求。

Keywords

• 超弱光纤光栅;加权最小二乘拟合结合非对称高斯修正算法;寻峰算法;大容量超弱传感网络