JP2005517231A - 位置探知装置及び所属の方法 - Google Patents

Abstract

本発明は検査対象（１、１８）内に存在するオブジェクト（２、１７）を有する検査対象（１、１８）の断面画像、とりわけ建築物の壁の断面画像をグラフィックに表示するための方法に関する。断面画像は検査対象（１、１８）内に存在するオブジェクト（２、１７）を有する断面画像は既に位置探知センサ（３、１９）によるデータ検出の間に表示されることが提案される。

Description

従来技術
本発明は、検査対象の中に存在するオブジェクトを有する検査対象の断面画像、とりわけ建築物の壁の中に存在する障害物を有する建築物の壁の断面画像をグラフィックに表示するための方法ならびに相応に構成された位置探知装置に関する。

建築物の壁の中のオブジェクトの位置探知の際には位置探知結果を表示するための様々な方法が周知である。

最も簡単な方法は単に位置探知結果を表示するための発光ダイオード及び/又はブザーを設けることであり、位置探知センサの測定結果が閾値を超える場合には警報信号がトリガされる。しかし、位置探知結果を表示するためのこの方法は位置探知センサの瞬時の位置における可能な障害物に関する情報提示だけを可能にする。さらにユーザは最大可能穿孔深度に関する量的な情報ではなく、単に位置探知センサの下にそもそもオブジェクトが存在するかどうかという質的な情報だけを得る。

さらに、位置探知結果の表示のためにポインタ装置、バー表示器及び/又は可変的な音の高さを有するブザーを使用することが周知であり、建築物の壁において位置探知されたオブジェクトの深度がポインタ乃至はバーの変動又は音の高さを決定する。よって、ユーザはこの場合位置探知されたオブジェクトの深度に関する量的な情報も得る。しかし、この場合も位置探知結果の表示は位置探知センサの瞬時の位置における許容穿孔深度に関する情報提示だけを可能にする。

さらに日本の会社ＪＲＣラジオコーポレーションにより販売される位置探知装置ＮＪＪ-８５Ａから位置探知結果のＬＣＤディスプレイ上のグラフィック表示が周知である。この場合、位置探知装置は信号を建築物の壁に送信し、この信号はそこに存在するオブジェクトによって反射され、位置探知センサによる送信から受信までの反射される信号の伝播時間から位置探知されたオブジェクトの深度が計算され得る。建築物の壁の切断線の測定の後で、反射された信号の振幅が伝播時間及び切断線における位置の関数としてグラフィックに表示される。ユーザは次いで建築物の壁の中のオブジェクトを目立つ振幅最大値に基づいて識別し、伝播時間からオブジェクトの深度を計算することができる。しかし、この表示方法はオブジェクトの識別及びオブジェクト深度の後続の計算において多くの経験を必要とする。

最後に、位置探知装置ＨＩＬＴＩ-Ｆｅｒｒｏｓｃａｎからは位置探知結果をグラフィックに表示するための方法が周知である。この場合、建築物の壁の関心領域は次々にそれぞれ６０ｃｍの長さに亘る８つのリニアな切断線で走査され、個々のリニアな走査の位置探知結果はまず最初に格納される。２次元走査の後でＬＣＤディスプレイに壁内部の準透視図が表示される。深度は各々の個別の位置毎に別個に問い合わせなければならない。しかし、ユーザはこの場合位置探知センサによる走査の間にこの位置探知センサの瞬時の位置における場合によっては存在しうるオブジェクトに関する情報を得ることはない。むしろユーザはまず最初に面倒だが必要な位置探知データを生成しなければならない。

本発明の利点
それゆえ、本発明は位置探知結果のグラフィックな表示のための方法ならびに相応に構成された位置探知装置を提案し、この方法ならびに位置探知装置においては既に走査の間に建築物の壁の瞬時の切断断面画像が表示される。

しかし、本発明は、例えば建築物の壁の中の送水管、鉄筋補強コンクリート又は電線のような固定オブジェクトの位置探知に限定されない。むしろ本発明は一般的に検査対象における任意のオブジェクトの位置探知にも適している。よって、オブジェクトという概念は本発明の枠内では一般的に解釈されるべきであり、例えば中空空間及び水分の蓄積箇所なども含む。

有利には検査対象の断面画像には深度目盛りが挿入され、この結果、ユーザは面倒な計算なしにすぐに位置探知されたオブジェクトの深度を識別できる。

この場合、深度目盛りの尺度単位が有利には調整可能であり、ユーザの情報のために同様に断面画像に挿入される。

有利な実施形態では、位置探知されたオブジェクトは標準化されたシンボル又はグラフィックパターンの形式で表示され、これは有利には断面画像のわかりやすい表示をもたらす。

本発明の変形実施形態では、さらに、位置探知されたオブジェクトは断面画像においてそれらの深度に依存してグラフィックに異なるように表示される。よって、位置探知されたオブジェクトは断面画像においてそれらの深度に依存して例えば異なった色、形、色調及び/又はサイズで表示される。有利には表面近くのオブジェクトはこの場合に赤っぽく表示され、他方で表面から遠い、あまり危険にさらされていないオブジェクトは緑っぽく又は青っぽく再現される。

それぞれの深度に相応する位置探知されたオブジェクトのグラフィックな差異化のための更に別の方法は、ユーザの注意を引きつけるために、位置探知されたオブジェクトを所定の深度より下では点滅するように表示することである。この場合、表面近傍の、すなわちとりわけ危険にさらされているオブジェクトを特に目立たせるために、表示されるオブジェクトの点滅周波数はオブジェクトの深度が減少すると増大する。

さらに本発明では変形実施形態において付加的に音響信号発信器が設けられ、この音響信号発信器は所定のケースにおいて警報信号を送出する。これは、例えば位置探知されたオブジェクトの深度が予め設定された値域の範囲内にあり、このオブジェクトにユーザがとりわけ注意を向けるべき場合に望ましい。通常はこのような音響警報信号はとりわけ危険にさらされている表面近傍のオブジェクトを位置探知した場合にのみ行われる。値域はこの場合位置探知装置において固定的に格納されている及び/又はユーザによって調整可能に構成されている。

有利には、断面画像における迅速な位置確認をユーザに容易にするために、断面画像において検査対象の表面も表示される。平坦な建築物の壁の走査の際にはこのために単純な線が挿入されうる。

本発明の枠内では、有利には、マーキングが断面画像に挿入され、これらのマーキングは位置探知センサの瞬時の位置及び/又は位置探知センサのハウジング境界線を示す。こうして、建築物の壁における実際のオブジェクト位置への断面画像に示されるオブジェクト位置の簡単な対応割り当てが可能である。

同じ目的のために、瞬時の位置探知センサの位置のグラフィックな再現の本発明の枠内で可能な挿入も使用される。

本発明の有利な実施形態では、表示されるオブジェクト、検査対象の表面の再現、深度目盛り及び/又は深度目盛りの尺度単位は断面画像において固定されている。他方で、位置探知センサは、走査の間移動され、それゆえ断面画像においてもその都度瞬時の位置において表示される。

位置探知センサから供給される位置探知データは通常は建築物の壁の表面における個々の地点に関する情報提示だけを可能にする。位置探知センサはそれゆえ有利には建築物の壁の表面において切断線の上をリニアに移動され、この結果、所望の断面画像を撮影する。断面画像のまだ走査されていない領域を見分けやすくするために、本発明の変形実施形態では断面画像の既に走査された領域をグラフィックに異なるように表示する。

このようなグラフィックな差異化の方法は、断面画像の既に走査された領域を白く表示し、断面画像のまだ走査されていない領域をグレーで表示する。

有利には、表示される断面画像が常に位置探知センサの瞬時の位置に相応するように、表示される断面画像は走査プロセスの間に連続的に又は所定の時間間隔で更新される。

さらに本発明の枠内では次のような方法も存在する。すなわち、位置探知装置の動作状態に関する情報を断面画像に挿入するか又はその隣りに表示する。

既に言及したが、検査対象の断面画像の表示は本発明の位置探知装置では既に位置探知プロセスの間に行われる。このために位置探知センサは本発明の位置探知装置では評価ユニットを介してグラフィックな表示ユニットに接続されており、この接続はリアルタイム接続であり、このリアルタイム接続は位置探知結果の瞬時の表示を可能にする。リアルタイム接続という概念は本発明の枠内では時間的な遅延が位置探知信号と表示ユニットにおけるその表示との間に生じないような接続に限定されてはいない。なぜなら、信号伝送区間は原理的に伝播時間に起因する遅延を有するからである。それゆえ、リアルタイム接続という概念は本発明の枠内では位置探知センサによる位置探知信号の検出と表示ユニットによるその表示との間の時間的遅延が非常に小さく、表示ユニットにおける画像が基本的に位置探知センサの瞬時の位置における検査対象の断面画像を再現するような接続も含んでいる。

有利には、位置探知装置の表示ユニットにより表示される断面画像は、位置探知センサの瞬時の位置、位置探知センサの中心線の瞬時の位置及び/又は位置探知センサの輪郭の瞬時の位置のグラフィックな再現を含む。これはユーザにとって有利には表示される断面画像の空間的な位置確認を容易にする。

同じ目的のために、表示される断面画像は有利には検査対象の表面、深度目盛り、深度目盛りの尺度単位及び/又は検査対象内に存在するオブジェクトのグラフィックな再現を含む。

有利には予め設定されたグラフィックパターンが断面画像におけるオブジェクトの再現のために設けられている。すなわち、オブジェクトはこの場合断面画像において実際に測定された信号パターンに相応して表示されるのではなく、理想化された形式でグラフィックパターン乃至はシンボルに相応して表示される。これは有利には表示される断面画像の見やすさを改善する。この場合、グラフィックパターンは位置探知装置内に存在する又は位置探知装置の外部に存在する記憶装置に格納することができ、位置探知装置の外部に存在する記憶装置は例えば無線インターフェースを介して位置探知装置と接続してもよい。

表示ユニットは有利にはＬＥＤディスプレイ、ＬＣＤディスプレイ、陰極線管、プラズマディスプレイ、ＶＦＤディスプレイ又はＯＬＥＤディスプレイであるが、本発明は他のタイプの表示ユニットでも実現可能である。

さらに有利には指示信号を発生するために付加的な音響的及び/又は光学的信号発信器が設けられる。

最後に本発明は所定の位置探知方法には限定されてはいないことを言及しておく。

図面
本発明の他の有利な実施形態は従属請求項に記載されている乃至は以下において本発明の有利な実施例の記述と共に図面に基づいて詳しく説明する。

図１は建築物の壁及び本発明の位置探知装置の斜視図であり、
図２ａ及び２ｂは本発明の方法により生成される建築物の壁の様々な断面画像を示し、
図３は簡略化されたブロック線図として本発明の位置探知装置を示す。

実施例の記述
図１の斜視図は送水管２を有する建築物の壁１を示し、この送水管２は、この建築物の壁１における穿孔によるこの送水管２の損傷を阻止するために、本発明の位置探知装置３によって位置探知される。

このために位置探知装置３はリニアな軌道で建築物の壁１の表面の上を導かれ、その都度図２ａ及び２ｂに図示されているような建築物の壁１の断面画像が生成される。

位置探知装置３により使用される位置探知方法は、この位置探知装置３から建築物の壁１の中に入り送水管２で反射される信号の伝播時間測定に基づく。このような位置探知方法は一般的に周知であり、従って以下においては位置探知方法の詳細な記述は行わない。

位置探知結果の表示のために位置探知装置３は統合されたＬＣＤディスプレイ４を使用する。このＬＣＤディスプレイ４には図２ａ及び２ｂに図示された断面画像が表示される。

断面画像の表示は既に個々の切断線の走査の間に行われ、絶えず更新される。この結果、ＬＣＤディスプレイ４に表示される断面画像は常に位置探知装置３の瞬時の位置に相応する。これによってユーザが断面画像内のオブジェクトの位置を建築物の壁１における位置探知されたオブジェクトの実際の位置に割り当てることが容易になる。

次に図２ａ及び２ｂに基づいて位置探知装置３のＬＣＤディスプレイ４における断面画像の表示がどのように行われるかを説明する。

図２ａは、切断線の領域５は既に走査されたが、他方で切断線における更に別の領域６の走査がまだ行われていない場合の、建築物の壁１の切断線の走査の間の建築物の壁１の断面画像を示す。それゆえ断面画像のこれら２つの領域５、６はグラフィックに異なるように表示され、この結果、ユーザには走査プロセスの進展具合及び切断線上の位置探知装置３の瞬時の位置についての情報が与えられる。既に走査された領域５は白く表示され、他方でまだ走査されていない領域６はグレーで再現される。

さらに断面画像には下側に建築物の壁１の表面がベースライン７の形式で挿入されている。これはユーザの断面画像内部の位置確認を容易にする。

これは位置探知装置３のグラフィックシンボル８の挿入によって支持され、このグラフィックシンボル８は常に中心に挿入される。図２ａに図示された断面画像の例では、検出されたオブジェクトのグラフィックシンボル１２がＬＣＤディスプレイ４において建築物の壁１における位置探知装置３に対するこのオブジェクトの相対的な位置に相応する箇所に表示される。例えば図２ａは位置探知装置３の左側に存在するオブジェクトを示している。位置探知装置３が左へと移動すると、グラフィックシンボル１２はこのＬＣＤディスプレイ４において位置探知装置３のグラフィックシンボル８の方向に移動する。オブジェクトのグラフィックシンボル１２が位置探知装置３のグラフィックシンボル８のすぐ上方にある場合には、位置探知装置３はオブジェクトのすぐ上方に存在し、このオブジェクトの位置は一義的に位置探知装置３のここでは詳しくは図示されていないマーキングのノッチ（Markierungskerbe）を介して決定される。

さらに断面画像には中心線９が挿入され、この中心線９は位置探知装置３の中心に相応し、この結果、建築物の壁１におけるオブジェクトの正確な位置決めが可能である。

同じ目的のために輪郭１０、１１が使用される。これらの輪郭１０、１１は位置探知装置３の側面ハウジング境界線を再現している。

例えば送水管２のような、位置探知装置３により検出されるオブジェクトは、標準化されたグラフィックシンボル１２の形式で断面画像に挿入され、このグラフィックシンボル１２は建築物の壁１の中のその実際の位置に相応して正確にこの断面画像において配置されている。

空間的な割り当てを容易にするために、さらに深度目盛り１３が断面画像の横の方に挿入されており、この結果、ユーザは直接的にかつ面倒な計算なしに位置探知されたオブジェクトの深度又はこの深度から導出される穿孔深度をグラフィックシンボル１２に基づいて読み取ることができる。

本発明の位置探知装置３は様々な深度領域におけるオブジェクト位置探知に適しており、深度目盛り１３の尺度単位を示す付加的なインジケータ１４が断面画像に挿入される。

使用される位置探知原理によって位置探知されるオブジェクトの後ろの壁領域はこのオブジェクトによって陰になっており、この結果、そこにもしかしたら存在するかもしれないオブジェクトが事情によっては位置探知できない場合には、この陰になっている領域はこの断面画像においてまだ走査されていない領域６のようにグレー平面１５として表示される。

図２ｂは位置探知装置３が切断線全部を走行した後に最後に完成された断面画像を示す。従って、断面画像全体が白く表示されて、表示された断面画像の走査は完全であることが示されている。

最後に図３は本発明の位置探知装置１６の簡略化されたブロック線図を示しており、この位置探知装置１６は大部分が従来の装置のように構成されており、それゆえ以下においてほんの少しだけ記述しておく。

位置探知装置１６は検査対象１８におけるオブジェクト１７の位置探知を可能にし、検査対象１８は例えば建築物の壁であり、オブジェクト１７は例えばこの建築物の壁の中の導管である。

このために位置探知装置１６は位置探知センサ１９を有し、この位置探知センサ１９は変換器ヘッドによって検査対象１８の表面に載置され、測定信号２０が検査対象１８の中に送信される。送信された測定信号２０は検査対象１８において位置探知すべきオブジェクト１７との境界面で比較的強く反射され、次いで位置探知センサ１９の変換器ヘッドによって応答信号２１として検出される。

位置探知センサ１９及び位置探知装置１６の他のコンポーネントの制御は中央制御ユニット２２によって行われ、この中央制御ユニット２２は例えば測定信号２０の送信及び伝播時間測定を制御する。

位置探知センサ１９によって検出された位置探知データは測定の間に絶えずリアルタイム接続２３を介して評価ユニット２４に転送され、この評価ユニット２４は位置探知データ及び測定された伝播時間から検査対象１８の断面画像を計算する。

この断面画像は評価ユニット２４から測定の間に絶えずさらに別のリアルタイム接続２５を介してＬＣＤディスプレイ２６に転送され、このＬＣＤディスプレイ２６はこの断面画像を上述した図２ａ及び２ｂで再現したやり方で表示する。

本発明の位置探知装置１６は、位置探知センサ１９と評価ユニット２４とＬＣＤディスプレイ２６との間のリアルタイム接続２３、２５によって既に走査中に検査対象１８の瞬時の断面画像の位置に関して瞬時の表示を可能にする。

最後に位置探知装置１６はさらにラウドスピーカ２７を有し、このラウドスピーカ２７は制御ユニット２２によって警報信号の送出のために制御される。位置探知の結果としてオブジェクト１７が検査対象１８において非常に表面近くに存在し、深度が予め設定された最小値を下回っている場合に、このような警報信号が例えば送出される。

本発明はその実施形態において上述の有利な実施例に限定されない。むしろ多数の変形実施形態が考えられ、これらの変形実施形態は基本的に他の種類の実施形態でもここに示された解決法を使用する。

建築物の壁及び本発明の位置探知装置の斜視図である。

本発明の方法により生成される建築物の壁の様々な断面画像を示す。

簡略化されたブロック線図として本発明の位置探知装置を示す。

符号の説明

１ 建築物の壁
２ 送水管
３ 位置探知装置
４ ＬＣＤディスプレイ
５ 走査された領域
６ 走査されていない領域
７ ベースライン
８ 位置探知装置のグラフィックシンボル
９ 位置探知措置の中心線
１０ 位置探知装置の輪郭
１１ 位置探知装置の輪郭
１２ オブジェクトのグラフィックシンボル
１３ 深度目盛り
１４ 深度目盛りの尺度単位のインジケータ
１５ 遮蔽された平面
１６ 位置探知装置
１７ オブジェクト
１８ 検査対象
１９ 位置探知センサ
２０ 測定信号
２１ 応答信号
２２ 制御ユニット
２３ リアルタイム接続
２４ 評価ユニット
２５ リアルタイム接続
２６ ＬＣＤディスプレイ
２７ ラウドスピーカ

Claims (14)

1. 検査対象（１、１８）内に存在するオブジェクト（２、１７）を有する前記検査対象（１、１８）の断面画像、とりわけ建築物の壁の断面画像をグラフィックに表示するための方法であって、前記断面画像は位置探知センサ（３、１９）のデータから得られる、検査対象（１、１８）内に存在するオブジェクト（２、１７）を有する前記検査対象（１、１８）の断面画像、とりわけ建築物の壁の断面画像をグラフィックに表示するための方法において、
   前記検査対象（１、１８）内に存在するオブジェクト（２、１７）を有する断面画像が既に前記位置探知センサ（３、１９）によるデータ検出の間に表示されることを特徴とする、検査対象（１、１８）内に存在するオブジェクト（２、１７）を有する前記検査対象（１、１８）の断面画像、とりわけ建築物の壁の断面画像をグラフィックに表示するための方法。
2. 断面画像には深度目盛り（１３）が表示されることを特徴とする、請求項１記載の方法。
3. 断面画像にはインジケータ（１４）が含まれており、該インジケータ（１４）は深度目盛り（１３）の尺度単位を示すことを特徴とする、請求項２記載の方法。
4. 位置探知すべきオブジェクト（２、１７）はそれぞれ標準化されたシンボル（１２）の形式で表示されることを特徴とする、請求項１〜３のうちの少なくとも１項記載の方法。
5. 位置探知すべきオブジェクト（２、１７）は断面画像においてその深度に依存してグラフィックに異なるように表示されることを特徴とする、請求項１〜４のうちの少なくとも１項記載の方法。
6. 位置探知センサ（３、１９）により検出されたオブジェクトの深度が検査対象（１、１８）において予め設定された値域内にある場合には、信号が送出されることを特徴とする、請求項１〜５のうちの少なくとも１項記載の方法。
7. 断面画像において既に位置探知センサ（３、１９）により検出された検査対象（１、１８）の領域（５）とまだ前記位置探知センサ（３、１９）により検出されていない前記検査対象（１、１８）の領域（６）とがグラフィックに異なるように表示されることを特徴とする、請求項１〜６のうちの少なくとも１項記載の方法。
8. 断面画像において位置探知すべきオブジェクト（２、１７）の遮蔽のために検出できない検査対象（１、１８）の領域（１５）と既に位置探知センサ（３、１９）によって検出された検査対象（１、１８）の領域（５）とがグラフィックに異なるように表示されることを特徴とする、請求項１〜７のうちの少なくとも１項記載の方法。
9. 検査対象（１、１８）、とりわけ建築物の壁の中のオブジェクトの位置探知のための位置探知装置（１６）であって、位置探知センサ（３、１９）を有し、該位置探知センサ（３、１９）によって検出された位置探知データを評価するための前記位置探知センサ（３、１９）に接続された評価ユニット（２４）を有し及び前記検査対象（１、１８）内に存在するオブジェクト（２、１７）を有する前記検査対象（１、１８）の断面画像の再現のためのグラフィックな表示ユニット（４、２６）を有する、検査対象（１、１８）、とりわけ建築物の壁の中のオブジェクトの位置探知のための位置探知装置（１６）において、
   断面画像の瞬時の送出を前記位置探知センサ（３、１９）のその都度の位置に相応して可能にするために、前記位置探知センサ（３、１９）、前記評価ユニット（２４）及び前記表示ユニット（４、２６）は、リアルタイム接続（２３、２５）によって互いに接続されていることを特徴とする、検査対象（１、１８）、とりわけ建築物の壁の中のオブジェクトの位置探知のための位置探知装置（１６）。
10. 表示ユニット（４）により表示される断面画像は位置探知センサ（３、１９）の瞬時の位置、前記位置探知センサ（３、１９）の中心線（９）の瞬時の位置及び/又は前記位置探知センサ（３，１９）の輪郭（１０、１１）の瞬時の位置のグラフィックな再現（８〜１１）を含むことを特徴とする、請求項９記載の位置探知装置（１６）。
11. 表示ユニット（４、２６）により表示される断面画像は検査対象（１、１８）の表面、深度目盛り（１３）、該深度目盛りの尺度単位（１４）及び/又は前記検査対象（１、１８）内に存在するオブジェクト（２、１７）のグラフィックな再現（７、１２〜１４）を含むことを特徴とする、請求項９又は１０記載の位置探知装置（１６）。
12. 断面画像におけるオブジェクト（２、１７）の再現のために予め設定されたグラフィックパターン（１２）が設けられていることを特徴とする、請求項９〜１１のうちの少なくとも１項記載の位置探知装置（１６）。
13. 表示ユニット（４、２６）はＬＥＤディスプレイ、ＬＣＤディスプレイ、陰極線管、プラズマディスプレイ、ＶＦＤディスプレイ又はＯＬＥＤディスプレイを有することを特徴とする、請求項９〜１２のうちの少なくとも１項記載の位置探知装置（１６）。
14. 指示信号を発生するための付加的な音響信号発信器を特徴とする、請求項９〜１３のうちの少なくとも１項記載の位置探知装置（１６）。

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