JP2014044114A - Differential magnetic probing system - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a differential magnetic probing system capable of differential magnetic probing by using only one magnetic sensor part.SOLUTION: One magnetic sensor part incorporated in a movable body is used and the strength data of a magnetic field obtained by the magnetic sensor part, while the movable body is moved on a linear probing line is stored in association with the movement distance data of the movable body obtained by a distance sensor part, as position magnetic field data in a storage part. Only the position magnetic field data corresponding to a previously set distance between virtual magnetic sensor parts is extracted from all the position magnetic field data stored in the storage part, during analysis of data, the difference in the strength of the magnetic field between the position magnetic field data having the second largest movement distance is calculated for all the extracted position magnetic field data, and a magnetic object buried in the ground is probed based on the obtained difference in the strength of the magnetic field.

Description

この発明は差動式磁気探査システム、詳しくは探査ライン上で離間した2つの位置における磁界の強さの差から、地中に埋まった磁性物体を探査する差動式磁気探査システムに関する。   The present invention relates to a differential magnetic exploration system, and more particularly to a differential magnetic exploration system for exploring a magnetic object buried in the ground from a difference in magnetic field strength at two positions separated on an exploration line.

戦時中の不発弾や地中構造物などの磁気を帯びた探査対象物(磁性物体)を磁気探査する場合、差動式磁気探査装置(差動式磁気探査システム)を用いることが一般的に行われている。
差動式磁気探査装置とは、磁性体の磁気を検出する2個の磁気検知コイル(磁気センサ部)を、移動体の内部空間に一定の間隔で保持して差動接続し、各磁気検知コイルにより得られた磁場の強さの差から探査対象物を探知するものである。
地球磁場のような一様な強磁場の中では、差動式磁気探査装置が動揺しても、互いの信号が打ち消し合って検出信号は発生しない。しかしながら、局部的な磁場が存在した場合、2個の磁気検知コイルが検出した磁場の大きさに差が生じる。差動式磁気探査装置ではこの磁場の差を利用し、管理者用のパソコンに所定の大きさの磁気の検出信号が送られるように構成されている。なお、一般的な差動式磁気探査装置では、地中の不発弾などから発生する数m〜十数m程度の磁気異常を検出するため、2個の磁気検知コイル間が0.5〜2.0mに設定されている。
When conducting magnetic exploration of magnetic exploration objects (magnetic objects) such as unexploded bombs and underground structures during the war, it is common to use a differential magnetic exploration device (differential magnetic exploration system) Has been done.
A differential magnetic exploration device is a two-way magnetic sensing coil (magnetic sensor unit) that detects the magnetism of a magnetic material and holds it in the inner space of the moving body at regular intervals to make a differential connection. The object to be searched is detected from the difference in the strength of the magnetic field obtained by the coil.
In a uniform strong magnetic field such as the earth's magnetic field, even if the differential magnetic exploration device is shaken, the signals cancel each other and no detection signal is generated. However, when a local magnetic field exists, a difference occurs in the magnitude of the magnetic field detected by the two magnetic detection coils. The differential magnetic exploration apparatus is configured to send a magnetic detection signal of a predetermined magnitude to a manager's personal computer using this magnetic field difference. In general differential magnetic exploration devices, in order to detect magnetic anomalies of several m to several tens of m that occur due to unexploded bombs in the ground, the distance between two magnetic sensing coils is 0.5-2. .0m is set.

特開平08−334570号公報JP 08-334570 A

このように、差動式磁気探査装置の場合、差動接続される磁気検知コイル間の距離と探査能力との関係は、磁気検知コイル間の距離を長く設定(例えば2.0m)すれば周囲の磁場の影響を受け易くなって磁気探査の分解能が低下する一方、磁気検知コイル間の距離を短く設定(例えば0.5m)すれば、探査距離を長くできないという相反の関係であった。具体的に説明すれば、仮に探査の対象区域に、探査対象物より強磁気の物体(建屋、車両、鋼製の矢板、杭など)が存在した場合、そのバックグランドノイズ(磁気)の影響で、強磁気の物体を中心とした半径数m〜数十mの領域での正確な探査は行えない。そこで、磁気検知コイル間の距離を短くすることが考えられるものの、探査範囲が短くなり探査時間が長くなってしまう。   As described above, in the case of the differential magnetic exploration apparatus, the relationship between the distance between the magnetic sensing coils that are differentially connected and the exploration capability is such that if the distance between the magnetic sensing coils is set long (for example, 2.0 m), However, if the distance between the magnetic sensing coils is set short (for example, 0.5 m), the reciprocal relationship cannot be increased. Specifically, if there are objects (such as buildings, vehicles, steel sheet piles, piles, etc.) that are more magnetic than the exploration target in the exploration area, the background noise (magnetism) will In addition, accurate exploration cannot be performed in a region with a radius of several meters to several tens of meters centering on a ferromagnetic object. Therefore, although it is conceivable to shorten the distance between the magnetic detection coils, the exploration range becomes short and the exploration time becomes long.

また、それまでの差動式磁気探査の常識では、差動式の磁気探査には2個の磁気検知コイルを用いることが必須要件とされてきた。そのため、例えば移動体の動揺など、何らかの原因で2個の磁気検知コイルの離間距離がずれた場合、正確な磁気探査を行えなくなるおそれがあった。しかも、磁気検知コイルを2個使用する分だけ、磁気探査コイルが内蔵される移動体、ひいては差動式磁気探査装置が高価になっていた。   Further, in the common sense of differential magnetic exploration so far, it has been an essential requirement to use two magnetic detection coils for differential magnetic exploration. Therefore, for example, when the distance between the two magnetic detection coils is deviated for some reason, such as the movement of the moving body, there is a possibility that accurate magnetic exploration cannot be performed. In addition, the moving body in which the magnetic exploration coil is incorporated, and hence the differential magnetic exploration apparatus, is expensive as much as two magnetic detection coils are used.

このような問題を踏まえ、例えば、磁気検知コイル間が2mの差動式磁気探査装置と、磁気検知コイル間が0.5mの差動式磁気探査装置という、それぞれの目的に合わせて磁気検知コイル間の距離が異なる2台の差動式磁気探査装置を採用することも考えられる。このようにすれば、上述した相反の関係の問題点は改善される。しかしながら、この方法では、2回の磁気探査作業を行わなければならず、2倍の探査時間が必要となるとともに、磁気検知コイル間が0.5mか2mという2パターンに限定されてしまい、より高精度な探査(磁気検知コイル間が0.5m未満)、または、より広範囲での探査(磁気検知コイル間が2m以上)を行うためには、それに見合った磁気検知コイル間の差動式磁気探査装置を準備する必要があった。   Based on such problems, for example, a magnetic detection coil according to each purpose, that is, a differential magnetic exploration device having a magnetic detection coil distance of 2 m and a differential magnetic exploration device having a magnetic detection coil distance of 0.5 m. It may be possible to employ two differential magnetic exploration devices with different distances between them. In this way, the above-described problem of the reciprocal relationship is improved. However, this method requires two magnetic exploration operations, requires twice as much exploration time, and is limited to two patterns of 0.5 m or 2 m between the magnetic detection coils. In order to conduct high-accuracy exploration (the distance between the magnetic detection coils is less than 0.5 m) or a wider range (the distance between the magnetic detection coils is 2 m or more), the differential type magnetism between the corresponding magnetic detection coils It was necessary to prepare an exploration device.

そこで、発明者は、鋭意研究の結果、移動体に内蔵される磁気センサ部を1個のみとした場合でも、移動体が直線的な探査ライン上を移動中、1個の磁気センサ部により得られた磁界の強さデータを、距離センサ部により得られた移動体の移動距離データと関連付けて位置磁界データとして記憶部に記憶し、データ解析時に、記憶部に記憶された全ての位置磁界データの中から、あらかじめ設定した測定地点間基準距離を基準として位置磁界データを順次抽出し、抽出された位置磁界データと、1個の磁気センサ部がこの抽出された位置磁界データより基準ピッチ分だけ移動した位置で抽出された次の位置磁界データとの間での磁界の強さの差(仮想磁気センサ部間の磁界の強さの差)を算出し、得られた磁界の強さの差に基づき、地中の磁性物体を探査すれば、上述した問題は全て解消されることを知見し、この発明を完成させた。   Thus, as a result of earnest research, the inventor has obtained only one magnetic sensor unit while the moving body is moving on a linear search line even when only one magnetic sensor unit is built in the moving body. The magnetic field strength data obtained is stored in the storage unit as positional magnetic field data in association with the moving distance data of the moving body obtained by the distance sensor unit, and all the positional magnetic field data stored in the storage unit at the time of data analysis The position magnetic field data is sequentially extracted from the reference position between the measurement points set in advance, and the extracted position magnetic field data and one magnetic sensor unit are equivalent to the reference pitch from the extracted position magnetic field data. Calculate the difference in magnetic field strength (difference in magnetic field strength between virtual magnetic sensor units) with the next position magnetic field data extracted at the moved position, and obtain the difference in magnetic field strength. In the ground If probing the object, the problems discussed above by finding that it is eliminated all completed the present invention.

特に、測定地点間基準距離(仮想した一対の磁気センサ部間の距離)を適宜変更し、記憶部に記憶された全ての位置磁界データの中から、各パターンの測定地点間基準距離に対応した位置磁界データを抽出すれば、1個の磁気センサ部による1回の磁気探査のみで、磁気センサ部間の距離がそれぞれ異なる複数の移動体を用いて磁気探査を行った場合と同様に、周囲の磁場の影響を抑制して磁性物体の探査の分解能を高められることを知見し、この発明を完成させた。   In particular, the reference distance between measurement points (distance between a virtual pair of magnetic sensor units) is changed as appropriate, and the reference distance between measurement points for each pattern is selected from all the position magnetic field data stored in the storage unit. If the position magnetic field data is extracted, only one magnetic exploration by one magnetic sensor unit is performed, and the magnetic exploration is performed using a plurality of moving bodies having different distances between the magnetic sensor units. It was found that the resolution of the magnetic object search can be improved by suppressing the influence of the magnetic field of the present invention, and the present invention has been completed.

この発明は、1個の磁気センサ部のみを利用し、差動式磁気探査を行うことができる差動式磁気探査システムを提供することを目的としている。
また、この発明は、周囲の磁場の影響を低減し、かつ磁性物体の探査の分解能を高めることができる差動式磁気探査システムを提供することを目的としている。
An object of the present invention is to provide a differential magnetic exploration system capable of performing differential magnetic exploration using only one magnetic sensor unit.
Another object of the present invention is to provide a differential magnetic exploration system that can reduce the influence of a surrounding magnetic field and increase the resolution of exploration of a magnetic object.

請求項1に記載の発明は、直線的な探査ライン上の測定始点から測定終点までを移動する移動体と、該移動体に内蔵された磁気センサ部と、前記移動体に伴って前記探査ライン上を移動する前記磁気センサ部の前記測定始点からの移動距離を検出する距離センサ部と、前記移動体の移動に伴う前記磁気センサ部の移動中、該磁気センサ部が前記探査ライン上の離間した2つの位置でそれぞれ検出した磁界の強さの差から、地中に埋まった磁性物体の3次元的な位置を探査する差動式磁気探査部と、前記磁気センサ部からの検出信号および前記距離センサ部からの検出信号に基づいて、前記地中に埋まった磁性物体の3次元的な位置を演算する演算処理手段とを備えた差動式磁気探査システムであって、前記磁気センサ部は1個で、前記差動式磁気探査部は、前記距離センサ部からの検出信号に基づいて得られた複数の移動距離データと、前記1個の磁気センサ部の検出信号に基づいて得られた複数の磁界の強さデータとを関連付けて、複数の位置磁界データを作成するデータ作成手段と、前記複数の位置磁界データと、前記磁界の強さの差を求めるためにあらかじめ設定された測定地点間基準距離とを記憶する記憶部と、該記憶部に記憶された前記測定地点間基準距離を抽出の基準ピッチとして、前記記憶部に記憶された前記複数の位置磁界データの中から、該当する位置磁界データを抽出するデータ抽出手段とを有し、前記演算処理手段は、抽出された前記位置磁界データと、該抽出された位置磁界データより前記1個の磁気センサ部が前記基準ピッチ分だけ移動した位置における前記抽出された位置磁界データとの間での磁界の強さの差を演算し、この演算により得られたそれぞれの前記磁界の強さの差に基づき、前記地中に埋まった磁性物体の3次元的な位置を探査する差動式磁気探査システムである。   According to the first aspect of the present invention, there is provided a moving body that moves from a measurement start point to a measurement end point on a linear exploration line, a magnetic sensor unit built in the moving body, and the exploration line accompanying the moving body. A distance sensor unit that detects a moving distance from the measurement start point of the magnetic sensor unit that moves above, and the magnetic sensor unit is separated on the search line during the movement of the magnetic sensor unit due to the movement of the moving body A differential magnetic exploration unit for exploring a three-dimensional position of a magnetic object buried in the ground based on a difference in magnetic field strength detected at each of the two positions; a detection signal from the magnetic sensor unit; and A differential magnetic exploration system comprising: an arithmetic processing unit that calculates a three-dimensional position of a magnetic object buried in the ground based on a detection signal from a distance sensor unit, wherein the magnetic sensor unit includes: One, the differential type The air exploration unit includes a plurality of movement distance data obtained based on detection signals from the distance sensor unit, and a plurality of magnetic field strength data obtained based on detection signals from the one magnetic sensor unit. A data creation means for creating a plurality of position magnetic field data in association with each other, a memory for storing the plurality of position magnetic field data, and a reference distance between measurement points set in advance to obtain a difference in strength of the magnetic field And data extraction for extracting corresponding position magnetic field data from the plurality of position magnetic field data stored in the storage unit using the reference distance between the measurement points stored in the storage unit as a reference pitch for extraction And the arithmetic processing means at the position where the one magnetic sensor unit has moved by the reference pitch from the extracted position magnetic field data and the extracted position magnetic field data. The magnetic field strength difference between the extracted position magnetic field data is calculated, and 3 of the magnetic object buried in the ground is calculated based on the magnetic field strength difference obtained by the calculation. This is a differential magnetic exploration system for exploring a dimensional position.

請求項2に記載の発明は、前記記憶部には、複数の前記測定地点間基準距離が記憶され、前記データ抽出手段は、前記記憶部に記憶された前記複数の測定地点間基準距離を抽出の基準ピッチとして、前記記憶部に記憶された前記複数の位置磁界データの中から、それぞれ該当する位置磁界データを抽出し、前記演算処理手段は、前記複数の測定地点間基準距離ごとに、抽出された前記位置磁界データと、該抽出された位置磁界データより前記1個の磁気センサ部が前記基準ピッチ分だけ移動した位置における前記抽出された位置磁界データとの間での磁界の強さの差を演算し、前記演算処理手段による前記複数の測定地点間基準距離ごとの演算結果に基づき、前記地中に埋まった磁性物体の3次元的な位置をそれぞれ探査する請求項1に記載の差動式磁気探査システムである。   In the second aspect of the present invention, the storage unit stores a plurality of reference distances between the measurement points, and the data extraction unit extracts the plurality of reference distances between the measurement points stored in the storage unit. As the reference pitch, the corresponding position magnetic field data is extracted from the plurality of position magnetic field data stored in the storage unit, and the arithmetic processing means extracts each reference distance between the plurality of measurement points. Of the magnetic field strength between the extracted position magnetic field data and the extracted position magnetic field data at a position where the one magnetic sensor unit has moved by the reference pitch from the extracted position magnetic field data. The difference is calculated, and the three-dimensional position of the magnetic object buried in the ground is respectively searched based on a calculation result for each reference distance between the plurality of measurement points by the calculation processing unit. A differential type magnetic survey system.

請求項3に記載の発明は、前記1個の磁気センサ部は、特定の1軸方向のみで感度が高い3つの磁気センサを、各軸が互いに直交するようにX方向、Y方向、Z方向に個々に配置した3軸磁気センサで、前記移動体には、前記探査ライン上を移動中の前記3軸磁気センサのX軸の傾き、Y軸の傾き、Z軸の傾きをそれぞれ検出する動揺センサが設けられ、前記差動式磁気探査部には、前記動揺センサからの検出信号によって得られた前記3軸磁気センサのX軸の傾きデータ、Y軸の傾きデータ、Z軸の傾きデータに基づき、前記3軸磁気センサのX軸の傾き、Y軸の傾き、Z軸の傾きをそれぞれ補正する角度補正手段が設けられた請求項1または請求項2に記載の差動式磁気探査システムである。   According to a third aspect of the present invention, the one magnetic sensor unit includes three magnetic sensors having high sensitivity only in one specific axial direction, and the X direction, the Y direction, and the Z direction so that the respective axes are orthogonal to each other. The three-axis magnetic sensor individually arranged on the movable body is a sway that detects the X-axis tilt, Y-axis tilt, and Z-axis tilt of the three-axis magnetic sensor moving on the search line. A sensor is provided, and the differential magnetic exploration unit includes X-axis tilt data, Y-axis tilt data, and Z-axis tilt data of the three-axis magnetic sensor obtained by a detection signal from the motion sensor. 3. The differential magnetic exploration system according to claim 1, further comprising an angle correction unit that corrects an X-axis tilt, a Y-axis tilt, and a Z-axis tilt of the three-axis magnetic sensor. is there.

ここでいう差動式磁気探査システムとは、それまでの技術常識であった探査ライン上で離間した2個の磁気センサ部を差動接続し、磁気センサ部間の磁界の強さの差から地中の磁性物体を探査するものとは異なり、1個の磁気センサ部のみを探査ライン上の測定始点から測定終点まで移動させて、1個の磁気センサ部の測定始点からの移動距離データと、各移動距離データの測定位置における磁界の強さデータとを測定し、その後、対応する移動距離データと磁界の強さデータとを関連付けて複数の位置磁界データを作成し、次に、例えばパソコンのソフトウェア(アプリケーション)上で、あらかじめ設定された測定地点間基準距離を抽出の基準ピッチとして、複数の位置磁界データの中から、該当する2つの位置磁界データを抽出し、それらの磁界の強さの差から磁性物体を3次元的に探査するものである。
探査ラインは、直線的であればその向きは任意である。例えば、地中に向かう垂直方向(垂直探査)でも、地面と平行な水平方向(水平探査)でもよい。ここでいう水平探査には、地面と平行(水平)に掘削して形成された水平掘削孔の中を移動体が水平移動する場合と、地面と平行に支持された非磁性体の管体の中を移動体が水平移動する場合と、作業者が地上の探査ラインに沿って移動体を持ち歩く場合とを含む。
The differential magnetic exploration system here refers to the difference in magnetic field strength between the magnetic sensor units by differentially connecting two magnetic sensor units separated on the exploration line, which was the common general technical knowledge until then. Unlike searching for magnetic objects in the ground, only one magnetic sensor unit is moved from the measurement start point to the measurement end point on the search line, and the movement distance data from the measurement start point of one magnetic sensor unit , Measuring the magnetic field strength data at the measurement position of each moving distance data, and then associating the corresponding moving distance data with the magnetic field strength data to create a plurality of position magnetic field data, In the software (application), two corresponding position magnetic field data are extracted from a plurality of position magnetic field data using a preset reference distance between measurement points as a reference pitch for extraction. From the difference in the intensity of al of the magnetic field it is intended to probe the magnetic object in three dimensions.
The direction of the exploration line is arbitrary as long as it is linear. For example, it may be a vertical direction (vertical exploration) toward the ground or a horizontal direction (horizontal exploration) parallel to the ground. The horizontal exploration here refers to the case where the moving body moves horizontally in a horizontal excavation hole formed by excavating parallel to the ground (horizontal), and the case of a non-magnetic tube supported in parallel to the ground. This includes a case where the moving body moves horizontally inside and a case where an operator carries the moving body along a ground search line.

移動体の素材は、非磁性体であれば限定されない。例えばアルミニウムでもよい。また、移動体の形状としては、例えば円筒体を採用することができる。移動体の直径、長さは限定されない。探査ラインが地中に存在する場合、移動体が移動する掘削孔は鉛直な孔でもよい。または傾斜した孔でもよい。さらには水平な孔でもよい。掘削孔の直径、深さは限定されない。
移動体の移動手段は限定されない。例えば、駆動源を有してガイドローラをガイド溝内で転動して移動させてもよい。また、ウインチを利用した自動昇降により移動させてもよい。さらには、作業者が手に持って移動させてもよい。
磁気探査される磁性物体としては、例えば戦時中の不発弾や地中構造物などが挙げられる。磁性物体の素材は限定されない。例えば、鉄、ニッケルなどの磁性を有する金属であればよい。磁性物体の形状、大きさも任意である。
The material of the moving body is not limited as long as it is a non-magnetic material. For example, aluminum may be used. Moreover, as a shape of a moving body, a cylindrical body can be employ | adopted, for example. The diameter and length of the moving body are not limited. When the exploration line exists in the ground, the excavation hole through which the moving body moves may be a vertical hole. Alternatively, an inclined hole may be used. Furthermore, a horizontal hole may be sufficient. The diameter and depth of the borehole are not limited.
The moving means of the moving body is not limited. For example, a guide source may be provided and the guide roller may roll and move in the guide groove. Moreover, you may move by the automatic raising / lowering using a winch. Furthermore, the worker may move it by holding it in his hand.
Examples of magnetic objects subjected to magnetic exploration include unexploded shells and underground structures during the war. The material of the magnetic object is not limited. For example, any metal having magnetism such as iron or nickel may be used. The shape and size of the magnetic object are also arbitrary.

ここでいう「1個の磁気センサ部」としては、例えば、特定の1軸方向のみの感度が高い1つの磁気センサを、その高感度な方向を移動方向と直交する方向に向けた1軸磁気センサを採用することができる。その他、特定の1軸方向のみの感度が高い3つの磁気センサを、各軸が互いに直交するようにX方向、Y方向、Z方向に個々に配置した3軸磁気センサを採用してもよい。3軸磁気センサを採用した場合には、1軸磁気探査の場合に比べて高感度に3次元的(立体的)な磁気探査が行えるため、探査精度を高めることができる。3つの磁気センサは、互いに近接配置することができる。
1個の磁気センサ部が3軸センサの場合、磁界の強さ(検出データの値)の差とは、両磁気センサ部のX方向の成分の差だけでも、両磁気センサ部のY方向の成分の差だけでも、両磁気センサ部のZ方向の成分の差だけでもよい。また、両磁気センサ部のX方向の成分およびY方向の成分だけでもよいし、両磁気センサ部のX方向の成分とZ方向の成分だけでもよい。または、両磁気センサ部のY方向の成分とZ方向の成分だけでもよい。さらには、両磁気センサ部の全ての成分でもよい。
As used herein, “one magnetic sensor unit” refers to, for example, one magnetic sensor having high sensitivity only in a specific one-axis direction, and uniaxial magnetism in which the high-sensitivity direction is directed in a direction orthogonal to the moving direction. A sensor can be employed. In addition, a three-axis magnetic sensor in which three magnetic sensors having high sensitivity only in a specific one-axis direction are individually arranged in the X, Y, and Z directions so that the respective axes are orthogonal to each other may be employed. When a three-axis magnetic sensor is used, since the three-dimensional (three-dimensional) magnetic exploration can be performed with higher sensitivity than in the case of the uniaxial magnetic exploration, the exploration accuracy can be increased. The three magnetic sensors can be arranged close to each other.
When one magnetic sensor unit is a three-axis sensor, the difference in magnetic field strength (detection data value) is the difference in the X direction component between the two magnetic sensor units. Only the difference in the components or the difference in the components in the Z direction of the two magnetic sensor units may be used. Further, only the X-direction component and the Y-direction component of both magnetic sensor units may be used, or only the X-direction component and the Z-direction component of both magnetic sensor units may be used. Alternatively, only the Y-direction component and the Z-direction component of both magnetic sensor units may be used. Furthermore, all components of both magnetic sensor units may be used.

磁気センサの種類は限定されない。例えば、磁気発振方式の磁気センサを採用することができる。その他、フラックスゲート型磁気センサでもよい。フラックスゲート型磁気センサとは、高透磁率磁性コアのB−H特性が入力磁界によりシフトすることを利用した磁気センサである。
距離センサ部としては、例えば、移動体をワイヤの巻取りによって探査ライン上で移動させる電動ウインチのドラムの回転数により移動体の移動距離を検出するものを採用することができる。その他、距離計、ケーブルに印を入れたものなどでもよい。
演算処理手段としては、例えばパソコンのCPUなどが挙げられる。
The kind of magnetic sensor is not limited. For example, a magnetic oscillation type magnetic sensor can be employed. In addition, a flux gate type magnetic sensor may be used. A fluxgate type magnetic sensor is a magnetic sensor that utilizes the fact that the BH characteristic of a high permeability magnetic core is shifted by an input magnetic field.
As the distance sensor unit, for example, a unit that detects the moving distance of the moving body based on the number of rotations of the drum of the electric winch that moves the moving body on the search line by winding the wire can be adopted. In addition, a distance meter or a cable with a mark may be used.
Examples of the arithmetic processing means include a CPU of a personal computer.

差動式磁気探査部は、ソフトウェア上でその疑似的な差動式の磁気探査を実施するため、データ作成手段、データ抽出手段および記憶部を備えている。
データ作成手段において、「距離センサ部からの検出信号に基づいて得られた複数の移動距離データと、1個の磁気センサ部の検出信号に基づいて得られた複数の磁界の強さデータとを関連付けて、複数の位置磁界データを作成する」とは、例えば移動体が探査ライン上の点Pに到達した時、距離センサ部により得られた移動体の点Pまでの移動距離データ(探査ライン上の移動後の位置データ)と、1個の磁気センサ部が点Pで検出した磁界の強さデータとを1対1の関係で関連付け、探査ライン上の点Pの位置磁界データを作成することをいう。
これを事例を挙げて詳しく説明すれば、測定地点間基準距離(ΔD)が0.2m、移動体が探査ライン上の0m点(測定始点、測線始点、探査始点)から1m点(測定終点、測線終点、探査終点)まで1m移動したとき(位置磁界データの作成条件)、距離センサ部が連続的に移動距離データを検出するとともに、1個の磁気センサ部がその移動距離データの検出位置での磁界の強さデータを連続的に検出し、その後、前記1対1の関係で、移動距離データと磁界の強さデータとをデータ作成手段により関連付け、複数の位置磁界データを取得することをいう。
The differential magnetic exploration unit includes a data creation unit, a data extraction unit, and a storage unit in order to perform the pseudo differential magnetic exploration on software.
In the data creation means, “a plurality of movement distance data obtained based on the detection signal from the distance sensor unit and a plurality of magnetic field strength data obtained based on the detection signal of one magnetic sensor unit are obtained. “Create a plurality of positional magnetic field data in association with each other” means that, for example, when the moving object reaches a point P on the search line, the moving distance data (search line) to the point P of the moving object obtained by the distance sensor unit. (Position data after movement above) and magnetic field strength data detected by one magnetic sensor unit at point P are correlated in a one-to-one relationship to create position magnetic field data at point P on the search line. That means.
Explaining this in detail with examples, the reference distance between measurement points (ΔD) is 0.2 m, and the moving object is 1 m (measurement end point, measurement start point, measurement start point) When moving 1 meter to the end of survey line (end point of exploration) (conditions for creating position magnetic field data), the distance sensor unit continuously detects the movement distance data and one magnetic sensor unit is at the detection position of the movement distance data. Continuously detecting the magnetic field strength data, and then associating the moving distance data with the magnetic field strength data by the data creation means in the one-to-one relationship to obtain a plurality of position magnetic field data. Say.

ここでいう「測定地点間基準距離」とは、従来の差動式磁気探査システムでの「1つの移動体に離間して内蔵された2個の磁気センサ部間の距離」に該当し、差動式の磁気探査を1個の磁気センサ部を用いて行うため、あらかじめ記憶部にデータとして記憶され、かつ記憶部に記憶された複数の位置磁界データの中から、その磁気センサ部間の距離に該当する位置磁界データをデータ抽出手段によって抽出する際の抽出基準となる距離(抽出ピッチ)である。測定地点間基準距離は、1つでも、複数(2つまたは3つ以上)でもよい。
測定地点間基準距離に応じて取得した探査ライン上の異なる2点の位置磁界データの差分から、地中に埋まった磁性物体の一種である不発弾などから発生する数m〜十数mの磁気異常を検出する場合、測定地点間基準距離は、0.5〜2.0mに設定した方が好ましい。
The “reference distance between measurement points” here corresponds to the “distance between two magnetic sensor units built in a single moving body apart from each other” in the conventional differential magnetic exploration system. In order to perform dynamic magnetic exploration using one magnetic sensor unit, the distance between the magnetic sensor units from among a plurality of positional magnetic field data stored in advance as data in the storage unit and stored in the storage unit Is a distance (extraction pitch) that serves as an extraction reference when the data extraction means extracts the position magnetic field data corresponding to. The reference distance between measurement points may be one or plural (two or three or more).
Magnetic field of several to tens of meters generated from unexploded shells that are a kind of magnetic objects buried in the ground based on the difference between magnetic field data of two different points on the survey line acquired according to the reference distance between measurement points When detecting an abnormality, the reference distance between measurement points is preferably set to 0.5 to 2.0 m.

記憶部には、複数の位置磁界データと、測定地点間基準距離とが、少なくとも記憶される。記憶部としては、例えばパソコンなどの端末の記憶部(メモリ)などを採用することができる。
ここでいう「記憶部に記憶された測定地点間基準距離を抽出の基準ピッチとして、記憶部に記憶された複数の位置磁界データの中から、該当する位置磁界データを抽出する」とは、以下のことを意味する。例えば、測定地点間基準距離(ΔD)が0.2mで、移動体が探査ライン上を0m点(測線始点)から1m点(測線終点)まで1mだけ移動したときの位置磁界データを記憶部に記憶しておく。ここで、測定地点間基準距離が0.2mであるため、記憶部に記憶された複数の位置磁界データの中から、(1)0.2mの移動距離データを含む位置磁界データ、(2)0.4mの移動距離データを含む位置磁界データ、(3)0.6mの移動距離データを含む位置磁界データ、(4)0.8mの移動距離データを含む位置磁界データ、(5)1.0mの移動距離データを含む位置磁界データを抽出する、ことを意味する。
The storage unit stores at least a plurality of position magnetic field data and a reference distance between measurement points. As the storage unit, for example, a storage unit (memory) of a terminal such as a personal computer can be employed.
Here, “extracting corresponding position magnetic field data from a plurality of position magnetic field data stored in the storage unit using the reference distance between measurement points stored in the storage unit as a reference pitch for extraction” refers to the following Means that. For example, the position magnetic field data when the reference distance between measurement points (ΔD) is 0.2 m and the moving body moves on the search line from 0 m point (measurement line start point) to 1 m point (measurement line end point) by 1 m is stored in the storage unit. Remember. Here, since the reference distance between measurement points is 0.2 m, (1) position magnetic field data including movement distance data of 0.2 m from the plurality of position magnetic field data stored in the storage unit, (2) Positional magnetic field data including moving distance data of 0.4 m, (3) positional magnetic field data including moving distance data of 0.6 m, (4) positional magnetic field data including moving distance data of 0.8 m, (5) This means that position magnetic field data including moving distance data of 0 m is extracted.

ここでいう「抽出された位置磁界データと、抽出された位置磁界データより1個の磁気センサ部が基準ピッチ分だけ移動した位置における前記抽出された位置磁界データとの間での磁界の強さの差を演算し、」とは、以下のことを意味する。例えば、上述した位置磁界データの作成条件に則って、測定地点間基準距離(ΔD)が0.2m、移動体が探査ライン上の0m点から1m点までの範囲で移動する場合において、位置磁界データ(1)−(2)(位置磁界データ(1)と位置磁界データ(2)の間)における磁界の強さの差(A)、位置磁界データ(2)−(3)の間における磁界の強さの差(B)、位置磁界データ(3)−(4)の間における磁界の強さの差(C)、位置磁界データ(4)−(5)の間における磁界の強さの差(D)をそれぞれ演算処理手段により演算する、ことを意味する。
したがって、演算処理手段は、1個の磁気センサ部であっても、従来の2個の磁気センサ部を使用した場合と同様に差動磁気探査が可能なように、ソフトウェア上で抽出された全ての位置磁界データに対して、その抽出された位置磁界データと、その次に移動距離データの値が大きい位置磁界データとの間での磁界の強さの差を演算する。
Here, “the strength of the magnetic field between the extracted position magnetic field data and the extracted position magnetic field data at the position where one magnetic sensor unit has moved by the reference pitch from the extracted position magnetic field data. ”Means the following. For example, in the case where the reference distance (ΔD) between the measurement points is 0.2 m and the moving body moves from the 0 m point to the 1 m point on the search line in accordance with the above-described conditions for generating the position magnetic field data, the position magnetic field Difference in magnetic field strength (A) between data (1)-(2) (between position magnetic field data (1) and position magnetic field data (2)), magnetic field between position magnetic field data (2)-(3) Intensity difference (B), magnetic field strength difference (C) between position magnetic field data (3)-(4), and magnetic field strength between position magnetic field data (4)-(5) It means that the difference (D) is calculated by the calculation processing means.
Therefore, the arithmetic processing means can use only one magnetic sensor part so that differential magnetic exploration can be performed in the same way as when two conventional magnetic sensor parts are used. For the position magnetic field data, the magnetic field strength difference between the extracted position magnetic field data and the position magnetic field data having the next largest moving distance data value is calculated.

また、測定地点間基準距離は複数でもよい。この場合、データ抽出手段では、それらの測定地点間基準距離を抽出の基準ピッチとして、記憶部に記憶された複数の位置磁界データの中から、該当する位置磁界データを、対応する測定地点間基準距離別にそれぞれ区分して抽出する。例えば、複数の測定地点間基準距離(ΔD)として0.2mと、0.3mとの2つが設定されている場合、(ΔD=0.2m)グループとして、前記位置磁界データ(1)〜(5)を抽出する。しかも、(ΔD=0.3m)グループとして、記憶部に記憶された位置磁界データの中から、(6)0.3mの移動距離データを含む位置磁界データ、(7)0.6mの移動距離データを含む位置磁界データ、(8)0.9mの移動距離データを含む位置磁界データを、それぞれ抽出する。
その場合、演算処理手段では、複数の測定地点間基準距離ごとに、その抽出された位置磁界データと、抽出された位置磁界データより1個の磁気センサ部が基準ピッチ分だけ移動した位置における前記抽出された位置磁界データとの間での磁界の強さの差を演算する。具体的には、(ΔD=0.2m)グループの場合には、前記磁界の強さの差(A)〜(D)を演算処理手段により演算し、(ΔD=0.3m)グループの場合には、位置磁界データ(6)−(7)の間における磁界の強さの差(E)と、位置磁界データ(7)−(8)の間における磁界の強さの差(F)とをそれぞれ演算処理手段により演算する。
Moreover, the reference distance between measurement points may be plural. In this case, the data extraction means uses the reference distance between the measurement points as a reference pitch for extraction, and selects the corresponding position magnetic field data from the plurality of position magnetic field data stored in the storage unit. Separate and extract by distance. For example, when two reference distances between measurement points (ΔD) of 0.2 m and 0.3 m are set, (ΔD = 0.2 m) as the group, the position magnetic field data (1) to ( 5) is extracted. In addition, (6) positional magnetic field data including moving distance data of 0.3 m from the positional magnetic field data stored in the storage unit as the (ΔD = 0.3 m) group, (7) moving distance of 0.6 m Position magnetic field data including data and (8) position magnetic field data including moving distance data of 0.9 m are extracted.
In that case, in the arithmetic processing means, for each reference distance between a plurality of measurement points, the extracted position magnetic field data and the position at which one magnetic sensor unit has moved by the reference pitch from the extracted position magnetic field data. The difference in magnetic field strength between the extracted position magnetic field data is calculated. Specifically, in the case of the (ΔD = 0.2 m) group, the magnetic field strength differences (A) to (D) are calculated by the arithmetic processing means, and in the case of the (ΔD = 0.3 m) group. The difference in magnetic field strength (E) between the position magnetic field data (6)-(7) and the difference in magnetic field strength (F) between the position magnetic field data (7)-(8) Are each calculated by an arithmetic processing means.

動揺センサは、1個の磁気センサ部である3軸磁気センサの3軸方向の回転または傾斜(ロール・ピッチ・ヨー)を検出する検出器である。ここで、ロールとは3軸センサの移動(進行)方向を向いたZ軸を中心とする左右方向の回転または傾斜をいう。また、ピッチとは3軸センサの左右方向を向いたX軸を中心とする前後方向の回転または傾斜をいう。さらに、ヨーとは3軸センサの鉛直方向を向いたY軸を中心とする回転または傾斜をいう。
動揺センサとしては、例えばロール、ピッチについてはDMS2−05を採用することができ、ヨーについては磁気センサを方位計として利用し、ヨーを算出することができる。
The motion sensor is a detector that detects rotation or inclination (roll, pitch, yaw) in the three-axis direction of a three-axis magnetic sensor that is one magnetic sensor unit. Here, the roll means rotation or inclination in the left-right direction around the Z-axis that faces the movement (advance) direction of the three-axis sensor. The pitch means rotation or inclination in the front-rear direction around the X axis facing the left-right direction of the three-axis sensor. Furthermore, yaw refers to rotation or tilting about the Y axis that faces the vertical direction of the three-axis sensor.
As the motion sensor, for example, DMS2-05 can be adopted for the roll and pitch, and the yaw can be calculated using the magnetic sensor as the compass for the yaw.

角度補正手段は、動揺センサが検出した3軸磁気センサのロール・ピッチ・ヨーの回転または傾斜を、例えば回転行列により補正するものをいう。
例えば、まず差分変換行列Rを次の数式1により求める。
The angle correction means is a means that corrects, for example, the rotation matrix of the roll, pitch, and yaw of the three-axis magnetic sensor detected by the vibration sensor.
For example, first, the difference transformation matrix R is obtained by the following formula 1.

(数1)
R=RxRyRz
(Equation 1)
R = RxRyRz

ここで、RxはX軸の回転行列(ピッチ、数式2)、RyはY軸の回転行列(ヨー、数式3)、RzはZ軸の回転行列(ロール、数式4)である。   Here, Rx is an X-axis rotation matrix (pitch, Formula 2), Ry is a Y-axis rotation matrix (Yaw, Formula 3), and Rz is a Z-axis rotation matrix (Roll, Formula 4).

Figure 2014044114
Figure 2014044114

Figure 2014044114
Figure 2014044114

Figure 2014044114
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次に、測定データの各軸成分行列Tを、数式5により求める。   Next, each axis component matrix T of the measurement data is obtained by Equation 5.

(数5)
T=X(i)Y(i)Z(i)
(Equation 5)
T = X (i) Y (i) Z (i)

さらに、補正された各軸成分の行列T´を、数式6により求める。   Further, a corrected matrix T ′ of each axis component is obtained by Expression 6.

(数6)
T´=RT
(Equation 6)
T '= RT

その後、X(i)Y(i)Z(i)にT´の各成分を入力し、3軸磁気センサのロール・ピッチ・ヨーを補正する。 Thereafter, each component of T ′ is input to X (i) Y (i) Z (i), and the roll, pitch, and yaw of the three-axis magnetic sensor are corrected.

請求項1に記載の発明によれば、移動体が直線的な探査ライン上の測定始点から測定終点までを移動中、1個の磁気センサ部によって磁界の強さデータを取得し、距離センサ部により移動体の移動距離データを取得し、これらのデータを探査ライン上の所定位置での磁界の強さとして関連付けて、データ作成手段により複数の位置磁界データを作成し、得られた複数の位置磁界データを記憶部に記憶する。その後、あらかじめ記憶部に記憶された測定地点間基準距離を抽出の基準ピッチとして、データ抽出手段を使用し、記憶部に記憶された複数の位置磁界データの中から該当する位置磁界データをそれぞれ抽出し、抽出された位置磁界データと、抽出された位置磁界データより1個の磁気センサ部が基準ピッチ分だけ移動した位置における前記抽出された位置磁界データとの間での磁界の強さの差を演算処理手段によりそれぞれ演算し、その演算結果に基づき、地中に埋まった磁性物体の位置を探査する。   According to the first aspect of the present invention, while the moving body is moving from the measurement start point to the measurement end point on the linear search line, the magnetic field strength data is acquired by one magnetic sensor unit, and the distance sensor unit The movement distance data of the moving body is acquired by the above, the data is created by associating these data as the magnetic field strength at a predetermined position on the search line, and the data creation means creates a plurality of position magnetic field data. The magnetic field data is stored in the storage unit. Then, using the data extraction means using the reference distance between measurement points stored in advance in the storage unit as the extraction reference pitch, the corresponding position magnetic field data is extracted from the plurality of position magnetic field data stored in the storage unit. The difference in magnetic field strength between the extracted position magnetic field data and the extracted position magnetic field data at a position where one magnetic sensor unit has moved by a reference pitch from the extracted position magnetic field data. Are calculated by the calculation processing means, and the position of the magnetic object buried in the ground is searched based on the calculation result.

このように、探査ライン上を移動する1個の磁気センサ部が検出した磁界の強さを、探査ライン上の位置(移動距離)と関連付けて複数の位置磁界データとして記憶部に記憶し、データ解析時、従来の移動体に内蔵された2個の磁気センサ部間の距離に該当する「測定地点間基準距離」を基準として、ソフトウェア上で前記磁界の強さの差の演算データを取得し、その演算結果から地中での磁性物体の位置を探査するようにしたため、それまでの差動式磁気探査の技術常識であった2個の磁気センサ部を使用しなくとも、1個の磁気センサ部のみで差動式磁気探査を行うことができる。   In this way, the magnetic field strength detected by one magnetic sensor unit moving on the search line is stored in the storage unit as a plurality of position magnetic field data in association with the position (movement distance) on the search line. At the time of analysis, on the basis of the “reference distance between measurement points” corresponding to the distance between two magnetic sensor units built in the conventional mobile body, the calculation data of the difference in the magnetic field strength is acquired on the software. Since the position of the magnetic object in the ground is searched from the calculation result, one magnetic sensor can be used without using the two magnetic sensor portions that have been common sense in differential magnetic exploration. Differential magnetic exploration can be performed using only the sensor unit.

特に、請求項2に記載の発明によれば、記憶部に記憶された位置磁界データの中から該当する位置磁界データをデータ抽出手段によって抽出する際、抽出の基準ピッチとなる測定地点間基準距離を複数とした。その結果、1個の磁気センサ部による1回の磁気探査のみで、磁気センサ部間の距離がそれぞれ異なる複数の移動体を用いて磁気探査を行った場合と同様に、周囲の磁場の影響を抑制し、磁性物体の探査の分解能を高めることができる。   In particular, according to the second aspect of the present invention, when the corresponding position magnetic field data is extracted from the position magnetic field data stored in the storage unit by the data extraction means, the reference distance between the measurement points which becomes the extraction reference pitch. A plurality of As a result, the effect of the surrounding magnetic field can be reduced in the same manner as when magnetic exploration is performed using a plurality of moving bodies with different distances between the magnetic sensor portions by only one magnetic exploration by one magnetic sensor portion. It can be suppressed and the resolution of magnetic object search can be increased.

また、請求項3に記載の発明によれば、磁気センサ部として、各軸が互いに直交するようにX方向、Y方向、Z方向に個々に配置した3軸磁気センサを採用したため、平面的探査に近い探査(精度が低い3次元探査)となる1軸センサを使用した場合とは異なり、地中の磁性物体の高精度な3次元探査を行うことができる。
しかも、動揺センサにより軸磁気センサのX軸の傾き、Y軸の傾きおよびZ軸の各傾き(以下、3軸の傾き)を検出し、角度補正手段によってこれらの傾きをソフトウェア上で補正する。これにより、磁性物体の探査中に移動体が3次元的に傾いても、その傾きを自動補正することができる。
According to the invention described in claim 3, since the three-axis magnetic sensor individually arranged in the X direction, the Y direction, and the Z direction so that the respective axes are orthogonal to each other is adopted as the magnetic sensor unit, the planar exploration is performed. Unlike the case of using a single-axis sensor that is a search close to (three-dimensional search with low accuracy), high-precision three-dimensional search of a magnetic object in the ground can be performed.
In addition, the tilt sensor detects the X-axis tilt, the Y-axis tilt, and the Z-axis tilt (hereinafter referred to as three-axis tilt) of the axial magnetic sensor, and the angle correction means corrects these tilts on software. Thereby, even if the moving body tilts three-dimensionally during the search for the magnetic object, the tilt can be automatically corrected.

(a)は、この発明の実施例1に係る差動式磁気探査システムにおける移動距離データおよび磁界の強さデータの取得作業状態を示す概略平面図である。(b)は、この発明の実施例1に係る差動式磁気探査システムにおける複数の探査ライン上での測定地点間基準距離の関係を示す概略平面図である。(A) is a schematic plan view which shows the acquisition operation state of the movement distance data in the differential magnetic exploration system which concerns on Example 1 of this invention, and magnetic field strength data. (B) is a schematic top view which shows the relationship of the reference distance between the measurement points on the several search line in the differential magnetic survey system which concerns on Example 1 of this invention. この発明の実施例1に係る差動式磁気探査システムを用いた不発弾の鉛直探査作業状態を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the vertical exploration work state of the unexploded bomb using the differential magnetic exploration system which concerns on Example 1 of this invention. この発明の実施例1に係る差動式磁気探査システムにおける1軸センサを内蔵した移動体の正面図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a front view of a moving body incorporating a single axis sensor in a differential magnetic exploration system according to Embodiment 1 of the present invention. この発明の実施例1に係る差動式磁気探査システムの制御部のブロック図である。It is a block diagram of the control part of the differential magnetic exploration system concerning Example 1 of this invention. この発明の実施例1に係る差動式磁気探査システムにおける縦坑の掘削作業状態を示す正面図である。It is a front view which shows the excavation work state of a vertical shaft in the differential magnetic exploration system which concerns on Example 1 of this invention. この発明の実施例1に係る差動式磁気探査システムを用いた不発弾の鉛直探査方法を示すフローシートである。It is a flow sheet which shows the vertical exploration method of the unexploded bomb using the differential magnetic exploration system concerning Example 1 of this invention. この発明の実施例1に係る1軸磁気センサを有した差動式磁気探査システムによる不発弾の探査結果を示すグラフである。It is a graph which shows the exploration result of the unexploded shell by the differential magnetic exploration system which has the uniaxial magnetic sensor which concerns on Example 1 of this invention. この発明の実施例2に係る差動式磁気探査システムによる水平探査作業状態を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the horizontal exploration work state by the differential magnetic exploration system which concerns on Example 2 of this invention. この発明の実施例2に係る差動式磁気探査システムにおける3軸センサおよび動揺センサを内蔵した移動体の正面図である。It is a front view of the mobile body which incorporated the 3-axis sensor and the fluctuation sensor in the differential magnetic exploration system based on Example 2 of this invention. この発明の実施例2に係る差動式磁気探査システムの制御部のブロック図である。It is a block diagram of the control part of the differential magnetic exploration system which concerns on Example 2 of this invention. この発明の実施例2に係る差動式磁気探査システムを用いた不発弾の水平探査方法を示すフローシートである。It is a flow sheet which shows the horizontal exploration method of the unexploded bomb using the differential magnetic exploration system concerning Example 2 of this invention. 図11のフローシートの続きである。It is a continuation of the flow sheet of FIG. この発明の実施例2に係る差動式磁気探査システムによる3軸磁気センサのX軸成分の探査結果を示すグラフである。It is a graph which shows the search result of the X-axis component of the 3-axis magnetic sensor by the differential magnetic search system which concerns on Example 2 of this invention. この発明の実施例2に係る差動式磁気探査システムによる3軸磁気センサのY軸成分の探査結果を示すグラフである。It is a graph which shows the search result of the Y-axis component of the 3-axis magnetic sensor by the differential magnetic search system which concerns on Example 2 of this invention. この発明の実施例2に係る差動式磁気探査システムによる3軸磁気センサのZ軸成分の探査結果を示すグラフである。It is a graph which shows the search result of the Z-axis component of the 3-axis magnetic sensor by the differential magnetic search system which concerns on Example 2 of this invention. この発明の実施例2に係る差動式磁気探査システムによる3軸磁気センサの3軸成分トータルの探査結果を示すグラフである。It is a graph which shows the search result of the 3 axis component total of the 3 axis magnetic sensor by the differential magnetic search system which concerns on Example 2 of this invention.

以下、この発明の実施例を具体的に説明する。なお、ここでは地中に埋まった不発弾(磁性物体)を磁気探査する差動式磁気探査システムを例とする。   Examples of the present invention will be specifically described below. Here, a differential magnetic exploration system for magnetic exploration of unexploded bullets (magnetic objects) buried in the ground is taken as an example.

図2〜図4において、10はこの発明の実施例1に係る差動式磁気探査システム(以下、探査システム)で、この探査システム10は、鉛直で直線的な探査ラインa上を移動する移動体11と、移動体11に内蔵された磁気センサ部12と、移動体11に伴って探査ラインa上を移動した磁気センサ部12の移動距離を検出する距離センサ部13と、移動体11の移動に伴う磁気センサ部12の移動中、磁気センサ部12があらかじめ設定された探査ラインa上の離間した2つの位置でそれぞれ検出した磁界の強さの差から、地中に埋まった不発弾(磁性物体)14の位置を探査する差動式磁気探査部15と、磁気センサ部12からの検出信号および距離センサ部13からの検出信号に基づいて、地中に埋まった不発弾14の位置を演算する演算処理手段16が搭載されたパソコン17とを備えている。   2 to 4, reference numeral 10 denotes a differential magnetic exploration system (hereinafter, exploration system) according to Embodiment 1 of the present invention. The exploration system 10 moves on a vertical and linear exploration line a. Body 11, magnetic sensor unit 12 built in mobile body 11, distance sensor unit 13 that detects the travel distance of magnetic sensor unit 12 that has moved along exploration line a along with mobile body 11, and mobile body 11 During the movement of the magnetic sensor unit 12 due to the movement, the unexploded bullets buried in the ground (from the difference in the strength of the magnetic field respectively detected by the magnetic sensor unit 12 at two positions apart on the preset search line a) The position of the unexploded bomb 14 buried in the ground is determined based on the differential magnetic exploration unit 15 for exploring the position of the magnetic object 14, the detection signal from the magnetic sensor unit 12, and the detection signal from the distance sensor unit 13. Operate Calculation processing means 16 and a computer 17 which is mounted.

以下、これらの構成体を具体的に説明する。
図1および図3に示すように、移動体11は、チタンからなる円柱形状の本体部18を有している。本体部18の大径化した先端部(進行方向の端部)18aには1個の磁気センサ部12が固定状態で収納され、本体部18の元側の端面18bには、移動用のワイヤ19と電気接続用のケーブル20とが連結されている。
この移動体11は、地面を掘削して形成された掘削孔21に挿入される非磁性体の塩化ビニルからなる長さ6mの塩ビ管22に、塩ビ管22の軸線方向に向かって移動自在に挿入される。したがって、ここでの探査ラインaの全長は6mである。
Hereinafter, these components will be specifically described.
As shown in FIGS. 1 and 3, the moving body 11 has a columnar body 18 made of titanium. One magnetic sensor portion 12 is housed in a fixed state at a tip portion (end portion in the advancing direction) 18 a having a large diameter of the main body portion 18, and a moving wire is placed on an end surface 18 b on the original side of the main body portion 18. 19 and the cable 20 for electrical connection are connected.
The movable body 11 is movable in the axial direction of the PVC pipe 22 into a 6-m long PVC pipe 22 made of non-magnetic vinyl chloride and inserted into a drilling hole 21 formed by excavating the ground. Inserted. Accordingly, the total length of the search line a here is 6 m.

移動体11を、塩ビ管22内で移動させる機器は、探査地点の真上に配置される電動ウインチ(移動手段)23を搭載した三脚24である。電動ウインチ23は、三脚24の3本の脚部の軸支部24aに設けられ、移動体11の上端面に連結されたワイヤ19をドラムに巻き取ることで、各ガイドローラを各ガイド溝内で転動させながら移動体11が塩ビ管22内を移動する。
距離センサ部13は電動ウインチ23に設けられ、ドラム回転用のサーボモータの回転数を検出することで、塩ビ管22内で移動体11が連続的に移動する距離を検出する。その検出信号は、接続ボックス、1軸磁気センサ用の1軸磁界測定器およびA/D変換器を経て、パソコン17に入力される。その後、パソコン17内で時分割的にインターフェイス回路(I/O)とバスとを介して、演算処理手段16で演算処理され、データ化される。
A device that moves the moving body 11 within the PVC pipe 22 is a tripod 24 equipped with an electric winch (moving means) 23 that is disposed immediately above the exploration point. The electric winch 23 is provided on the shaft support portion 24a of the three legs of the tripod 24, and the wire 19 connected to the upper end surface of the movable body 11 is wound around the drum so that each guide roller is placed in each guide groove. The moving body 11 moves in the PVC pipe 22 while rolling.
The distance sensor unit 13 is provided in the electric winch 23 and detects the distance that the moving body 11 continuously moves in the PVC pipe 22 by detecting the rotation speed of the servo motor for drum rotation. The detection signal is input to the personal computer 17 through the connection box, the uniaxial magnetic field measuring device for the uniaxial magnetic sensor, and the A / D converter. Thereafter, arithmetic processing is performed by the arithmetic processing means 16 via the interface circuit (I / O) and the bus in a time-sharing manner in the personal computer 17 and converted into data.

1個の磁気センサ部12は、鉛直方向(Z軸方向)のみの感度が高い1個の1軸磁気センサ(Z軸センサ)Sからなる。ここでは、1軸磁気センサSとして、株式会社エムティアイ製、製品名HM−3510を採用している。1軸磁気センサSは、移動体11に伴って塩ビ管22内を鉛直移動中、鉛直方向の磁界の強さ(磁気量)を検出する。1軸磁界測定器は、エムティアイ株式会社製の1軸磁気測定の専用センサである。これは、最小分解能が10nT、フルスケール±0.5%のものである。   One magnetic sensor unit 12 includes one single-axis magnetic sensor (Z-axis sensor) S having high sensitivity only in the vertical direction (Z-axis direction). Here, as the uniaxial magnetic sensor S, a product name HM-3510 manufactured by MIT Corporation is adopted. The uniaxial magnetic sensor S detects the strength (magnetism) of the magnetic field in the vertical direction during vertical movement in the PVC pipe 22 along with the moving body 11. The uniaxial magnetic field measuring device is a dedicated sensor for uniaxial magnetic measurement manufactured by MIT Corporation. This has a minimum resolution of 10 nT and full scale ± 0.5%.

以下、図4のブロック図を参照して差動式磁気探査部15を具体的に説明する。
差動式磁気探査部15は、1個の距離センサ部13からの検出信号に基づいて得られた複数の移動距離データと、1個の磁気センサ部12の移動中の検出信号に基づいて得られた複数の磁界の強さデータとを、移動体11が探査ラインa上の位置での磁界の強さとして関連付けて、複数の位置磁界データを作成するデータ作成手段25と、複数の位置磁界データと、磁界の強さの差を求めるためにあらかじめ設定された測定地点間基準距離とを記憶する記憶部26と、記憶部26に記憶された測定地点間基準距離を抽出の基準ピッチとして、記憶部26に記憶された複数の位置磁界データの中から、該当する位置磁界データを抽出するデータ抽出手段27と、測定地点間基準距離別に得られた前記複数の磁界の強さの差データをグラフ化するグラフ化手段32と、グラフ化手段32により測定地点間基準距離別に得られたグラフを画像表示するディスプレイ33とを有する。
Hereinafter, the differential magnetic exploration unit 15 will be described in detail with reference to the block diagram of FIG.
The differential magnetic exploration unit 15 is obtained based on a plurality of movement distance data obtained based on the detection signal from one distance sensor unit 13 and the detection signal during movement of one magnetic sensor unit 12. A plurality of magnetic field strength data obtained by associating the plurality of magnetic field strength data as the magnetic field strength at the position on the search line a, and a plurality of positional magnetic fields. A storage unit 26 for storing data and a reference distance between measurement points set in advance to obtain a difference in magnetic field strength, and a reference distance between measurement points stored in the storage unit 26 as a reference pitch for extraction. Data extraction means 27 for extracting corresponding position magnetic field data from the plurality of position magnetic field data stored in the storage unit 26, and difference data of the plurality of magnetic field strengths obtained for each reference distance between the measurement points. Graph Having a rough means 32, a display 33 for image display of the graph obtained based distance-between measured points by graphing means 32.

データ作成手段25では、1個の磁気センサ部12が探査ラインa上を移動した際に、電動ウインチ23のドラムの回転を測定する距離センサ部13からの検出信号に基づいて取得された複数の移動距離データと、各移動距離データの検出に合わせて1個の磁気センサ部12が0.1m移動する毎に1個の磁気センサ部12により取得された複数の磁界の強さデータとを、1対1の関係で、移動体11が探査ラインa上の位置での磁界の強さとして関連付けて、複数の位置磁界データを作成する。
記憶部26は、パソコン17に内蔵されたROMもしくはRAMである。記憶部26には、データ作成手段25により作成された複数の位置磁界データと、あらかじめ設定された測定地点間基準距離(ΔD)のデータ(ここでは、ΔD=0.2m、0.5m、1m、1.5mの4つ)などが記憶される。
データ抽出手段27は、4つの測定地点間基準距離を抽出の基準ピッチとして、移動体11が0.1m移動する毎に取得した複数の位置磁界データの中から、記憶部26に記憶された4つの測定地点間基準距離を抽出の基準ピッチとして、該当する位置磁界データを、各測定地点間基準距離ごとにグループ化して抽出する。
In the data creation means 25, when one magnetic sensor unit 12 moves on the search line a, a plurality of data acquired based on detection signals from the distance sensor unit 13 that measures the rotation of the drum of the electric winch 23 is obtained. The movement distance data and a plurality of magnetic field strength data acquired by one magnetic sensor section 12 every time one magnetic sensor section 12 moves 0.1 m in accordance with the detection of each movement distance data, In a one-to-one relationship, the mobile body 11 creates a plurality of positional magnetic field data in association with the strength of the magnetic field at the position on the search line a.
The storage unit 26 is a ROM or a RAM built in the personal computer 17. The storage unit 26 stores a plurality of position magnetic field data created by the data creation unit 25 and data of a reference distance (ΔD) set in advance (ΔD = 0.2 m, 0.5 m, 1 m). , 1.5m, 4) and the like are stored.
The data extraction unit 27 uses 4 reference distances between measurement points as extraction reference pitches, and stores 4 stored in the storage unit 26 from a plurality of positional magnetic field data acquired every time the moving body 11 moves 0.1 m. Using the reference distance between two measurement points as a reference pitch for extraction, the corresponding position magnetic field data is grouped and extracted for each reference distance between the measurement points.

演算処理手段16は、パソコン17の中央演算装置であるCPUで、抽出された位置磁界データと、抽出された位置磁界データより1個の磁気センサ部12が基準ピッチ分だけ移動した位置における(別の)抽出された位置磁界データとの間での磁界の強さの差を演算する。例えば、探査ライン(探査距離)aの全長が6mで、測定地点間基準距離ΔDが0.2mの場合で説明すれば、探査ラインa上の測線(探査)始点(0m位置)から移動体11が0.2m移動した位置での1番目の位置磁界データと、1番目の位置磁界データの次に移動距離データが大きい0.4m移動位置での2番目の位置磁界データとの間における磁界の強さの差を演算する。以下同様にして、最終番目の1つ前(5.8m位置)の位置での位置磁界データと、最終番目の位置(測線(探査)終点である6m位置)での位置磁界データとの間における磁界の強さの差までをそれぞれ演算する。その他、測定地点間基準距離ΔDが0.5mの場合、ΔDが1mの場合、ΔDが1.5mの場合も同じような演算処理を行う。得られた演算結果は、4つの測定地点間基準距離別にグループ化されて記憶部26に記憶される。
グラフ化手段32は、磁界の強さの差分のデータを折れ線グラフによりグラフ化する処理を行い、測定地点間基準距離別に得られた複数の磁界の強さの差データをグラフ化する。
ディスプレイ33としては、液晶ディスプレイを採用している。
The arithmetic processing means 16 is a CPU which is a central processing unit of the personal computer 17 and is extracted at the position where one magnetic sensor unit 12 is moved by a reference pitch from the extracted position magnetic field data and the extracted position magnetic field data. (B) Calculate the difference in magnetic field strength from the extracted position magnetic field data. For example, in the case where the total length of the exploration line (exploration distance) a is 6 m and the reference distance between measurement points ΔD is 0.2 m, the moving body 11 from the survey line (exploration) start point (0 m position) on the exploration line a will be described. Of the magnetic field between the first position magnetic field data at a position moved by 0.2 m and the second position magnetic field data at a 0.4 m movement position having the next moving distance data next to the first position magnetic field data. Calculate the difference in strength. Similarly, between the position magnetic field data at the position immediately before the last (5.8 m position) and the position magnetic field data at the last position (6 m position which is the end point of the survey line (exploration)). Calculate up to the difference in magnetic field strength. In addition, when the reference distance between measurement points ΔD is 0.5 m, ΔD is 1 m, and ΔD is 1.5 m, similar calculation processing is performed. The obtained calculation results are grouped according to the reference distance between the four measurement points and stored in the storage unit 26.
The graphing means 32 performs a process of graphing the difference data of the magnetic field strength with a line graph, and graphs the difference data of the magnetic field strengths obtained for each reference distance between the measurement points.
As the display 33, a liquid crystal display is adopted.

次に、図1〜図5および図6のフローシートを参照して、実施例1に係る差動式磁気探査システム10を使用し、地中に埋まった不発弾14を磁気探査する方法を説明する。
まず、図5に示すように、探査地点にボーリングマシンを据え付け、所定深さの掘削孔21を鉛直に形成する。具体的には、地面の探査地点上にやぐら28を組み、ボーリングマシン29を設置する。ボーリングマシン29は、駆動源となる発動機30のほか、回転、給進装置を備えたスイベルヘッド、ホイスト、トランスミッションなどにより構成される。
Next, with reference to the flow sheets of FIGS. 1 to 5 and FIG. 6, a method for magnetic exploration of the unexploded shell 14 buried in the ground using the differential magnetic exploration system 10 according to the first embodiment will be described. To do.
First, as shown in FIG. 5, a boring machine is installed at an exploration point, and an excavation hole 21 having a predetermined depth is formed vertically. Specifically, a tower 28 is assembled on a ground exploration point, and a boring machine 29 is installed. The boring machine 29 includes a motor 30 as a driving source, a swivel head equipped with a rotation and a feeding device, a hoist, a transmission, and the like.

掘削時には、ボーリングマシン29により、探査地点に垂設された挿入案内パイプを介して、短尺な管状の部分ケーシング(鉄製)を順次継ぎ足しながら、地面を所定の探査長分だけ鉛直に掘削する。これにより、掘削後、長尺なケーシング31が組み立てられる。ケーシング31の内径は、例えば140mmである。次に、ケーシング31内に、短尺な塩化ビニル樹脂製の塩ビ管22を、順次、継ぎ足しながら挿入する。塩ビ管22の内径は、例えば110mmである。
その後、探査地点の周辺からボーリングマシン29を撤去し、図2に示すように、探査地点の真上に、電動ウインチ23が搭載された三脚24を配置する。電動ウインチ23は、三脚24の3本の脚部の軸支部24aに設けられ、移動体11の上端面に連結されたワイヤ19がドラムに巻回されている。その後、作業者が移動体11を塩ビ管22の中に挿入し、電動ウインチ23をワイヤ19の繰り出し側に操作することで、移動体11が塩ビ管22内に徐々に挿入して行く。
At the time of excavation, the boring machine 29 excavates the ground vertically for a predetermined exploration length while sequentially adding short tubular partial casings (made of iron) through insertion guide pipes suspended at the exploration point. Thereby, the long casing 31 is assembled after excavation. The inner diameter of the casing 31 is, for example, 140 mm. Next, the short vinyl chloride resin-made PVC pipes 22 are inserted into the casing 31 in succession. The inner diameter of the PVC pipe 22 is, for example, 110 mm.
Thereafter, the boring machine 29 is removed from the vicinity of the exploration point, and as shown in FIG. 2, the tripod 24 on which the electric winch 23 is mounted is disposed immediately above the exploration point. The electric winch 23 is provided on the shaft support 24 a of the three legs of the tripod 24, and the wire 19 connected to the upper end surface of the movable body 11 is wound around the drum. Thereafter, the operator inserts the moving body 11 into the PVC pipe 22 and operates the electric winch 23 toward the feeding side of the wire 19 so that the moving body 11 is gradually inserted into the PVC pipe 22.

その際、ドラムを回転させるサーボモータの回転数を距離センサ部13により検出することで、移動体11の吊下ろしに伴う1個の磁気センサ部12の移動距離を1cm間隔で検出する。距離センサ部13からの検出信号は、接続ボックス、距離測定器およびA/D変換器を経て、パソコン17に順次入力される。そして、パソコン17内で時分割的にインターフェイス回路(I/O)とバスとを介して、演算処理手段16により演算処理され、複数の移動距離データが得られる。   At that time, the distance of the servo motor that rotates the drum is detected by the distance sensor unit 13 so that the moving distance of one magnetic sensor unit 12 associated with the suspension of the moving body 11 is detected at intervals of 1 cm. The detection signal from the distance sensor unit 13 is sequentially input to the personal computer 17 through the connection box, the distance measuring device, and the A / D converter. Then, computation processing is performed by the computation processing means 16 via the interface circuit (I / O) and the bus in a time-sharing manner in the personal computer 17 to obtain a plurality of movement distance data.

このとき、1個の磁気センサ部(1軸磁気センサ)12が全長6mの探査ラインa上の測線始点(0m位置)から測線終点の(6m位置)に達するまで、1個の磁気センサ部12により、土中の磁界の強さを連続的に探査する(図1(a))。磁気センサ部12からの検出信号は、接続ボックス、1軸磁界測定器およびA/D変換器を経て、パソコン17に順次入力される。そして、パソコン17内で時分割的にインターフェイス回路(I/O)とバスとを介して、演算処理手段16により演算処理され、複数の磁界の強さデータが得られる。
得られた複数の移動距離データと複数の磁界の強さデータとは、それぞれ記憶部26に記憶されるとともに、データ作成手段25により、探査ラインa上の所定位置での磁界の強さとして1対1の関係で関連付けられ、複数の位置磁界データが作成される(表1)。なお、図示しないものの、表1の各データから距離と磁束密度の線グラフを作成し、そのグラフから表1には表示されていない距離データと磁束密度データとを取得するものとする。
At this time, one magnetic sensor unit 12 (one-axis magnetic sensor) 12 reaches from the survey line start point (0 m position) on the survey line a having a total length of 6 m to the survey line end point (6 m position). Thus, the strength of the magnetic field in the soil is continuously searched (FIG. 1 (a)). Detection signals from the magnetic sensor unit 12 are sequentially input to the personal computer 17 via the connection box, the single-axis magnetic field measuring device, and the A / D converter. Then, calculation processing is performed by the calculation processing means 16 through the interface circuit (I / O) and the bus in a time-sharing manner in the personal computer 17 to obtain a plurality of magnetic field strength data.
The obtained plurality of movement distance data and the plurality of magnetic field strength data are respectively stored in the storage unit 26, and the data creation means 25 sets 1 as the magnetic field strength at a predetermined position on the search line a. A plurality of positional magnetic field data are created in a one-to-one relationship (Table 1). Although not shown, a line graph of distance and magnetic flux density is created from each data of Table 1, and distance data and magnetic flux density data not displayed in Table 1 are acquired from the graph.

Figure 2014044114
Figure 2014044114

作成された複数の位置磁界データは、あらかじめ入力された探査ライン(測線)a上の1個の磁気センサ部(移動体11)12の移動距離(i=0〜6m)と、測定地点間基準距離(ΔD=0.2m、0.5m、1m、1.5m)とともに、パソコン17の記憶部26に、移動距離データの大きい順に記憶される。
その後、記憶部26に記憶された4つの測定地点間基準距離をそれぞれ抽出の基準ピッチとして、記憶部26に記憶された複数の位置磁界データの中から、該当する位置磁界データを抽出する(図1(b))。具体的には、記憶部26に記憶された複数の位置磁界データの中から、測定地点間基準距離(ΔD)が0.2mの位置磁界データのグループと、0.5mの位置磁界データのグループと、1mの位置磁界データのグループと、1.5mの位置磁界データのグループとに分けて順次抽出する。
The generated plurality of position magnetic field data includes the movement distance (i = 0 to 6 m) of one magnetic sensor unit (moving body 11) 12 on the survey line (measurement line) a inputted in advance and the reference between measurement points. The distances (ΔD = 0.2 m, 0.5 m, 1 m, 1.5 m) are stored in the storage unit 26 of the personal computer 17 in the descending order of the moving distance data.
Thereafter, the corresponding position magnetic field data is extracted from the plurality of position magnetic field data stored in the storage unit 26 by using the four reference distances between the measurement points stored in the storage unit 26 as reference pitches for extraction (see FIG. 1 (b)). Specifically, among the plurality of position magnetic field data stored in the storage unit 26, a group of position magnetic field data having a reference distance (ΔD) between measurement points of 0.2 m and a group of position magnetic field data of 0.5 m. And 1 m position magnetic field data group and 1.5 m position magnetic field data group.

得られた測定地点間基準距離別の4つの位置磁界データグループ(群)は、その後、ΔD=0.2mの位置磁界データグループから順に、探査ラインa上の測線始点から測線終点まで、抽出された位置磁界データと、抽出された位置磁界データより磁気センサ部12が基準ピッチ分だけ移動した位置における前記抽出された位置磁界データとの間での磁界の強さの差を演算処理手段16により演算する。言い換えれば、抽出された位置磁界データと、この抽出された位置磁界データの次に移動距離データの値が大きい位置磁界データとの間での磁界の強さの差を、測定地点間基準距離別にそれぞれ演算する。   The obtained four position magnetic field data groups (groups) for each reference distance between the measurement points are then extracted in order from the position magnetic field data group of ΔD = 0.2 m from the line start point to the line end point on the search line a. The arithmetic processing means 16 calculates the difference in magnetic field strength between the extracted position magnetic field data and the extracted position magnetic field data at the position where the magnetic sensor unit 12 has moved by the reference pitch from the extracted position magnetic field data. Calculate. In other words, the difference in magnetic field strength between the extracted position magnetic field data and the position magnetic field data having the next moving distance data value next to the extracted position magnetic field data is calculated for each reference distance between measurement points. Calculate each.

すなわち、測定地点間基準距離ΔDが0.2mの場合には、移動体11の探査ラインa上の測線始点から0.2m移動した位置での1番目(i=0.2m)の位置磁界データと、1番目の位置磁界データの次に移動距離データが大きい0.4m移動位置での2番目(i=0.4m)の位置磁界データとの間における磁界の強さの差を演算する。以下同様にして、2−3(i=0.6m)番目の位置磁界データ間での磁界の強さの差、3−4(i=0.8m)番目の位置磁界データ間での磁界の強さの差…、最終番目の1つ前(i=5.8m)−最終番目(i=6m)の位置磁界データ間での磁界の強さの差をそれぞれ演算する。また、測定地点間基準距離ΔDが0.5mの場合には、移動体11の探査ラインa上の測線始点から0.5m移動した位置での1番目(i=0.5m)の位置磁界データと、1番目の位置磁界データの次に移動距離データが大きい1m移動位置での2番目(i=1m)の位置磁界データとの間における磁界の強さの差…、最終番目の1つ前(i=5.5m)−最終番目(i=6m)の位置磁界データ間での磁界の強さの差をそれぞれ演算する。   In other words, when the reference distance between measurement points ΔD is 0.2 m, the first (i = 0.2 m) position magnetic field data at a position moved 0.2 m from the measurement start point on the search line a of the mobile object 11. And the difference in magnetic field strength between the first position magnetic field data and the second (i = 0.4 m) position magnetic field data at the 0.4 m movement position where the movement distance data is the next largest. Similarly, the difference in magnetic field strength between the 2-3 (i = 0.6 m) th position magnetic field data and the magnetic field difference between the 3-4 (i = 0.8 m) th position magnetic field data. Difference in strength: The difference in magnetic field strength between the position magnetic field data of the last one before (i = 5.8 m) and the last (i = 6 m) is calculated. Further, when the reference distance between measurement points ΔD is 0.5 m, the first (i = 0.5 m) position magnetic field data at a position moved 0.5 m from the measurement start point on the search line a of the mobile object 11. Difference in magnetic field strength between the first position magnetic field data and the second (i = 1 m) position magnetic field data at the 1 m movement position where the movement distance data is next to the first position magnetic field data. (I = 5.5 m) −The difference in magnetic field strength between the final (i = 6 m) position magnetic field data is calculated.

測定地点間基準距離ΔDが1mの場合には、移動体11の探査ラインa上の測線始点から1m移動した位置での1番目(i=1m)の位置磁界データと、1番目の位置磁界データの次に移動距離データが大きい2m移動位置での2番目(i=2m)の位置磁界データとの間における磁界の強さの差…、最終番目の1つ前(i=5m)−最終番目(i=6m)の位置磁界データ間での磁界の強さの差をそれぞれ演算する。測定地点間基準距離ΔDが1.5mの場合には、移動体11の探査ラインa上の移動開始位置から1.5m移動した位置での1番目(i=1.5m)の位置磁界データと、1番目の位置磁界データの次に移動距離データが大きい3m移動位置での2番目(i=3m)の位置磁界データとの間における磁界の強さの差…、最終番目(i=4.5m)−最終番目(i=6m)の位置磁界データ間での磁界の強さの差をそれぞれ演算する。これらの演算結果は、測定地点間基準距離別にグループ化されて、それぞれ記憶部26に記憶される。   When the reference distance ΔD between the measurement points is 1 m, the first (i = 1 m) position magnetic field data and the first position magnetic field data at a position moved by 1 m from the measurement start point on the search line a of the moving body 11. Difference in magnetic field strength from the second (i = 2m) position magnetic field data at the 2m movement position where the movement distance data is the next largest, ..., the last one before (i = 5m)-the last The difference in magnetic field strength between the position magnetic field data of (i = 6 m) is calculated. When the reference distance ΔD between the measurement points is 1.5 m, the first (i = 1.5 m) position magnetic field data at the position moved 1.5 m from the movement start position on the search line a of the mobile object 11 and Difference in magnetic field strength from the second (i = 3 m) position magnetic field data at the 3 m movement position where the movement distance data is next to the first position magnetic field data, and the final position (i = 4. 5m) —Calculates the difference in magnetic field strength between the final position magnetic field data (i = 6 m). These calculation results are grouped according to the reference distance between measurement points, and stored in the storage unit 26, respectively.

こうして得られた4種類の位置磁界データ間での磁界の強さの差を、測定地点間基準距離別にグラフ化し、一般的な差動式磁気探査の場合と同様に、それぞれのグラフの起伏状況(磁気異常)を検査員が目視して精査することで、地中に埋まった不発弾14の有無およびその埋設位置を探査する。すなわち、測定地点間基準距離ΔDと同等の距離で略正逆均一の起伏が発生する図7のグラフ中の楕円領域内に不発弾14と思われる磁性物体が埋まっていると推測される。なお、図7のグラフから明らかなように、1個の磁気センサ部12として1軸センサSを採用した場合、このように4本のグラフは相似形の起伏を伴ったものとなる。したがって、1軸センサSを1個だけしか使用しない場合、グラフは例えばΔD=1mのもののみとしてもよい。   The difference in magnetic field strength between the four types of position magnetic field data obtained in this way is graphed according to the reference distance between measurement points, and the undulation status of each graph is the same as in the case of general differential magnetic exploration. The inspector visually examines (magnetic anomaly) and examines the presence or absence of the unexploded shell 14 buried in the ground and its buried position. That is, it is presumed that a magnetic object that seems to be a non-explosive bullet 14 is buried in an elliptical area in the graph of FIG. As is apparent from the graph of FIG. 7, when the uniaxial sensor S is employed as one magnetic sensor unit 12, the four graphs are accompanied by similar undulations. Therefore, when only one uniaxial sensor S is used, the graph may be only for ΔD = 1 m, for example.

このように、実施例1では、探査ラインa上を移動する1個の磁気センサ部12が検出した複数の磁界の強さデータと、距離センサ部13が検出した複数の移動距離データとを、探査ラインa上の位置での磁界の強さとして関連付けた複数の位置磁界データを記憶部26に記憶し、データ解析時、従来の2個の磁気センサ部12間の距離に該当する測定地点間基準距離を基準として、該当する複数の位置磁界データを抽出し、これらの位置磁界データを基にして、ソフトウェア上で磁界の強さの差の演算を演算処理手段16によりそれぞれ行い、その演算結果から地中に埋まった不発弾14の位置を探査するように構成したため、従来の差動式磁気探査の技術常識であった2個の磁気センサ部12を使用しなくとも、1個の磁気センサ部12のみで差動式磁気探査を行うことができる。   As described above, in the first embodiment, a plurality of magnetic field strength data detected by one magnetic sensor unit 12 moving on the search line a and a plurality of movement distance data detected by the distance sensor unit 13 are obtained. A plurality of positional magnetic field data associated as the magnetic field strength at the position on the search line a is stored in the storage unit 26, and between the measurement points corresponding to the distance between the two conventional magnetic sensor units 12 at the time of data analysis Based on the reference distance, a plurality of corresponding position magnetic field data are extracted, and based on these position magnetic field data, the calculation of the magnetic field strength difference is performed by the arithmetic processing means 16 on the software, and the calculation result is obtained. Because the position of the unexploded shell 14 buried in the ground is searched from the ground, one magnetic sensor can be used without using the two magnetic sensor units 12 that are the conventional common knowledge of differential magnetic exploration. Part 12 It is possible to perform differential type magnetic survey in only.

ここで、図6のフローシートを参照して、実施例1に係る差動式磁気探査システム10による不発弾14の磁気探査方法を具体的に説明する。なお、ここでは磁界の強さを磁束密度として表す。
まず、図6のフローシートのS101において、探査ラインa(測線)上の1個の磁気センサ部12(移動体11)の移動距離の全長6mと、探査ラインa上での測線始点から測線終点までの測定点(i)と、各測定点で1個の磁気センサ部12(1軸磁気センサ)が検出した磁束密度(磁界の強さ)Mと、測定地点間基準距離(ΔD=0.2m、0.5m、1m、1.5m)とをパソコン17の記憶部26に記憶する。
次に、S102において、記憶部26に記憶されたΔDの中で最小値の0.2mを選出する。
その後、S103において、記憶部26に記憶されたΔD=0.2mグループの移動距離データの中で最小値となる測線始点であるi=0m(測定点)を選出する。
次いで、S104において、演算処理手段16を使用し、ΔD=0.2mで抽出されたi=0m位置と、これより1個の磁気センサ部12が基準ピッチ分だけ移動したi=0.2m位置との間での磁界の強さの差を、次式によりそれぞれ演算する。
Here, the magnetic exploration method of the unexploded shell 14 by the differential magnetic exploration system 10 according to the first embodiment will be specifically described with reference to the flow sheet of FIG. Here, the strength of the magnetic field is expressed as magnetic flux density.
First, in S101 of the flow sheet of FIG. 6, the total length of the moving distance of one magnetic sensor unit 12 (moving body 11) on the survey line a (measurement line) 6 m, and the survey line end point on the survey line a Up to the measurement point (i), the magnetic flux density (magnetic field strength) M detected by one magnetic sensor unit 12 (uniaxial magnetic sensor) at each measurement point, and the reference distance (ΔD = 0. 2m, 0.5m, 1m, 1.5m) is stored in the storage unit 26 of the personal computer 17.
Next, in S102, a minimum value of 0.2 m is selected from among ΔD stored in the storage unit.
Thereafter, in S103, i = 0 m (measurement point), which is the minimum line start point, is selected from the movement distance data of the ΔD = 0.2 m group stored in the storage unit 26.
Next, in S104, using the arithmetic processing means 16, i = 0 m position extracted at ΔD = 0.2 m, and i = 0.2 m position from which one magnetic sensor unit 12 has moved by the reference pitch. The difference in the magnetic field strength between the two is calculated by the following equations.

(数7)
MΔD(i)=M(i−ΔD/2)−M(i+ΔD/2)
(Equation 7)
MΔD (i) = M (i−ΔD / 2) −M (i + ΔD / 2)

得られた演算結果を、記憶部26に記憶する(S105)。
その後、S106において、iが測線終点(6m)に達したか否かが判断される。測線終点に達していればS107に進み、測線終点に達していなければS108に進む。S108では、ΔD=0.2mグループの移動距離データの中で、測線始点を基準として2番目のi=0.2mの移動距離データを選出する。その後、S104に戻り、以降はステップ106においてiが測線終点に達するまで、S104〜S108(S107を除く)の各操作を順次繰り返す。
The obtained calculation result is stored in the storage unit 26 (S105).
Thereafter, in S106, it is determined whether i has reached the survey line end point (6 m). If the line end point has been reached, the process proceeds to S107, and if the line end point has not been reached, the process proceeds to S108. In S108, the second i = 0.2m moving distance data is selected from the moving distance data of the ΔD = 0.2m group with reference to the survey line start point. Thereafter, the process returns to S104, and thereafter, each operation of S104 to S108 (excluding S107) is sequentially repeated until i reaches the line end point in Step 106.

iが測線終点に達したならステップ107に進み、ここでΔDが1.5mに達しているか否かが判断される。ΔD=1.5mに達していればS109に進み、そうでなければS110に進む。S110では、4つのΔD=0.2m、0.5m、1m、1.5mのうち、0.2mの次に数値が大きいΔD=0.5mが選出される。その後、S104に戻り、ΔD=0.5mグループの測線始点である0m点の移動位置データと、測線始点を基準とした2番目の(i)=1m点での移動位置データとの間での磁界の強さの差を求める。その後、S106において、iが測線終点に達するまで上述した工程を繰り返す。その後も、S107を除くS103〜S110(S109を除く)までの各工程を、ΔDが1.5mに達するまで順次繰り返す。
次に、ΔD=0.2mグループ、ΔD=0.5mグループ、ΔD=1mグループおよびΔD=1.5mグループ別に、全ての前記磁界の強さの差データを、パソコン17の制御部に搭載されたグラフ化手段32を利用してそれぞれ線グラフ化し(S109、図7のグラフ)、これをディスプレイ33に画像表示して、上述した一般的な差動式磁気探査の場合と同様に、各グラフの起伏状況から検査員の経験による目視判断により、地中に埋まった不発弾14の位置を探査する。
If i has reached the end point of the survey line, the routine proceeds to step 107 where it is determined whether or not ΔD has reached 1.5 m. If ΔD = 1.5 m, the process proceeds to S109, and if not, the process proceeds to S110. In S110, among the four ΔD = 0.2m, 0.5m, 1m, and 1.5m, ΔD = 0.5m having the next largest value after 0.2m is selected. After that, the process returns to S104, and the movement position data at the 0m point that is the line start point of the ΔD = 0.5m group and the movement position data at the second (i) = 1m point with reference to the line start point. Find the difference in magnetic field strength. Thereafter, in S106, the above-described steps are repeated until i reaches the line end point. Thereafter, the steps from S103 to S110 (except S109) except S107 are sequentially repeated until ΔD reaches 1.5 m.
Next, the difference data of all the magnetic field strengths are mounted on the control unit of the personal computer 17 for each of ΔD = 0.2 m group, ΔD = 0.5 m group, ΔD = 1 m group and ΔD = 1.5 m group. Each graph is converted into a line graph using the graphing means 32 (S109, the graph of FIG. 7), and this is displayed on the display 33, and each graph is displayed in the same manner as in the general differential magnetic exploration described above. The position of the unexploded bomb 14 buried in the ground is searched by visual judgment based on the experience of the inspector from the undulation state of the ground.

次に、図8〜図16を参照して、この発明の実施例2に係る差動式磁気探査システムを説明する。
図8〜図12に示すように、この発明の実施例2の差動式磁気探査システム10Aの特徴は、測定地点間基準距離のデータをΔD=0.1m、0.2m、0.5m、1m、1.5mの5つとし、1個の磁気センサ部12として実施例1の1軸磁気センサSに代えて3軸磁気センサS1を採用するとともに、移動体11として手持ち式の移動体11Aを採用し、この移動体11Aに探査ラインa上を移動中の3軸磁気センサS1のX軸の傾き、Y軸の傾き、Z軸の傾きをそれぞれ検出する動揺センサ部40を設け、差動式磁気探査部15Aに、3軸磁気センサS1のX軸の傾き、Y軸の傾き、Z軸の傾きをそれぞれ補正する角度補正手段41を設けた点である。
Next, a differential magnetic exploration system according to Embodiment 2 of the present invention will be described with reference to FIGS.
As shown in FIGS. 8 to 12, the feature of the differential magnetic exploration system 10 </ b> A according to the second embodiment of the present invention is that the data of the reference distance between measurement points is ΔD = 0.1 m, 0.2 m, 0.5 m, The three-axis magnetic sensor S1 is adopted as one magnetic sensor unit 12 instead of the one-axis magnetic sensor S of the first embodiment, and the movable body 11A is a hand-held movable body 11A. The moving body 11A is provided with a fluctuation sensor unit 40 for detecting the X-axis tilt, the Y-axis tilt, and the Z-axis tilt of the three-axis magnetic sensor S1 moving on the exploration line a. The point is that angle correction means 41 for correcting the X-axis tilt, Y-axis tilt, and Z-axis tilt of the triaxial magnetic sensor S1 is provided in the magnetic exploration unit 15A.

3軸磁気センサS1は、特定の1軸方向のみで感度が高い3つの磁気センサ(XセンサSx、YセンサSy、ZセンサSz)を、各軸が互いに直交するように近接配置したものである。ここでは、各磁気センサSx,Sy,Szとして、全て磁気発振方式の同じ磁気センサ(株式会社エムティアイ製、製品名HM−3510)を採用している。3軸磁気センサS1からの検出信号は、接続ボックス、3軸磁界測定器およびA/D変換器を経て、パソコン17に入力される。そして、パソコン17内で時分割的にインターフェイス回路(I/O)とバスとを介して、演算処理手段16により演算処理され、データ化(磁界の強さデータ化)される。3軸磁界測定器は、株式会社エムティアイ製、製品名HM−3510である。これは、直流磁界のX、Y、Z軸成分を同時に計測可能で、最小分解能は0.1マイクロテスラである。
得られた複数の移動距離データとX、Y、Z軸成分における複数の磁界の強さデータとは、それぞれ記憶部26に記憶されるとともに、データ作成手段25により、探査ラインa上の所定位置でのX、Y、Z軸成分の磁界の強さとして1対1の関係で関連付けられ、複数の位置磁界データが作成される(表2)。なお、表2中のX軸成分の各磁界の強さデータ値、Y軸成分の各磁界の強さデータ値、Z軸成分の各磁界の強さデータ値は、後述する角度補正手段41により角度が補正後の数値である。また、図示しないものの、表1の各データからX軸、Y軸、Z軸およびこれらのトータルについて、距離と磁束密度との関係の線グラフをそれぞれ作成し、これらのグラフから表2には表示されていない距離データと磁束密度データとをそれぞれ取得するものとする。
The three-axis magnetic sensor S1 is a sensor in which three magnetic sensors (X sensor Sx, Y sensor Sy, Z sensor Sz) having high sensitivity only in one specific axial direction are arranged close to each other so that their axes are orthogonal to each other. . Here, as each magnetic sensor Sx, Sy, Sz, the same magnetic sensor (product name HM-3510, manufactured by MTI Corporation) of the same magnetic oscillation system is adopted. A detection signal from the triaxial magnetic sensor S1 is input to the personal computer 17 through a connection box, a triaxial magnetic field measuring device, and an A / D converter. Then, in the personal computer 17, the arithmetic processing means 16 performs arithmetic processing through the interface circuit (I / O) and the bus in a time-sharing manner, and the data is converted into data (magnetic field strength data). A triaxial magnetic field measuring device is a product name HM-3510, manufactured by MIT Corporation. This can measure the X, Y, and Z axis components of the DC magnetic field simultaneously, and the minimum resolution is 0.1 microtesla.
The obtained plurality of movement distance data and the plurality of magnetic field strength data in the X, Y, and Z axis components are respectively stored in the storage unit 26, and at a predetermined position on the search line a by the data creation means 25. A plurality of positional magnetic field data are created by associating the magnetic field strengths of the X, Y, and Z axis components with a one-to-one relationship (Table 2). In addition, the strength data value of each magnetic field of the X-axis component, the strength data value of each magnetic field of the Y-axis component, and the strength data value of each magnetic field of the Z-axis component in Table 2 are obtained by angle correction means 41 described later. The angle is a numerical value after correction. Although not shown, line graphs of the relationship between the distance and the magnetic flux density are created for each of the X-axis, Y-axis, Z-axis, and their total from each data in Table 1, and these graphs are displayed in Table 2. It is assumed that distance data and magnetic flux density data that are not used are respectively acquired.

Figure 2014044114
Figure 2014044114

また、移動体11Aには、その長さ方向の両端部に側面視してコの字形の握りアーム42が固定され、作業者はこの握りアーム42を握り、移動体11Aの地面からの高さを10cm程度とし、かつ移動体11Aの長さ方向(軸線方向)を探査ラインaと常時一致させて、移動体11Aを持ち歩きながら不発弾14の探査を行う。なお、探査ラインaは、平面視して矩形状に張られた測線ロープ43により区画された探査領域内に、この領域を横方向に3等分するように、1m間隔で2本引かれている。
動揺センサ部40は、移動体11Aの軸線方向(長さ方向)の中間部に固定状態で内蔵され、3軸の回転角である(1)進行方向のZ軸を中心としたローリング角、(2)X軸を中心としたピッチング角、(3)Y軸を中心としたヨーイング角をそれぞれ検出する。ロール、ピッチを測定する動揺センサ部40としては、TSS社のDMS2−05型が採用されている。ただし、ヨーについては磁気センサを方位計として使用して算出する。
角度補正手段41は、動揺センサ部40からの検出信号によって得られた3軸磁気センサS1のX軸の傾きデータ、Y軸の傾きデータ、Z軸の傾きデータに基づき、回転行列法を利用して3軸磁気センサS1のX軸の傾き、Y軸の傾き、Z軸の傾きをそれぞれ補正する。
Further, a U-shaped gripping arm 42 is fixed to both ends of the moving body 11A in a side view, and the operator holds the gripping arm 42 so that the height of the moving body 11A from the ground is fixed. And the length direction (axial direction) of the moving body 11A is always coincident with the search line a, and the unexploded shell 14 is searched while carrying the moving body 11A. In addition, two exploration lines a are drawn at intervals of 1 m so as to divide this area into three equal parts in the lateral direction in the exploration area defined by the survey line 43 stretched in a rectangular shape in plan view. Yes.
The motion sensor unit 40 is built in a fixed state in the middle part of the moving body 11A in the axial direction (length direction) and is a triaxial rotation angle (1) a rolling angle centered on the Z axis in the traveling direction ( 2) A pitching angle centered on the X axis and (3) a yawing angle centered on the Y axis are detected. The DMS2-05 type manufactured by TSS is used as the fluctuation sensor unit 40 for measuring the roll and pitch. However, yaw is calculated using a magnetic sensor as an azimuth meter.
The angle correction means 41 uses the rotation matrix method based on the X-axis tilt data, Y-axis tilt data, and Z-axis tilt data of the three-axis magnetic sensor S1 obtained from the detection signal from the motion sensor unit 40. The X-axis tilt, Y-axis tilt, and Z-axis tilt of the three-axis magnetic sensor S1 are respectively corrected.

以下、図11および図12のフローシートを参照して、角度補正手段41による具体的な補正方法を説明する。
まず、図11のフローシートのS201において、探査ラインa(測線)上の1個の磁気センサ部12(移動体11A)の移動距離の全長6mと、探査ラインa(測線)上での測線始点から測線終点までの測定点(i)と、X軸線上の各測定点(i)でX軸磁気センサSxが検出したX成分の磁束密度値(磁界の強さ)と、Y軸線上の各測定点(i)でY軸磁気センサSyが検出したY成分の磁束密度値(磁界の強さ)と、Z軸線上の各測定点(i)でZ軸磁気センサSzが検出したZ成分の磁束密度値(磁界の強さ)と、これらの3軸成分(X成分,Y成分およびZ成分)を合成した各測定点(i)でのトータルの磁束密度値と、各測定点(i)で動揺センサ部40により検出されたロール軸を中心とした3軸磁気センサS1の傾斜角(φ)と、各測定点(i)で動揺センサ部40により検出されたピッチ軸を中心とした3軸磁気センサS1の傾斜角(θ)と、各測定点(i)で動揺センサ部40により検出されたヨー軸を中心とした3軸磁気センサS1の傾斜角(ψ)と、測定地点間基準距離(ΔD=0.1m、0.2m、0.5m、1m、1.5m)とをパソコン17の記憶部26に記憶する。
Hereinafter, a specific correction method by the angle correction unit 41 will be described with reference to the flowcharts of FIGS. 11 and 12.
First, in S201 of the flow sheet in FIG. 11, the total length of the moving distance of one magnetic sensor unit 12 (moving body 11A) on the survey line a (measurement line) 6m and the measurement start point on the search line a (measurement line) From the measurement point (i) to the end point of the survey line, the magnetic flux density value (magnetic field strength) of the X component detected by the X-axis magnetic sensor Sx at each measurement point (i) on the X-axis, The magnetic flux density value (magnetic field strength) of the Y component detected by the Y axis magnetic sensor Sy at the measurement point (i) and the Z component detected by the Z axis magnetic sensor Sz at each measurement point (i) on the Z axis line. Magnetic flux density value (magnetic field strength), total magnetic flux density value at each measurement point (i) obtained by combining these three-axis components (X component, Y component and Z component), and each measurement point (i) The tilt angle (φ of the three-axis magnetic sensor S1 around the roll axis detected by the fluctuation sensor unit 40 in FIG. And the tilt angle (θ) of the triaxial magnetic sensor S1 centered on the pitch axis detected by the motion sensor unit 40 at each measurement point (i) and the motion sensor unit 40 detected at each measurement point (i). The inclination angle (ψ) of the three-axis magnetic sensor S1 around the yaw axis and the reference distance between measurement points (ΔD = 0.1 m, 0.2 m, 0.5 m, 1 m, 1.5 m) Is stored in the storage unit 26.

次に、S202において、記憶部26に記憶された移動距離データの中で最小値となる測線始点である(i)=0.1m(測定点)を選出する。このとき、φ初期値=φ(測線始点)、θ初期値=θ(測線始点)、ψ初期値=ψ(測線始点)である。
次いで、S203において、差分変換行列Rを求める。なお、X軸回転行列(ピッチ)はRx(回転角度)、Y軸回転行列(ヨー)はRy(回転角度)、Z軸回転行列(ロール)はRz(回転角度)とする。
具体的には、S204において、次式から差分変換行列Rを求める。
Next, in S <b> 202, (i) = 0.1 m (measurement point), which is the line survey starting point that is the minimum value among the movement distance data stored in the storage unit 26, is selected. At this time, φ initial value = φ (measurement line start point), θ initial value = θ (measurement line start point), and ψ initial value = ψ (measurement line start point).
Next, in S203, a difference conversion matrix R is obtained. The X-axis rotation matrix (pitch) is Rx (rotation angle), the Y-axis rotation matrix (yaw) is Ry (rotation angle), and the Z-axis rotation matrix (roll) is Rz (rotation angle).
Specifically, in S204, a difference conversion matrix R is obtained from the following equation.

(数8)
R=RzRxRy
(Equation 8)
R = RzRxRy

ここで、Rx;(θ初期値−θ(測線始点))、Ry;(ψ初期値−ψ(測線始点))、Rz;(φ初期値−(φ測線始点))である。
次に、S205において、測定データの各軸成分の行列Tと、補正された角軸成分の行列T´とを次の2式により求める。
Here, Rx; (θ initial value−θ (measurement start point)), Ry; (ψ initial value−ψ (measurement start point)), Rz; (φ initial value− (φ measurement start point)).
Next, in S205, a matrix T of each axis component of measurement data and a corrected matrix T ′ of angular axis components are obtained by the following two equations.

(数9)
T=X(i)Y(i)Z(i)
(Equation 9)
T = X (i) Y (i) Z (i)

(数10)
T´=RT
(Equation 10)
T '= RT

その後、得られたT´の各成分を、X(i)Y(i)Z(i)に入力する。
次に、S206において、iが測線終点に達したか否かが判断される。測線終点に達していればS207に進み(図7のフローシート)、測線終点に達していなければS208に進む。このS208では、測線始点を基準として2番目の(i)=0.2mの移動距離データを選出する。この選出後はS203、S204に順に戻り、同様にして差分変換行列Rを求め、測定データの各軸成分の行列Tと、補正された角軸成分の行列T´とをそれぞれ求める(S205)。得られた演算結果に基づき、3軸磁気センサS1のX軸の傾き、Y軸の傾き、Z軸の傾きをそれぞれ補正し、補正後の各X軸成分の磁界の強さデータおよびその位置磁界データ、補正後のY軸成分の磁界の強さデータおよびその位置磁界データ、補正後のZ軸成分の磁界の強さデータおよびその位置磁界データを、それぞれ記憶部26に記憶する(S211)。
Thereafter, each component of T ′ obtained is input to X (i) Y (i) Z (i).
Next, in S206, it is determined whether i has reached the line end point. If the line end point has been reached, the process proceeds to S207 (flow sheet in FIG. 7), and if the line end point has not been reached, the process proceeds to S208. In S208, the second (i) = 0.2 m moving distance data is selected with reference to the survey line start point. After this selection, the process returns to S203 and S204 in order, and similarly, a difference conversion matrix R is obtained, and a matrix T of each axis component of measurement data and a corrected matrix T ′ of angular axis components are obtained (S205). Based on the obtained calculation results, the X-axis tilt, Y-axis tilt, and Z-axis tilt of the three-axis magnetic sensor S1 are corrected, and the corrected magnetic field strength data of each X-axis component and its position magnetic field are corrected. Data, corrected Y-axis component magnetic field strength data and its position magnetic field data, corrected Z-axis component magnetic field strength data and its position magnetic field data are stored in the storage unit 26 (S211).

その後、S206において、iが測線終点に達した場合にはS207に進み、ここで記憶部26に記憶されたΔDの中で最小値の0.1mを選出する。
次に、S209において、記憶部26に記憶されたΔD=0.1mグループの移動距離データの中で最小値となる測線始点である(i)=0.1m(測定点)を選出する。
次いで、S210において、演算処理手段16を使用し、X成分、Y成分およびZ成分におけるΔD=0.1mで抽出された(i)=0.1m位置と、これより1個の磁気センサ部12が基準ピッチ分だけ移動した(i)=0.2m位置との間での磁界の強さの差を、次の3つの式によりそれぞれ演算する。得られた演算結果は記憶部26に記憶する(S211)。
Thereafter, if i reaches the line end point in S206, the process proceeds to S207, and the minimum value of 0.1 m is selected from among ΔD stored in the storage unit 26.
Next, in S209, (i) = 0.1 m (measurement point), which is the minimum line start point among the movement distance data of ΔD = 0.1 m group stored in the storage unit 26, is selected.
Next, in S210, the arithmetic processing means 16 is used to extract (i) = 0.1 m position at ΔD = 0.1 m in the X component, Y component and Z component, and one magnetic sensor unit 12 therefrom. Is moved by the reference pitch (i) = the difference in magnetic field strength from the position of 0.2 m is calculated by the following three formulas. The obtained calculation result is stored in the storage unit 26 (S211).

(数11)
XΔD(i)=X(i−ΔD/2)−X(i+ΔD/2)
(Equation 11)
XΔD (i) = X (i−ΔD / 2) −X (i + ΔD / 2)

(数12)
YΔD(i)=Y(i−ΔD/2)−Y(i+ΔD/2)
(Equation 12)
YΔD (i) = Y (i−ΔD / 2) −Y (i + ΔD / 2)

(数13)
ZΔD(i)=Z(i−ΔD/2)−Z(i+ΔD/2)
(Equation 13)
ZΔD (i) = Z (i−ΔD / 2) −Z (i + ΔD / 2)

その後、S212において、iが測線終点に達したか否かが判断される。測線終点に達していればS213に進み、測線終点に達していなければS214に進む。このS214では、ΔD=0.1mグループの移動距離データの中で、測線始点を基準として2番目の(i)=0.2mの移動距離データを選出する。その後、S210に戻り、前記探査ラインa上での(i)=0.1m点の移動距離データと、(i)=0.2m点での移動距離データとの間で、上述した工程を繰り返す。   Thereafter, in S212, it is determined whether i has reached the line end point. If the line end point has been reached, the process proceeds to S213, and if the line end point has not been reached, the process proceeds to S214. In this S214, the second (i) = 0.2m moving distance data is selected from the moving distance data of ΔD = 0.1m group with reference to the survey line start point. Thereafter, the process returns to S210, and the above-described steps are repeated between the movement distance data at (i) = 0.1 m point on the search line a and the movement distance data at (i) = 0.2 m point. .

その後、i=測線終点に到達した場合には、S213において、ΔDが1.5mに達しているか否かが判断される。ΔD=1.5mに達していればS215に進み、そうでなければS216に進む。S216では、5つのΔD=0.1m、0.2m、0.5m、1m、1.5mのうち、0.1mの次に数値が大きいΔD=0.2mが選出される。その後、S209に戻り、ΔD=0.2mグループの測線始点である0.2m点の移動位置データと、測線始点を基準とした2番目の(i)=0.4m点での移動位置データとの間での磁界の強さの差を求める。その後、iが測線終点に達するまで上述した工程を繰り返す。その後も、S215を除くS209〜S216までの各工程を、ΔDが1.5mに達するまで順次繰り返す。   Thereafter, when i = the end point of the survey line is reached, it is determined in S213 whether ΔD has reached 1.5 m. If ΔD = 1.5 m, the process proceeds to S215, and if not, the process proceeds to S216. In S216, among the five ΔD = 0.1m, 0.2m, 0.5m, 1m, and 1.5m, ΔD = 0.2m having the next largest value after 0.1m is selected. Thereafter, the process returns to S209, and the movement position data of the 0.2m point that is the line start point of the ΔD = 0.2m group, and the movement position data at the second (i) = 0.4m point with respect to the line start point Find the difference in magnetic field strength between the two. Thereafter, the above-described steps are repeated until i reaches the line end point. Thereafter, the steps from S209 to S216 except S215 are sequentially repeated until ΔD reaches 1.5 m.

次に、S215において、ΔD=0.1mグループ、ΔD=0.2mグループ、ΔD=0.5mグループ、ΔD=1mグループおよびΔD=1.5mグループの各グループ別に、全ての前記磁界の強さの差データを、パソコン17の制御部に搭載されたグラフ化手段32を利用してそれぞれ線グラフ化し(図13〜図16のグラフ)、上述した一般的な差動式磁気探査の場合と同様に、各グラフの起伏状況から地中に埋まった不発弾14の位置を探査する。具体的には、測線始点から2.4m位置付近に小型の不発弾14が埋設され、かつ測線始点から3m付近に大型の不発弾14が埋設され、さらに測線始点から4m〜5mの領域に鋼矢板が埋まっているものと推測される。なお、図16の3軸成分のトータル磁束密度のグラフからは、土中に埋まった不発弾14の大きさを探査することができる。   Next, in step S215, all the magnetic field strengths are classified for each of ΔD = 0.1 m group, ΔD = 0.2 m group, ΔD = 0.5 m group, ΔD = 1 m group, and ΔD = 1.5 m group. The difference data are converted into line graphs using the graphing means 32 mounted on the control unit of the personal computer 17 (graphs of FIGS. 13 to 16), and the same as in the case of the general differential magnetic exploration described above. Next, the position of the unexploded shell 14 buried in the ground is searched from the undulation state of each graph. Specifically, a small unexploded shell 14 is embedded in the vicinity of the 2.4 m position from the starting point of the survey line, a large unexploded shell 14 is embedded in the vicinity of 3 m from the starting point of the survey line, and the steel is disposed in an area of 4 to 5 m from the starting point of the measuring line. It is presumed that the sheet pile is buried. Note that the size of the unexploded shell 14 buried in the soil can be searched from the graph of the total magnetic flux density of the three-axis component in FIG.

このように、記憶部26に記憶された位置磁界データの中から該当する位置磁界データをデータ抽出手段27によって抽出する際、抽出の基準ピッチとなる測定地点間基準距離を複数とした。その結果、1個の磁気センサ部12による1回の磁気探査のみで、磁気センサ部間の距離がそれぞれ異なる複数の移動体を用いて磁気探査を行った場合と同様に、周囲の磁場の影響を抑制し、不発弾14の探査の分解能を高めることができる。   As described above, when the corresponding position magnetic field data is extracted from the position magnetic field data stored in the storage unit 26 by the data extraction means 27, a plurality of reference distances between the measurement points serving as the extraction reference pitch are set. As a result, the effect of the surrounding magnetic field is the same as in the case where the magnetic exploration is performed by using only one magnetic exploration by one magnetic sensor unit 12 and using a plurality of moving bodies with different distances between the magnetic sensor portions. And the resolution of exploration of the unexploded shell 14 can be increased.

また、磁気センサ部12として、各軸が互いに直交するようにX方向、Y方向、Z方向に個々に配置した3軸磁気センサS1を採用したため、平面的探査となる1軸磁気センサSを使用した場合とは異なり、3次元的に地中の不発弾14を探査することができ、探査精度を高めることができる。
しかも、動揺センサ部40により3軸磁気センサS1のX軸の傾き、Y軸の傾きおよびZ軸の各傾きを検出し、角度補正手段41によってこれらの傾きをソフトウェア上で補正する。これにより、不発弾14の探査中に移動体11Aが3次元的に傾いても、その傾きを自動補正することができる。その結果、回転を含む傾きを防止しながら移動体を探査ラインa上で直線的に移動させるガイド構造体が不要となる。
その他の構成、作用および効果は、実施例1から推測可能な範囲であるため、説明を省略する。
In addition, as the magnetic sensor unit 12, the three-axis magnetic sensor S1 that is individually arranged in the X direction, the Y direction, and the Z direction so that the respective axes are orthogonal to each other is adopted, and therefore, the uniaxial magnetic sensor S that is a planar search is used. Unlike the case, the unexploded shell 14 in the ground can be searched three-dimensionally, and the search accuracy can be improved.
In addition, the tilt sensor section 40 detects the X-axis tilt, the Y-axis tilt, and the Z-axis tilt of the triaxial magnetic sensor S1, and the angle correction means 41 corrects these tilts on software. Thereby, even if the moving body 11A tilts three-dimensionally during the exploration of the unexploded shell 14, the tilt can be automatically corrected. As a result, there is no need for a guide structure that moves the moving body linearly on the exploration line a while preventing inclination including rotation.
Other configurations, operations, and effects are in a range that can be inferred from the first embodiment, and thus description thereof is omitted.

この発明は、不発弾探査、強磁性体近傍の探査などのために有用である。また、磁気探査の探査範囲の拡大および磁気探査の省力化も図れる技術としても有用である。   The present invention is useful for exploration of unexploded bombs, exploration in the vicinity of ferromagnetic materials, and the like. It is also useful as a technology that can expand the exploration range of magnetic exploration and save labor in magnetic exploration.

10,10A 差動式磁気探査システム、
11,11A 移動体、
12 磁気センサ部、
13 距離センサ部、
14 不発弾(磁性物体)、
15,15A 差動式磁気探査部、
16 演算処理手段、
25 データ作成手段、
26 記憶部、
27 データ抽出手段、
40 動揺センサ、
41 角度補正手段、
S 1軸磁気センサ、
S1 3軸磁気センサ、
a 探査ライン。
10, 10A differential magnetic exploration system,
11, 11A mobile body,
12 Magnetic sensor part,
13 Distance sensor part,
14 Unexploded shell (magnetic object),
15, 15A differential magnetic exploration part,
16 arithmetic processing means,
25 data creation means,
26 storage unit,
27 data extraction means,
40 Fluctuation sensor,
41 angle correction means,
S single-axis magnetic sensor,
S1 3-axis magnetic sensor,
a Exploration line.

Claims (3)

直線的な探査ライン上の測定始点から測定終点までを移動する移動体と、
該移動体に内蔵された磁気センサ部と、
前記移動体に伴って前記探査ライン上を移動する前記磁気センサ部の前記測定始点からの移動距離を検出する距離センサ部と、
前記移動体の移動に伴う前記磁気センサ部の移動中、該磁気センサ部が前記探査ライン上の離間した2つの位置でそれぞれ検出した磁界の強さの差から、地中に埋まった磁性物体の3次元的な位置を探査する差動式磁気探査部と、
前記磁気センサ部からの検出信号および前記距離センサ部からの検出信号に基づいて、前記地中に埋まった磁性物体の3次元的な位置を演算する演算処理手段とを備えた差動式磁気探査システムであって、
前記磁気センサ部は1個で、
前記差動式磁気探査部は、
前記距離センサ部からの検出信号に基づいて得られた複数の移動距離データと、前記1個の磁気センサ部の検出信号に基づいて得られた複数の磁界の強さデータとを関連付けて、複数の位置磁界データを作成するデータ作成手段と、
前記複数の位置磁界データと、前記磁界の強さの差を求めるためにあらかじめ設定された測定地点間基準距離とを記憶する記憶部と、
該記憶部に記憶された前記測定地点間基準距離を抽出の基準ピッチとして、前記記憶部に記憶された前記複数の位置磁界データの中から、該当する位置磁界データを抽出するデータ抽出手段とを有し、
前記演算処理手段は、抽出された前記位置磁界データと、該抽出された位置磁界データより前記1個の磁気センサ部が前記基準ピッチ分だけ移動した位置における前記抽出された位置磁界データとの間での磁界の強さの差を演算し、
この演算により得られたそれぞれの前記磁界の強さの差に基づき、前記地中に埋まった磁性物体の3次元的な位置を探査する差動式磁気探査システム。
A moving body that moves from the measurement start point to the measurement end point on a linear exploration line;
A magnetic sensor unit built in the moving body;
A distance sensor unit that detects a moving distance from the measurement start point of the magnetic sensor unit that moves on the search line with the moving body;
During the movement of the magnetic sensor unit accompanying the movement of the moving body, the magnetic sensor unit detects the magnetic object buried in the ground from the difference in the magnetic field strength detected at two positions spaced apart on the search line. A differential magnetic exploration unit for exploring a three-dimensional position;
A differential magnetic exploration comprising arithmetic processing means for calculating a three-dimensional position of a magnetic object buried in the ground based on a detection signal from the magnetic sensor unit and a detection signal from the distance sensor unit A system,
The magnetic sensor unit is one piece.
The differential magnetic exploration part is
A plurality of movement distance data obtained based on detection signals from the distance sensor unit and a plurality of magnetic field strength data obtained based on detection signals from the one magnetic sensor unit are associated with each other. Data creation means for creating position magnetic field data of
A storage unit that stores the plurality of position magnetic field data and a reference distance between measurement points that is set in advance to obtain a difference in strength of the magnetic field;
Data extraction means for extracting corresponding position magnetic field data from the plurality of position magnetic field data stored in the storage unit using the reference distance between the measurement points stored in the storage unit as a reference pitch for extraction. Have
The arithmetic processing means is configured to extract between the extracted position magnetic field data and the extracted position magnetic field data at a position where the one magnetic sensor unit has moved by the reference pitch from the extracted position magnetic field data. Calculate the difference in magnetic field strength at
A differential magnetic exploration system for exploring a three-dimensional position of a magnetic object buried in the ground based on a difference in strength of the magnetic fields obtained by this calculation.
前記記憶部には、複数の前記測定地点間基準距離が記憶され、
前記データ抽出手段は、前記記憶部に記憶された前記複数の測定地点間基準距離を抽出の基準ピッチとして、前記記憶部に記憶された前記複数の位置磁界データの中から、それぞれ該当する位置磁界データを抽出し、
前記演算処理手段は、前記複数の測定地点間基準距離ごとに、抽出された前記位置磁界データと、該抽出された位置磁界データより前記1個の磁気センサ部が前記基準ピッチ分だけ移動した位置における前記抽出された位置磁界データとの間での磁界の強さの差をそれぞれ演算し、
前記演算処理手段による前記複数の測定地点間基準距離ごとの演算結果に基づき、前記地中に埋まった磁性物体の3次元的な位置をそれぞれ探査する請求項1に記載の差動式磁気探査システム。
The storage unit stores a plurality of reference distances between the measurement points,
The data extraction means uses the reference distances between the plurality of measurement points stored in the storage unit as reference pitches for extraction, and the corresponding position magnetic field from among the plurality of position magnetic field data stored in the storage unit. Extract the data,
The arithmetic processing unit is configured to extract the position magnetic field data extracted for each reference distance between the plurality of measurement points, and a position where the one magnetic sensor unit has moved by the reference pitch from the extracted position magnetic field data. Calculating the difference in magnetic field strength between the extracted position magnetic field data at
2. The differential magnetic exploration system according to claim 1, wherein each of the three-dimensional positions of the magnetic object buried in the ground is searched based on a calculation result for each reference distance between the plurality of measurement points by the calculation processing unit. .
前記1個の磁気センサ部は、特定の1軸方向のみで感度が高い3つの磁気センサを、各軸が互いに直交するようにX方向、Y方向、Z方向に個々に配置した3軸磁気センサで、
前記移動体には、前記探査ライン上を移動中の前記3軸磁気センサのX軸の傾き、Y軸の傾き、Z軸の傾きをそれぞれ検出する動揺センサが設けられ、
前記差動式磁気探査部には、前記動揺センサからの検出信号によって得られた前記3軸磁気センサのX軸の傾きデータ、Y軸の傾きデータ、Z軸の傾きデータに基づき、前記3軸磁気センサのX軸の傾き、Y軸の傾き、Z軸の傾きをそれぞれ補正する角度補正手段が設けられた請求項1または請求項2に記載の差動式磁気探査システム。
The one magnetic sensor unit is a three-axis magnetic sensor in which three magnetic sensors having high sensitivity only in a specific one-axis direction are individually arranged in the X, Y, and Z directions so that the respective axes are orthogonal to each other. so,
The moving body is provided with a sway sensor that detects the X-axis tilt, the Y-axis tilt, and the Z-axis tilt of the three-axis magnetic sensor moving on the search line,
The differential magnetic exploration unit includes the three axes based on X-axis tilt data, Y-axis tilt data, and Z-axis tilt data of the three-axis magnetic sensor obtained by a detection signal from the motion sensor. The differential magnetic exploration system according to claim 1 or 2, further comprising angle correction means for correcting the X-axis tilt, the Y-axis tilt, and the Z-axis tilt of the magnetic sensor.
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