【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及地下探测，具体涉及一种金属未爆炸物的智能检测分类方法和分体式探测装置。
技术介绍
1、在军事行动中遗留的未爆炸物，如炮弹、地雷、手雷等，会给当地居民带来安全隐患。因此需要对地下金属未爆炸物进行检测和定位。
2、传统的电磁探测方法需要操作人员到达目的地附近，无法保证人员安全，且探测环境中散落的弹片会对探测信号产生较大的干扰，导致探测设备出现漏警、虚警等异常情况，更无法准确进行未爆炸物的分类。搭载无人机的未爆炸物探测装置虽然提高了操作人员的安全性，但该装置需要与移动平台绑定，对于山林等野外场景使用受限。
3、对于未爆炸物的检测分类方法有电磁反演法、多源数据处理方法、数据库匹配方法等，这些方法虽然能够获得较好的检测分类效果，但是仍存在一些不足，例如，电磁反演法极为耗时无法实时检测分类；多源数据处理方法中多源数据的处理需要增加新的传感器，造成装置复杂度和成本上升；人为建立数据库进行匹配检测的方法严重依赖数据库的丰富程度，对于数据库以外的场景使用受限。
技术实现思路
1、为了解决上述现有技术存在的问题，本方案提出了一种金属未爆炸物的智能检测分类方法和分体式探测装置，基于多层感知机技术，通过定义特征单元、参考单元输入，实现地下未爆炸物目标实时、智能检测分类，并具有可调节的检测灵敏度，实现地下未爆炸物的灵活、安全探测。
2、根据本专利技术的第一方面，提供了一种金属未爆炸物的智能检测分类方法，包括：将分体式探测装置对地下金属未爆炸物的探测信号按照时
3、通过上述方案，基于多层感知机技术，采用特征单元，作为多层感知机输入，利用电磁探测信号的时间序列特征，增强未爆炸物智能检测分类的鲁棒性。采用参考单元，实时估计环境噪声强度，可提高多层感知机对于环境噪声的抗干扰能力。使用多层感知机进行地下未爆炸物的检测分类可以提高分类检测的实时性和准确性。
4、可选地，在本专利技术提供的金属未爆炸物的智能检测分类方法中，将从当前探测信号到过去第一预设时间内的第一预定数量的信号作为特征单元，特征单元包含探测目标的特征信息；将从第一预设数量加1的探测信号到过去第二预设时间内的第二预设数量的信号作为参考单元，参考单元包含探测环境噪声信息。
5、可选地，在本专利技术提供的金属未爆炸物的智能检测分类方法中，第一预设时间为探测目标信号周期的一半，第二预设时间为探测目标信号周期的五倍。
6、可选地，在本专利技术提供的金属未爆炸物的智能检测分类方法中，从每个特征单元中等对数抽样得到三个信道信号；从每个信道信号中分别抽取三个特征点信号。
7、可选地，在本专利技术提供的金属未爆炸物的智能检测分类方法中，对参考单元信号进行叠加平均计算得到平均噪声noise_floor：
8、
9、其中，m为第一预设数量，n为第二预设数量，xi为参考单元信号；
10、基于预先设置的灵敏度和灵敏度因子,计算得到环境噪声估计值noise_est：
11、noise_est＝(noise_floor+noise_adj)×noise_alpha
12、其中，noise_adj为灵敏度，noise_alpha为灵敏度因子。
13、可选地，在本专利技术提供的金属未爆炸物的智能检测分类方法中，多层感知机模型包括输入层、多个隐藏层和输出层，可以将特征点信号和环境噪声估计值作为多层感知机模型的输入层的特征向量；基于多个隐藏层对特征向量进行线性变换，并使用激活函数进行非线性变换；基于输出层对隐藏层的输出进行线性变换，使用softmax函数将输出转化为概率分布，得到分类结果。
14、根据本专利技术的第二方面，提供了一种分体式探测装置，包括收发线圈、收发机和便携控制器，收发线圈用于将电磁探测发射的模拟信号转换为电磁波信号，并将目标感应的电磁波信号转换为模拟信号；
15、收发机包括第一无线收发模块、收发控制模块、发射波形产生模块、发射波形驱动模块、信号调理模块和信号采集模块；收发控制模块与发射波形产生模块连接，与信号采集模块和第一无线收发模块双向连接；发射波形产生模块与发射波形驱动模块连接，发射波形驱动模块与收发线圈连接，收发线圈与信号调理模块连接，信号调理模块与信号采集模块连接；
16、便携控制器包括主控模块、与主控模块双向连接的第二无线收发模块以及与主控模块连接的输入模块、报警模块和显示模块。
17、可选地，在本专利技术提供的分体式探测装置中，收发控制模块用于发射波形产生模块、信号采集模块、第一无线收发模块的时序控制，还用于第一无线收发模块的数据转载；发射波形产生模块用于在收发控制模块的时序控制下生成电磁探测发射的数字波形；信号调理模块用于将收发线圈感应到的接收信号进行滤波和放大；信号采集模块用于在收发控制模块的控制下，将调理后的模拟信号转换为数字信号，并将数字信号传送至第一无线收发模块；第一无线收发模块用于接收便携控制器的控制命令，并将数字信号无线传输到第二无线收发模块。
18、可选地，在本专利技术提供的分体式探测装置中，第二无线收发模块用于发送主控模块的控制命令，并接收第一无线收发模块传输的数字信号；主控模块用于第二无线收发模块的时序控制和数据转载以及报警模块和显示模块的控制，并接收输入模块输入的控制命令；报警模块用于在主控模块的控制下，对探测到的不同目标类别进行不同的声光警示；显示模块用于在主控模块的控制下，实时显示装置工作状态、探测数据和分类结果。
19、可选地，在本专利技术提供的分体式探测装置中，主控模块用于执行如上的金属未爆炸物的智能检测分类方法。
20、根据本专利技术提供的根据本方案提供的分体式探测装置，通过探测模块和操作控制模块的分离，提高了金属未爆炸物探测的灵活性和安全性。通过搭载多层感知机技术，可实现地下未爆炸物的实时智能检测分类。根据本专利技术提供的金属未爆炸物的智能检测分类方法采用特征单元，作为多层感知机输入，利用电磁探测信号的时间序列特征，增强未爆炸物智能检测分类的鲁棒性。采用参考单元，实时估计环境噪声强度，可提高多层感知机对于环境噪声的抗干扰能力。使用多层感知机进行地下未爆炸物的检测分类可以提高分类检测的实时性和准确性。
21、上述说明仅是本专利技术技术方案的概述，为了能够更清楚了解本专利技术的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本专利技术的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本专利技术的具体实施方式。
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1.一种金属未爆炸物的智能检测分类方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的金属未爆炸物的智能检测分类方法，其特征在于，所述将分体式探测装置对地下金属未爆炸物的探测信号按照时间序列划分为特征单元和参考单元的步骤包括：将从当前探测信号到过去第一预设时间内的第一预定数量的信号作为特征单元，所述特征单元包含探测目标的特征信息；
3.根据权利要求2所述的金属未爆炸物的智能检测分类方法，其特征在于，所述第一预设时间为探测目标信号周期的一半，所述第二预设时间为探测目标信号周期的五倍。
4.根据权利要求1所述的金属未爆炸物的智能检测分类方法，其特征在于，所述从所述特征单元中抽取出多个特征点信号的步骤包括：
5.根据权利要求1所述的金属未爆炸物的智能检测分类方法，其特征在于，所述基于所述参考单元进行环境噪声估计，得到环境噪声估计值的步骤包括：
6.根据权利要求1所述的金属未爆炸物的智能检测分类方法，其特征在于，所述多层感知机模型包括输入层、多个隐藏层和输出层，所述将所述特征点信号和环境噪声估计值输入多层感知机模型中进行检测分类，
7.一种分体式探测装置，其特征在于，包括收发线圈、收发机和便携控制器，所述收发线圈用于将电磁探测发射的模拟信号转换为电磁波信号，并将目标感应的电磁波信号转换为模拟信号；
8.根据权利要求7所述的分体式探测装置，其特征在于，所述收发控制模块用于所述发射波形产生模块、信号采集模块、第一无线收发模块的时序控制，还用于所述第一无线收发模块的数据转载；所述发射波形产生模块用于在所述收发控制模块的时序控制下生成电磁探测发射的数字波形；所述信号调理模块用于将收发线圈感应到的接收信号进行滤波和放大；所述信号采集模块用于在所述收发控制模块的控制下，将调理后的模拟信号转换为数字信号，并将数字信号传送至所述第一无线收发模块；所述第一无线收发模块用于接收所述便携控制器的控制命令，并将数字信号无线传输到所述第二无线收发模块。
9.根据权利要求8所述的分体式探测装置，其特征在于，所述第二无线收发模块用于发送主控模块的控制命令，并接收第一无线收发模块传输的数字信号；所述主控模块用于所述第二无线收发模块的时序控制和数据转载以及所述报警模块和显示模块的控制，并接收所述输入模块输入的控制命令；所述报警模块用于在主控模块的控制下，对探测到的不同目标类别进行不同的声光警示；所述显示模块用于在主控模块的控制下，实时显示装置工作状态、探测数据和分类结果。
10.根据权利要求9所述的分体式探测装置，其特征在于，所述主控模块用于执行如权利要求1-7任一项中所述的金属未爆炸物的智能检测分类方法。
...【技术特征摘要】
1.一种金属未爆炸物的智能检测分类方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的金属未爆炸物的智能检测分类方法，其特征在于，所述将分体式探测装置对地下金属未爆炸物的探测信号按照时间序列划分为特征单元和参考单元的步骤包括：将从当前探测信号到过去第一预设时间内的第一预定数量的信号作为特征单元，所述特征单元包含探测目标的特征信息；
3.根据权利要求2所述的金属未爆炸物的智能检测分类方法，其特征在于，所述第一预设时间为探测目标信号周期的一半，所述第二预设时间为探测目标信号周期的五倍。
4.根据权利要求1所述的金属未爆炸物的智能检测分类方法，其特征在于，所述从所述特征单元中抽取出多个特征点信号的步骤包括：
5.根据权利要求1所述的金属未爆炸物的智能检测分类方法，其特征在于，所述基于所述参考单元进行环境噪声估计，得到环境噪声估计值的步骤包括：
6.根据权利要求1所述的金属未爆炸物的智能检测分类方法，其特征在于，所述多层感知机模型包括输入层、多个隐藏层和输出层，所述将所述特征点信号和环境噪声估计值输入多层感知机模型中进行检测分类，得到金属未爆炸物的分类检测结果的步骤包括：将所述特征点信号和环境噪声估计值作为多层感知机模型的输入层的特征向量；
7.一种分体式探测装置，其特征在于，包括收发线圈、收发机和便携控制器，所述收发线圈用于将电磁...
【专利技术属性】
技术研发人员：贾文枫，黄素贞，
申请(专利权)人：青岛中电众益智能科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：
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