[发明专利]一种基于多维信息融合的谐波探测物体检测算法及装置

说明书

本发明涉及谐波探测技术，针对现有技术存在的问题，提供一种基于多维信息融合的谐波探测物体检测算法及装置。获得多维信息，从不同的维度联合判决，提高谐波探测的物体分辨力，降低虚警概率，提高抗干扰能力，进而提高谐波探测的实际可运用性。本发明首先根据各通道过门限点总能量是否为0来判别是否有目标存在，若是，表明有目标存在，则根据二次谐波过门限点数、二次谐波过门限点总能量值、三次谐波过门限点数、三次谐波过门限点总能量值、二次谐波能量对总谐波能量的贡献度以及二次谐波峰态系数和三次谐波峰态系数的关系，检测出不规则多金属结物体（如钥匙）、金属结特性为主的规则物体（如金属壳电子设备）、半导体结特性为主的规则物体；否则，则判断为无检测目标，并输出无检测目标结果。

技术领域

本发明涉及谐波探测技术，尤其是一种基于多维信息融合的谐波探测物体检测算法及装置。

背景技术

研究表明，人造金属目标和半导体目标具有非线性特性，当使用特定频率的电磁波照射人造金属目标和半导体目标时除散射入射波以外，还会对外辐射入射波中所没有的频率分量——谐波分量。对半导体而言其V-I特性可表达为指数形式，能产生丰富的谐波频率，而最低频谐波的转换损耗最小，因此它的二次谐波功率最大。对于人造金属目标，其V-I特性是一反对称曲线，所以其只能产生奇次谐波，而其中的三次谐波最强。

由于人造金属结和半导体结的谐波转换效率较低，故而谐波探测适用于近程探测。采用特定频段的电磁波照射受检对象，通过接收二次谐波和三次谐波来发现目标。目前，常用的谐波检测方法主要有基于瞬时无功功率理论和基于傅里叶变换的谐波检测方法。基于瞬时无功功率理论的谐波检测方法原理简单、动态响应速度快，但其检测精度受滤波器的影响很大，同时只在时域进行变换，不利于频谱分析；基于傅里叶变换的谐波检测方法，通过对接收信号实行傅里叶变换获得二次谐波和三次谐波的能量，基于能量的检测方式原理简单，工程可实现性高，但该方法只能简单判决目标有无，物体分辨力较低，这严重影响了谐波探测技术的实际运用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：针对现有技术存在的问题，提供一种基于多维信息融合的谐波探测物体检测算法及装置。解决单纯基于能量的谐波检测方法物体分辨力低、虚警率高的问题，通过对多路接收信号采取多种处理方式，获得多维信息，从不同的维度联合判决，提高谐波探测物体分辨力，降低虚警概率，提高抗干扰能力，进而提高谐波探测的实际可运用性。

本发明采用的技术方案如下：

一种基于多维信息融合的谐波探测物体检测算法包括:

步骤1:将检测区域划分为N个子区域，每个区域对应一组收发通道，N路收发通道相互独立；N个收发通道产生N个检测通道的谐波信号；

步骤2:先对N个检测通道的谐波信号进行预处理，然后提取N个检测通道检测频段谐波信号的频谱信息，根据频谱信息判断过门限点谐波总能量不为0的通道数是否大于0；若门限点谐波总能量不为0的检测通道数量为0；则判断为无检测目标，并输出无检测目标结果；否则，将N个检测通道过门限点谐波总能量ES_i降序排列，i＝1，flag＝0，执行步骤3：其中i小于等于N；

步骤3：重排后谐波总能量排第i位所对应检测通道的谐波总能量是否不为0；若是，则执行步骤4；否则，则判断为无检测目标，并输出无检测目标结果：

步骤4：根据频谱信息计算出的二次谐波过门限点总能量值、三次谐波过门限点总能量值、二次谐波能量对总谐波能量的贡献度以及二次谐波峰态系数和三次谐波峰态系数的关系，检测出不规则多金属结物体(如钥匙)、金属结特性为主的规则物体(如金属壳电子设备)、半导体结特性为主的规则物体。