JP2000075025A

JP2000075025A - ３次元探査方法及び装置

Info

Publication number: JP2000075025A
Application number: JP10245345A
Authority: JP
Inventors: Hideki Hayakawa; 秀樹早川; Akira Kawanaka; 彰川中; Yasudai Takei; 靖大武居
Original assignee: Osaka Gas Co Ltd
Current assignee: Osaka Gas Co Ltd
Priority date: 1998-08-31
Filing date: 1998-08-31
Publication date: 2000-03-14

Abstract

(57)【要約】【課題】媒質の表面を移動しながら、電磁波または音
波による波動信号を媒質中へ放射し、媒質中に存在する
物体からの反射信号を受信する送受信工程と、受信信号
強度に対する媒質表面上の位置（ｘ，ｙ）と反射時間ｔ
を座標（ｘ，ｙ，ｔ）とする３次元ボクセルデータを生
成する３次元ボクセルデータ生成工程とを順次実行し、
媒質中に存在する物体の位置を探査する３次元探査方法
において、３次元ボクセルデータにデータの欠損するボ
クセルが存在する場合に、かかる欠損ボクセルを簡易的
に補間する方法或いは手段を提供することにより、地中
の埋設物の位置を高効率且つ高精度で検出する。【解決手段】欠損ボクセルに対してその欠損ボクセル
を含むｘ−ｙ平面内の所定方向に１次元線形補間を施す
線形補間工程を実行する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、媒質中の表面を移
動しながら、電磁波または音波による波動信号を媒質中
へ放射し、この媒質中に存在する物体からの反射信号を
受信し、受信された受信信号を信号処理して、媒質中に
存在する物体の位置を探査する３次元探査方法および装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】このような３次元探査にあたっては、電
磁波の反射を用いて地中にある埋設物または空洞を探査
する３次元探査装置が使用される。３次元探査装置は地
表面上の位置（ｘ，ｙ）において、電磁波を地中に向け
て放射し、埋設物からの反射信号を受信して、一定間隔
の反射時間ｔ毎の受信信号強度ｓを測定する。従って、
３次元探査装置の地表面上の位置（ｘ，ｙ）を一定間隔
の格子状に取れば、全てのボクセルにデータ値（受信信
号強度ｓ）が存在する完全な３次元ボクセルセルデータ
ｓ（ｘ，ｙ，ｔ）を構成することができる。しかし、３
次元探査装置を地表面上で走査する場合、地表面が道路
上である場合の実際の現場環境によっては、安全性或い
は時間的制約から必ずしも正確な格子状の走査ができる
とは限らないことから、反射時間ｔ方向には密なデータ
を測定することができるが、ｘ−ｙ平面内ではデータ値
の存在するボクセルとデータ値の欠損したボクセルとが
混在することになる。ここで、かかる３次元ボクセルセ
ルデータにおいて、データ値の存在するボクセルをソー
スボクセル、データ値の欠損したボクセルを欠損ボクセ
ルと定義する。

【０００３】従来より、かかる３次元ボクセルセルデー
タにおいてｘ−ｙ平面内で不均一に存在する欠損ボクセ
ルを補間する方法として、ソースボクセルとの距離で補
間の重み付けを行う方法が周知であった。この従来法で
は、欠損ボクセルとソースボクセル（ボクセル値ｓ）と
の距離をＤとした場合に、以下の数１で求められる値
ｓ’で当該欠損ボクセルの補間を行う。

【０００４】

【数１】

【０００５】ここで、Ｅは重み付けの程度を調整するた
めのもので、例えば、３．５等の数値が使用されるが、
補間するデータの密度やボクセル値の分散に応じて適切
な数値が用いられる。また、この補間は３次元的に行う
ことも可能であるが、反射時間ｔ方向には密にデータが
存在するため、ｘ−ｙ平面内での２次元データの補間と
して考え、求められた２次元平面上での重み付けを用い
て、各反射時間ｔ毎に補間を行う方が計算量を大幅に低
減することができる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記の従来法で３次元
ボクセルデータの補間を行った場合、３次元的な補間で
あるか、２次元的な補間であるかに拘らず、以下の三つ
の問題点が生じる。第一に、補間の対象となる一つの欠
損ボクセルを基準としたときに、或る一つのソースボク
セルへ向かう方向のやや遠い距離に他のソースボクセル
が存在し、この二つのソースボクセルのデータ値が大き
く異なる場合（例えば、正負の符号が異なる場合等）、
補間される欠損ボクセルの値が距離の遠い側のソースボ
クセルにも依存してしまうという問題がある。第二に、
方向性を考慮せずに距離のみで補間を行うために、補間
値の信頼性の低い外挿処理も行われてしまうという問題
がある。第三に、欠損ボクセルの近くにソースボクセル
がない場合、遠く離れたソースボクセルのデータ値を用
いて無理やり補間してしまうため補間値の精度が著しく
低下するという問題がある。

【０００７】この第一と第二の問題点を解決する方法と
して、ソースボクセルのｘ−ｙ平面内での２次元分布か
らドゥローネー三角形分割図を計算により求め、各三角
形の内部にある欠損ボクセルに対して、その三角形の頂
点にあるソースボクセルのデータ値により、その距離に
応じた重み付けで内挿処理を行い補間するという第二の
従来法がある。しかしながら、このドゥローネー三角形
分割図を計算により求める場合、例えば、ソースボクセ
ルのｘ−ｙ平面内での２次元分布の個数をｎとしたと
き、ｎ²からｎ³のオーダーという膨大な計算量が必要と
なる問題があり、また、前記第三の問題点は解決されず
に依然として存在している。

【０００８】本発明は、かかる実情に鑑みてなされたも
のであり、上記問題点を解消し、３次元ボクセルデータ
にデータの欠損するボクセルが存在する場合に、かかる
欠損ボクセルを簡易的に補間する方法或いは手段を提供
することにより、地中の埋設物の位置を高効率且つ高精
度で検出することを目的としている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
の本発明に係る第一の特徴構成は、特許請求の範囲の欄
の請求項１に記載の如く、媒質の表面を移動しながら、
電磁波または音波による波動信号を前記媒質中へ放射
し、前記媒質中に存在する物体からの反射信号を受信す
る送受信工程と、受信信号強度に対する前記媒質表面上
の位置（ｘ，ｙ）と反射時間ｔを座標（ｘ，ｙ，ｔ）と
する３次元ボクセルデータを生成する３次元ボクセルデ
ータ生成工程とを順次実行し、前記媒質中に存在する物
体の位置を探査する３次元探査方法において、前記３次
元ボクセルデータ生成工程で生成された前記３次元ボク
セルデータがデータの欠損したボクセルを有する場合、
その欠損ボクセルに対してその欠損ボクセルを含むｘ−
ｙ平面内の所定方向に１次元線形補間を施す線形補間工
程を実行する点にある。

【００１０】同第二の特徴構成は、特許請求の範囲の欄
の請求項２に記載の如く、前記第一の特徴構成に加え
て、１次元線形補間を行う方向を変更して前記線形補間
工程を２回以上実行する点にある。

【００１１】同第三の特徴構成は、特許請求の範囲の欄
の請求項３に記載の如く、前記第一または第二の特徴構
成に加えて、前記線形補間工程において、１次元線形補
間を行う方向に前記欠損ボクセルが連続して存在する距
離が、前記波動信号の前記媒質中における波長以下の場
合に、前記１次元線形補間を行う点にある。

【００１２】この目的を達成するための本発明に係る第
四の特徴構成は、特許請求の範囲の欄の請求項４に記載
の如く、媒質の表面を移動しながら、電磁波または音波
による波動信号を前記媒質中へ放射し、前記媒質中に存
在する物体からの反射信号を受信する送受信手段と、前
記送受信手段で得られた受信信号から、受信信号強度に
対する前記媒質表面上の位置（ｘ，ｙ）と反射時間ｔを
座標（ｘ，ｙ，ｔ）とする３次元ボクセルデータを生成
する３次元ボクセルデータ生成手段とを備え、前記媒質
中に存在する物体の位置を探査する３次元探査装置にお
いて、前記３次元ボクセルデータ生成手段により生成さ
れた前記３次元ボクセルデータがデータの欠損したボク
セルを有する場合、その欠損ボクセルに対してその欠損
ボクセルを含むｘ−ｙ平面内の所定方向に１次元線形補
間を施す線形補間手段を備えてなる点にある。

【００１３】以下に、これら特徴構成の作用並びに効果
について説明する。

【００１４】上記第一の特徴構成によれば、１次元線形
補間は二つのソースボクセルの間を線形補間して、その
間の欠損ボクセルを補間するため、欠損ボクセルから一
つのソースボクセルを見た場合に同方向に他のソースボ
クセルが存在していても、補間の結果が、遠い方のソー
スボクセルのデータ値によって影響されることは全くな
い。同様の原理から、信頼性の低い外挿処理が実行され
ることもないのである。また、ソースボクセルのｘ−ｙ
平面内での２次元分布の個数をｎとしたとき、計算量は
ｎのオーダーになるため、処理時間を大幅に短縮するこ
とができる。この結果、補間値の信頼性をある程度維持
しながら、欠損ボクセルを高速で補間できるため、媒質
表面上における制約により完全な３次元ボクセルデータ
の生成が困難な状況であっても、高効率且つ高精度で埋
設物の探査が可能となるのである。

【００１５】上記第二の特徴構成によれば、ソースボク
セルのｘ−ｙ平面内での２次元分布がランダムであって
も、最終的に欠損ボクセルを余すことなく十分密に補間
することができるのである。

【００１６】更に、上記第三の特徴構成によれば、１次
元線形補間を行う際に、精度良く線形補間を行うには遠
く離れ過ぎた二つのソースボクセル間での補間処理が適
度に制限されるため、精度の悪い補間が無闇に実行され
るのを防止でき、かかる欠損ボクセルが欠損ボクセルと
して認識されることで、測定不能領域が明確になり、そ
の分、測定可能領域における探査精度の向上が図れるの
である。また、上記第二の特徴構成との組み合わせにお
いては、ある方向での１次元線形補間が不能であって
も、別の方向での１次元線形補間が可能な場合があり得
るため、敢えて精度の悪い補間が実行されるのが防止で
き、探査精度の向上が図れるのである。尚、１次元線形
補間を行うか否かの判定において、前記波動信号の媒質
中における波長を使用する根拠は、専ら実験結果に基づ
くものである。

【００１７】上記第四の特徴構成によれば、前記線形補
間手段がｘ−ｙ平面上の所定の一方向に１次元線形補間
を行うことにより、上記第一の特徴構成における線形補
間工程が実行され、前記線形補間手段がｘ−ｙ平面上の
第一の方向に１次元線形補間を行い、１次元線形補間を
行う方向を変更して再度１次元線形補間を行い、必要に
応じて、同じ要領で１次元線形補間を繰り返すことによ
り、上記第二の特徴構成における線形補間工程が実行さ
れるため、上記第一の特徴構成、または、第一及び第二
の特徴構成と同じ作用効果を奏することができるのであ
る。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。図１に示すように、本発明による
３次元探査装置の一実施の形態は、送受信手段である送
受信機１０と、送受信機１０で得られた信号を処理する
データ解析装置２０とを、主な機器として備えて構成さ
れている。そして、本願にあっては、データ解析装置２
０における解析処理にその特徴がある。

【００１９】また、本発明による３次元探査方法及び装
置は、後に説明するように、図４に示すような埋設状況
における埋設管３０を、図５に示すような任意経路の探
査を行った場合に、埋設物を明確に検出しようとするも
のである。

【００２０】図１に示すように、媒質である土壌１にガ
ス等の流体を配送する鋼管などの物体２が埋設されてお
り、送受信機１０とデータ解析装置２０を備えた探査装
置３が地表面の所定の矩形領域内を、図５に示すよう
に、ｙ方向に所定幅で往復移動しながらｘ方向（図１の
表裏方向）に所定距離移動するというジグザグ運動を繰
り返しながら、各地表面位置（ｘ，ｙ）でのデータを収
集しながら、物体２の埋設位置を探査する。尚、図１に
示す物体２は、探査対象である物体を模式的に例示した
ものであり、例えば、図４に示すような埋設状況におけ
る埋設管３０の一部を示すものである。

【００２１】送受信機１０は、例えば１００ＭＨｚ〜１
ＧＨｚの図２（ロ）（１）に例示する単発のパルス信号
を送信回路１３で発生し、送信アンテナ１１より電磁波
として土壌１に放射する。例えば、図２（イ）に例示す
るように物体２表面上を移動した場合、送信アンテナ１
１より放射された電磁波の中の土壌に入射した入射波４
は物体２表面で反射散乱し、その中の反射波５が受信ア
ンテナ１２で受信された後、受信回路１４において、図
２（ロ）（２）に例示するような受信信号として復調増
幅される（この図において単一の線が一定位置で時間差
をおいて受信される複数の受信信号群に対応する）。送
信アンテナ１１より放射され、受信アンテナ１２で受信
されるまでの時間差（これが実質上の反射時間）ｔは土
壌１の表面から物体２までの距離と土壌１の比誘電率ε
または電磁波の伝搬速度より一義的に決定される。図１
に示す場合にあっては、送信アンテナ１１と受信アンテ
ナ１２は一定間隔で地表面に対向して配置される。

【００２２】図１に示すように、送受信機１０には、受
信回路１４の増幅部の利得を時間差ｔに応じて変調する
信号強度変調手段１５が設けられており、時間差ｔが長
くなるにつれて土壌１を伝搬するパルス信号の損失が大
きくなり、受信信号強度が減衰するのを振幅補正し、時
間差ｔ、つまりは反射時間ｔの増加に対して急激に減衰
しない受信信号強度分布を得る構成とされている。この
構成により、後の信号処理に必要な信号強度を確保でき
る。

【００２３】次に、受信信号が送られる前記データ解析
装置２０について、図１及び図３に基づいて説明する。
前記データ解析装置２０は、マイクロコンピュータや半
導体メモリ等によって構成されるデータ処理部２１と、
外部からの操作指示を入力するマウスやキーボード等の
入力部２２と、各処理段階での画像データや出力結果を
表示するＣＲＴモニタや液晶ディスプレイ等の表示部２
３を備えて構成されている。更に、各処理段階でのデー
タや出力結果等を保管格納する磁気ディスク等の外部補
助記憶部２４を備えている。

【００２４】図３に示すように、このデータ処理部２１
は、受信回路１４から入力してくる受信信号を、媒質表
面上の位置（ｘ，ｙ）と時間ｔとの関係において整理、
処理する３次元ボクセルデータ生成手段２５を備えてい
る。この３次元ボクセルデータ生成手段２５は、以降の
処理で使用される３次元ボクセルデータを生成するため
のものであり、受信信号強度ｓをそのまま媒質表面上の
位置（ｘ，ｙ）と時間ｔとの関数とする原３次元ボクセ
ルデータｓ（ｘ，ｙ，ｔ）を生成する。

【００２５】ところで、この３次元ボクセルデータ生成
手段２５によって生成された３次元ボクセルにおいて、
図５に示すような移動経路上において前記反射波５を受
信した場合、受信位置に対応する３次元ボクセルは、デ
ータ値として受信信号強度を有しているが、それ以外の
３次元ボクセルは、実質的なデータ値を持たず、データ
が欠損している状態にある。ここで、便宜上前者の３次
元ボクセルをソースボクセルと、後者の３次元ボクセル
を欠損ボクセルと定義する。前記データ処理部２１は、
上記した移動経路によっては欠損ボクセルが発生するた
め、かかる欠損ボクセルに対して１次元線形補間を行い
補間する線形補間手段２６を備えている。この補間処理
については後述する。

【００２６】更に、必要な場合、この補間処理後の３次
元ボクセルデータｓ（ｘ，ｙ，ｔ）は、マイグレーショ
ン処理されて、マイグレーション処理済の新たな３次元
ボクセルデータＳ（ｘ，ｙ，ｔ）が生成される。この目
的から、前記データ処理部２１は、３次元ボクセルの状
態で得られているデータを、マイグレーション処理でき
るマイグレーション処理手段２７を備えている。

【００２７】ここで、マイグレーション処理とは、媒質
の表面において得られる移動方向情報（空間、深度＝
０、時間の情報）を、波の伝播を代表する波動方程式に
基づいて、フーリエ、逆フーリエ変換手法を利用して媒
質の深度方向の情報（空間、深度、時間＝０の情報）に
変換する公知の手法である。この手法は、空間座標とし
てｘ方向のみを対象とする場合、ｘが媒質表面上の観測
ライン、ｚが媒質中に向けて正の方向をとる深度、ｔが
伝搬時間である場合、波動の場をｕ（ｘ，ｚ，ｔ）で表
し、ｕ（ｘ，ｚ，ｔ）を３次元フーリエ変換したものを
Ｕ（ξ，η，ω）とすると、マイグレーション法はｔ＞
０に対して得られた観測データｕ（ｘ，０，ｔ）（レー
ダ画像）から時刻ｔ＝０における深さ方向の場ｕ（ｘ，
ｚ，０）（深度断面）を求めるものである。即ち、マイ
グレーション法の一種であるフェーズ・シフト法では、
以下のような処理を行う。１．観測されたデータをｘとｔに関して２次元フーリエ
変換しＵ（ξ，０，ω）を求める。２．求めたい深度の１ラインを、Ｕ（ξ，０，ω）から
求める。３．２．の計算を深度を更新しながら繰り返し、深度断
面全体を求める。一方、マイグレーション法の一種であるＦ−Ｋマイグレ
ーション法では、以下のような処理を行う。１．観測されたデータをｘとｔに関して２次元フーリエ
変換しＵ（ξ，０，ω）を求める。２．周波数領域上で深度断面のフーリエ変換の値を求め
る。３．この値を、ξ，ηに関して２次元逆フーリエ変換
し、ｕ（ｘ，ｚ，０）を得る。このようにして、ｔ＝０における断面構造を得ることが
できる。ここでは、空間座標としてｘ方向のみに関する
説明をしたが、本願のようにｘ、ｙ方向を共に対象とす
る場合も同様に取扱うことができる。

【００２８】更に、マイグレーション処理の代わりに、
同様に公知の方法である合成開口処理を施すものとして
もよい。この場合、マイグレーション処理手段２７の代
わりに合成開口処理手段が備えられることとなる。この
状況を図に括弧書きで示した。

【００２９】次に、本発明に係る３次元探査方法の一実
施形態を、図６に示すデータ処理部２１での典型的なデ
ータ処理手順のフローチャートに基づいて説明する。

【００３０】１．３次元ボクセルデータ生成工程（ＳＴ
１）この工程は、３次元探査装置３を移動しながら、データ
を収集し、これを処理して、以降の処理に使用される３
次元ボクセルデータｓ（ｘ，ｙ，ｔ）若しくはＳ（ｘ，
ｙ，ｔ）を生成する工程である。この工程は、ディジタ
ル化された受信信号強度より、物体を含む土壌１の断面
画像を、アンテナ１１及び１２の媒質表面上の位置
（ｘ，ｙ）と反射波５の物体２からの反射時間ｔ（実際
は所定の入射信号を発振してから反射信号が受信アンテ
ナにいたるまでの時間）を座標（ｘ，ｙ，ｔ）とする原
３次元ボクセルデータｓ（ｘ，ｙ，ｔ）として取り込む
工程である。ここで、受信信号はその強度に応じて複数
階調で輝度表示され、信号強度の正値を白（輝度大）、
信号強度の負値を黒（輝度小）、信号強度０を中間階調
として取り込まれる。この階調は、具体的には、８ビッ
ト（２５６）階調で表現され、階調１２８が反射信号強
度の振幅値０で、１２９以上の階調で振幅値が正値で、
１２７以下の階調で振幅値が負値となっている。更に具
体的には、ディジタル化された受信信号は、Ａ／Ｄ変換
処理されたときの量子化ビット幅で、媒質表面上の位置
（ｘ，ｙ）と反射波５の物体２からの反射時間ｔで決定
される座標（ｘ，ｙ，ｔ）がアドレス信号としてエンコ
ードされ、複数階調の原３次元ボクセルデータｓ（ｘ，
ｙ，ｔ）としてデータ処理部２１内のメモリ２１ａの所
定の領域に格納される。

【００３１】２．線形補間工程（ＳＴ２）この工程は、前記線形補間手段２６が、複数階調の原３
次元ボクセルデータｓ（ｘ，ｙ，ｔ）に対して、以下の
要領で欠損ボクセルのデータの補間を行う工程である。
原３次元ボクセルデータｓ（ｘ，ｙ，ｔ）の反射時間ｔ
方向に対してはデータが密に存在しているため、ｘ−ｙ
平面での２次元データの補間として考えて、求められた
２次元平面上での重み付けを用いて各反射時間ｔ毎に補
間を行う。ｘ−ｙ平面での２次元データの補間を行う
に、先ずｘ軸方向に沿って１次元線形補間を行う。この
１次元線形補間を行う際に、欠損ボクセルがｘ軸方向に
連続して存在する距離が、地中での電磁波の波長（図４
に示す埋設状況では、比誘電率ε_rが９で、当該電磁波
の周波数が３００ＭＨｚであり、波長λは約３３ｃｍで
ある。）以下となる場合のみ、それらの欠損ボクセルに
対して線形補間を行い、前記距離が前記波長以上の場合
は、線形補間を行わずに欠損ボクセルのまま放置してお
く。引き続き、ｘ軸方向に沿って行ったのと同じ要領で
ｙ軸方向に沿って１次元線形補間を行う。

【００３２】３．出力処理（ＳＴ３）次に、このようにして得られた原３次元ボクセルデータ
ｓ（ｘ，ｙ，ｔ）が必要に応じてマイグレーション処理
され、３次元ボクセルデータＳ（ｘ，ｙ，ｔ）とされ
る。このような処理済のデータを出力処理することによ
り、明確に埋設管を探査することができる。

【００３３】次に、線形補間工程（ＳＴ２）の効果につ
いて、図４に示す埋設状況の埋設管３０を、図５に示す
移動経路に沿って探査を行った場合の３次元ボクセルデ
ータを用いて説明する。図７に、この線形補間工程を用
いずに３次元可視化した３次元ボクセルデータを示す。
また、図８に、この線形補間工程を用いて３次元可視化
した３次元ボクセルデータを示す。尚、図７及び図８の
表示は、視覚的に分かりやすいように、出力表示する前
に、夫々３次元マイグレーション処理を施している。図
７では、ノイズが多く、埋設管が途切れているが、図８
では良好な可視化が行われ、線形補間工程を施すことに
よって、探査精度の向上が図れることが確認できた。
尚、図７及び図８は、実際の画面表示を模擬的に図案化
したものである。

【００３４】更に、図９に、線形補間工程において、欠
損ボクセルがｘ軸方向に連続して存在する距離が、１０
ｃｍ、２０ｃｍ、３０ｃｍ以下の場合にのみ１次元線形
補間を行った場合のマイグレーション処理結果を示す。
縦軸はマイグレーション値を、横軸は比誘電率を示す。
図９に示すように、欠損ボクセルがｘ軸方向に連続して
存在する距離が３０ｃｍ、即ち図４に示す埋設状況にお
ける電磁波の地中での波長を超えるとマイグレーション
処理効果が減衰してしまい、補間処理が適切でないこと
が分かる。

【００３５】上記実施形態では、線形補間工程（ＳＴ
２）において、ｘ軸方向とｙ軸方向に沿って１次元線形
補間を行ったが、これらの座標軸に沿わない任意の方向
に１次元線形補間を行っても構わない。

【図面の簡単な説明】

【図１】３次元探査装置のブロック構成図

【図２】送信信号と受信信号の波形説明図

【図３】データ解析装置の機能ブロック図

【図４】本発明のデータ処理手順に使用した探査データ
を採取した場所の埋設状況を示す説明図

【図５】本発明のデータ処理手順に使用した探査データ
を採取した時の３次元探査装置の移動経路を示す説明図

【図６】本発明のデータ処理手順を示すフローチャート

【図７】探査データ（原３次元ボクセルデータ）をその
ままマイグレーション処理した結果を３次元可視化した
図

【図８】探査データ（原３次元ボクセルデータ）に対し
て線形補間工程を実行してからマイグレーション処理し
た結果を３次元可視化した図

【図９】異なる条件で線形補間工程を行った後のマイグ
レーション処理結果を示す説明図

【符号の説明】

１土壌（媒質）２物体３３次元探査装置４波動信号（入射波）５反射信号（反射波）１０送受信手段（送受信機）２０データ解析装置２１データ処理部２５３次元ボクセルデータ生成手段２６線形補間手段２７マイグレーション処理手段

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Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】媒質の表面を移動しながら、電磁波また
は音波による波動信号を前記媒質中へ放射し、前記媒質
中に存在する物体からの反射信号を受信する送受信工程
と、受信信号強度に対する前記媒質表面上の位置（ｘ，
ｙ）と反射時間ｔを座標（ｘ，ｙ，ｔ）とする３次元ボ
クセルデータを生成する３次元ボクセルデータ生成工程
とを順次実行し、前記媒質中に存在する物体の位置を探
査する３次元探査方法において、前記３次元ボクセルデータ生成工程で生成された前記３
次元ボクセルデータがデータの欠損したボクセルを有す
る場合、その欠損ボクセルに対してその欠損ボクセルを
含むｘ−ｙ平面内の所定方向に１次元線形補間を施す線
形補間工程を実行することを特徴とする３次元探査方
法。
【請求項２】１次元線形補間を行う方向を変更して前
記線形補間工程を２回以上実行することを特徴とする請
求項１記載の３次元探査方法。
【請求項３】前記線形補間工程において、１次元線形
補間を行う方向に前記欠損ボクセルが連続して存在する
距離が、前記波動信号の前記媒質中における波長以下の
場合に、前記１次元線形補間を行うことを特徴とする請
求項１または２記載の３次元探査方法。
【請求項４】媒質の表面を移動しながら、電磁波また
は音波による波動信号を前記媒質中へ放射し、前記媒質
中に存在する物体からの反射信号を受信する送受信手段
と、前記送受信手段で得られた受信信号から、受信信号
強度に対する前記媒質表面上の位置（ｘ，ｙ）と反射時
間ｔを座標（ｘ，ｙ，ｔ）とする３次元ボクセルデータ
を生成する３次元ボクセルデータ生成手段とを備え、前
記媒質中に存在する物体の位置を探査する３次元探査装
置において、前記３次元ボクセルデータ生成手段により生成された前
記３次元ボクセルデータがデータの欠損したボクセルを
有する場合、その欠損ボクセルに対してその欠損ボクセ
ルを含むｘ−ｙ平面内の所定方向に１次元線形補間を施
す線形補間手段を備えてなる３次元探査装置。