Die faseroptische Formabtastung ermöglicht die Echtzeitüberwachung von Struktureinflüssen in einem breiten Anwendungsspektrum. Bei großmaßstäblichen Strukturen bietet die auf Brillouin basierende verteilte Sensorik, typischerweise mittels Brillouin Optical Time Domain Analysis (BOTDA) realisiert, einen erweiterten Messbereich für quasi-statische Messungen, wenngleich ihre begrenzte räumliche Auflösung die Rekonstruktionsgenauigkeit verschlechtert. Diese Studie adressiert diese grundlegende Einschränkung durch die Einführung eines neuartigen Fehlerkompensationsalgorithmus, der speziell für ein Brillouin-basiertes Formabtastungssystem geeignet ist, jedoch unabhängig von der Sensortechnologie operiert. Die Methode nutzt sowohl den Anfangs- als auch den Endpunkt des Sensorwegs, führt Vorwärts- und Rückwärtsrekonstruktionen durch und fusioniert die beiden Trajektorien durch den Test mehrerer polynomialer und exponentieller Gewichtungsstrategien. Der Algorithmus wurde experimentell an einem 28,91 m langen Vierkern-Formabtastungsfaserkabel (Länge = L) validiert, das mittels BOTDA mit 50 cm räumlicher Auflösung abgefragt und über die Frenet–Serret-Rahmenformulierung rekonstruiert wurde. Kalibrierungsverfahren umfassen radial-offset Abstimmung und Segmentausrichtung mittels eines Hotspot-Referenzpunktes. Als Fallstudie wurde eine nicht triviale S-förmige Geometrie gewählt, die insbesondere Krümmungsdiskontinuitäten aufgrund von gemischten geraden und gebogenen Segmenten adressiert. Die Rekonstruktionsgenauigkeit wird mittels einer auf euklidischer Distanz basierenden Gütemaßzahl (Figures of Merit, FOMs) quantifiziert. Die kubische Gewichtungsstrategie zeigt Verbesserungen von über 86 % in allen FOMs gegenüber klassischen, nicht kompensierten Methoden. Konkret erreicht sie einen RMSE von 0,145 m (0,50 % von L), einen MAE von 0,109 m (0,38 % von L) und einen maximalen Fehler von 0,341 m (1,18 % von L). Bemerkenswerterweise liegen diese prozentualen Fehler in der Größenordnung vergleichbar zu den in der Literatur für Fiber Bragg Grating (FBG) und Optical Frequency Domain Reflectometry (OFDR) Systeme berichteten Werten, was darauf hinweist, dass die vorgeschlagene Kompensationsstrategie BOTDA-basierte Formabtastung trotz ihrer geringeren räumlichen Auflösung eine vergleichbare Rekonstruktionsgenauigkeit ermöglicht.
Rossi et al. (Tue,) untersuchten diese Fragestellung.