Computational intelligence applied to optical fiber sensing
| العنوان: | Computational intelligence applied to optical fiber sensing |
|---|---|
| المؤلفون: | Negri, Lucas Hermann |
| المساهمون: | Fabris, José Luís, Paterno, Aleksander Sade, Pohl, Alexandre de Almeida Prado, Arruda, Lucia Valeria Ramos de, Coelho, Leandro dos Santos |
| المصدر: | Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT)) Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR) instacron:UTFPR |
| بيانات النشر: | Universidade Tecnológica Federal do Paraná, 2017. |
| سنة النشر: | 2017 |
| مصطلحات موضوعية: | Digital computer simulation, Electric engineering, Artificial intelligence, Engenharia Elétrica, ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA::TELECOMUNICACOES::TEORIA ELETROMAGNETICA, MICROONDAS, PROPAGACAO DE ONDAS, ANTENAS [CNPQ], Redes neurais (Computação), Optical communications, Compressão de dados (Computação), Comunicações ópticas, Inteligência artificial, Neural networks (Computer science), Data compression (Computer science), Simulação (Computadores digitais), ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA::MEDIDAS ELETRICAS, MAGNETICAS E ELETRONICAS INSTRUMENTACAO [CNPQ] |
| الوصف: | CAPES; CNPq; Fundação Araucária; FINEP Esta tese apresenta aplicações de inteligência computacional para o aprimoramento de sensoriamento ótico realizado com sensores em fibra ótica. Para tanto, redes neurais artificiais (perceptron de múltiplas camadas), máquinas de vetor de suporte para regressão, evolução diferencial e métodos de sensoriamento compressivo são empregados em conjunto com transdutores de redes de Bragg em fibras óticas. As redes neurais artificiais, máquinas de vetor de suporte para regressão e redes de Bragg são empregadas na localização de uma carga aplicada sobre uma placa de acrílico. É apresentado um novo método utilizando evolução diferencial para a solução do problema do espalhamento inverso em redes de Bragg em fibra ótica, propondo o uso de restrições para solucioná-lo na ausência de informação de fase do sinal refletido. Um método para a detecção de múltiplas cargas posicionadas acima de uma placa de metal é proposto. Neste método, a placa de metal é suportada por anéis de ferro contendo redes de Bragg em fibra ótica e a detecção das cargas é realizada com o uso de métodos de sensoriamento compressivo para a solução do problema inverso subdeterminado resultante. A troca dos anéis de ferro por blocos de silicone e um novo método baseado em sensoriamento compressivo e evolução diferencial são propostos. Os resultados experimentais mostram que os métodos computacionais propostos auxiliam o sensoriamento e podem permitir uma melhoria da resolução espacial do sistema sem a necessidade do aumento do número de elementos transdutores. This thesis presents new optical fiber sensing methodologies employing computational intelligence approaches seeking for the improvement of the sensing performance. Particularly, artificial neural networks, support vector regression, differential evolution and compressive sensing methods were employed with fiber Bragg grating transducers. Artificial neural networks (multilayer perceptron) and fiber Bragg gratings were used to determine the location of a load applied to a polymethyl methacrylate sheet. A new method based on the application of differential evolution is proposed to solve the inverse scattering problem in fiber Bragg gratings, where constraints are imposed to solve the problem without the need of phase information. A method for detecting multiple loads on a metal sheet is also proposed. In this method, the metal sheet is supported by iron rings containing fiber Bragg gratings, and compressive sensing methods are employed to solve the resulting underdetermined inverse problem. Further developments of the method replaced the iron rings by silicon blocks and employed a new reconstruction method based on compressive sensing and differential evolution. Experimental results show that the proposed computational methods improve the optical fiber sensing and lead to an enhancement of the spatial resolution without increasing the number of transducers. |
| اللغة: | Portuguese |
| URL الوصول: | https://explore.openaire.eu/search/publication?articleId=od______3056::ce0f84f8edcf8a65330beea3e53dd232 http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/2873 |
| Rights: | OPEN |
| رقم الانضمام: | edsair.od......3056..ce0f84f8edcf8a65330beea3e53dd232 |
| قاعدة البيانات: | OpenAIRE |
| الوصف غير متاح. |