[发明专利]一种基于主动电场原理的水下金属形状探测方法及装置

说明书

本发明公开了一种基于主动电场原理的水下金属形状探测方法及装置。本发明提供的金属形状探测方法及其装置基于主动电场探测技术，通过水下主动电场从不同角度对金属物体进行全方位探测，对采集到的电场信息进行处理得出物体不同方向上的转折频率，进而处理判断出金属物体的形状。该方法能克服水下环境昏暗、浑浊等众多复杂因素的影响，操作简单，适用范围广，同时本方法所需硬件结构简单、小型化，该方法适用于具有导电特性的液体，对于液体环境中金属物体的形状检测具有良好的效果。

技术领域

本发明涉及金属探测领域，特别涉及一种基于主动电场原理的水下金属形状探测方法及装置。

背景技术

金属探测在医疗，建筑，材料，考古，安全等方面有着广泛的应用并起着重要作用。从最初的信号模拟技术到连续波技术，再到如今使用的数字脉冲计数，金属探测器已经有了质的飞跃。当下的金属探测，依照金属探测原理，可分为：基于电磁感应原理的探测，基于超声波原理的探测以及基于光电原理的探测技术。依照实际应用场景，又可以分为：工业中应用的检测导磁性/导电性金属探测器，安全型金属探测器等等。但是目前的探测技术都是感应金属是否存在，可以准确的判断出金属物品的大小以及藏匿位置，极少有方法具备探测金属形状的能力。

此外，应用环境也是限制金属探测的重要因素。不同应用场景下金属探测方法有着极大不同，绝大多数金属探测方法都是应用在陆地空气环境中。如今很多行业的发展都已经转向了水下领域，水下金属探测的需求日益增长，比如对水下矿产资源的考察，对沉船的打捞及考古学研究等等，同时随着水下金属探测需求的日益增长，针对水下金属探测的功能要求也在增多。但是由于水下环境的特殊性与复杂性，水下金属探测方法比较少，应用也受到很大的局限性。比如基于金属目标表面激光的反射偏振特性的探测技术，对水质等因素具有很高的要求，而且在水下传播时会发生一些非线性光学作用影响探测效果。又例如：公开号为CN107102363A，名为“一种金属物体探测装置及金属探测方法”的中国专利申请中公开了一种水下金属探测方法，该方法既可以实现在水下环境中对金属物体的准确探测，同时可以探测出金属物体种类。但是该探测方法只能实现水下金属的探测、判断金属的种类，不具备探测金属形状的能力。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中所存在的上述不足，提供一种基于主动电场原理的水下金属形状探测方法及其装置。针对水下环境探测的，不受探测环境、探测装置自身功能限制的探测效果极佳的水下金属形状探测方法及装置。

为了实现上述发明目的，本发明提供了以下技术方案：

一种基于主动电场原理的水下金属物体形状探测方法，具体包括如下步骤：

步骤101，基于预设角度确定待测金属物体的多个目标方位；

步骤102，向待测金属物体的目标方位发射多频信号建立第一探测电场；

步骤103，在待测金属物体的目标方位处按照指定路线移动探测装置的接收电极，从第一探测电场采集电场信号；

步骤104，对采集到的电场信号进行处理，得到第一探测电场下的多频幅度-时间曲线，根据所得多频幅度-时间曲线获取待测金属物体在目标方位处的转折频率范围；

步骤105，基于所得转折频率范围选取频率单一的正弦信号作为激励信号在目标方位处建立第二探测电场，从第二探测电场采集电场信号，以获取待测金属物体在该目标方位处的转折频率值；

步骤106，基于预设角度将探测装置分别旋转至待测金属物体的多个目标方位，对待测金属物体的多个目标方位重复步骤102～步骤105，以获取待测金属物体在多个目标方位处的转折频率值；

步骤107，对所得待测金属物体在多个目标方位处的转折频率值进行分析处理，以获取待测金属物体的形状。