CN113359193A

CN113359193A - 金属探测方法、装置、设备以及计算机可读存储介质

Info

Publication number: CN113359193A
Application number: CN202110609171.4A
Authority: CN
Inventors: 龙志强; 梁仕; 曾杰伟; 王平
Original assignee: National University of Defense Technology
Current assignee: National University of Defense Technology
Priority date: 2021-06-01
Filing date: 2021-06-01
Publication date: 2021-09-07
Anticipated expiration: 2041-06-01
Also published as: CN113359193B

Abstract

本发明公开了一种金属探测方法，包括预先利用金属探测仪器采集待测环境中无目标金属时的第一感应信号；对第一感应信号进行特征分析，确定待测环境中无目标金属对应的特征阈值；采集待测环境的第二感应信号，并对第二感应信号进行特征分析，获得第二感应信号的特征参数；判断特征参数是否大于特征阈值，若是，则待测环境中存在目标金属。本申请可避免待测环境中已有的非目标金属对探测结果的干扰，保证准确的探测结果的基础上，扩展了金属探测技术的应用场景。本申请还提供了一种金属探测装置、设备以及计算机可读存储介质，具有上述有益效果。

Description

金属探测方法、装置、设备以及计算机可读存储介质

技术领域

本发明涉及金属探测领域，特别是涉及一种金属探测方法、装置、设备以及计算机可读存储介质。

背景技术

金属探测仪器是一种金属检测装置，其内部包括发射线圈和接收线圈；当发射线圈中接入电流时即可产生电磁感应产生一次场，若是环境中存在金属物体，金属物体具有导电性并可以对发射线圈的电磁场产生干扰，形成二次场，进而使得空间中的电磁场发生变化，由此环境中存在金属物体和不存在金属物体，环境中的电磁场也就不同，这一不同被接收线圈拾取，即可产生和不存在金属物体时不同的感应电压，控制设备基于该感应电压的大小即可识别出环境中存在金属物体，进而发出信号提示。

发明内容

本发明的目的是提供一种金属探测方法、装置、设备以及计算机可读存储介质，能够排除环境中存在的非目标金属的干扰，提高目标金属探测结果的准确性。

为解决上述技术问题，本发明提供一种金属探测方法，包括：

预先利用金属探测仪器采集待测环境中无目标金属时的第一感应信号；

对所述第一感应信号进行特征分析，确定所述待测环境中无目标金属对应的特征阈值；

采集所述待测环境的第二感应信号，并对所述第二感应信号进行特征分析，获得所述第二感应信号的特征参数；

判断所述特征参数是否大于所述特征阈值，若是，则所述待测环境中存在目标金属。

可选地，确定所述待测环境中无目标金属对应的特征阈值的过程，包括：

对所述待测环境中无目标金属对应的多组所述第一感应信号进行特征值运算，获得每组第一感应信号的多个第一特征值；

对每组所述第一感应信号对应的多个所述第一特征值形成的特征矢量进行欧式距离运算，获得第一特征值欧式距离；

根据预先设定的置信度和各个所述第一特征值欧式距离，确定所述特征阈值为TD＝μ+λS₁；其中，S₁为各个所述第一特征值欧式距离的标准偏差，

Dis_i为第i个所述第一特征值欧式距离；μ为各个所述第一特征值欧式距离的平均值，

n为所述第一特征值欧式距离的总数量；λ为置信水平相关系数；预先设定的所述置信度P(a＜μ＜b)对应的置信区间为(a,b)，且满足

相应地，对所述第二感应信号进行特征分析，获得所述第二感应信号的特征参数，包括：

对所述第二感应信号进行特征值运算，获得所述第二感应信号对应的第二特征值；

根据所述第二特征值进行欧式距离运算，确定所述第二感应信号对应的第二特征值欧式距离，并以所述第二特征值欧式距离作为所述特征参数。

可选地，获得所述第一特征值之后，获得第一特征值欧式距离之前，还包括：

对所述第一特征值进行标准化运算，并以每组所述第一感应信号对应的标准化之后的多个所述第一特征值为多维坐标系中的坐标值，确定每组所述第一感应信号对应的第一特征点；

相应地，对每组所述第一感应信号对应的多个所述第一特征值形成的特征矢量进行欧式距离运算，获得第一特征值欧式距离，包括：

对各个所述第一特征点和所述多维坐标系的坐标原点之间进行欧式距离运算，获得所述原点指向各个所述第一特征点的所述特征矢量对应的第一特征值欧式距离。

可选地，对所述第一特征值进行标准化运算，包括：

根据Jarque-Bera方法对所述第一特征值进行高斯分布检验，若所述第一特征值不符合高斯分布，则采用Box-Cox变换将所述第一特征值变换为符合高斯分布的第一特征值；

利用z-score标准化公式，对符合高斯分布的所述第一特征值进行标准化运算，获得标准化处理后的所述第一特征值。

可选地，根据所述第二感应信号，获得所述第二感应信号的特征参数，包括：

对多组所述第二感应信号进行特征值运算，获得每组所述第二感应信号对应的第二特征值；

根据公式

对各组的每个所述第二特征值进行单调性筛选，剔除单调性Mon不大于预设阈值的第二特征值；其中，N为在多个不同高度检测所述第二感应信号的高度数量；M为在同一高度检测所述第二感应信号的次数；x_j(k)为第k个高度第j次测得的所述第二感应信号对应的一个第二特征值；

根据进行单调性筛选后的第二特征值，获得所述第二感应信号的特征参数。

一种金属探测装置，包括：

第一采集模块，用于预先利用金属探测仪器采集待测环境中无目标金属时的第一感应信号；

阈值设定模块，用于对所述第一感应信号进行特征分析，确定所述待测环境中无目标金属对应的特征阈值；

数据采集模块，用于采集所述待测环境的第二感应信号，并对所述第二感应信号进行特征分析，获得所述第二感应信号的特征参数；

判断结果模块，用于判断所述特征参数是否大于所述特征阈值，若是，则所述待测环境中存在目标金属。

可选地，所述阈值确定模块包括：

样本采集单元，用于对所述待测环境中无目标金属对应的多组所述第一感应信号进行特征值运算，获得每组第一感应信号的多个第一特征值；

距离计算单元，用于对每组所述第一感应信号对应的多个所述第一特征值形成的特征矢量进行欧式距离运算，获得第一特征值欧式距离；

阈值运算单元，用于根据预先设定的置信度和各个所述第一特征值欧式距离，确定所述特征阈值为TD＝μ+λS₁；其中，S₁为各个所述第一特征值欧式距离的标准偏差，

所述数据采集模块，用于对所述第二感应信号进行特征值运算，获得所述第二感应信号对应的第二特征值；根据所述第二特征值进行欧式距离运算，确定所述第二感应信号对应的第二特征值欧式距离，并以所述第二特征值欧式距离作为所述特征参数。

可选地，所述数据采集模块包括：

特征值运算单元，用于对多组所述第二感应信号进行特征值运算，获得每组所述第二感应信号对应的第二特征值；

特征值筛选单元，用于根据公式

对各组的每个所述第二特征值进行单调性筛选，剔除单调性Mon不大于预设阈值的第二特征值；其中，N为在多个不同高度检测所述第二感应信号的高度数量；M为在同一高度检测所述第二感应信号的次数；x_j(k)为第k个高度第j次测得的所述第二感应信号对应的一个第二特征值；根据进行单调性筛选后的第二特征值，获得所述第二感应信号的特征参数。

一种金属探测设备，包括：

存储器，用于存储计算机程序；

处理器，用于执行所述计算机程序，以实现如上任一项所述的金属探测方法的步骤。

一种计算机可读存储介质，所述所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上任一项所述金属探测方法的步骤。

本发明所提供的一种金属探测方法，包括预先利用金属探测仪器采集待测环境中无目标金属时的第一感应信号；对第一感应信号进行特征分析，确定待测环境中无目标金属对应的特征阈值；采集待测环境的第二感应信号，并对第二感应信号进行特征分析，获得第二感应信号的特征参数；判断特征参数是否大于特征阈值，若是，则待测环境中存在目标金属。

本申请中考虑到当待测环境中本身就存在金属物体，也即是非目标金属时，如果要排查目标金属，例如钢架结构房屋中的地雷，显然，非目标金属(房屋的钢架结构)就会对目标金属(地雷)的金属探测产生干扰；因此，可以先基于待测环境中不存在目标金属的第一感应信号设定感应信号的特征阈值，那么在实际进行金属探测过程中，若是环境中不存在目标金属，探测感应的第二感应信号的特征参数应当在该特征阈值范围内，反之若是存在目标金属，则第二感应信号的特征参数应当超出特征阈值范围内，由此即可避免待测环境中已有的非目标金属对探测结果的干扰，保证准确的探测结果的基础上，扩展了金属探测技术的应用场景。

本申请还提供了一种金属探测装置、设备以及计算机可读存储介质，具有上述有益效果。

附图说明

为了更清楚的说明本发明实施例或现有技术的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的一种金属探测方法的流程示意图；

图2为本申请实施例提供的确定特征阈值的流程示意图；

图3为特征点空间分布示意图；

图4为本发明实施例提供的金属探测装置的结构框图。

具体实施方式

目前金属探测主要应用于黄金探测、硬币和文物探测、地下水和溪流探测等等方面的探测。探测的依据主要是环境中存在金属和不存在金属时，探测获得的感应信号的大小是不相同的。

这对金属探测的应用产生了局限性。例如在类似于飞机场等存在钢结构的建筑中进行未爆子母弹、地雷、航空弹等浅地面金属探测过程中，环境中的钢结构无疑会对金属探测的结果产生干扰。

为此，本申请中提出了一种能够实现环境中存在已知金属干扰的情况下，进行目标金属的探测的技术方案。

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，图1为本申请实施例提供的一种金属探测方法的流程示意图，该金属探测方法可以包括：

S11：预先利用金属探测仪器采集待测环境中无目标金属时的第一感应信号。

本实施例中的金属探测仪器可以是常规包括发射线圈和接收线圈的金属探测装置，并且通过发射线圈中通入的激励电流使得发射线圈发出电磁场，而接收线圈感应接收发射线圈在环境中产生的电磁场，进而产生感应磁场，进而形成感应信号。当环境中存在金属时，金属内部会产生涡流效应进而对发射线圈形成的电磁场产生影响，使得接收线圈接收感应的感应信号发生变化。

需要说明的是，本实施例中主要考虑环境中存在非目标金属的目标金属的探测，因此，本实施例中利用金属探测仪器采集待测环境中无目标金属时的第一感应信号，主要是针对待测环境中存在非目标金属时探测获得的感应信号。当然本实施例中的探测方法应用于不存在非目标金属的待测环境也并不影响探测过程的实现和探测结果的精度。

另外，本实施例中的第一感应信号和后续实施例中的各种感应信号可以是基于接收线圈接收感应磁场变化的感应电压，还可以是感应电流或者是其他形式的感应信号，也即是说；甚至在实际应用中，采集获得的感应信号也并不仅限于采用基于电磁感应原理的金属探测仪器采集感应信号，也可以是基于其他感应原理感应探测获得不同形式的感应信号，对此，本申请中并不做具体限制。

为了便于说明，后续各个实施例中均以感应信号作为感应电压进行说明。

进一步地，因为第一感应信号的探测是为了确定后续评定环境中是否存在目标金属的特征阈值，为了避免单次探测带来数据的偶然性导致特征阈值设定不准确的问题，本实施例中需要采集多组第一感应信号。

以感应电压为例，每测量一组感应电压，需要持续一段时间内向发射线圈中接入激励电流，与此同时，接收线圈也持续接收一段时间内变化的感应电压，也即获得一组感应电压信号。在环境中存在金属物体的情况下金属，在电磁场中产生涡流现象也随着时间存在积累变化的过程，那么金属在该段时间内对电磁场的影响也是一个变化的过程，相应地，接收线圈检测到的感应电压在该段时间内也是一个变化的感应信号。如此重复即可测得多组感应电压作为多组第一感应信号。

S12：对第一感应信号进行特征分析，确定待测环境中无目标金属对应的特征阈值。

相对于现有技术中仅仅以感应电压的大小变化为依据判断带探测环境中是否存在金属，本实施例中对感应信号进行了进一步地分析，提取第一感应信号的特征，相对于感应信号的大小而言，感应信号的特征更能呈现感应信号统计学上所呈现的规律，以此作为识别探测环境中是否存在金属的依据，能够获得更准确的识别探测结果。

因此，本实施例中基于第一感应信号的特征参数所呈现的规律，设定一个特征阈值，显然，当待测环境中不存在目标金属时，检测获得的感应信号对应的特征参数应当在该特征阈值内，由此即可以该特征阈值作为后续评价待测环境是否存在目标金属的依据。

S13：采集待测环境的第二感应信号，并对第二感应信号进行特征分析，获得第二感应信号的特征参数。

可以理解的是，第二感应信号是在待测环境中可能存在目标金属而需要对待测环境进行目标金属探测时检测获得的感应信号，显然，本申请中的目标金属也即是除了环境中已知的金属物体之外的金属。

因为对目标金属的评断是基于感应信号的特征进行确定，因此，也需要基于该第二感应信号获得对应的特征参数。

S14：判断特征参数是否大于特征阈值，若是，则待测环境中存在目标金属。

如上所述，本实施例中先基于待测环境中无目标金属的感应信号进行特征分析，从而设定特征阈值作为评价待测环境中是否存在目标金属的依据，当第二感应电压应当小于该特征阈值则说明不存在目标金属，反之，当该第二感应电压大于该特征阈值，则说明存在目标金属。

综上所述，本申请中在进行待测环境中的目标金属探测之前，先基于待测环境中不存在目标金属情况下的感应信号的特征设定一个合理的特征阈值，作为界定待测环境中是否存在目标金属的依据，从而在一定程度上能够排除待测环境中已知的非目标金属对目标金属的探测的干扰，有利于金属探测技术的广泛应用。

基于上述实施例，在本申请的一种可选地实施例中，参考图2，图2为本申请实施例提供的确定特征阈值的流程示意图。确定上述特征阈值的过程具体可以包括：

S121：对待测环境中无目标金属对应的多组第一感应信号进行特征值运算，获得每组第一感应信号的多个第一特征值。

以感应电压为例，每组第一感应信号的第一特征值可以包括：感应电压标准偏差、感应电压均方根方差、感应电压平均值、感应电压极差、感应电压最小值、感应电压最大值等等中的任意一项或几项。

S122：对每组第一感应信号对应的多个第一特征值形成的特征矢量进行欧式距离运算，获得第一特征值欧式距离。

需要说明的是，在提取一组数据的特征时，为了基于特征的评估结果更可靠更准确，通常都是提取多维的数据特征，即数据的多个特征。多维数据特征构造了一个多维特征分布空间。

如果不进行预处理，由于空间中的特征存在差异性，会导致特征分布空间为超椭球体。如图3所示，超椭球分布可能引起结果错误。为了便于分析，采用的是超椭球体分布的三维图。其中，椭球一为有目标金属的特征分布范围，椭球二为无目标金属的特征分布空间范围。而通常所设置的特征阈值是一个定值，则基于该特征阈值划定的特征分布空间范围即为一个圆球形区间，以球体表示。图3中，特征点一和特征点二原本属于无目标金属的特征分布范围，但被划分在特征阈值以外，则被判定属于有目标金属的特征分布范围，因此出现了假阳性评估错误。特征点三原本属于有目标金属的特征分布范围，由于在特征阈值范围内，导致会判定为无目标金属的特征分布范围，因此出现了假阴性评估错误。本实施例中为了避免出现以上两种错误，可以对第一感应电压的多维特征值进行标准化，标准化之后，使多维特征值呈超球体分布。

为此，在本申请的一种可选地实施例中，在获得每组第一感应信号之后，还可以进一步地包括：

对第一特征值进行标准化，并以每组第一感应信号对应的标准化之后的多个第一特征值为多维坐标系中的坐标值，获得每组第一感应信号对应的第一特征点。

例如，某一组第一感应电信号的第一特征值分别包括感应电压标准偏差x₁、感应电压均方根方差x₂、感应电压平均值x₃、感应电压极差x₄、感应电压最小值x₅、感应电压最大值x₆，则该组第一感应电信号对应的第一特征点在六维坐标系中的坐标即为(x₁，x₂，x₃，x₄，x₅，x₆)。

相应地，获得第一特征值欧式距离过程可以包括：

对各个第一特征点和多维坐标系的坐标原点之间进行欧式距离运算，获得原点指向各个第一特征点的特征矢量对应的第一特征值欧式距离。

显然，第一特征点的特征矢量也即是由坐标原点指向第一特征点的特征矢量。该第一特征值欧式距离也即为

如前所述，对第一特征值进行标准化，即可将对应的第一特征点在多维坐标系中呈椭球体分布转换为球体分布的特征点。

对于第一特征值的标准化过程，在本申请的一种可选地实施例中，可以包括：

根据Jarque-Bera方法对第一特征值进行高斯分布检验，若第一特征值不符合高斯分布，则采用Box-Cox变换将第一特征值为符合高斯分布的第一特征值；

利用z-score标准化公式，对符合高斯分布的第一特征值进行标准化运算，获得标准化处理后的第一特征值。

在对第一特征值进行标准化时，可以采用多种不同的标准化方法，例如直线型方法，折线型方法和曲线型方法。标准化方法对于系统的评价结果有着重要的影响。

本实施例中可以采用z-score标准化的公式

对第一特征值进行标准化运算，其中，x_i'表示第i个标准化之后的第一特征值，x_i表示第i个第一特征值，

表示各组第i个第一特征值的平均值，1≤i≤N，N为每组第一感应信号选取的第一特征值的数量。

需要说明的是，采用z-score标准化要求各组第一感应信号对应的多个第一特征值的数据满足高斯分布，为此，在进行标准化之前，可以先采用

对第一特征值进行高斯分布检验，其中，N为每组第一感应电压选取的第一特征值的数量，S是第一特征值偏度，K是第一特征值峰度，对于大样本，检验统计量具有两个自由度的卡方分布。

而第一特征值偏度和第一特征值峰度可由下述公式：

计算得出。

式中，1≤i≤N，x_i表示第i个第一特征值，

表示各组第i个第一特征值的平均值；N为每组第一感应电压选取的第一特征值的数量。

在各组第一感应信号对应的第一特征值满足高斯分布时，可以直接对第一特征值进行标准化运算；反之，若是第一特征值不满足高斯分布，则需要对第一特征数据进行高斯分布转换，再将转换后满足高斯分布的第一特征值进行标准化运算。

当第一特征值被标准化处理后，呈超球体分布，根据超球体分布特点，可以采用到球心(即多维坐标系原点)的距离判断特征样本点为金属探测仪器附近无目标金属的特征值数据还是有目标金属的特征值数据。

S123：根据预先设定的置信度和各个第一特征值欧式距离，确定特征阈值为TD＝μ+λS₁。

其中，S₁为各个第一特征值欧式距离的标准偏差，

Dis_i为第i个第一特征值欧式距离；μ为各个第一特征值欧式距离的平均值，

n为第一特征值欧式距离的总数量；λ为置信水平相关系数；预先设定的置信度P(a＜μ＜b)对应的置信区间为(a,b)，且满足

特征阈值的选择对于待测环境是否存在目标金属的判断评估结果具有重要影响。当特征阈值选择过大时，会影响探测距离，当目标金属距离金属探测仪器较远时，不易检测出来，影响了探测距离的上限；当特征阈值选择过小时，导致评估结果误报率较高。

因此，本实施例中在设置特征阈值时，借鉴了统计学当中的置信区间。置信区间是指在给定置信水平的情况下，根据估计值确定真实值可能出现的区间范围，该区间通常以估计值为中心。由于无法得到所有的无目标金属数据，因此需要使用有限的无目标金属的特征值样本数据设置一个代表待测环境总体无目标金属数据的特征阈值。采用置信区间的思维，可以根据实际情况，自由设置可信度较高的阈值。假设需要得到的置信度为1-α，可以表示为P(a＜μ＜b)＝1-α，那么置信区间可以表示为：(a,b)，a＜μ＜b；μ为各组第一特征值欧式距离的平均值，

n为第一特征值欧式距离的总数量，也即是第一感应信号的总组数。

基于标准偏差计算公式，n个第一特征值欧式距离的标准偏差

并且a、b可分别表示成

λ为置信水平相关系数。

由此，则可得到设置的特征阈值为：TD＝μ+λS₁；因为特征点偏离球心的程度越大，则导致特征值欧式距离越大，因此，设置置信区间的上限为特征阈值。当测得的待测环境的第二感应信号对应的第二特征值大于该特征阈值，则发出存在目标金属的报警；若是测得的待测环境的第二感应信号对应的第二特征值小于等于特征阈值，则不发出报警。

如前所述，基于第一感应信号确定特征阈值是先确定各组第一感应信号对应的第一特征值欧式距离，并基于第一特征值欧式距离的大小分布，确定一个特征阈值，也即是说该特征阈值是一个特征值欧式距离的阈值。显然，在实际对待测环境进行目标金属探测获得第二感应信号之后，也应当采取和处理第一感应信号相同的数据处理方式，获得多组第二感应信号对应的特征参数也即是类似于第一特征值欧式距离的第二特征值欧式距离，在此不再对根据第二感应信号获得第二特征值欧式距离的过程进行详细介绍，参照上述实施例即可。

基于上述任一实施例，进一步地考虑到，对于原始的第二感应信号其本身具有多重特征，这些特征没有绝对的好与坏之分，只有特征被用于某一特定目的时候，特征就有了合适与不合适之分。当从第二感应信号中提取特征用于目标金属探测时，所提取的特征必然是有利于区分无目标金属和有目标金属。特征提取在一定程度上决定了目标金属探测结果的可靠性和准确率。

针对不同的信号，所选取的特征是不一样的，需要选取合适的特征。选取合适的特征，需要根据数据及系统实际的物理意义去判断。

以本申请中的感应信号为感应电压为例，显然，由电磁感应的常识可知，当待测环境中的目标金属距离金属探测仪器越近，对金属探测仪器发出的电磁场的干扰越为强烈，反之距离越远，干扰则越弱。

由此可见，探测的第二感应信号和探测距离之间存在单调性的数据更具参考价值。

为此，在本申请的一种可选地实施例中，在采集获得第二感应信号之后，基于该第二感应信号获得第二特征值欧式距离之前，还可以进一步地包括：

对多组第二感应信号进行特征值运算，获得每组第二感应信号对应的第二特征值；

根据公式

根据进行单调性筛选后的第二特征值，即可进行获得第二感应信号的特征参数的步骤。

本实施例中，在确定第二感应信号对应的特征参数时，需要预先在待探测环境的多个不同高度探测获得该第二感应信号；为了避免每个高度仅仅进行一次第二感应信号存在偶然性，一般会在同一高度进行多次第二感应信号的探测。并且在每次探测第二感应信号时，是由发射线圈在一段时间内持续输出发射信号，那么相应地，接收线圈即可持续一段时间内感应接收到第二感应信号，该段时间内检测到的随发射信号变化而变化的第二感应信号即为一次探测对应的第二感应信号。在进行特征值运算时，可以针对每一次探测的第二感应信号分别运算感应电压标准偏差、感应电压均方根方差、感应电压平均值、感应电压极差、感应电压最小值、感应电压最大值等多个特征值数据，也即第二特征值。

为了避免存在目标金属时不满足特征数据和探测距离之间单调性规律的数据对探测结果产生的影响，本申请进一步地对各个第二特征值进行筛选。

设定在待探测环境的N个不同高度位置中的每个高度位置分别进行了M次第二感应信号的探测，那么，对于M×N个第二感应信号的同一个第二特征值的单调性均可利用公式

运算获得。

例如，在对M×N个第二感应信号的感应电压标准偏差这一第二特征值进行单调性检测时，x_j(k)也即表示第k个高度第j次测得的所述第二感应信号对应的感应电压标准偏差，若最终确定出该感应电压标准偏差这一第二特征值的单调性接近于0甚至等于0，可以设定一个接近于0的预设阈值，以该预设阈值作为衡量单调性是否接近于0的标准，若是，则剔除所有第二感应信号对应的感应电压标准偏差，反之，若单调性接近于1甚至等于1，则保留该感应电压标准偏差这一第二特征值。

以此类推，即可实现对所有第二感应信号的所有第二特征值的单挑性进行监测，从而实现第二特征值的筛选，最终保留满足单调性要求的第二特征值。

由此，本实施例中通过对第二感应信号的第二特征值进行筛选，在一定程度上避免存在目标金属时不满足特征数据和探测距离之间单调性规律的数据对探测结果产生的影响，进而提高探测精度。

下面对本发明实施例提供的金属探测装置进行介绍，下文描述的金属探测装置与上文描述的金属探测方法可相互对应参照。

图4为本发明实施例提供的金属探测装置的结构框图，参照图4的金属探测装置可以包括：

第一采集模块100，用于预先利用金属探测仪器采集待测环境中无目标金属时的第一感应信号；

阈值设定模块200，用于对所述第一感应信号进行特征分析，确定所述待测环境中无目标金属对应的特征阈值；

数据采集模块300，用于采集所述待测环境的第二感应信号，并对所述第二感应信号进行特征分析，获得所述第二感应信号的特征参数；

判断结果模块400，用于判断所述特征参数是否大于所述特征阈值，若是，则所述待测环境中存在目标金属。

在本申请的一种可选地实施例中，所述阈值确定模块200包括：

所述数据采集模块300，用于对所述第二感应信号进行特征值运算，获得所述第二感应信号对应的第二特征值；根据所述第二特征值进行欧式距离运算，确定所述第二感应信号对应的第二特征值欧式距离，并以所述第二特征值欧式距离作为所述特征参数。

在本申请的另一可选地实施例中，还可以进一步地包括标准化模块，用于对所述第一特征值进行标准化运算，并以每组所述第一感应信号对应的标准化之后的多个所述第一特征值为多维坐标系中的坐标值，确定每组所述第一感应信号对应的第一特征点；

相应地，距离计算单元用于对各个所述第一特征点和所述多维坐标系的原点之间进行欧式距离运算，获得所述坐标原点指向各个所述第一特征点的所述特征矢量对应的第一特征值欧式距离。

在本申请另一可选地实施例中，标准化模块用于根据Jarque-Bera方法对所述第一特征值进行高斯分布检验，若所述第一特征值不符合高斯分布，则采用Box-Cox变换将所述第一特征值变换为符合高斯分布的所述第一特征值；利用z-score标准化公式，对符合高斯分布的所述第一特征值进行标准化运算，获得标准化处理后的所述第一特征值。

在本申请的一种可选地实施例中，所述数据采集模块300包括：

特征值筛选单元，用于根据公式

本实施例的金属探测装置用于实现前述的金属探测方法，因此金属探测装置中的具体实施方式可见前文中的金属探测方法的实施例部分，在此不再赘述。

本申请还提供了一种金属探测设备的实施例，该设备可以包括：

存储器，用于存储计算机程序；

本申请中利用待测环境中不存在目标金属的感应信号设定特征阈值，使得在待测环境中的目标金属探测过程中，可以以该特征阈值作为依据，判断探测获得的感应信号对应的特征参数相对于特征阈值的大小，从而确定准确确定待探测环境是否真实存在目标金属；能够在待测环境中存在非目标金属时也能实现对目标金属的探测，排除非目标金属对探测结果的影响，扩展了金属探测技术的广泛应用。

本申请还提供了一种计算机可读存储介质，所述所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上任一项所述金属探测方法的步骤。

该计算机可读存储介质可以包括随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。另外，本申请实施例提供的上述技术方案中与现有技术中对应技术方案实现原理一致的部分并未详细说明，以免过多赘述。

本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。