基于光纤光栅传感与水声定位融合的水下智能缆空间形态重构系统

基于光纤光栅传感与水声定位融合的水下智能缆空间形态重构系统，其属于水下测量与感知技术领域。该系统智能缆中三芯光纤沿长度方向刻写有多个光纤布拉格光栅传感器，测量沿长度方向的多点应变数据。根据应变分布计算各测点处的弯曲曲率与挠率，构建连续曲率与挠率函数，结合Frenet–Serret算法求解缆线各点的切向量、法向量及副法向量，并对切向量积分得到缆线的空间曲线形态。根据声学测距结果确定缆线终端在三维空间中的绝对位置。通过将曲线重构结果与终点位置约束融合，实现整个水下缆线的空间形态与姿态识别。系统在缆线上布设惯性测量单元以获取局部姿态信息，从而提高曲线重建的精度与稳定性。本发明可广泛应用于水下长缆作业的空间状态监测。