以金属地雷探测为研究背景,针对以复杂浅地面地雷探测中的虚警、漏报等问题,研究了基于脉冲电磁感应的低频探雷方法,重点对探测线圈结构、信号处理算法进行了分析,搭建了测试平台,并进行了实验验证。主要研究内容如下:1、建立了线圈系统的Loos模型,推导出以激励电压源为输入信号,金属导体感应电压为输出信号的传递函数;采用了以感应电压为指标的系统参数优化方法,并进行了仿真计算。2、在对探测线圈的特性分析的基础上,从多个方面对提高线圈Q值进行了分析。此外,针对不同形状的线圈的磁场分布进行了仿真,结果表明圆形线圈更有利于提高探测深度。3、针对机场跑道等复杂环境下的地雷探测信号处理问题,应用了一种基于超球体模型和置信区间的地雷探测算法,从特征的选择、特征的提取、特征的标准化、健康指标和阈值的设定等方面进行了分析,并给出了算法实现流程。4、开展了基于脉冲电磁感应金属检测的系统设计与实验验证,确定了硬件电路总体设计方案,对脉冲激励电路进行了分析和设计,搭建了实验平台,开展了实验验证。结果表明所设计的系统的可行性和信号处理算法的有效性。