JP2014523523A - アンテナクロストークを用いる地中レーダ通信のためのシステム及び方法 - Google Patents
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Abstract
Description
送信器28及び検出器30が地面に接していることを検出すると、送信器28と検出器30の間の検出されたクロストーク応答に基づいて、送信器28から発せられた信号の電力レベル、パルス幅及び/または波長を自動的に調節することができる。一実施形態において、コンピュータ37のプロセッサ39が検出器30によって検出された信号のクロストーク応答を分析し、送信器28が地面に接触していることを検出すると、制御イベントを開始する。プロセッサ39によって与えられる制御イベントに基づいて、信号発生器34は送信器28からの地中伝搬パルスの強度及び/または周波数を自動的に高めることができる。一実施形態において、コンピュータ37は、検出器30によって検出されたクロストークの強度を表す、プロセッサ39へのデジタル出力を供給するアナログ−デジタル(A/D)コンバータ35(図2を見よ)を有する。A/Dコンバータ35の出力の強度または時間遅延に基づいて、プロセッサ39は、送信器28及び検出器30がいつ地面に配されたかを決定し、送信器28によって与えられる地中進入信号の電力及び/または周波数を信号発生器34に高めさせる。
12 車台
14 走行装置
16 地面
18 ブーム
20 バケット
22 凹地
24 物体検出レーダシステム
26 物体
28 送信器
30 受信器/検出器
32 歯先
34 信号発生器
35 アナログ−デジタル(A/D)コンバータ
36 信号検出モニタ
37 コンピュータ
39 プロセッサ
40,40' アンテナ/トランスデューサ
42 構体
44 接地プレート
46 導電性プレート
48 ケーブル
49 インサート
50 刃先
56 複合送信器/トランスデューサ
58 ディスコーンアンテナアレイ
60 プレート
62 バケット側壁
64 バケット前壁
66 基端
68 切端
Claims (39)
- 地中レーダと通信する方法において、
地中に進入するように構成された作業工具にそれぞれが結合された、送信器及び検出器を提供する工程、
前記送信器によって地中進入信号を送信する工程、
前記検出器によって前記地中進入信号からのクロストークを検出する工程、及び
前記クロストークの特徴に基づいて地面に対する前記検出器及び前記送信器の内の少なくとも一方の位置を決定する工程、
を含むことを特徴とする方法。 - 地面に対する前記検出器及び前記送信器の内の前記少なくとも一方の前記位置が、前記地中進入信号の送信後の前記検出器における前記クロストークの到着時間に基づいて決定されることを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 地面に対する前記検出器及び前記送信器の内の前記少なくとも一方の前記位置が、前記クロストークの強度に基づいて決定されることを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 前記検出器と前記送信器が前記作業工具上で隔てられていることを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 前記送信器及び前記検出器のそれぞれがトランスデューサ及び誘電媒質を有し、前記トランスデューサの少なくとも一部が前記誘電媒質内に配置されていることを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 前記検出器及び前記送信器の内の前記少なくとも一方が地面と接触していることが決定されると前記送信器によって第2の地中進入信号を送信する工程をさらに含み、前記第2の地中進入信号は前記地中進入信号より高い強度及び高い周波数の内の少なくとも一方を有することを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 地中に配置されている物体を前記物体からの前記第2の地中進入信号の反射に基づいて検出する工程をさらに含むことを特徴とする請求項6に記載の方法。
- 前記作業工具を第1の位置から第2の位置に移動させる工程をさらに含み、前記送信する工程が、前記作業工具が前記第1の位置にあるときに前記送信器によって第1の地中進入信号を送信する工程及び前記作業工具が前記第2の位置にあるときに前記送信器によって第2の地中進入信号を送信する工程を含むことを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 前記決定する工程が、地面に対する前記検出器及び前記送信器の内の前記少なくとも一方の前記位置を決定するため、前記第1の地中進入信号からの前記クロストークの特徴を前記第2の地中進入信号からの前記クロストークの特徴と比較する工程を含むことを特徴とする請求項8に記載の方法。
- 地中レーダと通信する方法において、
地中に進入するように構成されている作業工具及び前記作業工具に結合された検出システムであって、送信器及び受信器を備えた検出システムを提供する工程、
前記送信器によって地中進入信号を送信する工程、
前記送信器と前記受信器の間の信号結合に基づいて地面に対する前記検出システムの位置を決定する工程、及び
前記検出システムが地面と接触していることが決定されると前記地中進入信号の強度を高める工程、
を含むことを特徴とする方法。 - 前記作業工具を第1の位置から第2の位置に移動させる工程をさらに含み、前記第1の位置においては前記検出システムが地面から離して配置され、前記第2の位置においては前記検出システムが地面に接触して配置されることを特徴とする請求項10に記載の方法。
- 前記作業工具が前記第1の位置にあるときには前記地中進入信号が第1の強度を有し、前記作業工具が前記第2の位置にあるときには前記地中進入信号が第2の強度を有し、前記第2の強度は前記第1の強度より高いことを特徴とする請求項11に記載の方法。
- 前記高める工程が、前記地中進入信号の電力及び周波数の内の少なくとも一方を高める工程を含むことを特徴とする請求項10に記載の方法。
- 前記決定する工程が、前記作業工具が前記第1の位置にあるときの前記送信器と前記受信器の間の前記信号結合の特徴を前記作業工具が前記第2の位置にあるときの前記信号結合の特徴と比較する工程を含むことを特徴とする請求項10に記載の方法。
- 地中レーダと通信する方法において、
作業工具及び前記作業工具に結合された検出システムであって、送信器及び受信器を備え、地中に配置された物体を検出するように構成されている検出システムを提供する工程、
凹地を形成するため、前記作業工具を地中に進入させる工程、
前記送信器と前記物体の間で信号を通信する工程、及び
前記受信器によって前記信号からのクロストークを識別する工程、
前記信号の前記クロストークに基づいて地中の誘電特性を決定する工程、
を含むことを特徴とする方法。 - 前記決定する工程が前記通信する工程後の前記受信器における前記クロストークの到着時間に基づくことを特徴とする請求項15に記載の方法。
- 前記決定する工程が前記クロストークの強度に基づくことを特徴とする請求項15に記載の方法。
- 前記送信器と前記受信器がある距離だけ隔てられ、地中の前記誘電特性の前記決定がさらに、前記送信器と前記受信器の間の前記距離に基づくことを特徴とする請求項15に記載の方法。
- 前記物体からの前記信号の反射に基づいて地中に配置されている前記物体を検出する工程並びに前記反射及び前記決定された地中誘電特性に基づいて前記物体の位置を計算する工程をさらに含むことを特徴とする請求項15に記載の方法。
- 前記送信器及び前記受信器のそれぞれがトランスデューサ及び誘電媒質を有し、前記トランスデューサと地中の間での信号減損を実質的に低減するため、前記トランスデューサの少なくとも一部が前記誘電媒質内に配置されていることを特徴とする請求項15に記載の方法。
- 建設車輌において、
車台、
前記車台を支持するように配置された複数の走行装置、
前記車台によって支持され、地中に進入するように構成された、作業工具、及び
地中進入信号を送信するように構成された送信器及び前記地中進入信号からのクロストークを検出するように構成された検出器を備える検出システムであって、前記送信器及び前記検出器は前記作業工具に取り付けられており、前記地中進入信号からの前記クロストークの特徴に基づいて、地面に対する前記検出器及び前記送信器のうちの少なくとも一方の位置を決定するように構成されている検出システム、
を備えることを特徴とする建設車輌。 - 前記クロストークの前記特徴が前記検出器における前記クロストークの到着時間及び前記クロストークの強度の内の少なくとも一方を含むことを特徴とする請求項21に記載の建設車輌。
- 前記検出システムが、前記検出器によって検出された前記クロストークを分析して地面に対する前記検出器及び前記送信器の内の前記少なくとも一方の前記位置を決定し、前記検出器及び前記送信器の内の前記少なくとも一方が地面と接触していることが決定されると決定されると、制御イベントを開始するように構成されたコントローラを備えることを特徴とする請求項21に記載の建設車輌。
- 前記制御イベントが前記地中進入信号の電力及び周波数の内の少なくとも一方を高める工程を含むことを特徴とする請求項23に記載の建設車輌。
- 前記検出システムが、前記検出器及び前記送信器の内の前記少なくとも一方が地面と接触していることの視覚表示を提供するように構成された、ディスプレイを備えることを特徴とする請求項21に記載の建設車輌。
- 前記検出システムが、前記検出器及び前記送信器の内の前記少なくとも一方が地面と接触していることが決定されると、音響信号を提供するように構成されていることを特徴とする請求項21に記載の建設車輌。
- 前記送信器及び前記受信器のそれぞれがトランスデューサ及び誘電媒質を有し、前記トランスデューサの少なくとも一部が前記誘電媒質内に配置されていることを特徴とする請求項21に記載の建設車輌。
- 地中に配置された物体を検出するように構成された検出器アセンブリにおいて、前記検出アセンブリが、
内部領域を有するハウジング構造体、
前記ハウジング構造体に前記内部領域に配置され、地中進入信号を通信するように構成された、アンテナ、及び
前記ハウジング構造体の周りに成形された誘電媒質、
を有し、
前記ハウジング構造体及び前記誘電媒質は協働して前記アンテナと地中の間の前記地中進入信号の通信中の信号減衰を実質的に低める、
ことを特徴とする検出器アセンブリ。 - 地中に進入するように構成された作業工具をさらに有し、前記アンテナ及び前記ハウジング構造体が前記作業工具に取り付けられていることを特徴とする請求項28に記載の検出器アセンブリ。
- 前記アンテナ及び前記ハウジング構造体が前記作業工具の切断素子の一部を形成し、前記誘電媒質が前記切断素子の切端を形成していることを特徴とする請求項29に記載の検出器アセンブリ。
- 前記作業工具に取り付けられた検出器をさらに有し、前記アンテナが地中に配置された前記物体に前記地中進入信号を通信するように構成され、前記検出器が前記物体からの前記地中進入信号に反射を受信するように構成されることを特徴とする請求項30に記載の検出器アセンブリ。
- 前記誘電媒質がポリウレタン材料を含むことを特徴とする請求項29に記載の検出器アセンブリ。
- 前記ハウジング構造体が硬質ポリマーからなることを特徴とする請求項29に記載の検出器アセンブリ。
- 前記ハウジング構造体及び前記誘電媒質が実質的に同じ誘電特性を有することを特徴とする請求項33に記載の検出器アセンブリ。
- 地中レーダと通信する方法において、
作業工具、トランスデューサ及び、前記トランスデューサを受け入れるための内部領域を有する、ハウジング構造体を提供する工程、
前記ハウジング構造体の周りに誘電媒質を成形する工程、
前記ハウジング構造体の前記内部領域に前記トランスデューサを確実に固定する工程、
前記ハウジング構造体及び前記トランスデューサを前記作業工具に結合する工程、
凹地を形成するために前記作業工具を地中に進入させる工程、及び
前記進入させる工程中に前記トランスデューサによって地中進入信号を通信する工程、
を含むことを特徴とする方法。 - 前記誘電媒質、前記ハウジング構造体及び地中が、前記通信する工程中の信号減衰を実質的に低めるため、実質的に同じ誘電特性を有することを特徴とする請求項35に記載の方法。
- 前記誘電媒質がポリウレタン材料を含み、前記ハウジング構造体が硬質ポリマーを含むことを特徴とする請求項36に記載の方法。
- 前記ハウジング構造体及び前記トランスデューサが前記作業工具の切断素子の一部を形成し、前記誘電媒質が前記切断素子の切断面を形成していることを特徴とする請求項35に記載の方法。
- 前記作業工具に検出器を取り付ける工程をさらに含み、前記検出器が地中に配置された物体からの前記地中進入信号の反射を受信するように構成されていることを特徴とする請求項35に記載の方法。
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