CN118011500A - 金属目标探测方法、装置及系统 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种金属目标探测方法、装置及系统，属于金属探测技术领域。本申请提供的金属目标探测方法，包括：获取瞬变电磁响应数据；瞬变电磁响应数据是通过金属目标探测系统的发射线圈向目标区域发射一次磁场后采集到的响应数据；在瞬变电磁响应数据中存在符号反转现象的情况下，确定在目标区域内探测到金属目标；其中，符号反转现象包括瞬变电磁响应数据从正值反转为负值。本申请在金属目标探测场景下，降低了瞬变电磁响应数据的处理难度，在一定程度上提高了金属目标的探测速度。
Description
技术领域
本申请属于金属探测技术领域，具体涉及一种金属目标探测方法、装置及系统。
背景技术
在金属探测技术领域中，瞬变电磁法作为一种主要的近地表金属探测方法，在诸如军事、考古、探矿、工业等多个方面受到广泛应用。例如，在军事方面采用瞬变电磁法探测武装冲突、军事演习中留下的各类没有被引爆或者丢弃的武器弹药，在考古方面采用瞬变电磁法探测古墓中的金属制品，在探矿方面采用瞬变电磁法探测自然金颗粒，在工业方面采用瞬变电磁法探测诸如管道、管线等地下金属埋设物。
相关技术中，瞬变电磁法的基本原理是电磁感应定律，一般利用发射线圈向地下发射一次磁场，在一次磁场间歇期间利用接收线圈观测地下介质中引起的二次感应涡流场，具体通过测量分析断电后各个时间段的二次感应涡流场随时间变化的规律，可得到探测的地下介质的电阻率，从而探测近地表的金属物体。
然而，相关技术中存在金属探测速度较慢的问题。例如，在利用接收线圈采集到瞬变电磁响应数据后，后续还需采用偶极子模型、椭圆球体模型、归一化表面磁荷模型或者正交归一化体积磁源模型等物理模型，对采集到的瞬变电磁响应数据进行复杂的计算分析处理，由于对采集到的瞬变电磁响应数据的处理难度较大，导致金属探测速度较慢。
发明内容
本申请实施例提供一种金属目标探测方法、装置及系统，能够解决相关技术中金属探测速度较慢的问题。
第一方面，本申请实施例提供了一种金属目标探测方法，该方法包括：
获取瞬变电磁响应数据；瞬变电磁响应数据是通过金属目标探测系统的发射线圈向目标区域发射一次磁场后采集到的响应数据；
在瞬变电磁响应数据中存在符号反转现象的情况下，确定在目标区域内探测到金属目标；其中，符号反转现象包括瞬变电磁响应数据从正值反转为负值。
第二方面，本申请实施例提供了一种金属目标探测装置，包括：
获取模块，用于获取瞬变电磁响应数据；所述瞬变电磁响应数据是通过金属目标探测系统的发射线圈向目标区域发射一次磁场后采集到的响应数据；
确定模块，用于在所述瞬变电磁响应数据中存在符号反转现象的情况下，确定在所述目标区域内探测到金属目标；其中，所述符号反转现象包括所述瞬变电磁响应数据从正值反转为负值。
第三方面，本申请实施例提供了一种金属目标探测系统，包括：
发射模块、接收模块和处理模块；发射模块包括信号发生模块和发射线圈，接收模块包括数据采集模块和N个接收线圈，N为大于1的整数；
其中，发射线圈与信号发生模块连接，信号发生模块与处理模块连接，处理模块与数据采集模块连接，数据采集模块与N个接收线圈连接；处理模块用于执行如第一方面所述的方法的步骤。
在本申请实施例中，获取瞬变电磁响应数据；瞬变电磁响应数据是通过金属目标探测系统的发射线圈向目标区域发射一次磁场后采集到的响应数据；在瞬变电磁响应数据中存在符号反转现象的情况下，确定在目标区域内探测到金属目标；其中，符号反转现象包括瞬变电磁响应数据从正值反转为负值。这样，在确定瞬变电磁响应数据存在符号反转现象的情况下，快速确定在目标区域内探测到金属目标，与相关技术中采用物理模型对瞬变电磁响应数据进行复杂的计算分析处理相比，降低了瞬变电磁响应数据的处理难度，在一定程度上提高了金属目标的探测速度。
附图说明
图1是本申请实施例提供的一种金属目标探测系统探测金属目标的应用示意图；
图2为本申请实施例提供一种金属目标的瞬变电磁全时响应的响应曲线；
图3是本申请实施例提供的一种金属目标探测方法的示意性流程图；
图4是本申请实施例提供的另一种金属目标探测方法的示意性流程图；
图5是本申请实施例提供的另一种金属目标探测方法的示意性流程图；
图6是本申请实施例提供的另一种金属目标探测方法的示意性流程图；
图7是本申请实施例提供的另一种金属目标探测方法的示意性流程图；
图8是本申请实施例提供的另一种金属目标探测方法的示意性流程图；
图9-1是本申请实施例提供的金属目标N1和金属目标N2的瞬变电磁响应的响应曲线；
图9-2是本申请实施例提供的金属目标N1和金属目标N3的瞬变电磁响应的响应曲线；
图9-3是本申请实施例提供的不同深度下金属目标N3的瞬变电磁响应的响应曲线；
图10是本申请实施例提供的一种金属目标探测装置的示意性结构图；
图11是本申请实施例提供的一种金属目标探测系统的示意性结构图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
本申请的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便本申请的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施，且“第一”、“第二”等所区分的对象通常为一类，并不限定对象的个数，例如第一对象可以是一个，也可以是多个。此外，说明书以及权利要求中“和/或”表示所连接对象的至少其中之一，字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
如背景技术所描述的，瞬变电磁法作为近地表金属探查和定位的主要探测方法，在金属探测技术领域具有重要的地位以及广阔的应用前景。瞬变电磁法探测金属物体的关键在于能够分析和处理复杂的瞬变电磁响应数据，从而最大限度地提高正确分类的概率，最大限度地降低误报率。在瞬变电磁法的理论中，金属目标产生的二次磁场响应数据按照指数衰减。为了更加全面的金属目标产生的二次磁场信号，相关技术中开发出了多种物理模型用于瞬变电磁响应数据的处理，包括偶极子模型、椭圆球体模型、归一化表面磁荷模型和正交归一化体积磁源模型，等等。然而，这些物理模型需要对采集到的瞬变电磁响应数据进行复杂的计算分析处理，由于这些物理模型对采集到的瞬变电磁响应数据的处理难度较大，导致金属探测速度较慢。
基于此，申请人在实际金属目标探测中会观测到瞬变电磁响应数据(例如二次磁场响应数据)出现符号反转现象(即瞬变电磁响应数据从正值反转到负值)。针对这一现象，现有的金属探测理论体系下对此符号反转现象的产生原因甚少做出详细解释，导致未将这一现象应用于金属探测特征研究。
而申请人经过多次试验，排除了探测仪器误差所致的可能性，根据电磁学中磁介质磁化原理，结合瞬变电磁探测原理，对瞬变电磁探测中出现的符号反转现象提出了一种合理的解释，具体将相关技术中提出的Cole-Cole复电阻率模型与瞬变电磁二次场响应理论相结合，利用复电阻率代替实电阻率进行了模拟仿真，分析了不同参数对二次场响应曲线的影响，解释了二次场响应曲线的异常衰减和符号反转现象。下面结合图1所示的金属目标的具体探测场景和图2所示的金属目标瞬变电磁全时响应的响应曲线，对符号反转现象进行具体说明。
举例而言，如图1所示，本申请实施例提供的金属目标探测系统可以包括：依次连接的1个发射线圈Tx、功率放大器、信号发生模块、处理模块、数据采集模块和8个接收线圈Rx。
其中，1个发射线圈Tx、功率放大器、信号发生模块可以组成发射模块；数据采集模块和8个接收线圈Rx可以组成接收模块；
其中，信号发生模块包括同步触发模块和模拟输出模块；
其中，数据采集模块包括外部触发模块和多通道模拟输入模块。
其中，金属目标探测系统的工作流程为：处理模块根据预设的输出配置信息，控制信号发生模块产生发射电流信号，发射电流信号可以是方波脉冲信号，通过模拟输出模块将发射电流信号经由功率放大器放大后传输至发射线圈Tx，发射线圈Tx在其下方的目标区域(即图1所示例的长方体区域)内发射一次磁场，目标区域内的金属目标受一次磁场影响，产生二次磁场，至少一个接收线圈Rx感应到目标区域内的二次磁场的情况下进行充放电过程并产生二次感应电压信号(即瞬变电磁响应数据)，在通过信号发生模块的同步触发模块向数据采集模块的外部触发模块发送触发信号后，数据采集模块开始通过多通道模拟输入模块从至少一个接收线圈Rx采集瞬变电磁响应数据，然后将瞬变电磁响应数据传输至处理模块进行分析处理。
其中，8个接收线圈Rx设置在同一平面上，且与发射线圈Tx同层设置，可用于探测发射线圈Tx(或者接收线圈Rx)下方的目标区域内的金属目标。其中，接收线圈Rx的个数仅为示例性表述，本申请对接收线圈Rx的数量以及布局排列不作具体限制。
其中，发射线圈Tx可以与接收线圈Rx设置在同一平面上，发射线圈Tx与接收线圈Rx的高度一致。
其中，金属目标探测系统的发射模块输出发射电流，发射线圈在空间中产生一次磁场，根据法拉第定律，在外部时变磁场的作用下，自旋电子的磁矩和电子轨道运动变化引起磁矩排列的变化，在高导电体中激发涡流，此时导体内激发的涡电流即为麦克斯韦方程中的传导电流，此时在一次磁场作用下，导体内部或表面必然发生磁化，在瞬变电磁法中使用矩形线圈产生的磁场并非均匀磁场，故在该一次磁场下，导体磁化不满足均匀磁化的条件，故此时导体(即金属目标)内存在两种电流，分别为涡旋电流(即传导电流)和磁化电流。故此时导体(即金属目标)产生的磁场(即二次磁场)为涡旋电流激发的磁场和磁化电流激发的磁场的总和。
图2为本申请实施例提供一种金属目标瞬变电磁全时响应的响应曲线。
如图2所示，在0～T1时间段内，发射线圈未通入发射电流，无一次磁场产生，此时发射线圈下方的金属目标内部无涡旋电流、磁化电流产生，故此时金属目标中自由电子、等效磁偶极子彼此之间方向随机，静磁偶极矩为零，整体处于平衡状态，此时二次磁场的响应曲线为0。
在T1～T3时间段内，此时间段为在发射线圈的电流关断之前，此时，发射线圈在空间中产生时变一次磁场，在此期间，金属目标中分别发生涡流效应和磁化效应，分别产生涡旋电流和磁化电流。在外加磁场的情况下，等效电流回路受到转矩T＝m×B的作用，使微观磁偶极子的极矩与磁场强度为B，极矩为m的外加磁场完全对齐，宏观上，在金属目标中产生一个净磁偶极矩。磁化了的介质所产生的磁场相当于体电流密度i分子＝rotJ和面电流密度i分子＝J×n所产生的磁场，其中J为磁化强度。
如图2所示，在T1～T2时间段内，随着发射线圈中电流的不断增大，金属目标中激发涡旋电流，此时涡旋电流产生的时变磁场的磁场方向与一次磁场磁场方向相反，同时金属目标发生磁化效应，其内部、表面产生磁化电流，在此阶段，一次磁场明显强于由涡流效应产生的二次场，故此时由磁化电流产生的磁场方向与一次磁场方向相同，此时二次磁场的响应值呈现负值。
如图2所示，在T2～T3时间段内发射线圈内电流为恒定电流，此时一次磁场近似恒定，涡旋效应消失，磁化效应依然存在，磁化电流方向与发射线圈电流方向相同，故在此期间，二次磁场的响应值不为0(但趋近0)。
如图2所示，在T3时刻发射线圈中的电流被关断，一段时间后，在T4时刻发射线圈中的电流降为0。
如图2所示，在T3～T4时间段内，此时间段为发射线圈的关断期间，随着发射线圈中电流的不断减小，此时涡旋电流产生的时变磁场的磁场方向与一次磁场磁场方向相同，在此阶段，金属材料中的分子电流受感应涡流场的影响，发生磁化效应，在金属目标内部、表面产生于涡流方向相同的附加电流，即磁化电流，此时磁化电流在与涡旋电流相同的方向上被驱动，这相当于给金属目标充电。在T4时刻，一次磁场完全消失，充电过程结束，此时二次磁场的响应值(正值)达到峰值。
如图2所示，在T4～T5时间段内，随着感应涡流场的衰减，涡旋电流无法继续驱动构成磁化电流的各分子电流，各分子电流移动到原来的位置，从而形成与涡旋电流方向相反的磁化电流，造成二次磁场的响应值出现符号反转现象。
如图2所示，在T5之后，无外部磁场干扰，金属目标内部此时金属目标中自由电子、等效磁偶极子彼此之间方向随机，整体恢复平衡状态，故此时二次磁场的响应值为0。
基于图2所示的实验现象，申请人将相关技术中提出的Cole-Cole复电阻率模型与瞬变电磁二次场响应理论相结合，对瞬变电磁探测中出现的符号反转现象提出了一种合理的解释，得出的结论是在金属目标探测中瞬变电磁响应数据出现的符号反转现象是由磁化效应引起，排除了实验结果的偶然性。下面举例说明。
相关技术中可以用Cole-Cole模型来解释介质中发生的极化效应。介质磁化过程是其内部分子电流极化的结果，故其分析过程与电介质极化过程类似，并提出了基于Cole-Cole模型的阻抗原始公式：
其中，R0是低频电阻，对应于σ0为低频电导率极限；/>为充电能力，R1对应于/>σ∞为高频电导率极限；/>为时间常数，X为等效电容，c为频率相关系数，c通常在0.1至0.6的范围内，本申请可以取值为0.5。
而基于电阻率的带电性定义，佩尔顿(Pelton)方程可以用复电阻率来表示：
根据上述对应关系，对应于/>R∞为高频电阻。
其中，电磁场垂直分量在频率域中的解析表达式为：
其中，I0为发射线圈电流，a为发射线圈半径，z为接收点位置的垂直坐标，h为发射线圈的离地高度(h＝-Z)，J1(λa)为一阶贝塞尔函数，FTE为反射系数，
k1 2＝-iωμ0σ1 (7)
其中，H1为介质厚度；μ0为真空磁导率，σ1为介质电导率，σ1＝1/ρ1，ρ1为探测目标电阻率，基于此用Cole-Cole复电阻率模型(式(1))代替频率域中的介质电导率，利用汉克尔变换得到频率域的垂直磁场响应(式(2))，再利用余弦变换的数值滤波算法完成时频转化，得到金属目标的二次瞬变场：
其中，为采样间隔，csin nΔ为正弦滤波系数，μ0为真空磁导率。
申请人通过研究Cole-Cole模型参数对瞬变电磁响应的影响规律，对不同参数的Cole-Cole模型进行了仿真，并对其结果进行了分析和总结，得出了以下几条影响规律，下面具体说明。
第一，通过实验结果可知，在T4～T5时间段内，在发射高度(即金属目标与发射线圈的距离)固定的情况下，在瞬变电磁响应的早期，金属目标的电阻率越低，金属目标的产生的感应响应值(即正值的最大幅值)越大。以金属目标包括铁磁性金属目标/非铁磁性金属目标为例，非铁磁性金属目标产生的感应响应值大于铁磁性金属目标所产生的感应响应值。这是因为早期响应(正值)是一次磁场的消失产生的高频响应，由于非铁磁性金属目标的电阻率低于铁磁性金属目标的电阻率，随着涡流效应的发生，非铁磁性金属目标产生的感应响应值大于铁磁性金属目标所产生的感应响应值。
第二，通过实验结果可知，在T4～T5时间段内，在发射高度固定的情况下，金属目标的电阻率越高，越早出现符号反转现象。例如，以金属目标包括铁磁性金属目标/非铁磁性金属目标为例，铁磁性金属目标的符号反转现象出现时间早于非铁磁性金属。这是因为非铁磁性金属目标电阻率低，充电能力与铁磁性金属目标相比较弱，为了金属目标界面分子电流传递，阴极需要更多的分子电流，需更长的充电时间，故非铁磁性金属目标的二次场衰减速度比铁磁性金属目标的二次场衰减速度慢。磁化效应是金属目标充放电的整体表现，充电时间越短，放电时间越早，所以铁磁性金属目标更早进行放电，即更早出现符号反转现象。
第三，通过实验结果可知，针对相同类型的金属材料，在T4～T5时间段内，在发射高度固定的情况下，在瞬变电磁响应的早期，金属目标的表面积(或者体积)越大，金属目标的产生的感应响应值(即幅值最大的正值)越大。这是因为在金属目标瞬变电磁响应的早期，是一次磁场的消失产生的高频响应，在该范围内感应涡流是表面的，并且初始响应值的大小与目标表面积相关，表面积越大，感应响应值的越大。
第四，通过实验结果可知，针对相同的金属目标，在T4～T5时间段内，随着金属目标与发射线圈的距离的增大，磁化响应对总响应的影响越小。可以看出，金属目标埋得越浅，磁化电流对总响应影响越大，金属目标的磁化效应越明显，响应曲线出现符号反转现象的时间越早，符号反转现象之后负响应值的幅值越大。
申请人可将以上实验结果得出的影响规律运用于金属目标的探测。以上总结的关于基于Cole-Cole模型的瞬变电磁磁化理论中的一系列规律，可以作为金属目标探测的理论依据。
下面结合附图，通过具体的实施例及其应用场景对本申请实施例提供的金属目标探测方法进行详细地说明。
图3是本申请实施例提供的一种金属目标探测方法的示意性流程图。
如图3所示，本申请实施例提供的金属目标探测方法，可以包括：
步骤310：获取瞬变电磁响应数据；瞬变电磁响应数据是通过金属目标探测系统的发射线圈向目标区域发射一次磁场后采集到的响应数据；
步骤320：在瞬变电磁响应数据中存在符号反转现象的情况下，确定在目标区域内探测到金属目标；其中，符号反转现象包括瞬变电磁响应数据从正值反转为负值。
在本申请实施例中，如图1所示，金属目标探测系统可以通过发射线圈向目标区域发射一次磁场，若目标区域内存在金属目标，在该一次磁场下，金属目标内存在两种电流，分别为涡旋电流和磁化电流，此时金属目标产生的二次磁场为涡旋电流激发的磁场和磁化电流激发的磁场的总和。
而在发射线圈停止工作而使发射电流为0(T4时刻)之后，随着感应涡流场的衰减，金属目标中的涡旋电流无法继续驱动构成磁化电流的各分子电流，各分子电流移动到原来的位置，从而形成与涡旋电流方向相反的磁化电流，造成二次磁场的响应值出现符号反转现象。
基于此，在瞬变电磁响应数据中存在符号反转现象的情况下，可以确定在目标区域内探测到了金属目标。其中，可以参考图2，在T4～T5时间段内，瞬变电磁响应数据存在符号反转现象，符号反转现象是指瞬变电磁响应数据从正值反转为负值。
需要指出的是，相关技术中需要采用偶极子模型、椭圆球体模型、归一化表面磁荷模型或者正交归一化体积磁源模型等物理模型，对采集到的瞬变电磁响应数据进行复杂的计算分析处理，由于对采集到的瞬变电磁响应数据的处理难度较大，导致金属探测速度较慢。而本申请实施例提供的金属目标探测方法，在分析出瞬变电磁响应数据存在符号反转现象之后，快速确定在目标区域内探测到了金属目标，与相关技术中采用物理模型对瞬变电磁响应数据进行复杂的计算分析处理相比，降低了瞬变电磁响应数据的处理难度，在一定程度上提高了金属目标的探测速度。
根据本申请实施例提供的金属目标探测方法，获取瞬变电磁响应数据；瞬变电磁响应数据是通过金属目标探测系统的发射线圈向目标区域发射一次磁场后采集到的响应数据；在瞬变电磁响应数据中存在符号反转现象的情况下，确定在目标区域内探测到金属目标；其中，符号反转现象包括瞬变电磁响应数据从正值反转为负值。这样，在确定瞬变电磁响应数据存在符号反转现象的情况下，快速确定在目标区域内探测到金属目标，与相关技术中采用物理模型对瞬变电磁响应数据进行复杂的计算分析处理相比，降低了瞬变电磁响应数据的处理难度，在一定程度上提高了金属目标的探测速度。
在一个具体的实施例中，如图4所示，本申请实施例提供的金属目标探测方法，可以包括：
步骤410：获取瞬变电磁响应数据；瞬变电磁响应数据是通过金属目标探测系统的发射线圈向目标区域发射一次磁场后采集到的响应数据；
步骤420：在瞬变电磁响应数据中存在符号反转现象的情况下，确定在目标区域内探测到金属目标；其中，符号反转现象包括瞬变电磁响应数据从正值反转为负值；
步骤430：在瞬变电磁响应数据中不存在符号反转现象的情况下，确定在目标区域内未探测到金属目标。
在本申请实施例中，由于瞬变电磁响应数据中的符号反转现象是金属目标的磁化效应引起的，本申请实施例可以根据瞬变电磁响应数据中是否存在符号反转现象的判断条件，判断是否在目标区域内探测到金属目标。若瞬变电磁响应数据中存在符号反转现象，确定在目标区域内探测到金属目标；反之，若瞬变电磁响应数据中不存在符号反转现象，确定在目标区域内为探测到金属目标。这样，由于根据瞬变电磁响应数据中是否存在符号反转现象的判断条件难度不大，可以快速提高金属目标的检测速度。
在实际应用中，金属目标探测系统可以包括接收线圈，通过接收线圈来感应二次磁场，并生成瞬变电磁响应数据(例如图1所示的接收线圈生成的二次感应电压)。其中，接收线圈可以是一个，也可以是多个，本申请对接收线圈的数量不作具体限制。
在一个具体的实施例中，为了提高金属目标探测精度，本申请实施例可以设置多个接收线圈，金属目标探测系统可以包括N个接收线圈，N为大于1的整数。举例而言，如图1所示，金属目标探测系统包括8个接收线圈Rx，8个接收线圈Rx与发射线圈Tx设置在同一平面内，8个接收线圈Rx与发射线圈Tx的高度一致，并将发射线圈Tx所在区域划分为8个区域。
如图5所示，本申请实施例提供的金属目标探测方法，可以包括：
步骤510：获取N份瞬变电磁响应数据；其中，N份瞬变电磁响应数据是分别通过N个接收线圈采集到的；
步骤520：在N份瞬变电磁响应数据中的至少一份瞬变电磁响应数据存在符号反转现象的情况下，确定在目标区域内探测到金属目标。
其中，步骤510是步骤310的子步骤，步骤520是步骤320的子步骤。
在本申请实施例中，通过N个接收线圈将目标区域划分为与N个接收线圈一一对应的N个目标子区域，分别通过N个接收线圈采集到的N份瞬变电磁响应数据，在N份瞬变电磁响应数据中存在至少一份瞬变电磁响应数据存在符号反转现象的情况下，即可确定在目标区域内探测到金属目标。
这样，通过增加接收线圈的数量，缩小每个接收线圈的探测范围，各个接收线圈在小范围内进行感应，提高了金属目标的探测精度。
需要指出的是，由于目标区域包括与N个接收线圈一一对应的N个目标子区域，在提高金属目标探测精度的前提下，还可以更精准地定位金属目标地具体位置。
如图5所示，本申请实施例提供的金属目标探测方法，还可以包括：
步骤530：在N份瞬变电磁响应数据中，确定M份存在符号反转现象的瞬变电磁响应数据；
其中，M为小于或者等于N的正整数；
步骤540：根据M份存在符号反转现象的瞬变电磁响应数据，确定M个目标接收线圈；
其中，M个目标接收线圈为N个接收线圈中与M份存在符号反转现象的瞬变电磁响应数据对应的M个接收线圈；
步骤550：根据M个目标接收线圈，确定金属目标的目标位置信息；其中，金属目标的目标位置信息包括目标区域中与M个目标接收线圈对应的M个目标子区域。
这样，本申请实施例可以根据M份存在符号反转现象的瞬变电磁响应数据，确定M个目标接收线圈，并将与M个目标接收线圈对应的M个目标子区域确定为金属目标所在地位置，在目标区域内进一步限缩了金属目标所在的位置，提高了金属目标的定位精度。
另外，在发射高度已知的情况下，瞬变电磁响应数据中符号反转现象的出现时间与金属目标的电阻率具有相关关系。基于此，在已知发射高度的情况下，本申请实施例还可以根据瞬变电磁响应数据中符号反转现象的出现时间，进一步确定金属目标的电阻率，下面举例说明。
在一个具体的实施例中，如图6所示，本申请实施例提供的金属目标探测方法，可以包括：
步骤610：获取瞬变电磁响应数据；瞬变电磁响应数据是通过金属目标探测系统的发射线圈向目标区域发射一次磁场后采集到的响应数据；
步骤620：在瞬变电磁响应数据中存在符号反转现象的情况下，确定在目标区域内探测到金属目标；其中，符号反转现象包括瞬变电磁响应数据从正值反转为负值；
步骤630：在发射线圈的发射高度已知的情况下，获取与发射高度对应的电阻率映射表；
其中，发射线圈的发射高度包括金属目标与发射线圈的目标距离，电阻率映射表包括符号反转现象的出现时间与金属物体的电阻率之间的映射关系；
步骤640：根据瞬变电磁响应数据，确定瞬变电磁响应数据中符号反转现象的出现时间；
步骤650：根据瞬变电磁响应数据中符号反转现象的出现时间，以及与发射高度对应的电阻率映射表，确定金属目标的电阻率。
其中，步骤610可以参考步骤310的具体内容，步骤620可以参考步骤320的具体内容。
本申请可以根据实际需求，预先设置与多个发射高度一一对应的多个电阻率映射表。其中，发射高度是指金属目标与发射线圈的目标距离，多个发射高度均处于预设范围内。
在步骤630中，发射线圈的发射高度是已知的值，在发射线圈的发射高度处于预设范围内的情况下，本申请可以根据发射线圈的发射高度，从预先设置的多个电阻率映射表中，获取与发射高度对应的电阻率映射表，电阻率映射表包括在该发射高度下，符号反转现象的出现时间与金属物体的电阻率之间的映射关系。
在步骤640中，本申请可以根据瞬变电磁响应数据，确定瞬变电磁响应数据中符号反转现象的出现时间。
举例而言，参考图2，瞬变电磁响应数据中的正值的最大幅值是指瞬变电磁响应数据在第一时刻T4的初始响应值，第一时刻T4对应于发射电流降低为0的时刻。瞬变电磁响应数据中的负值的最大幅值是指瞬变电磁响应数据在第二时刻T6的响应值。
本申请实施例可以将瞬变电磁响应数据中正值的最大幅值对应的时刻T4，确定为第一时刻；将瞬变电磁响应数据中负值的最大幅值对应的时刻T6，确定为第二时刻；将第二时刻与第一时刻之差(即T6-T4)确定为瞬变电磁响应数据中符号反转现象的出现时间t；其中，第二时刻T6位于第一时刻T4之后。
在步骤650中，本申请可以根据瞬变电磁响应数据中符号反转现象的出现时间t，以及与发射高度对应的电阻率映射表，确定金属目标的电阻率。
其中，在发射高度已知的情况下，符号反转现象的出现时间t越小，金属目标的电阻率越高。
这样，本申请实施例可以在发射高度已知的情况下，根据瞬变电磁响应数据中符号反转现象的出现时间，进一步检测到金属目标的电阻率。
另外，在发射线圈的发射高度已知的情况下，金属目标的产生的感应响应值的初始值与金属目标的表面积具有相关关系。基于此，在发射高度已知的情况下，本申请实施例还可以根据瞬变电磁响应数据中的初始值，进一步确定金属目标的表面积，下面举例说明。
在一个具体的实施例中，如图7所示，本申请实施例提供的金属目标探测方法，可以包括：
步骤710：获取瞬变电磁响应数据；瞬变电磁响应数据是通过金属目标探测系统的发射线圈向目标区域发射一次磁场后采集到的响应数据；
步骤720：在瞬变电磁响应数据中存在符号反转现象的情况下，确定在目标区域内探测到金属目标；其中，符号反转现象包括瞬变电磁响应数据从正值反转为负值；
步骤730：在发射线圈的发射高度已知的情况下，获取与发射高度对应的表面积映射表；
其中，表面积映射表包括瞬变电磁响应数据中的正值的最大幅值与金属物体的表面积之间的映射关系；
步骤740：根据瞬变电磁响应数据，确定瞬变电磁响应数据中的正值的最大幅值；
步骤750：根据瞬变电磁响应数据中的正值的最大幅值，以及与发射高度对应的表面积映射表，确定金属目标的表面积。
其中，步骤710可以参考步骤310的具体内容，步骤720可以参考步骤320的具体内容。
本申请可以根据实际需求，预先设置与多个发射高度一一对应的多个表面积映射表。其中，发射高度是指金属目标与发射线圈的目标距离，多个发射高度均处于预设范围内。
在步骤730中，发射线圈的发射高度是已知的值，在发射线圈的发射高度处于预设范围内的情况下，本申请可以根据发射线圈的发射高度，从预先设置的多个表面积映射表中，获取与发射高度对应的表面积映射表，表面积映射表包括在该发射高度下，瞬变电磁响应数据中的正值的最大幅值与金属物体的表面积之间的映射关系。
其中，参考图2，瞬变电磁响应数据中的正值的最大幅值是指瞬变电磁响应数据在第一时刻T4的初始响应值，第一时刻T4对应于发射电流刚刚降低为0的时刻。
在步骤740中，根据瞬变电磁响应数据，确定瞬变电磁响应数据中符号反转现象的出现时间。
举例而言，参考图2，本申请实施例可以将瞬变电磁响应数据中第一时刻T4对应的初始响应值，确定瞬变电磁响应数据中的正值的最大幅值。
在步骤750中，本申请可以根据瞬变电磁响应数据中的正值的最大幅值，以及与发射高度对应的表面积映射表，确定金属目标的表面积。
其中，在发射高度已知的情况下，瞬变电磁响应数据中的正值的最大幅值越大，金属目标的表面积越大。
这样，本申请实施例可以在发射高度已知的情况下，根据瞬变电磁响应数据中的正值的最大幅值，进一步检测到金属目标的表面积。
另外，在金属目标的电阻率已知的情况下，瞬变电磁响应数据中符号反转现象的出现时间，瞬变电磁响应数据中出现符号反转现象后的负值的最大幅值，与金属目标的深度具有相关关系。基于此，在金属目标的电阻率已知的情况下，本申请实施例还可以根据瞬变电磁响应数据中符号反转现象的出现时间，瞬变电磁响应数据中出现符号反转现象后的负值的最大幅值，进一步确定金属目标的深度，下面举例说明。
在一个具体的实施例中，如图8所示，本申请实施例提供的金属目标探测方法，可以包括：
步骤810：获取瞬变电磁响应数据；瞬变电磁响应数据是通过金属目标探测系统的发射线圈向目标区域发射一次磁场后采集到的响应数据；
步骤820：在瞬变电磁响应数据中存在符号反转现象的情况下，确定在目标区域内探测到金属目标；其中，符号反转现象包括瞬变电磁响应数据从正值反转为负值；
步骤830：在金属目标的目标电阻率已知的情况下，获取与目标电阻率对应的深度映射表；
其中，深度映射表包括瞬变电磁响应数据中的符号反转现象的出现时间和瞬变电磁响应数据出现符号反转现象后的的负值的最大幅值与金属物体的深度之间的映射关系；
步骤840：根据瞬变电磁响应数据，确定瞬变电磁响应数据中符号反转现象的出现时间；
步骤850：根据瞬变电磁响应数据，确定瞬变电磁响应数据中出现符号反转现象后的负值的最大幅值；
步骤860：根据瞬变电磁响应数据中符号反转现象的出现时间，瞬变电磁响应数据中出现符号反转现象后的负值的最大幅值，以及与目标电阻率对应的深度映射表，确定金属目标的深度。
其中，步骤810可以参考步骤310的具体内容，步骤820可以参考步骤320的具体内容。
在本申请实施例中，由于通过实验结果可知，针对相同导电率的金属目标，在T4～T5时间段内，随着金属目标与发射线圈的距离的增大，磁化响应对总响应的影响越小。换言之，金属目标埋得越浅，磁化电流对总响应影响越大，金属目标的磁化效应越明显，响应曲线出现符号反转现象的时间越早，符号反转现象之后负响应值的幅值越大。
基于此，本申请可以根据实际需求，预先设置与多个电阻率一一对应的多个深度映射表。其中，电阻率是指金属目标的电阻率，深度可理解为金属目标与发射线圈之间的目标距离，多个电阻率均处于预设电阻率范围内。
在步骤830中，金属目标的目标电阻率是已知的值，且金属目标的目标电阻率处于预设电阻率范围内，本申请可以根据金属目标的目标电阻率，从预先设置的多个深度映射表中，获取与目标电阻率对应的深度映射表，目标电阻率包括在该目标电阻率下，瞬变电磁响应数据中的符号反转现象的出现时间和瞬变电磁响应数据出现符号反转现象后的的负值的最大幅值与金属物体的深度之间的映射关系。
在步骤840中，本申请可以根据瞬变电磁响应数据，确定瞬变电磁响应数据中符号反转现象的出现时间。举例而言，参考图2，瞬变电磁响应数据中的正值的最大幅值是指瞬变电磁响应数据在第一时刻T4的响应值，第一时刻T4对应于发射电流刚降低为0的时刻。瞬变电磁响应数据中的负值的最大幅值是指瞬变电磁响应数据在第二时刻T6的响应值。本申请实施例可以将瞬变电磁响应数据中正值的最大幅值对应的时刻T4，确定为第一时刻；将瞬变电磁响应数据中负值的最大幅值对应的时刻T6，确定为第二时刻；将第二时刻与第一时刻之差(即T6-T4)确定为瞬变电磁响应数据中符号反转现象的出现时间t；其中，第二时刻T6位于第一时刻T4之后。
在步骤850中，参考图2，本申请可以将第二时刻T6的响应值，确定瞬变电磁响应数据中出现符号反转现象后的负值的最大幅值。
在步骤860中，本申请可以根据瞬变电磁响应数据中符号反转现象的出现时间，瞬变电磁响应数据中出现符号反转现象后的负值的最大幅值，以及与目标电阻率对应的深度映射表，确定金属目标的深度。
其中，在金属目标的目标电阻率已知的情况下，瞬变电磁响应数据中符号反转现象的出现时间越大，瞬变电磁响应数据中出现符号反转现象后的负值的最大幅值越大，金属目标的深度越浅。
这样，本申请实施例可以在金属目标的目标电阻率已知的情况下，根据瞬变电磁响应数据中符号反转现象的出现时间，以及瞬变电磁响应数据中出现符号反转现象后的负值的最大幅值，进一步检测到金属目标的深度。
在实际应用中，本申请可以采用上述实施例提供的金属目标探测方法，对各种金属物体进行探测。举例而言，本申请实施例可以探测武装冲突、军事演习中留下的未爆弹，未爆弹壳壁大多为金属，主要成分为钢或铝的合金制品，由于不同金属外壳未爆弹的磁化效应的瞬变电磁响应影响规律不同，本申请将不同的金属目标作为探测目标，进行金属目标探测。本申请选取的金属目标如下表1所示：
表1
如上表1所示，金属目标N1是由45#钢制成的薄板，其长、宽、高分别为30cm、50cm、0.3cm。金属目标N2是由铝制成的薄板，其长、宽、高分别为30cm、50cm、0.3cm。金属目标N3是由Q235钢制成的圆柱形的地雷模型，其底面直径为28cm，高度为9cm。
在一个具体的例子中，本申请将大小一致的金属目标N1和金属目标N2作为实验探测目标，将其置于接收线圈正下方0.3m处，金属目标探测系统的发射模块产生脉冲电流，发射线圈在空间中产生一次场，在发射线圈断电后，高导电体中激发涡流，二次场响应出现符号反转现象，从正响应值转变为负响应值。
具体如图9-1所示，实线表示正响应值，虚线标识负响应值。比较同等大小下的金属目标N1和金属目标N2，在瞬变电磁响应早期，金属目标N2的正响应值与金属目标N1的正响应值几乎相同(图中实线部分)，这是因为瞬变电磁响应早期是一次场的消失产生的高频响应，在该范围内感应涡流是表面的，并且初始响应值的大小与目标表面积相关，选取的金属目标N1和金属目标N2目标表面积相等，故其初始的正响应值几乎相同。之后，金属目标N1和金属目标N2的响应曲线先后反转为负响应值。这是因为随着磁化效应的发生，由于金属目标N2(铝)的电阻率低于金属目标N1(45#钢)的电阻率，充电能力比较弱，为了满足金属目标界面分子电流传递，阴极需要更多的分子电流，需更长的充电时间，充电时间越长，放电时间越晚，故金属目标N2的二次磁场衰减速度比金属目标N1的二次场衰减速度慢，更晚出现负响应值。
在另一个具体的例子中，本申请将金属目标N1和金属目标N3作为实验探测目标，将其置于接收线圈正下方0.3m处，金属目标探测系统的发射模块产生脉冲电流，发射线圈在空间中产生一次场，在发射线圈断电后，高导电体中激发涡流，二次场响应出现符号反转现象，从正响应值转变为负响应值。
具体如图9-2所示，实线表示正响应值，虚线标识负响应值。金属目标N1的表面积大于金属目标N3，在瞬变电磁响应早期，金属目标N3的正响应值明显低于金属目标N1，同时金属目标N3的衰减速度大于金属目标N1，随着时间增加，金属目标N3早于金属目标N1出现负响应值。这是因为目标初期响应是一次场的消失产生的高频响应，在该范围内感应涡流是表面的，并且初始响应值的大小与目标表面积相关，金属目标N1的表面积大于金属目标N3，所以金属目标N1的正响应值大于金属目标N3。随着磁化效应的产生，因为金属目标N3(Q235钢)的电阻率大于金属目标N1(45#钢)，充电能力较金属目标N1弱，为了满足金属目标界面分子电流传递，阴极需要更多的分子电流，需更长的充电时间，充电时间越长，放电时间越晚，故金属目标N3的二次场衰减速度比金属目标N1的二次场衰减速度快，更早出现负响应值。
在另一个例子中，本申请将金属目标N3作为实验探测目标，分别设置了距接收线圈0.3m、0.5m这两种不同距离，分别将金属目标N3置于不同深度进行瞬变电磁探测，金属目标探测系统的发射模块产生脉冲电流，发射线圈在空间中产生一次场，在发射线圈断电后，高导电体中激发涡流，二次场响应出现符号反转现象，从正响应值转变为负响应值。
具体如图9-3所示，实线表示正响应值，虚线标识负响应值。随着深度的增加，早期的正响应值逐渐减小，衰减速率也逐渐减小，负响应出现也越晚。比较金属目标N3位于接收线圈0.3m和0.5m，两者的负响应值的出现时间相差较大。这是因为随着深度的增加，磁化响应对总响应的影响越小。可以得出，金属目标N3埋深越浅，磁化电流对总响应影响越大，磁化效应越明显，响应曲线出现符号反转的时间越早，负响应值越大。
此外，基于与上述金属目标探测方法实施例相同的构思，本申请实施例还可提供一种金属目标探测装置，用于执行上述方法实施例提供的金属目标探测方法。
如图10所示，本申请实施例还提供了一种金属目标探测装置1000，该金属目标探测装置1000包括：
获取模块1010，用于获取瞬变电磁响应数据；所述瞬变电磁响应数据是通过金属目标探测系统的发射线圈向目标区域发射一次磁场后采集到的响应数据；
确定模块1020，用于在所述瞬变电磁响应数据中存在符号反转现象的情况下，确定在所述目标区域内探测到金属目标；其中，所述符号反转现象包括所述瞬变电磁响应数据从正值反转为负值。
根据本申请实施例提供的金属目标探测装置，包括获取模块，用于获取瞬变电磁响应数据；所述瞬变电磁响应数据是通过金属目标探测系统的发射线圈向目标区域发射一次磁场后采集到的响应数据；确定模块，用于在所述瞬变电磁响应数据中存在符号反转现象的情况下，确定在所述目标区域内探测到金属目标；其中，所述符号反转现象包括所述瞬变电磁响应数据从正值反转为负值。这样，在确定瞬变电磁响应数据存在符号反转现象的情况下，快速确定在目标区域内探测到金属目标，与相关技术中采用物理模型对瞬变电磁响应数据进行复杂的计算分析处理相比，降低了瞬变电磁响应数据的处理难度，在一定程度上提高了金属目标的探测速度。
可选地，在本申请实施例提供的金属目标探测装置中，确定模块还用于：在瞬变电磁响应数据中不存在符号反转现象的情况下，确定在目标区域内未探测到金属目标。
这样，由于根据瞬变电磁响应数据中是否存在符号反转现象的判断条件难度不大，可以快速提高金属目标的检测速度。
可选地，在本申请实施例提供的金属目标探测装置中，金属目标探测系统包括N个接收线圈，N为大于1的整数；
获取模块，具体用于：获取N份所述瞬变电磁响应数据；其中，N份所述瞬变电磁响应数据是分别通过N个所述接收线圈采集到的；
确定模块，具体用于：在N份所述瞬变电磁响应数据中的至少一份所述瞬变电磁响应数据存在符号反转现象的情况下，确定在所述目标区域内探测到金属目标。
这样，通过增加接收线圈的数量，缩小每个接收线圈的探测范围，各个接收线圈在小范围内进行感应，提高了金属目标的探测精度。
可选地，在本申请实施例提供的金属目标探测装置中，目标区域包括与N个接收线圈一一对应的N个目标子区域；
确定模块，还用于：
在所述瞬变电磁响应数据中存在符号反转现象的情况下，确定在所述目标区域内探测到金属目标之后，在N份所述瞬变电磁响应数据中，确定M份存在符号反转现象的瞬变电磁响应数据；其中，M为小于或者等于N的正整数；
根据M份存在符号反转现象的瞬变电磁响应数据，确定M个目标接收线圈；其中，M个目标接收线圈为N个接收线圈中与M份存在符号反转现象的瞬变电磁响应数据对应的M个接收线圈；
根据M个所述目标接收线圈，确定所述金属目标的目标位置信息；
其中，所述金属目标的目标位置信息包括所述目标区域中与M个所述目标接收线圈对应的M个目标子区域。
这样，本申请实施例可以根据M份存在符号反转现象的瞬变电磁响应数据，确定M个目标接收线圈，并将与M个目标接收线圈对应的M个目标子区域确定为金属目标所在地位置，在目标区域内进一步限缩了金属目标所在的位置，提高了金属目标的定位精度。
可选地，在本申请实施例提供的金属目标探测装置中，
获取模块，还用于：在所述发射线圈的发射高度已知的情况下，获取与所述发射高度对应的电阻率映射表；其中，所述发射高度包括所述金属目标与所述发射线圈的目标距离，所述电阻率映射表包括符号反转现象的出现时间与金属物体的电阻率之间的映射关系；
确定模块，还用于：根据所述瞬变电磁响应数据，确定所述瞬变电磁响应数据中符号反转现象的出现时间；根据所述瞬变电磁响应数据中符号反转现象的出现时间，以及与所述发射高度对应的电阻率映射表，确定所述金属目标的电阻率。
这样，本申请实施例可以在发射高度已知的情况下，根据瞬变电磁响应数据中符号反转现象的出现时间，进一步检测到金属目标的电阻率。
可选地，在本申请实施例提供的金属目标探测装置中，
获取模块，还用于：在发射线圈的发射高度已知的情况下，获取与所述发射高度对应的表面积映射表；其中，所述表面积映射表包括瞬变电磁响应数据中的正值的最大幅值与金属物体的表面积之间的映射关系；
确定模块，还用于：根据所述瞬变电磁响应数据，确定所述瞬变电磁响应数据中的正值的最大幅值；根据所述瞬变电磁响应数据中的正值的最大幅值，以及与所述发射高度对应的表面积映射表，确定所述金属目标的表面积。
这样，本申请实施例可以在发射高度已知的情况下，根据瞬变电磁响应数据中的正值的最大幅值，进一步检测到金属目标的表面积。
可选地，在本申请实施例提供的金属目标探测装置中，
获取模块，还用于：在所述金属目标的目标电阻率已知的情况下，获取与所述目标电阻率对应的深度映射表；其中，所述深度映射表包括瞬变电磁响应数据中的符号反转现象的出现时间和瞬变电磁响应数据出现符号反转现象后的的负值的最大幅值与金属物体的深度之间的映射关系；
确定模块，还用于：根据所述瞬变电磁响应数据，确定所述瞬变电磁响应数据中符号反转现象的出现时间；根据所述瞬变电磁响应数据，确定所述瞬变电磁响应数据中出现符号反转现象后的负值的最大幅值；根据所述瞬变电磁响应数据中符号反转现象的出现时间，所述瞬变电磁响应数据中出现符号反转现象后的负值的最大幅值，以及，与所述目标电阻率对应的深度映射表，确定所述金属目标的深度。
这样，本申请实施例可以在金属目标的目标电阻率已知的情况下，根据瞬变电磁响应数据中符号反转现象的出现时间，以及瞬变电磁响应数据中出现符号反转现象后的负值的最大幅值，进一步检测到金属目标的深度。
可选地，在本申请实施例提供的金属目标探测装置中，在根据所述瞬变电磁响应数据，确定所述瞬变电磁响应数据中符号反转现象的出现时间的过程中，确定模块具体用于：
将所述瞬变电磁响应数据中正值的最大幅值对应的时刻，确定为第一时刻；
将所述瞬变电磁响应数据中负值的最大幅值对应的时刻，确定为第二时刻；
将所述第二时刻与所述第一时刻之差确定为所述瞬变电磁响应数据中符号反转现象的出现时间；其中，所述第二时刻位于所述第一时刻之后。
这样，本申请实施例可以根据瞬变电磁响应数据中正值的最大幅值和负值的最大幅值，确定瞬变电磁响应数据中符号反转现象的出现时间。
需要指出的是，本申请实施例提供的金属目标探测装置可以实现上述方法实施例的各个过程，且能达到相同的技术效果，为避免重复，这里不再赘述。
此外，基于与上述金属目标探测方法实施例相同的构思，本申请实施例还可提供一种金属目标探测系统，用于执行上述方法实施例提供的金属目标探测方法。
如图11所示，本申请实施例还提供了一种金属目标探测系统，可以包括：
发射模块、接收模块和处理模块；发射模块包括信号发生模块和发射线圈，接收模块包括数据采集模块和N个接收线圈，N为大于1的整数；
其中，发射线圈与信号发生模块连接，信号发生模块与处理模块连接，处理模块与数据采集模块连接，数据采集模块与N个接收线圈连接；
发射线圈用于向目标区域发射一次磁场；
信号发生模块用于向发射线圈输出发射电流脉冲信号；
N个接收线圈用于感应目标区域内的二次磁场；
数据采集模块用于采集来自接收线圈的瞬变电磁响应数据；
处理模块用于控制信号发生模块和数据采集模块；
在本申请实施例中，发射模块还可以包括信号功率放大器，对信号发生模块输出的发射电流波形进行放大。
在本申请实施例中，信号发生模块可以是波形发生器。
在本申请实施例中，信号发生模块包括同步触发模块和模拟输出模块。
在本申请实施例中，数据采集模块包括外部触发模块和多通道模拟输入模块。同步触发模块可以向外部触发模块发送触发信号，使多通道模拟输入模块输入多份瞬变电磁响应数据。
在本申请实施例中，处理模块可以是上述实施例提供的金属目标探测装置，例如，上位机设备，包括输入配置、实时显示、输出配置、数据处理等功能。
其中，处理模块还用于执行上述方法实施例的各个过程，且能达到相同的技术效果，为避免重复，这里不再赘述。
需要说明的是，在本文中，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、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。此外，需要指出的是，本申请实施方式中的方法和装置的范围不限按示出或讨论的顺序来执行功能，还可包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序来执行功能，例如，可以按不同于所描述的次序来执行所描述的方法，并且还可以添加、省去、或组合各种步骤。另外，参照某些示例所描述的特征可在其他示例中被组合。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以计算机软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质(如ROM/RAM、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端(可以是手机，计算机，服务器，或者网络控制器等)执行本申请各个实施例所述的方法。
上面结合附图对本申请的实施例进行了描述，但是本申请并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本申请的启示下，在不脱离本申请宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，均属于本申请的保护之内。
Claims (10)
1.一种金属目标探测方法，其特征在于，包括：
获取瞬变电磁响应数据；所述瞬变电磁响应数据是通过金属目标探测系统的发射线圈向目标区域发射一次磁场后采集到的响应数据；
在所述瞬变电磁响应数据中存在符号反转现象的情况下，确定在所述目标区域内探测到金属目标；其中，所述符号反转现象包括所述瞬变电磁响应数据从正值反转为负值。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在获取瞬变电磁响应数据之后，所述方法还包括：
在所述瞬变电磁响应数据中不存在所述符号反转现象的情况下，确定在所述目标区域内未探测到金属目标。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述金属目标探测系统包括N个接收线圈，N为大于1的整数；
所述获取瞬变电磁响应数据，包括：
获取N份所述瞬变电磁响应数据；其中，N份所述瞬变电磁响应数据是分别通过N个所述接收线圈采集到的；
所述在所述瞬变电磁响应数据中存在符号反转现象的情况下，确定在所述目标区域内探测到金属目标，包括：
在N份所述瞬变电磁响应数据中的至少一份所述瞬变电磁响应数据存在符号反转现象的情况下，确定在所述目标区域内探测到金属目标。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述目标区域包括与所述N个接收线圈一一对应的N个目标子区域；
在所述瞬变电磁响应数据中存在符号反转现象的情况下，确定在所述目标区域内探测到金属目标之后，所述方法还包括：
在N份所述瞬变电磁响应数据中，确定M份存在符号反转现象的瞬变电磁响应数据；其中，M为小于或者等于N的正整数；
根据M份存在符号反转现象的瞬变电磁响应数据，确定M个目标接收线圈；其中，M个目标接收线圈为N个接收线圈中与M份存在符号反转现象的瞬变电磁响应数据对应的M个接收线圈；
根据M个所述目标接收线圈，确定所述金属目标的目标位置信息；
其中，所述金属目标的目标位置信息包括所述目标区域中与M个所述目标接收线圈对应的M个目标子区域。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述瞬变电磁响应数据中存在符号反转现象的情况下，确定在所述目标区域内探测到金属目标之后，所述方法还包括：
在所述发射线圈的发射高度已知的情况下，获取与所述发射高度对应的电阻率映射表；其中，所述发射高度包括所述金属目标与所述发射线圈的目标距离，所述电阻率映射表包括符号反转现象的出现时间与金属物体的电阻率之间的映射关系；
根据所述瞬变电磁响应数据，确定所述瞬变电磁响应数据中符号反转现象的出现时间；
根据所述瞬变电磁响应数据中符号反转现象的出现时间，以及与所述发射高度对应的电阻率映射表，确定所述金属目标的电阻率。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述瞬变电磁响应数据中存在符号反转现象的情况下，确定在所述目标区域内探测到金属目标之后，所述方法还包括：
在发射线圈的发射高度已知的情况下，获取与所述发射高度对应的表面积映射表；其中，所述表面积映射表包括瞬变电磁响应数据中的正值的最大幅值与金属物体的表面积之间的映射关系；
根据所述瞬变电磁响应数据，确定所述瞬变电磁响应数据中的正值的最大幅值；
根据所述瞬变电磁响应数据中的正值的最大幅值，以及与所述发射高度对应的表面积映射表，确定所述金属目标的表面积。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述瞬变电磁响应数据中存在符号反转现象的情况下，确定在所述目标区域内探测到金属目标之后，所述方法还包括：
在所述金属目标的目标电阻率已知的情况下，获取与所述目标电阻率对应的深度映射表；其中，所述深度映射表包括瞬变电磁响应数据中的符号反转现象的出现时间和瞬变电磁响应数据出现符号反转现象后的的负值的最大幅值与金属物体的深度之间的映射关系；
根据所述瞬变电磁响应数据，确定所述瞬变电磁响应数据中符号反转现象的出现时间；
根据所述瞬变电磁响应数据，确定所述瞬变电磁响应数据中出现符号反转现象后的负值的最大幅值；
根据所述瞬变电磁响应数据中符号反转现象的出现时间，所述瞬变电磁响应数据中出现符号反转现象后的负值的最大幅值，以及，与所述目标电阻率对应的深度映射表，确定所述金属目标的深度。
8.根据权利要求5或7所述的方法，其特征在于，根据所述瞬变电磁响应数据，确定所述瞬变电磁响应数据中符号反转现象的出现时间，包括：
将所述瞬变电磁响应数据中正值的最大幅值对应的时刻，确定为第一时刻；
将所述瞬变电磁响应数据中负值的最大幅值对应的时刻，确定为第二时刻；
将所述第二时刻与所述第一时刻之差确定为所述瞬变电磁响应数据中符号反转现象的出现时间；其中，所述第二时刻位于所述第一时刻之后。
9.一种金属目标探测装置，其特征在于，包括：
获取模块，用于获取瞬变电磁响应数据；所述瞬变电磁响应数据是通过金属目标探测系统的发射线圈向目标区域发射一次磁场后采集到的响应数据；
确定模块，用于在所述瞬变电磁响应数据中存在符号反转现象的情况下，确定在所述目标区域内探测到金属目标；其中，所述符号反转现象包括所述瞬变电磁响应数据从正值反转为负值。
10.一种金属目标探测系统，其特征在于，包括：
发射模块、接收模块和处理模块；所述发射模块包括信号发生模块和发射线圈，所述接收模块包括数据采集模块和N个接收线圈，N为大于1的整数；
其中，所述发射线圈与所述信号发生模块连接，所述信号发生模块与所述处理模块连接，所述处理模块与所述数据采集模块连接，所述数据采集模块与N个所述接收线圈连接；所述处理模块用于执行如权利要求1-8任一项所述的方法的步骤。
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