[發明專利]用于復合探雷目標檢測的方法及系統

有效

• 申請號: 202010463561.0
• 申請日: 2020-05-27
• 公開（公告）號: CN111695087B
• 公開（公告）日: 2023-06-23
• 發明（設計）人: 瞿詩華;吳美武;雷杰;唐云峰;張勇;孫緒仁
• 申請（專利權）人: 上海微波技術研究所（中國電子科技集團公司第五十研究所）
• 主分類號: G06F17/18
• 分類號: G06F17/18;G06F17/16;G01V3/11;G01V3/08;G01S13/88
• 代理公司: 上海段和段律師事務所 31334
• 代理人: 李佳俊;郭國中

1.一種用于復合探雷目標檢測的方法，其特征在于，包括：

步驟1：根據電磁感應EMI探雷器確定金屬目標所在位置，得到疑似目標；

步驟2：根據GPR信號判斷疑似目標是否為地雷；

所述步驟2包括：運用線性預測算法對GPR信號進行處理，來源于地下雜質的信號用一個線性預測模型表示，用當前信號位置的前多組信號來預測當前位置的信號；

把當前信號位置的在先信號存儲為背景模型，背景模型隨測量位置的改變實時更新，根據背景模型所預測出的當前信號與真實的當前信號的差值作為特征值處理，計算流程包括：

用x(n)＝[x₁(n),x₂(n),...x_L(n)]^T表示n幀位置的GPR頻率域探測數據，其中n表示位置，L表示頻率點總數；x_L(n)表示第n幀GPR脈沖壓縮信號在第L個頻點上的幅值；

用線性預測模型來模擬來自雜質的信號：

其中，X(n-1)＝[x(n-1),x(n-2),...,x(n-P)]表示n點之前P個位置的測量數據，a＝[a₁,a₂,...,a_P]^T是線性預測系數，ε(n)表示預測誤差；k表示累加過程中的增變量，1≤k≤P，P為預測下一幀數據需要的幀數；a_k表示：累加過程中的每一幀數據對應的線性預測系數；

用最大似然估計法來求取線性預測系數的表達式：

預測誤差ε(n)服從高斯正態分布，根據線性預測模型得出n點數據滿足ξ(n)≤TH的概率密度函數為：

H₀表示原假設null?hypothesis；σ表示尺度參數，即標準差；

當概率密度函數的值取最大時，(x(n)-X(n-1)a)⁺(x(n)-X(n-1)a)的值取最小，得出線性預測系數的表達式為：

a⁰＝(X(n-1)⁺X(n-1))^-1X(n-1)⁺x(n)

得到檢驗統計量的表達式：

ξ(n)＝(x(n)⁺x(n)-x(n)⁺X(n-1)a⁰)

檢驗統計量的表達式為特征值的表達式；

根據特征值對測量數據完成預判，當特征值ξ(n)小于等于臨界值TH時，判斷信號來源于雜質，當特征值ξ(n)大于臨界值TH時，判斷信號來源于地雷，并形成報警。

2.根據權利要求1所述的用于復合探雷目標檢測的方法，其特征在于，所述步驟1包括：電磁感應EMI信號的搜索模式用閾值法來進行測定。

3.根據權利要求1所述的用于復合探雷目標檢測的方法，其特征在于，在用電磁感應EMI探雷器對地下金屬目標進行檢測之前，先獲得背景模型，求得背景場信號的平均值，并且背景模型每隔一段設定的時間或距離自動更新；

電磁感應EMI探雷器進入搜索模式后，用測量得到的待測區域信號減去背景場信號的平均值，如果差值小于等于臨界值，則此處不存在金屬目標體，斷定此處無雷；當差值大于臨界值時，則此處存在金屬目標體，斷定此處為疑似地雷區域，產生初步報警并進入下一階段。