面向层绞光缆形变检测的空间曲线重建研究

层绞式光缆广泛应用于电信、传感、工业监测等领域。研究层绞光缆的三维形状重建算法,对于光缆维护、断点查找、建筑物沉降监测、形变感知等具有重要意义。提出了一种层绞光缆三维形状重建算法,利用分布式光纤应变传感技术,测量光缆内对称纤芯的空间应变分布,根据纤芯的应变分布、几何排布,计算光缆等间隔离散截面的宏观形变（弯曲、扭转）。进一步地,根据宏观形变,利用Frenet框架进行光缆空间坐标的解算,最终获得三维形状信息。为验证所提算法的有效性,使用软件SOLIDWORKS对整个形状重建过程进行了仿真分析。仿真结果表明,在应变测量间隔10 mm的测量条件下,该算法可以重建300 mm光缆的三维形状,光缆末端绝对误差不超过2.61 mm。