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龙图腾网获悉大连理工大学申请的专利基于分布式光栅光纤与IMU阵列的ROV拖缆形态感知系统获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN121409343B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-02-27发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202511998882.X，技术领域涉及：G01D21/02；该发明授权基于分布式光栅光纤与IMU阵列的ROV拖缆形态感知系统是由于大鹏;胡远翔;邓文浩;张天翔;陈云飞设计研发完成，并于2025-12-29向国家知识产权局提交的专利申请。

本基于分布式光栅光纤与IMU阵列的ROV拖缆形态感知系统在说明书摘要公布了：基于分布式光栅光纤与IMU阵列的ROV拖缆形态感知系统，属于水下工程、海洋测量及海洋装备技术领域。通过四大模块协同实现复杂水下环境中拖缆形态的高精度实时感知：光栅光纤模块采集缆线曲率为形态重建提供数据；ROV作动模块通过牵引拖缆实现动态运动，使缆线产生可测的物理形态，并可模拟不同作业条件下的缆线状态；IMU阵列模块用于精确采集各节点的姿态信息，并与光栅光纤的曲率数据融合，实时计算拖缆的三维空间形态；超短基线模块为缆线形态重建提供稳定的空间基准和校正数据。本系统能够在复杂水下环境下进行高精度、实时的拖缆形态感知与分析，适用于ROV水下作业、拖缆监测及形态研究，抗干扰能力强、数据精度高，适应多种水深和作业场景。

本发明授权基于分布式光栅光纤与IMU阵列的ROV拖缆形态感知系统在权利要求书中公布了：1.基于分布式光栅光纤与IMU阵列的ROV拖缆形态感知系统，其特征在于，包括光栅光纤模块、ROV作动模块、IMU阵列模块、超短基线模块和环境传感器模块，模块间协同工作实现拖缆在复杂水下环境下的高精度形态感知与分析； 光栅光纤模块沿拖缆布设分布式光纤光栅传感器，通过沿拖缆布设的光纤光栅传感器实现对缆体各段的曲率、挠率、应变的连续监测，并将其获取的分布式光学数据实时传输至数据处理单元进行解析与形态估计； ROV作动模块用于牵引拖缆实现动态运动，使缆线抵达特定区域作业；它包括推进器驱动装置、姿态与深度控制单元以及与母船通信的控制接口，用于调节ROV的推进速度、航向角、俯仰角及牵引方向，使拖缆在不同作业场景下获得可控的空间形态分布； IMU阵列模块安装于ROV和拖缆关键节点，用于对ROV及拖缆关键节点的线加速度、角速度、姿态角及方向变化进行采样，为缆线形态重建提供离散节点处的姿态约束信息；并与光栅光纤的曲率数据融合，计算拖缆三维形态； 超短基线模块用于获取ROV相对于母船的参考位置信息，为缆线形态重建提供空间基准；采用声学超短基线定位技术，通过布设于母船的水声基阵测量ROV的声学往返时间与方位角，以获取ROV在三维空间中的绝对坐标位置，从而为拖缆形态重建提供全局坐标约束； 环境传感器模块沿拖缆布设，用于监测缆线所在水域的环境参数，包括温度、电磁场、盐度和流速； 光栅光纤模块与IMU阵列模块输出的多源传感数据经由统一的数据融合算法处理，对拖缆的局部曲率、方向向量以及节点姿态进行综合估计，从而实现拖缆三维形态的连续、实时重建； 所述数据融合算法包括卡尔曼滤波、多传感器协同优化、旋转矩阵求解、坐标系变换及基于Frenet–Serret框架的曲线重建算法；其中，FS框架通过以下矩阵微分方程描述拖缆空间曲线的切向量、法向量和副法向量的变化关系： ； 其中，为曲率，为挠率，通过光栅光纤采集的分布式曲率信息与IMU节点姿态信息联合求解上述方程； 根据切向量计算空间曲线形态： ； 其中，为拖缆起点位置，实现拖缆在三维空间中的连续形态重建。

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