[发明专利]基于多频坐标轴旋转的地雷探测背景干扰抑制方法及系统

摘要

本发明涉及基于多频坐标轴旋转的地雷探测背景干扰抑制方法及系统。强矿化土壤背景场干扰是低频电磁探雷中面临的主要问题之一。针对这一问题，本发明利用在强矿化土壤所产生的土壤背景场对激励频率不敏感的特征，通过双频激励在事前获取校正系数，在此基础上通过坐标轴旋转抵消土壤背景场的虚分量，获取纯目标二次场的虚分量，从而实现目标探测；此外，还可以将双频扩展到多频，从而进一步降低探测器的虚警率。本方法不仅可以用于地雷探测，还可用于入地较深的未爆炸弹药的探测。

主权项

1.基于多频坐标轴旋转的地雷探测背景干扰抑制方法，应用于金属探测设备，金属探测设备包括发射线圈、接收线圈、激励信号振荡器、信号处理模块和处理器，其特征在于，包括：步骤0：激励信号振荡器产生方波信号至发射线圈，方波信号包含第一激励频率和第二激励频率；步骤1：分别建立第一激励频率和第二激励频率下的第一激励信号和第二激励信号的矢量图；步骤2：设第一激励信号的第一激励频率为f₁，在坐标轴XY中，一次场为土壤背景场为目标二次场为将目标二次场和土壤背景场的相位分别设置在第三象限和第二象限，在X轴和Y轴上的投影分别为和土壤背景场和目标二次场的矢量和为土壤背景场与一次场的夹角为将坐标轴XY进行旋转使X轴与土壤背景场的方向一致，旋转角度为新的坐标轴为X₁Y₁，得到系数和设第二激励信号的第二激励频率为f₂，在坐标轴XY中，一次场为土壤背景场为目标二次场为将目标二次场和土壤背景场的相位分别设置在第三象限和第二象限，在X轴和Y轴上的投影分别为和土壤背景场和目标二次场的矢量和为土壤背景场与一次场的夹角为将坐标轴XY进行旋转使X轴与土壤背景场的方向一致，旋转角度为新的坐标轴为X₂Y₂，得到系数和步骤3：设在坐标轴XY下，第一激励信号的土壤背景场校正系数为第二激励信号的土壤背景场校正系数为且有：在非矿化背景土壤环境下，上式中在进行正式探测前对探测区域附近的标准场地进行扫描获得；在矿化背景土壤环境下，获取第一激励信号的土壤背景场校正系数和第二激励信号的土壤背景场校正系数的关系：步骤4：设第一激励信号下的土壤背景场在旋转后的新坐标轴上的分量经过校正后分别为和分别获取目标二次场在坐标轴X₁Y₁上的分量和同样设第二激励信号下的土壤背景场在旋转后上的新坐标轴上的分量经过校正后分别为和分别获取目标二次场在坐标轴X₂Y₂上的分量和根据新坐标轴旋转到与土壤背景场一致的方向，即且两个激励频率下的土壤背景场在新坐标轴上的X分量经过前面的校正后相等，即从而分别得到两个激励频率下的土壤背景场和目标二次场的矢量和：步骤5：根据步骤4中得到的两个激励频率下的土壤背景场和目标二次场的矢量和和将和在新坐标轴上的X轴分量分别两两相减用于消除土壤背景场，剩下和在新坐标轴上的Y轴分量包含纯目标二次场信息；上述步骤1至步骤5均在信号处理模块中完成，最后处理器接收步骤5最后得到的纯目标二次场信息并根据该纯目标二次场信息进行探测识别工作。