[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

本發明提供了一種用于復合探雷目標檢測的方法及系統，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。本發明結合EMI信號和GPR信號完成對低金屬雷的精準探測，同時降低金屬探雷器對金屬目標的虛警概率；使用線性預測技術替代傳統直接使用目標信號強度對抗雜波強度的檢測方式，大幅降低探地雷達信號中測量系統、背景場以及噪音的影響，增強了探地雷達信號的信雜噪比。

技術領域

本發明涉及復合探雷技術領域，具體地，涉及一種用于復合探雷目標檢測的方法及系統。尤其地，涉及一種基于電磁感應EMI和探地雷達GPR的復合探雷方法。

背景技術

目前存在的兩種應用最為廣泛的探雷儀器分別為金屬探測器和探地雷達。金屬探測器是以土壤和金屬目標之間電導率和磁導率的不同為基礎，將地雷的金屬部件作為電磁波的探測對象。低頻電磁感應探雷技術簡單有效，較適合單兵作業，也應用于車載探雷系統。然而由于戰場地帶通常存在大量的武器彈藥爆炸后的碎片，這些金屬碎片都會觸發金屬探測器報警，從而需要進一步排查，這就造成了金屬探測器較高的虛警率，使排雷速度明顯下降。金屬探測器面臨的另一個重大問題是不能探測低金屬地雷。現代地雷的發展趨勢就是盡可能地減少其所含金屬成分，特別是小型反步兵地雷，更是具有體積小，金屬含量低的特點。以比利時生產的PRB?M409反步兵地雷為例，這種地雷直徑8.5厘米，金屬含量僅1克，這使得它們比常規帶金屬罩的地雷(金屬地雷)難檢測得多。探地雷達不僅能夠探測金屬目標，同時也能夠探測到低金屬含量目標以及塑料目標。它通過發射和接收高頻率、寬脈沖電磁波，并根據接收到的電磁波的振幅、波形和頻率等運動學和動力學特征來分析和推斷地下介質結構是否存在異常。探地雷達技術具有高采樣率、無損連續檢測等優點，探測精度和分辨能力達到毫米級。但在實測量中，探地雷達信號不僅包含了來自地雷的信息，同時包含了來自測量系統、背景場以及噪音的影響。因此，應用探地雷達探查地雷時，信號處理十分關鍵。為了解決上述問題，我們決定將EMI信號和GPR信號的處理結果進行聯合，以獲得更加準確的結果。

電磁感應探測器的基本原理：交變電流通過發射線圈向周圍空間發射交變磁場，稱為一次場，如果鄰近空間存在金屬導體，則在交變磁場的作用下金屬導體內形成渦流，渦流又在周圍形成同頻交變磁場，稱為二次場，利用接收線圈接收二次場或一次場與二次場的總和，生成數據模板。由于不同的目標體含有不同的特征，所以其生成的數據模板也是不同的。對比測量得到的數據模板和測量目標體自身的特征，然后將目標體的特征從數據模板中提取出來。

GPR目標檢測原理及優勢：探地雷達(GPR)通過發射和接收高頻率、寬脈沖電磁波，并根據接收到的電磁波的振幅、波形和頻率等運動學和動力學特征來分析和推斷地下介質結構是否存在異常。因此探地雷達不僅能夠探測金屬目標，同時也能夠探測到低金屬含量目標以及塑料目標。

專利文獻CN109712096A(申請號：201811641613.8)公開了一種結合小波分解的GPR鋼筋數量檢測方法，包括以下步驟：在探地雷達數據中，由雷達波在不同界面引起的反射波或者環境中的噪聲在A掃描圖像中總是會出現在同一時間位置，這些雜波會在B掃描圖像中產生一條水平線；先對B掃描數據二維矩陣中每行數據求方差，然后只對方差極小的行進行均值法抑制雜的操作，保證鋼筋反射波的強度不受影響；采用小波變換處理步驟1中均值法抑制雜波得到的數據；根據步驟2小波變換的結果獲取鋼筋數量信息。

發明內容

針對現有技術中的缺陷，本發明的目的是提供一種用于復合探雷目標檢測的方法及系統。

根據本發明提供的用于復合探雷目標檢測的方法，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。