[发明专利]一种光纤波长解调光谱峰值定位方法

权利要求书

1.一种光纤波长解调光谱峰值定位方法，其待解调目标光谱为具有多个像元点的多峰值光谱，其特征在于，该峰值定位方法所包含的功能模块包括解调循环(100)、构建能量数组模块(101)、阈值检测模块(102)、寻峰处理模块(103)和波长拟合模块(106)，其中解调循环(100)又包括两个模块即构建拟合数组模块(104)和LM峰值定位模块(105)，定位方法的步骤包括：

1)根据待解调目标光谱中N个像元点的光谱能量值P₀[i]，利用构建能量数组模块(101)，构建各像元对应位置的能量数组P[i]，并取P[i]的最大值为P_max，P[i]可以采用P[i]＝P₀[i]-P₀[0]或者P[i]＝(P₀[i]-P₀[0])P_max两种方式构建，其中各像元对应位置的索引数组N[i]＝i+1，所述i＝0，1，...，N-1；

2)利用阈值检测模块(102)，根据待解调目标光谱及最大值P_max选择合适的阈值参数a、b，并计算比较阈值T_h＝P_max/a+b；

3)通过寻峰处理模块(103)，从N个像元点中得到索引分别为n₁，n₂，……，n_M的共M个峰值，并从能量数组P[i]中查找各峰值对应位置的能量数组值也即有效被测FBG的返回值P[j]，其中j＝n₁，n₂，……，n_M；

4)对于第一个峰值n₁，利用构建拟合数组模块(104)构建拟合数组，具体为：从n[i]和P[i]中取与n₁相邻的索引为n₁-x，…，n₁，…n₁+y的L个数构建拟合数组X[k]和Y[k]，其中L＝x+y+1，k＝1，2，...，L，X[k]为Y[k]的索引数组，令X[k]＝1，2，...，L；

5)通过LM峰值定位模块(105)，对数据X[k]和Y[k]利用LM算法进行峰值定位，得到第一个峰值n₁对应的中心像元索引值；

6)对于步骤3)中得到的索引为n₁以后的各峰值，执行解调循环100()也即重复步骤4)和步骤5)，得到峰值分别为n₂，……，n_M时对应的中心像元索引值；

7)运用多项式拟合将各峰值对应的中心像元索引值转换为中心波长。

2.根据权利要求1所述的一种光纤波长解调光谱峰值定位方法，其特征在于，所述步骤3)中寻峰处理模块(103)寻找峰值的过程中采用两次寻峰算法：第一次寻峰，将P[i]中各值分别与T_h进行比较，大于T_h作为一个可能的峰值或者称为有效被测FBG的返回值；第二次寻峰，对第一次寻峰中得到的可能峰值，分别将每个可能峰值和该峰值在P[i]数组中前后相邻的L个数进行比较，若P[i]为其中的最大值，则为一个有效峰值也即有效的被测FBG的返回值，L值根据各峰值间隔确定。

3.根据权利要求1所述的一种光纤波长解调光谱峰值定位方法，其特征在于，所述步骤5)中LM峰值定位模块(105)通过以下步骤实现进行峰值定位：

501)设置初始参数X_c＝(A，B，C)、阻尼因子μ以及缩放常数v、k；

502)计算迭代系数fc、gc、jac、nu；

503)通过计算中间变量x_t，修正迭代系数fc，gc，jac，nu；

504)通过阻尼因子μ，缩放常数v、k控制迭代过程，使得参数X_c根据中间变量x_t达到最优值，进而得到精确的中心像元N_o＝B/(2A)。

4.根据权利要求3所述的一种光纤波长解调光谱峰值定位方法，其特征在于，所述步骤504)是通过对中间变量X_c＝(A，B，C)的非线性拟合得到中心像元N_o的高精度拟合。

5.根据权利要求3所述的一种光纤波长解调光谱峰值定位方法，其特征在于，初始参数X_c＝(A，B，C)的选取，可以表示为A＝1/(M)²，B＝2A·(N)，C＝-A·(N)²，其中M为为光谱的3db带宽，N表示最大值P_max对应的索引数组值。