CN111580171B - 一种金属物体检测装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本公开提供了一种金属物体检测装置及方法，属于金属物体检测技术领域，包括至少两个相对设置的检测面板，每个检测面板包括至少两个检测区位，且每个检测区位包括至少一组交错阵列式平衡线圈，每组交错阵列式平衡线圈至少包括两个以预设角度交错的平衡线圈；根据至少一个检测区位的交错阵列式平衡线圈的感应电压的变化量的大小，判断金属是否存在以及金属的形状和位置；本公开通过在每个检测区位内设置交错的平衡线圈，有效的提高了检测精度和对金属物体的定位精度。
Description
技术领域
本公开涉及金属物体检测技术领域，特别涉及一种金属物体检测装置及方法。
背景技术
本部分的陈述仅仅是提供了与本公开相关的背景技术，并不必然构成现有技术。
金属物体检测技术在安检门、安检机、食品药品生产线等应用场景受到广泛关注，目前应用于上述场景的金属物体检测基本采用被检测对象通过检测设备的方法。如图1所示，传统的检测方式采用多检测区位探测法，设置在面板两侧的平衡线圈对称分布，发射平衡线圈激发出交变磁场，当检测区域无金属物体时，各探测平衡线圈的感应电压在某一特定值保持稳定，当金属物体出现在检测区域中，金属物体所正对的平衡线圈的感应电压发生明显变化，调零平衡线圈用于机器长期使用过程中的误差校正，以使在无金属物体的情况下，各探测平衡线圈的感应电压维持预设恒定值。
本公开发明人发现，现有的上述方法可基本满足金属物体的识别告警和粗略定位，一般认为检测区位越多，检测精度越高，尽管相关产品所分检测区位越来越多，部分产品已达48个检测区位甚至更多，但这种依赖单形平衡线圈的检测方式的灵敏度和金属物体定位精度仍然无法满足日益发展的高精度检测需求。
发明内容
为了解决现有技术的不足，本公开提供了一种金属物体检测装置及方法，通过在每个检测区位内设置交错的平衡线圈，有效的提高了检测精度和对金属物体的定位精度。
为了实现上述目的，本公开采用如下技术方案：
本公开第一方面提供了一种金属物体检测装置。
一种金属物体检测装置，包括至少两个相对设置的检测面板，每个检测面板包括至少两个检测区位，且每个检测区位包括至少一组交错阵列式平衡线圈，每组交错阵列式平衡线圈至少包括两个以预设角度交错的平衡线圈；
根据至少一个检测区位的交错阵列式平衡线圈的感应电压的变化量的大小，判断金属是否存在以及金属的形状和位置。
作为可能的一些实现方式，每个检测区位内布满交错阵列式平衡线圈。
作为可能的一些实现方式，所述检测区位为方形，每组交错阵列式平衡线圈包括至少两个规格相同且平行的第一条形平衡线圈以及至少两个与第一条形平衡线圈垂直的第二条形平衡线圈。
作为进一步的限定，各个方形的检测区位与相邻检测区位之间的间隔距离为零。
作为进一步的限定，相邻的两个第一条形平衡线圈之间的距离相同，相邻的两个第二条形平衡线圈之间的距离相同。
作为可能的一些实现方式，相对的两个检测面板上的检测区位和平衡线圈一一对应。
作为可能的一些实现方式，包括多个处理器，每个处理器至少对应一个检测区位，用于根据接收到的平衡线圈的感应电压变化量进行金属物体判断。
本公开第二方面提供了一种金属物体检测方法。
一种金属物体检测方法，利用本公开第一方面所述的金属物体检测装置，包括以下步骤：
检测面板上的激励线圈获得激励电流；
在无金属物体进入时，检测各个交错阵列式平衡线圈的感应电压作为基准值；
根据各个平衡线圈的感应电压与无金属物体进入时的感应电压的差值，判断是否有金属物体进入；
根据至少一个检测区位中交错的多个平衡线圈的感应电压的变化情况，判断金属物体的形状和相对位置。
作为可能的一些实现方式，当需要精确扫描时，所有平衡线圈均工作，当精度要求不高时，对平衡线圈进行均匀分组，每组取至少一个平衡线圈工作。
作为可能的一些实现方式，根据至少一个检测区位中交错的多个平衡线圈的感应电压的变化情况，判断金属物体的形状和相对位置，具体包括以下步骤：
在一个检测区位内，以正交设置的条形平衡线圈构建直角坐标系；
进行X方向的平衡线圈扫描，按照精度系数，依次对每个平衡线圈的输出电压进行检测，并与每个平衡线圈对应的基准电压进行比较，得到检测到金属物体的X方向平衡线圈的第一集合；
进行Y方向的平衡线圈扫描，按照精度系数，依次对每个平衡线圈的输出电压进行检测，并与每个平衡线圈对应的基准电压进行比较，得到检测到金属物体的Y方向平衡线圈的第二集合；
以第一集合中的元素为横坐标，以第二集合中的元素为纵坐标，得到金属物体的性状和相对位置；
当一个检测区位不能覆盖整个金属物体时，通过综合多个检测区位的平衡线圈的感应电压检测结果，进行金属物体的形状和相对位置的判断。
作为可能的一些实现方式，交替激发多种频率的磁场，根据各个平衡线圈的感应电压的差值在不同频率磁场下的变化情况，判断金属的类型。
作为可能的一些实现方式，根据各个平衡线圈的电抗分量的增减情况，判断金属为铁磁材料或者非铁磁材料。
作为可能的一些实现方式，获取平衡线圈上的感生电动势以及相位信息，经过数据处理后重建被检测空间介质的分布，绘出等电压线以确定金属物体的轮廓；
将检测到的不同平衡线圈的感应电压和相位信息进行BP神经网络算法训练，用于识别多种轮廓的金属，对不能识别的物体进行告警并将检测和定位结果指示于预生成的人体模型，利用高频电磁场的波动性进行检测成像。
作为可能的一些实现方式，通过两个检测面板上正对的平衡线圈感应电压的幅值变化来判断金属的尺寸和相对检测面板的位置；
当检测到金属时，金属所处位置的平衡线圈感应电压大于周边平衡线圈，依据阵列平衡线圈的感应电压峰值进行金属的尺寸识别和定位。
作为进一步的限定，当金属距离两个检测面板的距离相同时，两个检测面板上对应的平衡线圈的感应电压相同，判定此时金属位于两个检测面板的中间位置。
作为进一步的限定，当金属距离两个检测面板的距离不相同时，距离近的一侧的检测面板上的平衡线圈的感应电压大于另一侧的检测面板上对应的平衡线圈的感应电压，判定此时金属位于检测区域内靠近一侧面板的位置。
与现有技术相比，本公开的有益效果是：
1、本公开所述的装置及方法，通过在每个检测区位设置一组交错阵列式平衡线圈，每组交错阵列式平衡线圈至少包括两个以预设角度交错的平衡线圈，根据至少一个检测区位的交错阵列式平衡线圈的感应电压的变化量的大小，判断金属是否存在以及金属的形状和位置，极大的提高了每个检测区位对金属物体的检测精度。
2、本公开所述的装置及方法，交替激发多种频率的磁场，根据各个平衡线圈的感应电压的差值在不同频率磁场下的变化情况，实现了铁磁材料和非铁磁材料的判断，极大的提高了金属物体的类型判断精度。
3、本公开所述的装置及方法，通过交替激发多种频率的磁场，根据各个平衡线圈的感应电压的差值在不同频率磁场下的变化情况，实现了对金属种类的进一步判断，提高了金属物体识别精度。
4、本公开所述的装置及方法，当金属距离两个检测面板的距离相同时，两个检测面板上对应的平衡线圈的感应电压相同，判定此时金属位于两个检测面板的中间位置；当金属距离两个检测面板的距离不相同时，距离近的一侧的检测面板上的平衡线圈的感应电压大于另一侧的检测面板上对应的平衡线圈的感应电压，判定此时金属位于检测区域内靠近一侧面板的位置，通过完全对称的两个检测板以及检测板上对称的平衡线圈，能够实现对金属物体在检测区域的更精确的定位。
5、本公开所述的装置及方法，通过结合BP神经网络算法，实现了对金属物体轮廓的准确识别，能够对常规物品进行识别后输出，对无法识别的物体进行报警，极大的提高了金属物体检测的安全性。
6、本公开所述的装置及方法，通过自动扫描调零技术，在标准状态下处理器控制对各个平衡线圈的电压进行采集并储存到存储器中作为基准值，正常工作的时候将实际的输出电压与储存的基准值进行比较来判断由无金属通过，无需设置专门的调零平衡线圈，降低了线路的复杂程度，提高了检测效率。
附图说明
构成本公开的一部分的说明书附图用来提供对本公开的进一步理解，本公开的示意性实施例及其说明用于解释本公开，并不构成对本公开的不当限定。
图1为背景技术中提供的现有的采用多检测区位探测法的金属安检门的示意图。
图2为本公开实施例1提供的检测面板上的检测区位示意图。
图3为本公开实施例1提供的交错式阵列平衡线圈的示意图。
图4为本公开实施例1提供的行列扫描方法原理示意图。
图5为本公开实施例1提供的15*15的交错阵列式平衡线圈示意图。
图6为本公开实施例2提供的一个检测区位中金属物体检测方法的流程示意图。
图7为本公开实施例2提供的平衡线圈阻抗在不同金属材料影响下的变化图。
具体实施方式
下面结合附图与实施例对本公开作进一步说明。
应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本公开提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本公开所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本公开的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
在不冲突的情况下，本公开中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
实施例1：
本公开实施例1提供了一种金属物体检测装置，将两侧的检测面板按照相同的划分方法分成多个矩形检测区位，图2为检测区位划分示意图，每个检测区位布置一组交错式阵列式平衡线圈，其中，图2中的(a)为左侧检测面板的检测区位划分示意图，图2中的(b)为右侧检测面板的检测区位划分示意图，图2中的(c)为工作状态布置示意图。
交错式阵列平衡线圈示意图如图3所示，交错式阵列平衡线圈中每一个长矩形代表一组平衡线圈，图3中的(a)为横向布置的平衡线圈，图3中的(b)为纵向布置的平衡线圈，图3中的(c)为交错后的平衡线圈。
可以理解的，在其他的实施例中，交错的平衡线圈也可以不是垂直的，其可以相差一定的角度，如80度、70度或者60度，只要不是完全重合即可，本领域技术人员可以根据具体工况自行设置，在此不作详述。
可以理解的，本实施例所述检测区位划分方法和交错式阵列平衡线圈不仅仅局限于图2和图3所示示例，如检测区位可以为圆形、梯形或者五角形等，本领域技术人员可以根据具体工况自行设置，在此不作详述。
各个检测区位之间可以相连，也可以不相连，本领域技术人员可以根据具体工况自行设置，在此不作详述。
所述平衡线圈也可以是椭圆形或者波浪状的条形或者其他形状，可以包含各种平衡线圈结构，本实施例中仅强调其布置方式，不对平衡线圈结构进行具体描述，本领域技术人员可以根据具体工况自行设置，在此不作详述。
本实施例中，两个相对的检测面板平行正对设置，两个检测面板上的阵列式设置的平衡线圈相互对称分布。
在本实施例中，两个相对的检测面板的尺寸规格均相同。所述对称分布，具体为：每个检测面板上的平衡线圈的数量也相同，每个检测面板上的线圈在另一个检测面板上有一个正对的且尺寸规格一致的平衡线圈。
在本实施例中，当交错的线圈为正交时，每个检测区位均布置一组覆盖对应检测区位的交错式阵列平衡线圈，即实现交错式阵列平衡线圈在整个检测面板上的覆盖，根据检测精度及成本要求确定X方向与Y方向的条形平衡线圈个数，细分越多，检测金属越小，精度越高。
在本实施例中，交错式阵列平衡线圈应保证在X或Y方向上的条形平衡线圈等间距，无重叠，X与Y方向的条形平衡线圈互相正交，为便于扫描和控制，所有检测区位所布置的交错式阵列平衡线圈X方向平衡线圈总数处于同一数量级，Y方向平衡线圈总数处于同一数量级，保证两侧门板对称检测区位所布置的交错式阵列平衡线圈完全相同。
本实施例中采用行列扫描的方法对金属物体进行精准检测，主要包括平衡线圈、整流器、二极管、电子开关和后续比较线路，检测电路原理示意图如图4所示，图4中的3组平衡线圈不仅仅代表3组平衡线圈的情况，泛指n组(n>0)。
具体工作方式如为：
(1)对于所述阵列式多组平衡线圈，首先通过峰值比较电路来判断有没有金属，若某一组平衡线圈或某一范围平衡线圈输出的信号较原基准信号有变化，则说明这一范围内有金属物体存在。所述峰值检测过程通过二极管来隔离，可针对所有平衡线圈并行检测，检测速度快；
(2)若存在金属物体，可通过并行检测所有IO口初步判断金属所在的大致范围；
(3)对所述步骤(2)检测出的金属物体所处大致区域的平衡线圈电压进行扫描AD采样，根据电压变化精准确定金属位置和形状。
在高精度应用场景中，检测区位多或每个检测区位的平衡线圈数量多而导致检测速度慢，采用多个处理器分工处理若干个检测区位，同时参与扫描工作以提高检测效率。
具体案例如下：
当金属物体进入时，金属所处位置对应的平衡线圈输出电压增大，根据X方向和Y方向平衡线圈的输出电压值及其平衡线圈编号的可进行金属物体定位。
以一个检测区位为例，按图5所示布置15*15的阵列式平衡线圈，具体平衡线圈数量和尺寸根据具体应用环境可调。当金属物体进入时，若X方向上的8号、9号平衡线圈输出的感应电压值变化明显，Y方向上6号、7号平衡线圈输出的感应电压值变化明显，则金属物体处于该空间中(8，6)、(8，7)、(9，6)、(9，7)的位置。
由于平衡线圈数量多，采用轮询检测的方法。按照使用需求可设置不同的灵敏度，当需要精确扫描时，所有平衡线圈均参与工作，当精度要求不高时，可设置不同精度等级，按照具体要求设置为每若干平衡线圈中有一个参与工作，如仅设置奇数编号平衡线圈投入工作，进行粗略扫描。不同检测区位的扫描精度可由用户自行设置，每个检测区位的精度可独立设置，也可统一设置。每个检测区位的精度可独立设置的意义在于：以安检门应用场景为例，可在安检门1.8m以上位置设置为粗略扫描，在1.8米以下设置为精确扫描，增大检测效率。
实施例2：
本公开实施例2提供了一种金属物体检测方法，利用实施例1所述的金属物体检测装置，包括以下步骤：
检测面板上的激励线圈获得激励电流；
在无金属物体进入时，检测各个交错阵列式平衡线圈的感应电压作为基准值；
根据各个平衡线圈的感应电压与无金属物体进入时的感应电压的差值，判断是否有金属物体进入；
根据至少一个检测区位中交错的多个平衡线圈的感应电压的变化情况，判断金属物体的形状和相对位置。
如图2所示，为一个检测区位的具体流程，具体包括以下步骤：
参数配置阶段：其中，i，j为计数变量，初始值为0；Q为X方向平衡线圈的总组数，P为Y方向平衡线圈的总组数；精度系数用于描述扫描灵敏度，指平衡线圈每隔a-1(或b-1)个参与扫描，精度最高时，所有平衡线圈均参与扫描，此时a，b为1；上述变量可由系统预设或用户输入。
第一工作阶段：进行X方向的平衡线圈扫描，按照精度系数a，依次对第i个平衡线圈的输出电压进行检测，i＝i+a；读取第i组平衡线圈的输出电压Uxi，将Uxi与第i个平衡线圈的基准值Uxri进行比较。
由于平衡线圈受到振动的影响而产生位置变化或电子电路元件老化而造成参数变化，在无金属状态下平衡线圈的输出值有可能不是0，采用程序控制自动扫描调零技术，在标准状态下(即无金属状态下)CPU控制对各个平衡线圈的电压进行采集并储存到EEPROM中作为基准值，工作的时候将实际的输出电压与储存的基准值进行比较来判断由无金属通过，基准值在系统开机或用户命令时自动获取。
当Uxi与Uxri相等时，|Uxi-Uxri|＝0说明无金属物体，进行下一组平衡线圈的扫描，当Uxi与Uxri不相等时，|Uxi-Uxri|>0，说明存在金属物体，将当前平衡线圈编号i存入数组Xi中。
上述过程一直持续到i>Q，即完成对X方向上平衡线圈的扫描，若数组Xi中元素个数为0，则判断为无金属物体，扫描过程结束；若Xi中数组个数大于0，进入第二阶段。
第二工作阶段：进行Y方向的平衡线圈扫描，按照精度系数b，依次对第j个平衡线圈的输出电压进行检测，j＝i+b；读取第j组平衡线圈的输出电压Uyj，将Uyj与第j个平衡线圈的基准值Uyrj进行比较。
当Uyj与Uyrj相等时，|Uyj-Uyrj|＝0说明无金属物体，进行下一组平衡线圈的扫描，当Uyj与Uyrj不相等时，|Uyj-Uyrj|>0，说明存在金属物体，将当前平衡线圈编号j存入数组Yj中。
上述过程一直持续到j>P，即完成对Y方向上平衡线圈的扫描，读取数组Xi与Yj，以数组Xi中元素为横坐标，Yj中元素为纵坐标，生成金属物体所覆盖区域的坐标，实现对金属物体位置和形状的检测，扫描过程结束。
当一个检测区位不能覆盖整个金属物体时，通过综合多个检测区位的平衡线圈的感应电压检测结果，进行金属物体的形状和相对位置的判断。
本实施例中，交替激发多种频率的磁场，根据各个平衡线圈的感应电压的差值在不同频率磁场下的变化情况，判断金属的类型，具体为：
所述多频激发方式驱动发射平衡线圈包括根据特定情况进行优选某一特定发射频率，也可根据指令依次交替激发出多种发射频率。此方法基于的基本原理是不同的金属污染物存在不同的探测效果最佳，例如钢与黄铜分别在4KHz和12KHz附近的探测效果最佳。
若用户知道潜在污染物的特定频率或频率分量，则可选择该特定频率对发射平衡线圈进行激发；若用户不确定潜在污染物的种类及其最佳检测频率，则可选择一次交替激发多种频率的方式来进行异物检测。
本实施例中，根据各个平衡线圈的电抗分量的增减情况，判断金属为铁磁材料或者非铁磁材料，具体为：
非铁磁材料在磁场下仅产生涡流损耗，铁磁材料不仅产生涡流损耗还伴随着磁场变化，从平衡线圈上表现为通过判断电抗分量的增大或者减小来判断非铁磁性金属或者铁磁性金属。针对非铁磁性和铁磁性两种金属材料，平衡线圈的阻抗变化图如图7所示。其中Zref为标准状态下平衡线圈的阻抗，即无金属介入时平衡线圈的阻抗，Znf为非铁磁性金属介入时平衡线圈的阻抗，Zf为铁磁性金属介入时平衡线圈的阻抗。
本实施例中，当激励线圈中有激励电流存在时，在检测空间产生规律的交变磁场，获取平衡线圈上的感生电动势以及相位信息，经过数据处理后重建被检测空间介质的分布，绘出等电压线以确定金属物体的轮廓；
对安装在门板两侧的激励线圈施以激励电流，在空间产生规律的交变磁场，检测平衡线圈上的感生电动势以及相位信息，经过数据处理后重建被检测空间介质的分布，绘出等电压线以确定金属物体的轮廓。将检测到的不同平衡线圈的感应电压和相位信息进行BP神经网络算法训练，使其识别主流手机、皮带扣、钥匙、眼镜等物体，对不能识别的物体进行告警并将检测和定位结果指示于预生成的人体模型，利用高频电磁场的波动性进行无侵入、无接触的高速检测成像。
本实施例中，通过两个检测面板上正对的平衡线圈感应电压的幅值变化来判断金属的尺寸和相对检测面板的位置；
当检测到金属时，金属所处位置的平衡线圈感应电压大于周边平衡线圈，依据阵列平衡线圈的感应电压峰值进行金属的尺寸识别和定位。
当金属距离两个检测面板的距离相同时，两个检测面板上对应的平衡线圈的感应电压相同，判定此时金属位于两个检测面板的中间位置；
当金属距离两个检测面板的距离不相同时，距离近的一侧的检测面板上的平衡线圈的感应电压大于另一侧的检测面板上对应的平衡线圈的感应电压，判定此时金属位于检测区域内靠近一侧面板的位置。
本领域内的技术人员应明白，本公开的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本公开可采用硬件实施例、软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本公开可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器和光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本公开是参照根据本公开实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory，ROM)或随机存储记忆体(RandomAccessMemory，RAM)等。
以上所述仅为本公开的优选实施例而已，并不用于限制本公开，对于本领域的技术人员来说，本公开可以有各种更改和变化。凡在本公开的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种金属物体检测装置，其特征在于，包括至少两个相对设置的检测面板，每个检测面板包括至少两个检测区位，且每个检测区位包括至少一组交错阵列式平衡线圈，每组交错阵列式平衡线圈至少包括两个以预设角度交错的平衡线圈；
根据至少一个检测区位的交错阵列式平衡线圈的感应电压的变化量的大小，判断金属是否存在以及金属的形状和位置；
对于阵列式多组平衡线圈，通过峰值比较电路来判断有没有金属，所述峰值检测过程通过二极管来隔离，若存在金属物体，可通过并行检测所有IO口初步判断金属所在的大致范围；对检测出的金属物体所处大致区域的平衡线圈电压进行扫描AD采样，根据电压变化精准确定金属位置和形状；
交替激发多种频率的磁场，根据各个平衡线圈的感应电压的差值在不同频率磁场下的变化情况，判断金属的类型，即根据指令依次交替激发出多种发射频率，不同的金属污染物存在不同的探测效果最佳，
当金属距离两个检测面板的距离相同时，两个检测面板上对应的平衡线圈的感应电压相同，判定此时金属位于两个检测面板的中间位置；当金属距离两个检测面板的距离不相同时，距离近的一侧的检测面板上的平衡线圈的感应电压大于另一侧的检测面板上对应的平衡线圈的感应电压，判定此时金属位于检测区域内靠近一侧面板的位置，通过完全对称的两个检测板以及检测板上对称的平衡线圈，能够实现对金属物体在检测区域的更精确的定位。
2.如权利要求1所述的金属物体检测装置，其特征在于，每个检测区位内布满交错阵列式平衡线圈。
3.如权利要求1所述的金属物体检测装置，其特征在于，所述检测区位为方形，每组交错阵列式平衡线圈包括至少两个规格相同且平行的第一条形平衡线圈以及至少两个与第一条形平衡线圈垂直的第二条形平衡线圈。
4.如权利要求3所述的金属物体检测装置，其特征在于，各个方形的检测区位与相邻检测区位之间的间隔距离为零；
或者，
相邻的两个第一条形平衡线圈之间的距离相同，相邻的两个第二条形平衡线圈之间的距离相同。
5.如权利要求1所述的金属物体检测装置，其特征在于，相对的两个检测面板上的检测区位和平衡线圈位置一一对应；
或者，
包括多个处理器，每个处理器至少对应一个检测区位，用于根据接收到的平衡线圈的感应电压变化量进行金属物体判断。
6.一种金属物体检测方法，其特征在于，利用权利要求1-5任一项所述的金属物体检测装置，包括以下步骤：
检测面板上的激励线圈获得激励电流；
在无金属物体进入时，检测各个交错阵列式平衡线圈的感应电压作为基准值；
根据各个平衡线圈的感应电压与无金属物体进入时的感应电压的差值，判断是否有金属物体进入；
根据至少一个检测区位中交错的多个平衡线圈的感应电压的变化情况，判断金属物体的形状和相对位置。
7.如权利要求6所述的金属物体检测方法，其特征在于，当需要精确扫描时，所有平衡线圈均工作，当精度要求不高时，对平衡线圈进行均匀分组，每组取至少一个平衡线圈工作。
8.如权利要求6所述的金属物体检测方法，其特征在于，根据至少一个检测区位中交错的多个平衡线圈的感应电压的变化情况，判断金属物体的形状和相对位置，具体包括以下步骤：
在一个检测区位内，以正交设置的条形平衡线圈构建直角坐标系；
进行X方向的平衡线圈扫描，按照精度系数，依次对每个平衡线圈的输出电压进行检测，并与每个平衡线圈对应的基准电压进行比较，得到检测到金属物体的X方向平衡线圈的第一集合；
进行Y方向的平衡线圈扫描，按照精度系数，依次对每个平衡线圈的输出电压进行检测，并与每个平衡线圈对应的基准电压进行比较，得到检测到金属物体的Y方向平衡线圈的第二集合；
以第一集合中的元素为横坐标，以第二集合中的元素为纵坐标，得到金属物体的性状和相对位置；
当一个检测区位不能覆盖整个金属物体时，通过综合多个检测区位的平衡线圈的感应电压检测结果，进行金属物体的形状和相对位置的判断；
或者，
交替激发多种频率的磁场，根据各个平衡线圈的感应电压的差值在不同频率磁场下的变化情况，判断金属的类型；
或者，
根据各个平衡线圈的电抗分量的增减情况，判断金属为铁磁材料或者非铁磁材料；
或者，
获取平衡线圈上的感生电动势以及相位信息，经过数据处理后重建被检测空间介质的分布，绘出等电压线以确定金属物体的轮廓；
将检测到的不同平衡线圈的感应电压和相位信息进行BP神经网络算法训练，用于识别多种轮廓的金属，对不能识别的物体进行告警并将检测和定位结果指示于预生成的人体模型，利用高频电磁场的波动性进行检测成像。
9.如权利要求6所述的金属物体检测方法，其特征在于，通过两个检测面板上正对的平衡线圈感应电压的幅值变化来判断金属的尺寸和相对检测面板的位置；
当检测到金属时，金属所处位置的平衡线圈感应电压大于周边平衡线圈，依据阵列平衡线圈的感应电压峰值进行金属的尺寸识别和定位。
10.如权利要求9所述的基于阵列式平衡线圈的金属物体检测方法，其特征在于，当金属距离两个检测面板的距离相同时，两个检测面板上对应的平衡线圈的感应电压相同，判定此时金属位于两个检测面板的中间位置；
或者，
当金属距离两个检测面板的距离不相同时，距离近的一侧的检测面板上的平衡线圈的感应电压大于另一侧的检测面板上对应的平衡线圈的感应电压，判定此时金属位于检测区域内靠近一侧面板的位置。
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