[发明专利]一种基于电磁声雷达的地雷探测方法和系统

权利要求书

1.一种基于电磁声雷达的地雷探测方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1，向探测目标区域持续发射超声波，使探测目标物表面发生微振动；

S2，向探测目标区域发射单频电磁波，并接收回波信号；

S3，分析所述回波信号，提取所述回波信号的频谱特征，获得特征数据；

S4，应用所获得的特征数据集训练分类器模型；

S5，应用训练好的分类器模型探测目标区域的潜在目标。

2.根据权利要求1所述的一种基于电磁声雷达的地雷探测方法，其特征在于，S3所述的频谱特征包括多普勒频移特征和幅度调制特征。

3.根据权利要求2所述的一种基于电磁声雷达的地雷探测方法，其特征在于，S3中根据下式提取所述回波信号的多普勒频移特征：

其中，d_V为目标物表面微振动幅值，ω_V为振动的角频率，ω_RF为单频电磁波的角频率，λ_RF为电磁波信号的波长。

4.根据权利要求1所述的一种基于电磁声雷达的地雷探测方法，其特征在于，S3中分析所述回波信号包括采用所述缺失信号附近信号的数值平均补充所述缺失信号。

5.根据权利要求1所述的一种基于电磁声雷达的地雷探测方法，其特征在于，S3中分析所述回波信号包括舍弃冗余数据，通过快速傅里叶变换获得所述回波信号的频谱图。

6.根据权利要求1所述的一种基于电磁声雷达的地雷探测方法，其特征在于，

S1所述超声波的频段为40kHz；

S2所述单频电磁波频段为1GHz；

S3还包括舍弃所述超声波频段的数据，以20-39kHz和41-60kHz频段数据为特征数据。

7.根据权利要求1所述的一种基于电磁声雷达的地雷探测方法，其特征在于，

S4采用随机森林算法训练所述分类器模型，具体包括：

S41，通过Bootstrap方法，从所述特征数据中有重复地选出m个样本；

S42，基于地雷的多特征样本库，对所述m个样本建立分类器；

S43，重复执行n次S41-S42，获得n个分类器；

S5具体包括：将待探测目标区域的数据放入所述n个分类器，根据分类结果综合判定地雷种类。

8.一种基于电磁声雷达的地雷探测系统，其特征在于，包括：

超声波发射模块：向探测目标区域持续发射超声波；

电磁波发射和接收模块：向目标区域发射单频电磁波，并接收回波信号；

数据处理模块：提取所述回波信号的频谱特征，获得特征数据；

分类器模块：应用所获得的特征数据集训练分类器模型，以及特征数据识别。

9.根据权利要求8所述的一种基于电磁声雷达的地雷探测系统，其特征在于，所述电磁波发射和接收模块还包括定向天线或者电磁屏蔽罩。

10.根据权利要求8所述的一种基于电磁声雷达的地雷探测系统，其特征在于，还包括无人机用于搭载所述系统。