JP2002214356A - Underground radar apparatus for guided drilling method - Google Patents

Underground radar apparatus for guided drilling method

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JP2002214356A
JP2002214356A JP2001009987A JP2001009987A JP2002214356A JP 2002214356 A JP2002214356 A JP 2002214356A JP 2001009987 A JP2001009987 A JP 2001009987A JP 2001009987 A JP2001009987 A JP 2001009987A JP 2002214356 A JP2002214356 A JP 2002214356A
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an underground radar apparatus for a guided drilling method enabling the processing and displaying of signals to follow drilling speed, while being economical. SOLUTION: The underground radar apparatus for the guided drilling method includes a plurality of antenna elements AT1 to AT4 positioned along the outer peripheral surface of the front end of an underground drill moved in the direction of a rotation axis while rotating under the ground; the characteristics of the antenna elements are synthesized to form a nondirectional synthetic antenna around the rotation axis. The radar apparatus includes an estimating and reporting means which estimates that the signal received by the synthetic antenna contains a wave reflected by a reflecting object and then transmits a report signal indicative of it to an above-ground device if the amount of delay at the time of reception of the signal received by the synthetic antenna is generally monotonously increased or decreased over a predetermined length or more in the moving direction and if a change in the amount of delay in the moving direction is equal to or greater than a predetermined value.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、非開削ドリリング
工法に利用される地中レーダ装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an underground radar device used for a non-cutting drilling method.

【0002】[0002]

【従来の技術】最近、送配電線の地中埋設化の要請に応
じて、電線収容のためのトンネルを地中に形成するため
の経済的な工法が必要になっている。従来、地上からの
開削を行うことなく、地中に小径のトンネルを形成する
安価な工法として非開削ドリリング工法が開発されてき
た。
2. Description of the Related Art Recently, in response to a demand for burying transmission and distribution lines underground, an economical construction method for forming a tunnel for accommodating electric lines underground is required. Conventionally, a non-cutting drilling method has been developed as an inexpensive method for forming a small-diameter tunnel in the ground without performing cutting from the ground.

【0003】この非開削ドリリング工法によれば、ロッ
ドと称される可撓性の長尺体の先端に直径50〜60m
m程度の小径の掘削機が取付けられる。この掘削機の先
端には掘削刃が斜めに取付けられている。そして地上に
設置した回転・推進機構から回転力と推進力とをロッド
を介して先端の掘削機に与えることにより、掘削機の先
端に取付けられた掘削刃によって土砂の掘削が行われ、
地中に小径のトンネルが形成される。掘削の進行に合わ
せてロッドの継ぎ足しが行われ、トンネルが前方に延長
されてゆく。
[0003] According to the non-cutting drilling method, a flexible long body called a rod has a diameter of 50 to 60 m.
An excavator with a small diameter of about m is installed. An excavating blade is attached to the tip of the excavator at an angle. Then, by applying a rotational force and a propulsive force from a rotation / propulsion mechanism installed on the ground to the excavator at the tip via a rod, excavation of earth and sand is performed by a drill blade attached to the tip of the excavator,
A small-diameter tunnel is formed in the ground. Rods are added as the excavation progresses, and the tunnel is extended forward.

【0004】上記工法によるトンネルは、通常、地表に
対してほぼ水平に形成される。この小径のトンネルが完
成すると、継ぎ足されたロッドの最先端に、掘削機に代
わってバックリーマが取付けられる。そして、ロッドが
後退せしめられながらバックリーマによる小径のトンネ
ルの拡幅が行われ、最終的な直径のトンネルが形成され
る。この際問題になるのは、掘削機による小径のトンネ
ルの形成時には障害にならなかったが、バックリーマに
よる拡幅時に障害になる障害物、例えば、ガス管や水道
管などの地中埋設物などが存在するおそれがあることで
ある。
A tunnel formed by the above method is generally formed substantially horizontally with respect to the ground surface. When this small-diameter tunnel is completed, a back reamer is attached to the forefront of the added rod, replacing the excavator. Then, while the rod is retracted, the small-diameter tunnel is widened by the back reamer to form a final-diameter tunnel. At this time, the problem was that when the excavator formed a small-diameter tunnel, it did not become an obstacle, but when the back reamer widened it, it became an obstacle, for example, underground objects such as gas pipes and water pipes. That it may be present.

【0005】バックリーマによる拡幅時に障害物の存在
が発見されると、掘削機による小径のトンネルの形成か
ら作業をやり直さなければならず、時間的にも労力的に
も損失が大きい。そこで、掘削機による小径のトンネル
の形成時に、掘削機の先端側に地中レーダ装置を取付け
て障害物を検出し、この形成した障害物からバックリー
マによる拡幅に必要な所定距離だけ小径のトンネルを遠
ざけるように掘削機の進路を変更するという対策が講じ
られている。
[0005] If an obstacle is found during widening by the back reamer, the operation must be repeated from the formation of a small-diameter tunnel by the excavator, resulting in a large loss in time and labor. Therefore, when a small-diameter tunnel is formed by an excavator, an underground radar device is attached to the tip side of the excavator to detect obstacles, and a small-diameter tunnel is removed from the formed obstacle by a predetermined distance necessary for widening by a back reamer. Measures have been taken to change the course of the excavator so as to keep it away.

【0006】このような地中レーダ装置は、掘削刃の裏
側に取付けられる場合(特開平8−278371号公
報)や、掘削機の先端側の外周面に沿って複数のアンテ
ナ素子が形成される場合(特開2000−147137
号公報)などがある。後者の場合、複数のアンテナ素子
の指向性を合成することにより無指向性にした合成アン
テナの形成も行われる。これらの地中レーダ装置で得ら
れた受信信号は、掘削機からロッド内を通す(特開平2
000−204883号公報)か、あるいは、地中の無
線伝送路を通して、地上に設置されている信号処理・画
像表示装置まで転送される。
In such an underground radar device, a plurality of antenna elements are formed along the outer peripheral surface on the tip side of an excavator when it is mounted on the back side of a digging blade (Japanese Patent Laid-Open No. 8-278371). Case (Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2000-147137)
No.). In the latter case, a non-directional combined antenna is formed by combining the directivities of a plurality of antenna elements. The received signals obtained by these underground radar devices pass through the rod from the excavator (Japanese Unexamined Patent Publication No.
000-204883) or through a wireless transmission path underground to a signal processing / image display device installed on the ground.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】上記従来の地中レーダ
装置のうち、その受信信号をロッド内を通して地上の信
号処理・表示装置まで転送するものは、着脱自在に結合
される隣接ロッド間に地中レーダ装置の受信信号のため
の広帯域な伝送路を形成しなければならず、ロッドの製
造費用がかさむという問題がある。また、地中レーダ装
置の受信信号を地中の無線伝送路を通して地上の装置ま
で転送するものは、地中を伝播する電波の減衰が高周波
ほど増大することから、高速の信号伝送が困難になり、
受信信号の信号の処理と表示が毎秒数十cmの掘進速度
に追随できなくなるという問題がある。
Among the above-mentioned conventional underground radar devices, those which transmit the received signal to a signal processing / display device on the ground through a rod are provided between adjacent rods which are detachably connected. There is a problem that a broadband transmission path for the reception signal of the middle radar device must be formed, and the manufacturing cost of the rod increases. In the case of transmitting signals received by an underground radar device to a device on the ground through a wireless transmission path underground, high-speed signal transmission becomes difficult because the attenuation of radio waves propagating underground increases at higher frequencies. ,
There is a problem that the processing and display of the received signal cannot follow the digging speed of several tens of cm per second.

【0008】従って、本発明の一つの目的は、ロッドの
製造費用を過大にすることなく、しかも、信号の処理と
表示が掘削機の掘進速度に追随できる非開削ドリリング
工法用地中レーダ装置を提供することにある。
Accordingly, an object of the present invention is to provide an underground radar for a non-cutting drilling method in which signal processing and display can follow the excavating speed of an excavator without increasing the cost of manufacturing a rod. Is to do.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】上記従来技術の課題を解
決する本発明に係わる非開削ドリリング工法用地中レー
ダ装置は、地中を回転しながらこの回転軸の方向に移動
せしめられる地中掘削機の先端側の外周面に沿って複数
のアンテナ素子が配置され、各アンテナ素子の特性が合
成されることにより回転軸のまわりに無指向特性の合成
アンテナが形成される非開削ドリリング工法の地中レー
ダ装置である。
An underground radar apparatus for non-cutting drilling method according to the present invention which solves the above-mentioned problems of the prior art is an underground excavator which is moved in the direction of the rotating shaft while rotating in the ground. A plurality of antenna elements are arranged along the outer peripheral surface on the tip side of the antenna, and the characteristics of each antenna element are combined to form a combined antenna with omnidirectional characteristics around the rotation axis. It is a radar device.

【0010】そして、本第1の発明の地中レーダ装置
は、移動方向への所定長以上にわたって上記合成アンテ
ナの受信信号の受信時点の遅延量が概ね単調に増加又は
減少してゆき、かつ、上記遅延量の上記移動方向への変
化量が所定値以上である場合に、この受信信号に反射物
体からの反射波が含まれると推定しその旨の通知信号を
地上装置に送信する推定・通知手段を備える。これによ
り、広帯域の受信信号ではなく、推定機能の追加によっ
て大幅に圧縮された情報を地上の装置に送信するように
構成されている。
The underground radar apparatus according to the first aspect of the present invention is such that the delay amount at the time of receiving the received signal of the combined antenna increases or decreases substantially monotonically over a predetermined length in the moving direction, and When the amount of change of the delay amount in the moving direction is equal to or more than a predetermined value, an estimation / notification for estimating that the received signal includes a reflected wave from a reflecting object and transmitting a notification signal to that effect to the ground apparatus. Means. As a result, information that has been significantly compressed by the addition of the estimation function is transmitted to a terrestrial device instead of a broadband received signal.

【0011】本第2の発明の地中レーダ装置は、上記移
動方向への所定長以上にわたって上記合成アンテナの受
信信号の受信時点の遅延量が概ね単調に減少したのち増
加してゆき、かつ、上記遅延量の上記移動方向への変化
量が所定以上である場合に、この受信信号に反射物体か
らの反射波が含まれると推定しその旨の通知信号を地上
装置に送信する推定・通知手段を備えることにより、推
定機能の追加に基づき大幅に圧縮された情報を地上の装
置に送信するように構成されている。
The underground radar apparatus according to the second aspect of the present invention is characterized in that the delay amount at the time of reception of the reception signal of the combined antenna over a predetermined length in the moving direction generally increases monotonically, and then increases. An estimating / notifying means for estimating that the received signal includes a reflected wave from a reflecting object and transmitting a notification signal to that effect to the ground equipment when the amount of change of the delay amount in the moving direction is equal to or more than a predetermined value; , So that greatly compressed information based on the addition of the estimation function is transmitted to a device on the ground.

【0012】本発明の非開削ドリリング工法は、地中を
回転しながらこの回転軸の方向に移動せしめられる地中
掘削機の先端側の外周面に沿って複数のアンテナ素子が
配置され、各アンテナ素子の特性が合成されることによ
り前記回転軸のまわりに無指向特性の合成アンテナが形
成される地中レーダ装置を備えている。そして、この地
中レーダ装置は、上記無指向性の合成アンテナの受信信
号を分析することによりこの受信信号に反射物体からの
反射波が含まれると推定しその旨の通知信号を地上装置
に送信する推定・通知手段を備えている。更に、この通
知信号を受けた地上装置は、上記地中掘削機の移動速度
を低下させると共に、上記各アンテナ素子の一つの受信
信号のみを上記地中レーダ装置に送信させる手段を備え
ている。
According to the non-cutting drilling method of the present invention, a plurality of antenna elements are arranged along the outer peripheral surface on the tip side of an underground excavator which is moved in the direction of the rotation axis while rotating in the ground. An underground radar device is provided in which a combined antenna having an omnidirectional characteristic is formed around the rotation axis by combining the characteristics of the elements. The underground radar device analyzes the reception signal of the omnidirectional synthetic antenna and estimates that the reception signal includes a reflected wave from a reflecting object, and transmits a notification signal to that effect to the ground device. Estimation / notification means to perform Further, the ground apparatus having received the notification signal includes means for reducing the moving speed of the underground excavator and transmitting only one received signal of each of the antenna elements to the underground radar apparatus.

【0013】[0013]

【発明の実施の形態】本発明の地中レーダ装置の好適な
実施の形態によれば、上記推定を仮想的なBスコープ表
示画面上における画素の配列の状況に基づき行うことに
より、推定の確度を高めるように構成されている。
According to a preferred embodiment of the underground radar apparatus of the present invention, the above estimation is performed based on the arrangement of pixels on a virtual B-scope display screen, so that the accuracy of the estimation is improved. It is configured to increase.

【0014】本発明の地中レーダ装置の他の好適な実施
の形態によれば、推定結果の通知信号は無線で地中を地
上装置に送信されることにより、ロッドの製造コストの
低減化を実現するように構成されている。
According to another preferred embodiment of the underground radar apparatus of the present invention, the notification signal of the estimation result is transmitted by radio to the ground apparatus under the ground, thereby reducing the manufacturing cost of the rod. It is configured to be realized.

【0015】本発明の地中レーダ装置の更に他の好適な
実施の形態によれば、上記受信信号の受信は時間軸を拡
大しながら行われることにより、高精度のBスコープ信
号を得るように構成されている。
According to still another preferred embodiment of the underground radar apparatus of the present invention, the reception of the reception signal is performed while expanding the time axis so that a highly accurate B-scope signal is obtained. It is configured.

【0016】本発明の非開削ドリリング工法の好適な実
施の形態によれば、地中掘削機は、移動速度が低下せし
められる前に所定距離後退せしめられるように構成され
ている。
According to a preferred embodiment of the non-cutting drilling method of the present invention, the underground excavator is configured to be retracted by a predetermined distance before the moving speed is reduced.

【0017】[0017]

【実施例】図2は、本発明の一実施例の非開削ドリリン
グ工法用地中レーダ装置を構成するアンテナの構成を掘
削機との関係と共に示す図であり、(A)は円筒形状の
掘削機の構体を一部を除去して示す側面図、(B)は掘
削機の軸に直交する面で切断して示す横断面図である。
FIG. 2 is a view showing the configuration of an antenna constituting an underground radar apparatus for a non-cutting drilling method according to an embodiment of the present invention, together with the relationship with an excavator. FIG. 2 (A) shows a cylindrical excavator. FIG. 2B is a side view showing the structure of FIG. 1 with a part thereof removed, and FIG. 2B is a cross-sectional view of the structure taken along a plane perpendicular to the axis of the excavator.

【0018】円筒形状の掘削機Pに、地上に設置した動
力装置から図示しないロッドを介して回転力と推進力と
が伝達される。これによって掘削機Pが回転しながら前
方に推進されると、その先端部分に固定された金属製の
掘削刃BLによって前方の土砂が削り取られ後方にトン
ネルが形成される。
Rotational force and propulsion force are transmitted to a cylindrical excavator P from a power unit installed on the ground via a rod (not shown). As a result, when the excavator P is propelled forward while rotating, a metal excavating blade BL fixed to the tip of the excavator P scrapes the soil in front of the excavator P to form a tunnel behind.

【0019】掘削機Pの内部に、4個の送受信アンテナ
AT1〜AT4が掘削機Pの円周方向に90°の角度間
隔を保って設置されている。各送受信アンテナは、掘削
機Pの軸線方向にそって配置された送信専用のアンテナ
と受信専用のアンテナとから構成されている。4個の送
受信アンテナAT1〜AT4のそれぞれは、前方にのみ
パルス信号を送信し、前方の反射物体で生じた反射波の
みを受信するという指向性を有する。掘削中は、4個の
送受信アンテナAT1〜AT4から同時にパルス信号を
送信し、それぞれで受信した反射波を合成することによ
り、これらの送受信アンテナが仮想的な単一の無指向性
の送受信アンテナATとして機能せしめられる。
Inside the excavator P, four transmitting / receiving antennas AT1 to AT4 are installed at an angular interval of 90 ° in the circumferential direction of the excavator P. Each transmission / reception antenna is composed of a transmission-only antenna and a reception-only antenna arranged along the axial direction of the excavator P. Each of the four transmitting / receiving antennas AT1 to AT4 has a directivity of transmitting a pulse signal only forward and receiving only a reflected wave generated by a forward reflecting object. During excavation, pulse signals are simultaneously transmitted from the four transmitting / receiving antennas AT1 to AT4, and the reflected waves received by the respective transmitting / receiving antennas are combined to form a virtual single omnidirectional transmitting / receiving antenna AT. Function as

【0020】図3は、上記実施例の非開削ドリリング工
法用地中レーダ装置の主要部の構成を示す機能ブロック
図であり、1は送信トリガ発生回路、2は送信回路、3
は送信アンテナ選択部、ATT1〜ATT4は送受信ア
ンテナAT1〜AT4を構成する送信専用アンテナ、A
TR1〜ATR4は送受信アンテナAT1〜AT4を構
成する受信専用アンテナ、4は受信アンテナ選択部、5
は受信回路、6はA/D変換回路、7は制御・データ処
理部、8は送受信回路、AT0は送受信アンテナであ
る。
FIG. 3 is a functional block diagram showing the configuration of the main part of the underground radar for the non-cutting drilling method of the above embodiment, wherein 1 is a transmission trigger generation circuit, 2 is a transmission circuit, and 3 is a transmission circuit.
Is a transmission antenna selector, ATT1 to ATT4 are transmission-only antennas constituting transmission and reception antennas AT1 to AT4, A
TR1 to ATR4 are reception-only antennas constituting transmission and reception antennas AT1 to AT4, 4 is a reception antenna selection unit,
Is a reception circuit, 6 is an A / D conversion circuit, 7 is a control / data processing unit, 8 is a transmission / reception circuit, and AT0 is a transmission / reception antenna.

【0021】制御・データ処理部7は、後述する地上か
らの指令に従って、送信アンテナ選択部3と受信アンテ
ナ選択部4とに制御信号を送出することにより、この地
中レーダ装置のアンテナ部分を仮想的な単一の無指向性
の送受信アンテナとして機能させたり、複数個の指向性
アンテナの群として機能させたりする。
The control / data processing section 7 transmits a control signal to the transmitting antenna selecting section 3 and the receiving antenna selecting section 4 in accordance with a command from the ground, which will be described later, to virtually control the antenna portion of the underground radar apparatus. Or a single omnidirectional transmitting / receiving antenna or a group of a plurality of directional antennas.

【0022】通常の掘進作業中は、4個の送受信アンテ
ナAT1〜AT4は、仮想的な無指向性の送受信アンテ
ナとして機能せしめられる。すなわち、送信アンテナ選
択部3は、制御・データ処理部7の指令に基づき、送受
信アンテナAT1〜AT4を構成する送信専用アンテナ
ATT1〜ATT4の全てを選択し、それぞれに送信回
路2で発生された送信パルス信号を供給する。これによ
り、4個の送受信アンテナAT1〜AT4から地中に一
斉に送信パルス信号が出力される。同時に、受信アンテ
ナ選択部4は、4個の送受信アンテナAT1〜AT4の
受信専用アンテナATR1〜ATR4の全てを受信回路
5に接続する。この結果、送受信アンテナAT1〜AT
4の受信信号が受信回路5において合成される。
During normal excavation work, the four transmitting / receiving antennas AT1 to AT4 function as virtual omnidirectional transmitting / receiving antennas. That is, the transmission antenna selection unit 3 selects all of the transmission-dedicated antennas ATT1 to ATT4 constituting the transmission / reception antennas AT1 to AT4 based on a command from the control / data processing unit 7, and transmits the transmission signals generated by the transmission circuit 2 to each of them. Supply pulse signal. As a result, transmission pulse signals are simultaneously output from the four transmitting / receiving antennas AT1 to AT4 into the ground. At the same time, the reception antenna selection unit 4 connects all the reception-only antennas ATR1 to ATR4 of the four transmission / reception antennas AT1 to AT4 to the reception circuit 5. As a result, the transmitting and receiving antennas AT1 to AT
4 are combined in the receiving circuit 5.

【0023】上記仮想的な単一の無指向性の送受信アン
テナによって障害物が検出された場合には、一旦掘削機
が後退せしめられ、後述する地上からの指令に従って、
指向性の送受信アンテナAT1〜AT4の中から適宜な
一つが選択されたのち、掘削機を低速で前進せしめなが
ら選択された一つの指向性の送受信アンテナを用いて障
害物の探索が行われる。
When an obstacle is detected by the virtual single omnidirectional transmitting / receiving antenna, the excavator is once moved backward, and in accordance with a later-described command from the ground,
After an appropriate one of the directional transmitting / receiving antennas AT1 to AT4 is selected, an obstacle is searched for using the selected directional transmitting / receiving antenna while moving the excavator at low speed.

【0024】図4は、仮想的な単一の無指向性の送受信
アンテナATの受信信号波形の一例を示している。上段
の矩形状のパルス信号は、送信トリガ発生回路1で発生
される一定周期の送信トリガ信号Tである。この送信ト
リガ信号Tに同期して送受回路2で送信パルス信号が発
生され、無指向性の送受信アンテナATからパルス状の
信号が地中に送信される。この送信時点からある時間τ
だけ遅延して、受信信号がRが送受信アンテナATに受
信される。この受信信号Rは、前述したように、実際に
は4個の送受信アンテナAT1〜AT4の受信専用アン
テナの受信信号が合成されたものである。
FIG. 4 shows an example of a received signal waveform of a virtual single omnidirectional transmitting / receiving antenna AT. The upper rectangular pulse signal is a transmission trigger signal T of a fixed period generated by the transmission trigger generation circuit 1. A transmission pulse signal is generated in the transmission / reception circuit 2 in synchronization with the transmission trigger signal T, and a pulse-like signal is transmitted from the omnidirectional transmission / reception antenna AT underground. A certain time τ from the transmission time
The received signal R is received by the transmission / reception antenna AT with a delay of only As described above, this reception signal R is actually a combination of reception signals of the reception-only antennas of the four transmission / reception antennas AT1 to AT4.

【0025】上記送信トリガ信号Tから受信信号Rの出
現時点までの遅延時間τは、送受信アンテナATから地
中に送信された電波が反射物体まで伝播し、反射波とな
って逆の経路をたどってこの送受信アンテナATに受信
されるまでの所要時間、すなわち、送信された電波が送
受信アンテナATと反射物体との間を往復するのに要し
た地中の伝播所要時間である。従って、この遅延時間τ
を電波の地中の伝播速度で除算し、1/2にすることに
より、送受信アンテナATから反射物体までの距離が算
定される。
The delay time τ from the transmission trigger signal T to the point at which the received signal R is output is determined by the fact that the radio wave transmitted from the transmitting / receiving antenna AT into the ground propagates to the reflecting object, becomes a reflected wave, and follows the reverse path. This is the time required for reception by the transmission / reception antenna AT, that is, the time required for the transmitted radio wave to travel under the ground required to reciprocate between the transmission / reception antenna AT and the reflecting object. Therefore, this delay time τ
Is divided by the propagation speed of the radio wave in the ground, and is halved, the distance from the transmitting / receiving antenna AT to the reflecting object is calculated.

【0026】図4の受信信号を、その振幅を縦軸にし、
経過時間を横軸にしてブラウン管に表示したものがAス
コープ表示画面である。これに対して、図4の受信信号
Rの振幅を輝度信号に変換すると共に、時間軸を縦軸に
し、アンテナの移動距離を横軸にしてブラウン管に表示
したものがBスコープ表示画面である。このBスコープ
表示は、図5に示すように、船舶が一定速度で移動しな
がら一定周期で超音波の信号を水底に向けて放射し、そ
の反射波を含む受信信号をブラウン管上に表示してゆく
のに適している。
The amplitude of the received signal shown in FIG.
What is displayed on the cathode ray tube with the elapsed time on the horizontal axis is the A-scope display screen. On the other hand, the B-scope display screen is obtained by converting the amplitude of the received signal R shown in FIG. 4 into a luminance signal, displaying the time axis on the vertical axis and the moving distance of the antenna on the horizontal axis on the CRT. In this B scope display, as shown in FIG. 5, a ship emits an ultrasonic signal toward the bottom of the water at a constant period while moving at a constant speed, and displays a received signal including a reflected wave on a CRT. Suitable for going.

【0027】すなわち、図5の例では、図6に示すよう
に、水中の状況を良く反映する表示画面が得られるから
である。このBスコープ表示画面においては、縦軸は下
向きに設定され、水面から測定した深度距離と称され
る。本実施例の非開削ドリリング工法用地中レーダ装置
においては、反射物体の探知に上述したBスコープ表示
画面の概念が利用されている。
That is, in the example of FIG. 5, as shown in FIG. 6, a display screen which reflects the underwater situation well is obtained. In this B-scope display screen, the vertical axis is set downward and is referred to as a depth distance measured from the water surface. In the underground radar device for the non-cutting drilling method according to the present embodiment, the concept of the B scope display screen described above is used for detecting a reflecting object.

【0028】図7は、掘削機Pに取付けられた仮想的な
単一の無指向性アンテナATが、掘削の進行と共に図中
の矢印の方向に、土中を前進していく場合を示してい
る。通常、トンネルは地表にほぼ平行に形成されるた
め、仮想的な無指向性アンテナATの進行経路も地表に
ほぼ平行となる。図7では、無指向性アンテナATの進
行経路の上方に、この進行経路を横切るように、ガス管
や水道管などの埋設物Xが存在する場合を例示してい
る。
FIG. 7 shows a case where the virtual single omnidirectional antenna AT attached to the excavator P advances in the soil in the direction of the arrow in the figure as the excavation progresses. I have. Normally, since the tunnel is formed substantially parallel to the ground, the traveling path of the virtual omnidirectional antenna AT is also substantially parallel to the ground. FIG. 7 illustrates a case where an embedded object X such as a gas pipe or a water pipe exists above the traveling path of the omnidirectional antenna AT so as to cross the traveling path.

【0029】この場合、無指向性アンテナATの位置が
図示のようにa、b、c・・・と変化してゆくにつれ
て、無指向性アンテナATと埋設物Xとの距離がLa,
Lb,Lc・・・という具合に変化してゆく。これに伴
い、受信信号に含まれる反射波の遅延時間τが減少して
ゆき、距離Lcを最小値として再び増大に転じる。
In this case, as the position of the omnidirectional antenna AT changes as a, b, c... As shown in the figure, the distance between the omnidirectional antenna AT and the buried object X becomes La,
Lb, Lc,... Along with this, the delay time τ of the reflected wave included in the received signal decreases, and the distance Lc starts to increase again with the minimum value Lc.

【0030】図7に例示した地中の埋設物Xと無指向性
アンテナの位置の変化の状況をBスコープ表示画面にす
るものとすれば、図1に示すような仮想的なBスコープ
表示画面が得られる。図1に例示するような埋設物Xで
発生した反射波の最初のピークの部分をアンテナの移動
方向に連ねたものが像Uとして出現し、やや遅れて出現
する次のピークの部分をアンテナの移動方向に連ねたも
のが画像Vとして表示される。あたかも、埋設物Xの真
下において深度距離が最短であり、この点から前後に遠
ざかるにつれて、深度距離が増大するかのように表示さ
れる。
Assuming that the situation of changes in the positions of the underground object X and the omnidirectional antenna illustrated in FIG. 7 is to be a B-scope display screen, a virtual B-scope display screen as shown in FIG. Is obtained. An image U in which the first peak portion of the reflected wave generated in the buried object X as illustrated in FIG. 1 is connected to the moving direction of the antenna appears as an image U, and the next peak portion that appears slightly later is referred to as the antenna U. The image connected in the moving direction is displayed as an image V. It is displayed as if the depth distance is the shortest immediately below the buried object X, and as the distance from this point increases and decreases.

【0031】図4の波形図において、送信トリガ信号T
の周期を約50nsec とすれば、探知可能な最遠地点は片
道の伝播時間の上限値25nsec に対して、地中における
電波の伝播速度を乗算した値となる。地中における電波
の伝播速度は、真空中の伝播速度 3×108 m/sec を地中
の土砂の比誘電率εs の平方根で除算した値となる。地
中の土砂の比誘導率は、土砂の含水率の増加につれて増
大し、10乃至100 程度の範囲にわたって変化する。この
結果、探知可能な最遠距離は、土砂の含水率に応じて2.
5 mから0.75m程度の値となる。
In the waveform diagram of FIG. 4, the transmission trigger signal T
Is about 50 nsec, the farthest point that can be detected is a value obtained by multiplying the upper limit value of the one-way propagation time of 25 nsec by the propagation speed of radio waves in the ground. The propagation speed of radio waves in the ground is the value obtained by dividing the propagation speed in a vacuum of 3 × 10 8 m / sec by the square root of the relative permittivity εs of the earth and sand in the ground. The specific induction rate of soil under the ground increases as the moisture content of the soil increases, and varies over a range of about 10 to 100. As a result, the farthest detectable distance is 2.
The value ranges from 5 m to 0.75 m.

【0032】パルス信号の地中への送信と反射信号の受
信は、時間軸を拡大しながら行われる。この時間軸の拡
大は、送信トリガ信号Tに同期して送信回路2から送信
信号を一定周期で送信すると共に、受信回路5におい
て、上記一定の送信タイミングに対して一定の微小量だ
けタイミングを累積的に遅延させながら受信信号をサン
プリングしてゆくことによって行われる。この実施例で
は、時間軸の拡大倍率を104 に設定することにより、1
個のデータを得るために約5msec かけて104 回のパル
ス信号の送信と受信とが反復される。このような時間実
の拡大による測定精度の改善については、必要に応じ
て、本出願人の先願に係わる特公平7−69427号公
報などを参照されたい。
The transmission of the pulse signal into the ground and the reception of the reflection signal are performed while expanding the time axis. This expansion of the time axis is achieved by transmitting a transmission signal from the transmission circuit 2 in a fixed cycle in synchronization with the transmission trigger signal T, and accumulating the reception circuit 5 by a certain minute amount with respect to the fixed transmission timing. This is performed by sampling the received signal while delaying it. In this embodiment, by setting the magnification of the time axis to 10 4 , 1
Reception and is repeated with the transmission of approximately 5msec over 10 four pulse signals in order to obtain the pieces of data. As for the improvement of the measurement accuracy by the expansion of the actual time, if necessary, refer to Japanese Patent Publication No. 7-69427 related to the earlier application of the present applicant.

【0033】A/D変換回路5からは時間軸が1万倍に
拡大され、ディジタル化された受信信号が出力される。
この受信信号は、電波の往復に要する50nsec の時間軸
上に等間隔で配列される500 個乃至1000個のサンプリン
グ点から成っている。この受信信号に基づく図1のBス
コープ表示画面において、4mのアンテナ移動距離ごと
に200 本のラインが横軸上に配列される。1ラインが2
cmの移動距離に対応する。
The A / D conversion circuit 5 enlarges the time axis by 10,000 times and outputs a digitized received signal.
The received signal is composed of 500 to 1000 sampling points arranged at regular intervals on a time axis of 50 nsec required for reciprocation of radio waves. In the B scope display screen of FIG. 1 based on the received signal, 200 lines are arranged on the horizontal axis for every 4 m of antenna movement distance. One line is two
Corresponding to a moving distance of cm.

【0034】制御・データ処理部7は、A/D変換回路
6から受けた受信信号の各サンプリング点のレベルが所
定値以上であれば“1”、所定値未満であれば“0”を
割り当てることによって、受信信号を2値化する。この
結果、図1の仮想的なBスコープ表示画面は、図8に例
示するような画素の配列に変換される。制御・データ処
理部7は、図8に例示するような仮想的なBスコープ表
示画面上における斜め下方への画素の連結性を追跡して
ゆく。
The control / data processing section 7 assigns “1” if the level of each sampling point of the received signal received from the A / D conversion circuit 6 is higher than a predetermined value, and assigns “0” if the level is lower than the predetermined value. Thus, the received signal is binarized. As a result, the virtual B scope display screen of FIG. 1 is converted into an array of pixels as illustrated in FIG. The control / data processing unit 7 tracks the connectivity of the pixels obliquely downward on the virtual B-scope display screen as illustrated in FIG.

【0035】この斜め下方への画素の連結性の追跡は、
まず、右側のラインから最隣接の左側のラインについて
行われる。この斜め下方への画素の連結性が検出される
と、更に左側の最隣接ラインへと斜め下方への画素の連
結性の検出が次々に継続される。このような隣接画素ど
うしの連結性の検出は、パターン認識などの画像処理の
技術分野で利用される適宜な方法に従って行われる。こ
のようにして、右上端の画素aから斜め左下端の画素s
までの連結性が検出される。
The tracking of the connectivity of the pixels obliquely downward is as follows.
First, the processing is performed from the right line to the nearest left line. When the connectivity of the pixels obliquely downward is detected, the detection of the connectivity of the pixels obliquely downward toward the leftmost adjacent line is continued one after another. Such detection of connectivity between adjacent pixels is performed according to an appropriate method used in the technical field of image processing such as pattern recognition. In this manner, the lower left pixel s is shifted from the upper right pixel a to the lower left pixel s.
Is detected.

【0036】制御・データ処理部7は、ライン方向への
画素の連結個数からアンテナ移動距離方向への連続受信
距離Δdを算定し、この算定した連続受信距離が所定値
以上であるか否かを判定する。Δdが所定値以上であれ
ば、次に、サンプリング点方向への画素の連結個数から
深度方向への連続距離Δzを算定し、これが所定値以上
であるか否かを算定する。制御・データ処理部7は、算
定した連続距離Δzが所定値以上であれば、反射物体に
よる反射波の存在を検出したと判定する。
The control / data processing unit 7 calculates a continuous reception distance Δd in the antenna moving distance direction from the number of connected pixels in the line direction, and determines whether the calculated continuous reception distance is equal to or greater than a predetermined value. judge. If Δd is equal to or more than a predetermined value, a continuous distance Δz in the depth direction is calculated from the number of connected pixels in the sampling point direction, and whether or not this is equal to or more than a predetermined value is calculated. If the calculated continuous distance Δz is equal to or greater than the predetermined value, the control / data processing unit 7 determines that the presence of a reflected wave from the reflecting object has been detected.

【0037】仮想的な無指向性の送受信アンテナAT
は、掘削機の回転軸の回りには無指向性を有するが、掘
削機の進行方向、すなわち送受信アンテナATの移動方
向には指向性を有する。このため、図7の例において、
送受信アンテナATが埋設物体Xからある程度離れる
と、受信感度が雑音レベル以下となり受信不能となる。
送受信アンテナATの移動方向に対する指向性を前方と
後方にそれぞれ45°ずつと仮定し、図7の例で、送受
信アンテナの位置eから見た埋設物Xの方向がちょうど
後方45°であったとする。この場合、Le=√2Lcとな
る。
Virtual omnidirectional transmitting / receiving antenna AT
Has omnidirectionality around the rotation axis of the excavator, but has directivity in the traveling direction of the excavator, that is, the moving direction of the transmitting / receiving antenna AT. For this reason, in the example of FIG.
When the transmitting / receiving antenna AT is separated from the buried object X to some extent, the receiving sensitivity becomes lower than the noise level and the receiving becomes impossible.
It is assumed that the directivity of the transmitting / receiving antenna AT with respect to the moving direction is 45 ° forward and rearward, respectively, and in the example of FIG. 7, the direction of the buried object X as viewed from the position e of the transmitting / receiving antenna is exactly 45 ° rearward. . In this case, Le = √2Lc.

【0038】図8の画素aと画素sとが、それぞれ図7
の送受信アンテナATの位置cとeとで得られた反射波
とすれば、画素aとsの深度距離の差ΔZは、 ΔZ =Le−Lc=(√2−1)Lc≒0.41Lc となり、これから次式を得る。 ΔZ/Lc≒0.41
The pixel a and the pixel s in FIG.
If the reflected waves are obtained at the positions c and e of the transmitting and receiving antenna AT, the difference ΔZ between the depth distances of the pixels a and s is as follows: ΔZ = Le−Lc = (√2-1) Lc ≒ 0.41Lc, From this, the following equation is obtained. ΔZ / Lc ≒ 0.41

【0039】このように、送受信アンテナATの移動方
向への指向性を考慮し、この例では画素sの深度距離が
画素aの深度距離の√2になるように、ΔZ の値が設定
される。Δzの値が所定値未満の場合は、地表面や、掘
削機の移動方向に延長される既知の地中埋設物からの反
射波と推定され、通知は行われない。また、Δdの値は
適宜な値、例えば、Δd=αLc(αは比例定数)という
具合に設定される。
As described above, in consideration of the directivity of the transmitting / receiving antenna AT in the moving direction, in this example, the value of ΔZ is set so that the depth distance of the pixel s becomes √2 of the depth distance of the pixel a. . If the value of Δz is less than the predetermined value, it is estimated to be a reflected wave from the ground surface or a known underground object extending in the moving direction of the excavator, and no notification is made. The value of Δd is set to an appropriate value, for example, Δd = αLc (α is a proportional constant).

【0040】制御・データ処理部7は、反射物体を検出
すると、送受信回路8と送受信アンテナAT0とを介し
てその旨を通知する信号を地中に送信する。この地中に
送信される通知信号はFM信号であり、地中を伝播した
のち地上に設置されている受信機に受信される。受信機
に受信された通知信号は、復調され、ブザーによる警報
音を発生させたり、画面表示されたりする。
When detecting the reflection object, the control / data processing section 7 transmits a signal notifying the fact to the ground via the transmission / reception circuit 8 and the transmission / reception antenna AT0. The notification signal transmitted underground is an FM signal, which propagates through the ground and is received by a receiver installed on the ground. The notification signal received by the receiver is demodulated and generates an alarm sound by a buzzer or is displayed on a screen.

【0041】この通知信号を受けた掘削機の操作者は、
掘削機を一旦後退させたのち、送受信アンテナAT1〜
AT4の一つのみを選択する指令を地上の送受信機から
送受信アンテナAT0と送受信回路8とを介して制御・
データ処理部7に送信する。この指令を受けた制御・デ
ータ処理部7は、指向性の送受信アンテナAT1〜AT
4の中から適宜な一つを選択する。この後、掘削機を低
速で前進せしめながら選択された一つの指向性の送受信
アンテナを用いて障害物の探索が行われる。
The operator of the excavator receiving the notification signal,
After retracting the excavator, the transmitting and receiving antennas AT1 to AT1
A command to select only one of the AT4s is controlled from the terrestrial transceiver via the transmitting / receiving antenna AT0 and the transmitting / receiving circuit 8.
The data is transmitted to the data processing unit 7. Upon receiving this command, the control / data processing unit 7 transmits and receives the directional transmission / reception antennas AT1 to AT
Select an appropriate one from the four. Thereafter, an obstacle is searched for using the selected directional transmission / reception antenna while moving the excavator forward at a low speed.

【0042】選択された送受信アンテナで受信された受
信信号(Aスコープ信号)は、A/D変換回路6、制御
・データ処理部7および送受信回路8を経て送受信アン
テナAT0から地中に送信され、地上の送受信機に受信
される。この、指向性アンテナを用いた探索動作におい
ては、掘削機、従って選択された一つの指向性アンテナ
が低速で前進せしめられることにより、地中の低速のデ
ータ転送によってAスコープ信号が掘削機の回転角度信
号と共に地上の送受信に送信される。これを受信した地
上の送受信装置では、Aスコープ信号と掘削機の回転角
度信号とを処理することにより地上の表示装置にBスコ
ープ表示を行う。操作者のこのBスコープ表示を観察す
ることにより障害物の位置を確認する。
The received signal (A scope signal) received by the selected transmitting / receiving antenna is transmitted underground from the transmitting / receiving antenna AT0 via the A / D conversion circuit 6, the control / data processing unit 7, and the transmitting / receiving circuit 8, Received by the ground transceiver. In this search operation using the directional antenna, the excavator, and thus one selected directional antenna, is advanced at a low speed, and the A-scope signal is transmitted by the low-speed data transfer under the ground, and the rotation of the excavator is performed. Sent together with the angle signal to ground transmission and reception. The ground transmission / reception device receives the signal and processes the A scope signal and the rotation angle signal of the excavator to display the B scope on the ground display device. The position of the obstacle is confirmed by observing the B scope display of the operator.

【0043】以上、図7の場合において送受信アンテナ
が反射物体から離れていく場合を想定することにより、
深度距離が所定値以上のアンテナの移動距離にわたって
単調に増加してゆき、この増分が所定値以上であること
をもって反射物体の存在を検出する構成を例示した。こ
れとは逆に、図7の場合において送受信アンテナが反射
物体に接近して行く場合を想定することにより、深度距
離が所定値以上のアンテナの移動距離にわたって単調に
減少してゆき、この減少分が所定値以上であることから
反射物体の存在を検出する構成とすることもできる。こ
の場合、地中掘削機を一旦後退させることなく、アンテ
ナ素子の一つを選択し低速度で掘削機を前進させること
により反射物体の位置を検出する構成とすることができ
る。
As described above, by assuming that the transmitting / receiving antenna moves away from the reflecting object in the case of FIG.
The configuration in which the depth distance monotonically increases over the moving distance of the antenna equal to or more than the predetermined value, and the presence of the reflecting object is detected when the increment is equal to or more than the predetermined value has been exemplified. Conversely, by assuming a case where the transmitting and receiving antenna approaches the reflecting object in the case of FIG. May be configured to detect the presence of a reflecting object because is greater than or equal to a predetermined value. In this case, it is possible to detect the position of the reflecting object by selecting one of the antenna elements and moving the excavator forward at a low speed without retreating the underground excavator once.

【0044】あるいは、上記両者を組合せ、送受信アン
テナが反射物体に接近し、以後離れていく場合を想定す
ることにより、深度距離が所定値以上のアンテナの移動
距離にわたって単調に増加したのち単調に減少してゆ
き、この増分や減少分が所定値以上であることをもって
反射物体の存在を検出する構成とすることもできる。
Alternatively, by combining the above two and assuming a case where the transmitting and receiving antenna approaches the reflecting object and then separates, the depth distance monotonically increases and then monotonically decreases over the moving distance of the antenna equal to or more than the predetermined value. Then, it is also possible to adopt a configuration in which the presence of a reflecting object is detected based on the fact that the increment or decrement is equal to or more than a predetermined value.

【0045】また、仮想的なBスコープ表示画面上にお
ける画素の配列の状況に基づき反射物体の存在を判定す
る構成を例示した。しかしながら、このような仮想的な
Bスコープ表示画面の概念を利用することなく、単に受
信信号中から検出した立ち上がり時点の遅延量がアンテ
ナの移動方向に変化する様子から反射物体の存在を推定
する構成を採用することもできる。
Further, the configuration in which the presence of the reflecting object is determined based on the arrangement state of the pixels on the virtual B scope display screen has been exemplified. However, without using such a concept of a virtual B-scope display screen, a configuration in which the presence of a reflecting object is estimated from a state in which a delay amount at a rising point detected from a received signal changes in a moving direction of an antenna. Can also be adopted.

【0046】[0046]

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明の非
開削ドリリング工法用地中レーダ装置は、合成アンテナ
の受信信号の受信時点の遅延量の移動方向への変化の様
子が所定の規則を満たすか否かに基づいて反射物体の存
在を推定しその旨を地上装置に通知する機能を追加する
構成であるから、生のデータの代わりに大幅に圧縮され
た通知信号が地上の装置に送信される。この結果、ロッ
ドの製造費用を過大にすることなく、しかも、信号の処
理と表示が掘削機の掘進速度に追随できる非開削ドリリ
ング工法用地中レーダ装置の提供が可能になる。
As described above in detail, the underground radar apparatus for the non-cutting drilling method of the present invention has a predetermined rule that the delay amount at the time of receiving the received signal of the combined antenna changes in the moving direction. Because it is a configuration that adds the function of estimating the presence of a reflective object based on whether or not it is satisfied and notifying the ground device of that, a significantly compressed notification signal is transmitted to the ground device instead of raw data Is done. As a result, it is possible to provide an underground radar for the non-cutting drilling method in which the signal processing and display can follow the excavating speed of the excavator without increasing the manufacturing cost of the rod.

【0047】また、本発明の好適な実施の形態によれ
ば、仮想的なBスコープ表示画面上の画素の配列状況に
ついての検査手法を利用して反射物体の存在についての
推定が行われるので、既存の画像処理や認識用のソフト
ウエアの一部を利用できるなどの利点がある。
According to the preferred embodiment of the present invention, the existence of the reflective object is estimated by using the inspection method for the arrangement state of the pixels on the virtual B-scope display screen. There are advantages such as that part of existing image processing and recognition software can be used.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の一実施例の非開削ドリリング工法用地
中レーダ装置の受信信号から作成される仮想的なBスコ
ープ表示画面の一部を例示する概念図である。
FIG. 1 is a conceptual diagram exemplifying a part of a virtual B-scope display screen created from a received signal of an underground radar for a non-cutting drilling method according to an embodiment of the present invention.

【図2】上記実施例の地中レーダ装置のアンテナ部分の
構成を掘削機と共に示す部分破開図(A)と横断面図
(B)である。
FIG. 2 is a partial cutaway view (A) and a cross-sectional view (B) showing a configuration of an antenna portion of the underground radar device of the embodiment together with an excavator.

【図3】上記実施例の地中レーダ装置の構成を示す機能
ブロック図である。
FIG. 3 is a functional block diagram showing a configuration of the underground radar device of the embodiment.

【図4】上記地中レーダ装置の送受信アンテナが受信す
る受信信号の波形を例示する図である。
FIG. 4 is a diagram illustrating a waveform of a reception signal received by a transmission / reception antenna of the underground radar device.

【図5】上記実施例で仮想的に利用されるBスコープ表
示に適した水中探査の様子を例示する概念図である。
FIG. 5 is a conceptual diagram illustrating a state of underwater exploration suitable for displaying a B scope virtually used in the embodiment.

【図6】上記水中探査の結果Bスコープ表示画面を例示
する概念図である。
FIG. 6 is a conceptual diagram illustrating a B-scope display screen as a result of the underwater search.

【図7】上記実施例の地中レーダ装置による地中埋設物
の探索の様子を例示する概念図である。
FIG. 7 is a conceptual diagram illustrating a state of searching for an underground object by the underground radar device of the embodiment.

【図8】上記実施例の地中レーダ装置の量子化受信信号
から作成される仮想的なBスコープ表示画面の一部を例
示する概念図である。
FIG. 8 is a conceptual diagram illustrating a part of a virtual B-scope display screen created from a quantized reception signal of the underground radar device of the embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

U,V 反射物体の像 P 地中掘削機 BL 掘削刃 AT0 送受信アンテナ AT1 〜AT4 指向性の送受信アンテナ ATT1〜ATT4 指向性の送受信アンテナの送信専用アンテ
ナ ATR1〜ATR4 指向性の送受信アンテナの受信専用アンテ
ナ 1 送信トリガ発生回路 2 送信回路 5 受信回路 7 制御・データ処理部
U, V Reflected object image P Underground excavator BL Drilling blade AT0 Transmitting and receiving antenna AT1 to AT4 Directional transmitting and receiving antenna ATT1 to ATT4 Directional transmitting and receiving antenna transmitting antenna ATR1 to ATR4 Directional transmitting and receiving antenna receiving antenna 1 transmission trigger generation circuit 2 transmission circuit 5 reception circuit 7 control / data processing unit

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) F16L 1/02 Z (72)発明者 鈴木 盛雄 東京都八王子市鹿島1121−5ジュネス鹿島 408 Fターム(参考) 2D054 AC18 5J070 AB01 AC03 AD05 AE11 AH31──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) F16L 1/02 Z (72) Inventor Morio Suzuki 1121-5 Kashima, Hachioji-shi, Tokyo Junes Kashima 408 F-term (Reference) 2D054 AC18 5J070 AB01 AC03 AD05 AE11 AH31

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】地中を回転しながらこの回転軸の方向に移
動せしめられる地中掘削機の先端側の外周面に沿って複
数のアンテナ素子が配置され、各アンテナ素子の特性が
合成されることにより前記回転軸のまわりに無指向特性
の合成アンテナが形成される非開削ドリリング工法の地
中レーダ装置において、 前記合成アンテナの受信信号の受信時点の遅延量が前記
地中掘削機の移動方向への所定長以上にわたって概ね単
調に増加又は減少してゆき、かつ、前記遅延量の前記移
動方向への変化量が所定値以上である場合に、この受信
信号に反射物体からの反射波が含まれると推定し、その
旨の通知信号を地上装置に送信する推定・通知手段を備
えたことを特徴とする非開削ドリリング工法用地中レー
ダ装置。
A plurality of antenna elements are arranged along the outer peripheral surface on the tip side of an underground excavator that is moved in the direction of the rotation axis while rotating in the ground, and the characteristics of each antenna element are combined. In the underground radar apparatus of the non-drilling drilling method in which a synthetic antenna having an omnidirectional characteristic is formed around the rotation axis, the delay amount at the time of receiving the reception signal of the synthetic antenna is changed in the moving direction of the underground excavator. When the amount of change in the moving direction of the delay amount is greater than or equal to a predetermined value, the reflected signal from the reflecting object is included in the received signal. An underground radar for a non-drilling drilling method, comprising: an estimating / notifying means for estimating that the drilling is performed and transmitting a notification signal to that effect to the ground equipment.
【請求項2】地中を回転しながらこの回転軸の方向に移
動せしめられる地中掘削機の先端側の外周面に沿って複
数のアンテナ素子が配置され、各アンテナ素子の特性が
合成されることにより前記回転軸のまわりに無指向特性
の合成アンテナが形成される非開削ドリリング工法の地
中レーダ装置において、 前記合成アンテナの受信信号の受信時点の遅延量が前記
地中掘削機の移動方向への所定長以上にわたって概ね単
調に減少したのち増加してゆき、かつ、前記遅延量の前
記移動方向への変化量が所定以上である場合に、この受
信信号に反射物体からの反射波が含まれると推定し、そ
の旨の通知信号を地上装置に送信する推定・通知手段を
備えたことを特徴とする非開削ドリリング工法用地中レ
ーダ装置。
2. A plurality of antenna elements are arranged along the outer peripheral surface on the tip side of an underground excavator that is moved in the direction of the rotation axis while rotating in the ground, and the characteristics of each antenna element are combined. In the underground radar apparatus of the non-drilling drilling method in which a synthetic antenna having an omnidirectional characteristic is formed around the rotation axis, the delay amount at the time of receiving the reception signal of the synthetic antenna is changed in the moving direction of the underground excavator. To a predetermined length or more and then increase monotonically and then increase, and when the amount of change in the moving direction of the delay amount is equal to or more than a predetermined value, the received signal includes a reflected wave from a reflecting object. An underground radar for non-cutting drilling method, comprising: an estimating / notifying means for estimating that the drilling is to be performed and transmitting a notification signal to that effect to the ground equipment.
【請求項3】請求項1と2のそれぞれにおいて、 前記推定は、仮想的なBスコープ表示画面上における画
素の配列の状況に基づいて行われることを特徴とする非
開削ドリリング工法用地中レーダ装置。
3. The underground radar for a non-cutting drilling method according to claim 1, wherein the estimation is performed based on a state of an arrangement of pixels on a virtual B-scope display screen. .
【請求項4】請求項1乃至3のそれぞれにおいて、 前記通知信号は、地中を無線により前記地上装置に送信
されることを特徴とする非開削ドリリング工法用地中レ
ーダ装置。
4. The underground radar for a non-drilling drilling method according to claim 1, wherein the notification signal is transmitted to the ground device wirelessly in the ground.
【請求項5】請求項1乃至4のそれぞれにおいて、 前記受信信号の受信は時間軸を拡大しながら行われるこ
とを特徴とする非開削ドリリング工法用地中レーダ装
置。
5. The underground radar according to claim 1, wherein the reception signal is received while expanding a time axis.
【請求項6】地中を回転しながらこの回転軸の方向に移
動せしめられる地中掘削機の先端側の外周面に沿って複
数のアンテナ素子が配置され、各アンテナ素子の特性が
合成されることにより前記回転軸のまわりに無指向特性
の合成アンテナが形成される地中レーダ装置を備えた非
開削ドリリング工法において、 前記地中レーダ装置は、前記無指向性の合成アンテナの
受信信号を分析することによりこの受信信号に反射物体
からの反射波が含まれると推定しその旨の通知信号を地
上装置に送信する推定・通知手段を備え、 この通知信号を受けた地上装置は、前記地中掘削機の移
動速度を低下させると共に、前記各アンテナ素子の一つ
の受信信号のみを前記地中レーダ装置に送信させる手段
を備えたことを特徴とする非開削ドリリング工法。
6. A plurality of antenna elements are arranged along the outer peripheral surface on the tip side of an underground excavator which is moved in the direction of the rotation axis while rotating in the ground, and the characteristics of each antenna element are synthesized. In an uncut drilling method including an underground radar device in which an omnidirectional synthetic antenna is formed around the rotation axis, the underground radar device analyzes a reception signal of the omnidirectional synthetic antenna. The estimation and notification means for estimating that the received signal includes the reflected wave from the reflecting object and transmitting a notification signal to that effect to the ground apparatus, the ground apparatus receiving the notification signal A non-cutting drilling method, comprising: means for reducing a moving speed of an excavator and transmitting only one received signal of each of the antenna elements to the underground radar device.
【請求項7】前記地中掘削機は、前記移動速度が低下せ
しめられる前に所定距離後退せしめられることを特徴と
する非開削ドリリング工法。
7. The non-cutting drilling method, wherein the underground excavator is retreated a predetermined distance before the moving speed is reduced.
JP2001009987A 2001-01-18 2001-01-18 Ground penetrating radar for non-open cutting drilling method Expired - Fee Related JP3726022B2 (en)

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