CN108981769B - 确定光谱峰值位置的方法和装置及光纤光栅解调系统 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供一种确定光谱峰值位置的方法和装置及光纤光栅解调系统，属于光纤光栅领域。该方法包括：采集光谱数据，其中所述光谱数据包括与光谱信号对应的像元点的电压值及位置坐标；根据阈值将所述光谱数据组成的信号分割成单峰信号，其中所述阈值与所述光谱数据相关；对于每一单峰信号，提取与每一单峰信号对应的光谱数据；基于改进型高斯曲线和所提取的光谱数据确定每一单峰信号的峰值位置，其中所述改进型高斯曲线的表达式为

其中y表示电压值，x表示位置坐标，y_max表示所述单峰信号的峰值，x₀表示所述峰值的位置，S表示所述单峰信号的半宽度，α为调节因子。藉此，实现了提高计算光谱峰值位置的准确率及降低计算成本。

Description

确定光谱峰值位置的方法和装置及光纤光栅解调系统

技术领域

本发明涉及光纤光栅领域，具体地涉及一种确定光谱峰值位置的方法和装置及光纤光栅解调系统。

背景技术

随着计算机技术发展，在大型工程结构如桥梁大坝和隧道等的结构健康监测中，光纤光栅传感器的解调技术有了很大的进步。实际工程对光纤光栅的解调精度及解调速度要求也越来越高。然而由于各种光噪声的影响，目前用于光纤光栅波长检测的各种方法的波长探测精度受到限制。因此，优化峰值提取算法并应用在合适的实现平台是高速高精度测量的重要研究方向。

近年来，国内很多学者都在提高光纤光栅解调速度和精度上进行了相关研究，很多学者在光纤光栅寻峰算法中引入了遗传算法和蚁群算法，通过建立相应的目标函数，根据实验结果选择合适的参数组合，提高了寻峰算法的寻优精度。但是遗传算法和蚁群算法需要迭代求解，计算开销相对较大。在基于反射式衍射光栅原理的波长解调过程中，在峰值波形较差的情况下，尤其是像元数较低时，存在采样时可能会遗漏光谱峰值的位置使得采集的光谱信号不能真实反映光谱峰值位置的不足。

发明内容

本发明的目的是提供一种确定光谱峰值位置的方法和装置及光纤光栅解调系统，其可克服或者可至少部分克服上述缺陷。

为了实现上述目的，本发明的一个方面提供一种用于确定光谱峰值位置的方法，该方法包括：采集光谱数据，其中所述光谱数据包括与光谱信号对应的像元点的电压值及位置坐标；根据阈值将所述光谱数据组成的信号分割成单峰信号，其中所述阈值与所述光谱数据相关；对于每一单峰信号，提取与每一单峰信号对应的光谱数据；基于改进型高斯曲线和所提取的光谱数据确定每一单峰信号的峰值位置，其中所述改进型高斯曲线的表达式为

其中y表示电压值，x表示位置坐标，y_max表示所述单峰信号的峰值，x₀表示所述峰值的位置，S表示所述单峰信号的半宽度，α为调节因子。

可选地，基于改进型高斯曲线和所提取的光谱数据确定每一单峰信号的峰值位置包括根据公式(1)至公式(4)确定所述峰值位置：

M(i)＝p₄i⁴+p₃i³+p₂i²+p₁i+p₀ (1)

N(i)＝q₄i⁴+q₃i³+q₂i²+q₁i+q₀ (2)

其中，公式(1)为五点拟合的峰值位置误差与峰值电压函数形式，公式(2)为九点拟合的峰值位置误差与峰值电压函数形式，i表示峰值电压，M(i)、N(i)表示峰值位置误差，p₄、p₃、p₂、p₁、p₀、q₄、q₃、q₂、q₁、q₀为系数，b₂、b₁为将表达式

转为的二次多项式z＝b₂x²+b₁x+b₀的系数。

相应地，本发明的另一方面提供一种用于确定光谱峰值位置的装置，该装置包括：采集模块，用于采集光谱数据，其中所述光谱数据包括与光谱信号对应的像元点的电压值及位置坐标；以及处理模块，用于：根据阈值将所述光谱数据组成的信号分割成单峰信号，其中所述阈值与所述光谱数据相关；对于每一单峰信号，提取与每一单峰信号对应的光谱数据；以及基于改进型高斯曲线和所提取的光谱数据确定每一单峰信号的峰值位置，其中所述改进型高斯曲线的表达式为

其中y表示电压值，x表示位置坐标，y_max表示所述单峰信号的峰值，x₀表示所述峰值的位置，S表示所述单峰信号的半宽度，α为调节因子。

可选地，所述处理模块基于改进型高斯曲线和所提取的光谱数据确定每一单峰信号的峰值位置包括根据公式(1)至公式(4)确定所述峰值位置：

M(i)＝p₄i⁴+p₃i³+p₂i²+p₁i+p₀ (1)

N(i)＝q₄i⁴+q₃i³+q₂i²+q₁i+q₀ (2)

其中，公式(1)为五点拟合的峰值位置误差与峰值电压函数形式，公式(2)为九点拟合的峰值位置误差与峰值电压函数形式，i表示峰值电压，M(i)、N(i)表示峰值位置误差，p₄、p₃、p₂、p₁、p₀、q₄、q₃、q₂、q₁、q₀为系数，b₂、b₁为将表达式

转为的二次多项式z＝b₂x²+b₁x+b₀的系数。

此外，本发明的另一方面还提供一种光纤光栅解调系统，该系统包括上述的装置。

另外，本发明的另一方面还提供一种机器可读存储介质，该机器可读存储介质上存储有指令，该指令用于使得机器执行上述的方法。

通过上述技术方案，在高斯函数中引入调节因子，对高斯曲线拟合误差进行补偿，提高拟合稳定性，采用改进型高斯曲线拟合光谱，使得对光谱的拟合更加贴切，提高了波长检测精度，克服了采集光谱信号时可能会遗漏光谱峰值位置及采集的信号不能真实反映光谱峰值位置的不足，降低了测量结果的不确定性，使得确定出的光谱峰值位置更加准确，如此，基于改进型高斯曲线确定光谱的峰值位置实现了提高确定光谱的峰值位置的准确率。此外，在高速函数中引入调节因子，不需要迭代求解，有效的降低了运算的数据量，降低了计算成本。

本发明实施例的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本发明实施例的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明实施例，但并不构成对本发明实施例的限制。在附图中：

图1是本发明一实施例提供的用于确定光谱峰值位置的方法的流程图；

图2是本发明另一实施例提供的用于确定光谱峰值位置的装置的结构框图；

图3是本发明另一实施例提供的光纤光栅解调系统的组成示意图；

图4是本发明另一实施例提供的SOPC系统的组成示意图；以及

图5是本发明另一实施例提供的确定光谱峰值位置的解调算法的逻辑流程图。

附图标记说明

1 采集模块 2 处理模块

具体实施方式

以下结合附图对本发明实施例的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明实施例，并不用于限制本发明实施例。

本发明实施例的一个方面提供一种用于确定光谱峰值位置的方法。图1是本发明一实施例提供的用于确定光谱峰值位置的方法的流程图。如图1所示，该方法包括以下步骤。

在步骤S10中，采集光谱数据，其中光谱数据包括与光谱信号对应的像元点的电压值及位置坐标。

在步骤S11中，根据阈值将光谱数据组成的信号分割成单峰信号，其中阈值与光谱数据相关。例如，可以通过以下内容确定出单峰信号：在所采集的光谱数据中，通过比较确定出最高的电压值，根据该最高的电压值设定阈值，例如，设定该最高的电压值的10％或者5％或者20％为阈值；根据设定的阈值，在光谱数据组成的信号中，截取电压值大于或等于设定的阈值的部分，如此，将光谱数据组成的多峰信号分割成多个单峰信号。

在步骤S12中，针对每一单峰信号，提取与每一单峰信号对应的光谱数据。例如，针对每一单峰信号，提取靠近波峰附近的光谱数据，比如根据截取得到的单峰信号，提取靠近波峰附近的五个光谱数据或者七个光谱数据或者九个光谱数据，根据情况而定。

在步骤S13中，基于改进型高斯曲线和所提取的光谱数据确定每一单峰信号的峰值位置，其中改进型高斯曲线的表达式为

其中y表示电压值，x表示位置坐标，y_max表示所述单峰信号的峰值，x₀表示所述峰值的位置，S表示所述单峰信号的半宽度，α为调节因子。

在高斯函数中引入调节因子，对高斯曲线拟合误差进行补偿，提高拟合稳定性，采用改进型高斯曲线拟合光谱，使得对光谱的拟合更加贴切，提高了波长检测精度，克服了采集光谱信号时可能会遗漏光谱峰值位置及采集的信号不能真实反映光谱峰值位置的不足，降低了测量结果的不确定性，使得确定出的光谱峰值位置更加准确，如此，基于改进型高斯曲线确定光谱的峰值位置实现了提高确定光谱的峰值位置的准确率。此外，在高速函数中引入调节因子，不需要迭代求解，有效的降低了运算的数据量，降低了计算成本。

可选地，在本发明实施例中，基于改进型高斯曲线和所提取的光谱数据确定每一单峰信号的峰值位置包括根据公式(1)至公式(4)确定峰值位置：

M(i)＝p₄i⁴+p₃i³+p₂i²+p₁i+p₀ (1)

N(i)＝q₄i⁴+q₃i³+q₂i²+q₁i+q₀ (2)

其中，公式(1)为五点拟合的峰值位置误差与峰值电压函数形式，公式(2)为九点拟合的峰值位置误差与峰值电压函数形式，i表示峰值电压，M(i)、N(i)表示峰值位置误差，p₄、p₃、p₂、p₁、p₀、q₄、q₃、q₂、q₁、q₀为系数，b₂、b₁为将表达式

转为的二次多项式z＝b₂x²+b₁x+b₀的系数。

在对光谱信号进行拟合时，引入调节因子，对高斯曲线拟合误差进行补偿，提高拟合稳定性，因此采用改进型高斯曲线拟合光谱信号使得对光谱信号的拟合更加贴切，使得确定出的光谱峰值位置更加准确。在确定调节因子时，采用的光谱数据越多则使得调节因子对误差补偿的效果越好，因此，采用九点拟合与五点拟合的比值作为调节因子，相比于采用五点拟合确定的调节因子，对高斯拟合曲线误差补偿效果更好，使得确定的光谱峰值位置更加准确。

在本发明实施例中，在确定光谱峰值位置时，使用的光纤光栅解调模块可以是IBSEN光纤光栅解调模块，其有256个像元，不同中心波长对应不同的像元坐标，某一特定中心波长处覆盖的像元坐标约为5-9个，每经过一次积分时间后，线阵光电探测阵列会将累积的电荷进行转移，并转化为电压信号，电压信号范围是1.2～2.7V。根据不同峰值电压拟合峰值位置误差与峰值电压的函数关系。

五点拟合的峰值位置误差与峰值电压函数形式为：

M(i)＝p₄i⁴+p₃i³+p₂i²+p₁i+p₀，i∈[1.2,2.7]，p₀、p₁、p₂、p₃、p₄为多项式系数，通过实验数据拟合曲线获得。

九点拟合的峰值位置误差与峰值电压函数形式为：

N(i)＝q₄i⁴+q₃i³+q₂i²+q₁i+q₀，i∈[1.2,2.7]，q₀、q₁、q₂、q₃、q₄为多项式系数，通过实验数据拟合曲线获得。

调节因子α取值范围可表示为：

通过调节因子α对五点拟合高斯曲线进行误差补偿，可以结合使用九点数据拟合。

具体地，可以通过以下内容对五点拟合的峰值位置误差与峰值电压函数形式及九点拟合的峰值位置误差与峰值电压函数形式中的系数。在本发明实施例中，所使用的光纤光栅传感器的波长是确定的，因此，在采集光谱数据组成的信号，出现峰值的位置坐标是确定的，采用改进型高斯曲线对所分割出的每一单峰信号进行拟合时，拟合出来的峰值的位置坐标与应该出现峰值的位置坐标之间的差值就是本发明实施例中所述的峰值位置误差，拟合出来的峰值的电压值即为峰值位置误差与峰值电压函数形式中的峰值电压。在分割出的多个单峰信号中，分别采用上述的方法，确定出峰值位置误差及峰值电压，代入峰值位置误差与峰值电压的函数形式中确定出函数形式中的系数。其中，五点拟合的峰值位置误差与峰值电压函数形式及九点拟合的峰值位置误差及峰值电压函数形式的不同之处在于，五点拟合的峰值位置误差与峰值电压函数形式为在对单峰信号进行拟合时选取了峰值位置附近的五个点，九点拟合的峰值位置误差及峰值电压函数形式为在对单峰信号进行拟合时选取了峰值位置附近的九个点。

可选地，在本发明实施例中，二次多项式z＝b₂x²+b₁x+b₀的系数可以通过Cholesky矩阵分解法求得。采用Cholesky方法求解线性方程组，实现了高速解调。下面详细解释如求解系数b₀、b₁、b₂。

将

两边取自然对数，化为公式(5)：

令lny＝z，

将公式(5)转化成公式(6)：

考虑所采集的全部光谱数据和测量误差E，将公式(6)转成矩阵表示如下：

公式(7)简单记为：Z＝XB

在不考虑测量误差E的影响的情况下，根据最小二乘原理可以求得拟合常数b₀、b₁、b₂。构成矩阵B的广义最小二乘解为：

可表示为Y＝Xb，X为系数矩阵，b为待求向量。

公式(8)中的矩阵元素可以按公式(9)和公式(10)计算得到：

x_j为光谱数据中的位置坐标，y_j为光谱数据中的电压值。

系数b₀、b₁、b₂是求得峰值位置的关键变量，通过Cholesky矩阵分解法求解公式(8)求得，该处理方法将最小二乘问题转换为矩阵分解和三角矩阵求解两部分实现。Cholesky矩阵分解法求解系数可以包括以下内容。

对公式(8)中系数矩阵X进行分解，得到对角线元素为1的下三角阵L和对角阵D。

将公式(8)转化为LDL^Tb＝Y，其中LDL^T＝X

r＝1、2、3…n，t＝r+1、r+2…n，X_rr、X_tr为公式(8)中系数矩阵X中的元素；此外，矩阵Y可由公式(10)确定。

根据公式(11)至公式(13)确定公式(8)中待求向量b，即得到系数b₀、b₁、b₂：

Lw＝Y，其中w＝DL^TB (11)

Dr＝w，其中r＝L^TB (12)

L^TB＝r (13)

其中，w、r为引入的n维列向量。其中，在本发明实施例中，n可以为3。

在本发明实施例中，在确定出每个单峰信号的峰值位置后，可以根据公式(14)确定出光纤光栅传感器的波长：

λ_B＝2n_effT

其中，λ_B为光纤光栅传感器的波长，n_eff为反向耦合模折射率，T光纤周期，T可由相邻两单峰信号的峰值位置的位置坐标确定。

相应地，本发明实施例的另一方面提供一种用于确定光谱峰值位置的装置。图2是本发明另一实施例提供的用于确定光谱峰值位置的装置的结构框图。如图2所示，该装置包括采集模块1和处理模块2。其中，采集模块1用于采集光谱数据，其中光谱数据包括与光谱信号对应的像元点的电压值及位置坐标；处理模块2用于根据阈值将光谱数据组成的信号分割成单峰信号，其中阈值与所述光谱数据相关，对于每一单峰信号，提取与每一单峰信号对应的光谱数据，以及基于改进型高斯曲线和所提取的光谱数据确定每一单峰信号的峰值位置，其中改进型高斯曲线的表达式为

其中y表示电压值，x表示位置坐标，y_max表示单峰信号的峰值，x₀表示峰值的位置，S表示单峰信号的半宽度，α为调节因子。

在高斯函数中引入调节因子，对高斯曲线拟合误差进行补偿，提高拟合稳定性，采用改进型高斯曲线拟合光谱，使得对光谱的拟合更加贴切，提高了波长检测精度，克服了采集光谱信号时可能会遗漏光谱峰值位置及采集的信号不能真实反映光谱峰值位置的不足，降低了测量结果的不确定性，使得确定出的光谱峰值位置更加准确，如此，基于改进型高斯曲线确定光谱的峰值位置实现了提高确定光谱的峰值位置的准确率。此外，在高速函数中引入调节因子，不需要迭代求解，有效的降低了运算的数据量，降低了计算成本。

可选地，在本发明实施例中，处理模块基于改进型高斯曲线和所提取的光谱数据确定每一单峰信号的峰值位置包括根据公式(1)至公式(4)确定所述峰值位置：

M(i)＝p₄i⁴+p₃i³+p₂i²+p₁i+p₀ (1)

N(i)＝q₄i⁴+q₃i³+q₂i²+q₁i+q₀ (2)

其中，公式(1)为五点拟合的峰值位置误差与峰值电压函数形式，公式(2)为九点拟合的峰值位置误差与峰值电压函数形式，i表示峰值电压，M(i)、N(i)表示峰值位置误差，p₄、p₃、p₂、p₁、p₀、q₄、q₃、q₂、q₁、q₀为系数，b₂、b₁为将表达式

转为的二次多项式z＝b₂x²+b₁x+b₀的系数。

本发明实施例提供的用于确定光谱峰值位置的装置的具体工作原理及益处与本发明实施例提供的用于确定光谱峰值位置的方法的具体工作原理及益处相似，这里将不再赘述。

另外，本发明实施例的另一方面还提供一种光纤光栅解调系统。该光纤光栅解调系统包括上述实施例中所述的装置。

可选地，在本发明实施例中，光纤光栅解调系统硬件组成如图3所示，系统包括FPGA核心电路板、ASE光源、IBSEN高速衍射光栅模块、耦合器。IBSEN衍射光栅模块型号为I-MON 256OEM，测量频率可达35kHz，该模块性能稳定，可实现高精度高速测量，可用于振动、加速度、应变等物理量的高速，实时监测与分析。ASE光源是一种掺铒光纤式光源，具有较宽的光谱，输出功率高，为系统提供的波长范围为1525nm-1565nm。

整个系统的核心是嵌入式处理部分，FPGA芯片选用Altera公司CycloneII系列EP2C8Q208C8,处理器频率100MHz，AD7626为16位模数转换器，吞吐速率10MSPS。FPGA中嵌入了NIOS II软核处理器，从而构成了SOPC系统。SOPC系统包括Nios II软核、AD采样控制模块、PEAK寻峰模块(即为上述实施例中所述的装置)、SDRAM存储控制模块、以太网控制模块。Nios II软核是将CPU、存储器接口、扩展I/O接口、以太网接口、AD模块接口、衍射光栅控制接口、PEAK寻峰模块接口通过Avalon总线相连，并配置各模块的基地址和中断优先级设置。

AD采样控制模块主要向AD7626提供采样控制时钟，并在时钟上升沿读取信号。由于AD7626为补码输出，因此完成数据采集后，需要对数据进行符号位扩展的预处理后，才能将像元数据传输到寻峰模块。寻峰模块通过比较法判断像元峰值位置，确保FPGA能够完整准确地提取峰值以及峰值的个数。以太网模块采集的像元数据打包传输给以太网芯片，再传输给上位机，SOPC系统内部结构如图4所示。

解调算法(即本发明实施例中所述的用于确定光谱峰值的方法)实现的关键模块是图4系统结构中的PEAK寻峰模块。PEAK寻峰模块使用Verilog硬件描述语言编写，寻峰解调算法的核心部分都是在此模块中实现的，包括高斯曲线拟合和最小二乘问题的改进型Cholesky矩阵求解。使用硬件描述语言将算法运算过程中涉及的浮点运算扩展为定点运算，同时采用FPGA经典的流水线设计方法。

解调算法实现流程图如图5所示。PEAK寻峰模块执行的主要步骤是先对原始光谱数据先设定阈值，进行分峰截幅，即将多峰信号按照阈值分成若干单峰信号，并且对每个单峰信号进行截取。然后对于每个单个峰寻找最大值，再根据波形信号特点选择高斯拟合的数据点数，提取靠近波峰附近的像元数据，对波峰进行曲线拟合，计算出峰值点的精确位置坐标。最后将寻峰算法得到的波长精确位置带入像元—波长公式中计算得到传感器的信号波长。

通过以上内容可以看出，在本发明实施例中充分利用FPGA数字电路可并行运算的特点，用硬件描述语言实现全部算法，提升了数据处理速度和计算效率，实现高速解调。

此外，本发明实施例的另一方面还提供机器可读存储介质。该机器可读存储介质上存储有指令，该指令用于使得机器执行上述实施例中所述的方法。

综上所述，在高斯函数中引入调节因子，对高斯曲线拟合误差进行补偿，提高拟合稳定性，采用改进型高斯曲线拟合光谱，使得对光谱的拟合更加贴切，提高了波长检测精度，克服了采集光谱信号时可能会遗漏光谱峰值位置及采集的信号不能真实反映光谱峰值位置的不足，降低了测量结果的不确定性，使得确定出的光谱峰值位置更加准确，如此，基于改进型高斯曲线确定光谱的峰值位置实现了提高确定光谱的峰值位置的准确率。此外，在高速函数中引入调节因子，不需要迭代求解，有效的降低了运算的数据量，降低了计算成本。此外，采用九点拟合与五点拟合的比值作为调节因子，对高斯拟合曲线误差补偿效果更好，使得确定的光谱峰值位置更加准确。另外，采用Cholesky方法求解线性方程组，以求解二次多项式中的系数，实现了高速解调。

以上结合附图详细描述了本发明实施例的可选实施方式，但是，本发明实施例并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明实施例的技术构思范围内，可以对本发明实施例的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明实施例的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明实施例对各种可能的组合方式不再另行说明。

本领域技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得单片机、芯片或处理器(processor)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

此外，本发明实施例的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明实施例的思想，其同样应当视为本发明实施例所公开的内容。

Claims (4)

1.一种用于确定光谱峰值位置的方法，其特征在于，该方法包括：

采集光谱数据，其中所述光谱数据包括与光谱信号对应的像元点的电压值及位置坐标；

根据阈值将所述光谱数据组成的信号分割成单峰信号，其中所述阈值与所述光谱数据相关；

对于每一单峰信号，提取与每一单峰信号对应的光谱数据；

基于改进型高斯曲线和所提取的光谱数据确定每一单峰信号的峰值位置，其中所述改进型高斯曲线的表达式为

其中y表示电压值，x表示位置坐标，y_max表示所述单峰信号的峰值，x₀表示所述峰值的位置，S表示所述单峰信号的半宽度，α为调节因子；

基于改进型高斯曲线和所提取的光谱数据确定每一单峰信号的峰值位置包括根据公式(1)至公式(4)确定所述峰值位置：

M(i)＝p₄i⁴+p₃i³+p₂i²+p₁i+p₀ (1)

N(i)＝q₄i⁴+q₃i³+q₂i²+q₁i+q₀ (2)

其中，公式(1)为五点拟合的峰值位置误差与峰值电压函数形式，公式(2)为九点拟合的峰值位置误差与峰值电压函数形式，i表示峰值电压，M(i)、N(i)表示峰值位置误差，p₄、p₃、p₂、p₁、p₀、q₄、q₃、q₂、q₁、q₀为系数，b₂、b₁为将表达式

转为的二次多项式z＝b₂x²+b₁x+b₀的系数。

2.一种用于确定光谱峰值位置的装置，其特征在于，该装置包括：

采集模块，用于采集光谱数据，其中所述光谱数据包括与光谱信号对应的像元点的电压值及位置坐标；以及

处理模块，用于：

根据阈值将所述光谱数据组成的信号分割成单峰信号，其中所述阈值与所述光谱数据相关；

对于每一单峰信号，提取与每一单峰信号对应的光谱数据；以及

基于改进型高斯曲线和所提取的光谱数据确定每一单峰信号的峰值位置，其中所述改进型高斯曲线的表达式为

其中y表示电压值，x表示位置坐标，y_max表示所述单峰信号的峰值，x₀表示所述峰值的位置，S表示所述单峰信号的半宽度，α为调节因子；

所述处理模块基于改进型高斯曲线和所提取的光谱数据确定每一单峰信号的峰值位置包括根据公式(1)至公式(4)确定所述峰值位置：

M(i)＝p₄i⁴+p₃i³+p₂i²+p₁i+p₀ (1)

N(i)＝q₄i⁴+q₃i³+q₂i²+q₁i+q₀ (2)

其中，公式(1)为五点拟合的峰值位置误差与峰值电压函数形式，公式(2)为九点拟合的峰值位置误差与峰值电压函数形式，i表示峰值电压，M(i)、N(i)表示峰值位置误差，p₄、p₃、p₂、p₁、p₀、q₄、q₃、q₂、q₁、q₀为系数，b₂、b₁为将表达式

转为的二次多项式z＝b₂x²+b₁x+b₀的系数。

3.一种光纤光栅解调系统，其特征在于，该系统包括权利要求2所述的装置。

4.一种机器可读存储介质，该机器可读存储介质上存储有指令，该指令用于使得机器执行权利要求1所述的方法。

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