[发明专利]偏振敏感光时域反射仪多点扰动检测与定位方法

摘要

本发明提出一种偏振敏感光时域反射仪多点扰动检测与定位方法，属于分布式光纤传感及其应用领域。累积偏振敏感光时域反射仪(P‑OTDR)不同时刻的光时域信号，将时间‑空间轴信号联立构成一个二维原始信号矩阵，进行差值及二值化处理后对该二值化差值图像进行水平累加预处理，通过对预处理后的二值化差值图像进行边缘检测及自动分类的方法来解决偏振敏感光时域反射仪(P‑OTDR)多点扰动检测与高精度定位的难题。该方法在长距离周界安防、油气输送管道、架空电缆、埋地光缆等的安全监测领域具有广泛的应用价值。

主权项

偏振敏感光时域反射仪多点扰动检测与定位方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)时间‑空间光时域反射信号联立构成一个二维原始信号矩阵：对偏振敏感光时域反射仪(P‑OTDR)不同时刻沿空间分布的光时域反射信号进行累积，将时间‑空间轴信号联立构成一个二维原始信号矩阵，水平方向即信号矩阵行为空间轴，垂直方向即信号矩阵列为时间轴；(2)二值化差值图像准备及预处理：对二维原始信号矩阵进行行间即时间轴上差值处理后，对其形成的二维图像进行二值化处理，得到一幅时、空为二维轴的二值化差值图像；对二值化差值图像进行水平累加预处理，连通水平行上孤立的点以提高后续边缘检测的准确性；(3)边缘检测及优化：对预处理后的二值化差值图像进行边缘点检测，并通过图像形态学中的膨胀处理，处理后用中值滤波的方法对边缘点进行优化，充分利用位于类中心且相互靠拢的边缘点而滤除掉孤立的边缘点；(4)对优化边缘检测点的自动聚类：利用改进最大最小值距离聚类算法对优化的边缘检测点进行自动聚类；(5)根据聚类结果确定分类数目及各个类中心，完成多点检测和定位：利用边缘点的实际分类数确定检测到的扰动点数，通过各类类中心确定各扰动点的位置，完成多点扰动检测和定位。