【摘 要】
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未爆弹一般都埋藏在地表或者离地面较浅的位置,对国民的生命和财产安全具有潜在威胁,需要及时清除。如何准确高效地探测未爆弹是未爆弹处理中的关键问题。瞬变电磁法（TEM）由于虚警率低、目标识别能力强而备受关注。此外,如何根据所探测的信息准确估计出目标体的位置是未爆弹探测的另一个关键问题。基于此,本文围绕这两个问题展开了研究,完成的主要工作和取得的成果如下:（1）基于瞬变电磁法的基本原理,提出了未爆弹探测
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未爆弹一般都埋藏在地表或者离地面较浅的位置,对国民的生命和财产安全具有潜在威胁,需要及时清除。如何准确高效地探测未爆弹是未爆弹处理中的关键问题。瞬变电磁法（TEM）由于虚警率低、目标识别能力强而备受关注。此外,如何根据所探测的信息准确估计出目标体的位置是未爆弹探测的另一个关键问题。基于此,本文围绕这两个问题展开了研究,完成的主要工作和取得的成果如下:（1）基于瞬变电磁法的基本原理,提出了未爆弹探测的二维和三维正演仿真方法。阐述了未爆弹瞬变电磁法探测技术的基本原理和探测系统的整体架构,建立了未爆弹探测系统的二维和三维仿真模型;基于二维仿真模型,分析了不同材质、长度、外径、埋深的目标体,以及不同发射电流频率下,未爆弹探测系统的瞬变电磁响应规律,确定了探测系统的频率为25 Hz;通过三维仿真模拟了目标体的测线响应和平面响应,结果表明:测线响应和平面响应可精确定位未爆弹的水平位置。（2）研制了未爆弹探测系统样机,并对其进行了目标体响应测试。考虑发射系统的质量、功耗和二次感应电压,设计了发射线圈,给出了其电气和结构参数;根据系统对发射电源的要求,采用无源恒压钳位的方法,设计、制作了一台双极性电源,该电源可输出占空比50%的稳定双极性梯形波;分析了接收线圈的时域特性,完成了接收线圈的优化设计,给出了能最大限度提升响应信号的匹配电阻方法;编制了Lab VIEW电流和电压双采集通道程序,制作了未爆弹TEM探测系统样机,并对其进行了测试。测试结果表明,该系统能够探测到埋深1 m处的12 cm直径铁球。（3）基于差分进化（DE）算法,验证了未爆弹探测系统样机的有效性。设定了DE算法的控制参数,采用DE算法对仿真模拟数据进行了反演,分析表明该算法对目标体反演的准确度大于95%;对比分析了反演与实测目标体位置信息,结果表明,所测试目标体位置准确度大于80%,验证了所研制未爆弹探测系统样机的有效性。
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