JP2015148496A - 施工調査装置および施工調査方法 - Google Patents

Abstract

【課題】太陽光発電所などの予定地である施工対象領域に対し、迅速な調査結果を得ることができる施工調査装置を提供する。
【解決手段】施工調査装置１０は、車体１４に、予め設定された施工対象領域を自律走行させる自律走行制御部１１と、自律走行する地面に波動を放射すると共に放射された波動の反射波を受信するアンテナ部１５を備え、受信した波動の反射波に基づいて、予め設定された施工対象領域内の埋設物または地質境界を探査する探査調査部１２と、施工対象領域内の予め設定された施工箇所が、探査調査部１２の調査結果に基づいて、施工に適する位置であるか否かを判定し、判定結果（例えば、杭伏図修正情報５５）を記憶部５０に記憶する施工可否判定部５７と、施工可否判定部５７が施工に適する位置であると判定した場合に、地面に施工位置をマーキングするマーキング部６３と、を有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、太陽光発電所などの予定地に対し、施工前の現場調査に用いる施工調査装置および施工調査方法に関する。

近年、地球規模での異常気象が問題となり、この異常気象の原因は温暖化現象であると考えられている。そのため、温暖化現象の主原因である環境負荷の多い石油に代わり、環境負荷が少なく地球に優しい新エネルギが注目されている。その中で特に現実的に利用されているもののひとつが、太陽光発電である。

メガソーラーは、出力１メガワット（１０００キロワット）以上の大規模な太陽光発電であり、発電所建設には広大な用地を必要とする。一般に、大規模な太陽光発電所は、太陽光パネルを架台に設置する方式をとっている。太陽光発電所の架台の種類には、コンクリート基礎上に鋼材を用いた架台を設置する方法と、直接地面に杭を打ち込む杭基礎工法がある。前者は、コンクリート基礎を用いるため、場所によっては大量のコンクリートを使用するため費用と時間を要する。後者は地盤により、問題ない地耐力を得られれば施工が可能であり、コストも少なくてすむ利点がある。いずれにしても、太陽光発電所の計画時には、広大な用地の詳細な地盤調査データ、地下の埋設物の有無などの情報が必要である。

地下の埋設物には、例えば、水道管、ガス管、電線ケーブルなどがある。埋設物の探査を非掘削的に行う埋設物探査装置の例として、本願出願人は、埋設物の探査をレーダ方式によって非掘削的に行うレーダ装置を提案している（特許文献１，２参照）。

また、公道を走る車両に、複数のアンテナ体と、アンテナ体からそれぞれ得られた受信情報を総括して処理する情報処理手段を有するレーダ探査装置も開示されている（例えば、特許文献３参照）。

特開２００３−０９０８０６号公報 特開２０１１−００２４２２号公報 特開２００４−１３８３９８号公報

しかしながら、特許文献３に係る装置では、公道の地下の埋設物探査を対象としており、例えば、太陽光発電所の用地における杭打ち場所に適するか否かの判断などは開示されていない。また、地下の埋設物の探索に、車両の搭乗者が必要である。

太陽光発電所の広大な用地の調査では、これまで、杭基礎工法において杭打ち場所に適するか否かを含め、調査期間が数ヶ月も要する場合もあり、迅速な調査装置が望まれていた。

本発明は、前記の課題を解決するための発明であって、太陽光発電所などの予定地である施工対象領域に対し、迅速な調査結果を得ることができる施工調査装置および施工調査方法を提供することを目的とする。

前記目的を達成するため、本発明の施工調査装置は、車体に、予め設定された施工対象領域を自律走行させる自律走行制御部と、自律走行する地面に波動を放射すると共に放射された波動の反射波を受信するアンテナ部を備え、受信した波動の反射波に基づいて、予め設定された施工対象領域の埋設物または地質境界を探査する探査調査部と、施工対象領域内の予め設定された施工箇所が、探査調査部の調査結果に基づいて、施工に適する位置であるか否かを判定し、判定結果（例えば、杭伏図修正情報５５）を記憶部に記憶する施工可否判定部と、施工可否判定部が施工に適する位置であると判定した場合に、地面に施工位置をマーキングするマーキング部と、を有することを特徴とする。

本発明によれば、太陽光発電所などの予定地である施工対象領域に対し、迅速な調査結果を得ることができる。

本発明に係る実施形態の太陽光設備の施工調査装置を示す機能ブロック図である。 太陽光設備の施工調査装置のアンテナ部の地面側から見た概観図である。 太陽光アレイ架台および杭を示す構成図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図である。 太陽光アレイ架台の設置位置を示す計画図である。 施工調査装置の処理を示すフローチャートである。 巡回経路のＸ−Ｙデータの例を示す説明図である。 決定された巡回経路を示す説明図である。 施工調査結果のマーキング例を示す出力図である。 施工調査結果に基づく太陽光アレイ架台の配置例を示す修正計画図である。 施工調査結果の画面出力例を示す説明図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明に係る実施形態の太陽光設備の施工調査装置を示す機能ブロック図である。図２は、太陽光設備の施工調査装置のアンテナ部の地面側から見た概観図である。施工調査装置１０は、施工予定地である予め設定された施工対象領域を自律走行する自律走行機能、埋設物ＢＯや地層境界の位置の探査調査機能、施工対象領域内の予め設定された施工箇所の施工可否判定機能、施工可否のマーキング機能を有する。なお、単に埋設物と記載しているところは地層構造探査における地層境界も含んでいる。

本実施形態において、施工対象領域は、複数の太陽光パネルを配置する太陽光発電所予定地（図４参照）であり、施工箇所は、太陽光パネルの設置用架台（図３参照）の杭箇所である。

〔施工調査装置１０の概要〕
施工調査装置１０は、図１に示すように、車体１４に、予め設定された施工対象領域を自律走行させる自律走行制御部１１と、自律走行する地面に電磁波や音波（以下、これらを称して“波動”と呼ぶ）を放射すると共に放射された波動の反射波を受信するアンテナ部１５を備え、受信した波動の反射波に基づいて、予め設定された施工対象領域の埋設物ＢＯや地質境界を探査する探査調査部１２と、施工対象領域内の予め設定された施工箇所が、探査調査部１２の調査結果に基づいて、施工に適する位置であるか否かを判定し、判定結果（例えば、杭伏図修正情報５５）を記憶部５０に記憶する施工可否判定部５７と、施工可否判定部５７が施工に適する位置であると判定した場合に、マーキング制御部５９で制御される地面に施工位置をマーキングするマーキング部６３と、入出力部１３とを備えている。入出力部１３は、入出力制御部４１、タッチパネル４３（表示部）、通信部６１を備えている。

施工調査装置１０の車体１４の下側隅部には、４つの車輪ＷＨが回転自在および操舵自在に設けられている。４つの車輪ＷＨのそれぞれの軸には、車輪ＷＨを回転駆動するためのモータＷＨ_Ｍが設けられている。施工調査装置１０は、後記の自律走行制御部１１による走行制御に従って自律走行可能に構成されている。

記憶部５０には、施工対象領域の杭の位置情報、杭の打ち込みレベル（杭長さ）などの情報である杭伏図情報５１、施工対象領域の地盤ボーリングデータである地盤調査情報５３、施工可否判定部５７の判定結果である杭伏図修正情報５５、探査調査部１２の調査結果である埋設物深度情報３７および反射波情報３９などを有している。杭伏図情報５１および地盤調査情報５３は、管理サーバ（図示せず）から通信部６１を介して受信して予め記憶しておいてもよいし、タッチパネル４３から入力し記憶部５０に記憶させてもよい。

なお、地盤調査情報５３には、地面を０とした時の地中の深さを表す標尺、異なる層毎の厚さを表す層厚、地面を０とし、地層が次の地層に変わった地点の深さを表す深度、柱状層毎の土質を表示する記号（模様）を表す柱状図、土質（地層）の種類を表す土質区分、地下水位の深さを表す孔内水位、その他（土の色、密度、記事（土質の解説））などが含まれている。

施工調査装置１０の逐次回転制御部２３や送受信制御部２５などは、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）などを備えた不図示のマイクロコンピュータ（以下、“マイコン”と省略する。）により構成される。マイコンは、ＲＯＭに記憶されているプログラムを読み出して実行し、各種機能部の制御を行うように動作する。

［自律走行制御部１１］
自律走行制御部１１は、図１に示すように、現在位置情報取得部２９と、巡回経路決定部３１と、誘導案内部３３と、走行制御部３５と、ＧＰＳ（グローバル・ポジショニング・システム）４５とを備えている。このうち、現在位置情報取得部２９は、ＧＰＳ４５により測位された絶対座標系の現在位置に係る情報を取得する機能を有する。なお、現在位置情報取得部２９は、ＧＰＳ４５によって測位された絶対座標系の現在位置に係る情報に加えて、または、代えて、車輪ＷＨに設けた不図示のロータリーエンコーダ（距離センサ）により検出された移動距離に係る情報、および、不図示のジャイロ（姿勢センサ）により検出された車体１４の姿勢に係る情報を用いて、現在位置に係る情報を取得するように構成してもよい。

巡回経路決定部３１は、例えば操作者により設定される、施工対象領域の順路と、アンテナ部１５の送受信特性とに基づいて、施工対象領域に存する埋設物ＢＯをもれなく探査することを考慮して、アンテナ部１５の送受信点に係る巡回経路を決定する役割を果たす。なお、アンテナ部１５の送受信特性とは、ある送受信地点に留まった状態でアンテナ部１５により波動の送受信を行った場合に、どの程度の範囲（例えば１平方メートルなど）の埋設物ＢＯを探査できるかの指標を表す。このアンテナ部１５の送受信特性は、マイコンのメモリに予め記憶されている。

具体的には、操作者がタッチパネル４３に、杭伏図情報５１を呼び出し、巡回順路を指示すると、入出力制御部４１は、杭伏図情報５１および設定巡回順路の情報を巡回経路決定部３１に送信し、巡回経路決定部３１は、後記する図７に示す点Ｐ１ａ→点Ｐ２ａ→・・・の位置情報を決定する。

誘導案内部３３は、巡回経路決定部３１で決定されたアンテナ部１５の送受信点に係る巡回経路と、現在位置情報取得部２９で取得されたアンテナ部１５の現在位置に係る情報とに基づいて、アンテナ部１５を次の送受信点に誘導案内する機能を有する。走行制御部３５は、誘導案内部３３の誘導案内機能を実行する機能部であり、アンテナ部１５を次の送受信点に導くように、駆動モータ１９の回転駆動力および車輪ＷＨの操舵角を制御するようにはたらく。

［探査調査部１２］
探査調査部１２は、アンテナ部１５、軸１７、駆動モータ１９、回転位置センサ２１、逐次回転制御部２３、送受信制御部２５、埋設物探査部２７とを備えている。探査調査部１２の探査調査原理は次のとおりである。媒質（地面）に埋められた埋設物ＢＯを狙って波動を放射すると、媒質（地面）と埋設物ＢＯとの境界部分で波動の反射を生じる。この反射波を受信する。そして、波動の放射から受信に至るまでの往復時間を演算により求める。こうして求めた往復時間は、埋設物ＢＯの存否および深度位置と相関がある。このため、前記のように求めた往復時間に基づいて、埋設物ＢＯの存否および深度位置に係る探査を行う。

車体１４の底部には、図２に示すように、円盤形状の基板に設けられた線状のアンテナ部１５が、埋設物ＢＯが埋められた媒質の表面に正対位置して設けられている。アンテナ部１５の中央部は、媒質の表面に対して略直交する軸１７を介して車体１４側に回転自在に支持されている。アンテナ部１５は、波動を放射する送信部１５ａと、送信部１５ａにより放射された波動を受信する受信部１５ｂとを備える。アンテナ部１５は、例えばダイポールアンテナからなる。かかるアンテナ部１５は、例えば８の字形状の指向性を有する。

アンテナ部１５を上方から吊り下げ支持する軸１７には、図１に示すように、駆動モータ１９が接続されている。この駆動モータ１９の回転力は、軸１７を介してアンテナ部１５に伝達される。これにより、アンテナ部１５は、媒質の表面に正対する状態を維持して回転移動するようになっている。駆動モータ１９には、回転位置センサ２１が設けられている。これにより、駆動モータ１９の回転位置（例えば、駆動モータ１９が原点位置にあるか否か）を検出することができる。

逐次回転制御部２３は、駆動モータ１９および回転位置センサ２１に接続されている。逐次回転制御部２３は、アンテナ部１５に対し、第１の単位角度θ１（例えば３０度などの適宜変更可能な角度値であり、好ましくは、３６０度のｎ（ｎは２以上の整数）分の１となる角度値である。以下、同じ。）に従う回転移動、および、その回転位置における所定時間の静止状態の維持を、アンテナ部１５が略一回転（一回転に多少足りなくとも、本発明の効果を享受できるのであれば、そのような実施態様は本発明の技術的範囲の射程に入る。以下、同じ。）するまで複数回交互に繰り返し行わせるように動作する。要するに、アンテナ部１５は、第１の単位角度θ１毎の逐次回転移動および静止（回転停止）を繰り返す。この第１の単位角度θ１に従うアンテナ部１５の回転移動は、アンテナ部１５の指向性に由来した不感エリアに存する埋設物ＢＯをもれなく探査する目的で行われる。

なお、第１の単位角度θ１に従う回転移動に代えて、第１の単位角度θ１よりも小さい第２の単位角度θ２（例えば１５度などの適宜変更可能な角度値であり、第１の単位角度θ１と同様に、好ましくは、３６０度のｎ（ｎは２以上の整数）分の１となる角度値である。以下、同じ。）に従う回転移動を、逐次回転制御部２３に行わせる構成を採用してもよい。このような単位角度の微細化は、埋設物ＢＯの存在確度が高い場合において、さらに高精度で埋設物ＢＯの延出方向および深度位置を探査しようと試みる場合に有効な手順である。

送受信制御部２５は、送信部１５ａによる波動の放射、および、受信部１５ｂによる反射波の受信のそれぞれの送受信タイミングを制御する。なお、送受信制御部２５は、後記する誘導案内部３３により誘導案内された送受信点にアンテナ部１５を置いた状態で、波動の放射および放射された波動の反射波の受信をアンテナ部１５に行わせるように動作する。

埋設物探査部２７は、アンテナ部１５の受信部１５ｂにより受信した波動の反射波に基づいて埋設物ＢＯを探査する役割を果たす。なお、埋設物探査部２７は、後記する反射波情報３９の記憶内容を参照して、波動の反射波の強度のうち最大のものを抽出すると共に、該抽出された波動の反射波の強度のうち最大のものに関連づけられた往復時間に基づいて、埋設物ＢＯの深度位置を探査するように動作する。

統括制御部（図示せず）は、埋設物深度情報３７として、埋設物探査部２７により探査された埋設物ＢＯの深度位置に係る情報を、アンテナ部１５の現在位置に係る情報に関連付けて記憶する機能を有する。具体的には、埋設物深度情報３７は、埋設物ＢＯの深度位置に係る情報を、ＧＰＳ４５から取得したアンテナ部１５の絶対座標系の現在位置に係る情報（例えば、緯度・経度・高度の組み合わせ）に関連付けられている。ここで、絶対座標系による表現形式は、あるシステム間において相対座標系が同じかまたは異なるかにかかわらず適用可能である。これにより、埋設物ＢＯの二次元分布（ＸＹ軸座標系）および深度位置（Ｚ軸座標系）を含む有用性の高い情報を、異なる座標系を有するシステム間において共有することができる。

統括制御部は、反射波情報３９として、アンテナ部１５の回転移動量にそれぞれ対応する、波動の反射波の強度、並びに、波動の放射から波動の反射波の受信に至る往復時間を関連づけて記憶する役割を果たす。こうして記憶された情報は、埋設物ＢＯの深度位置を高精度で求める際に参照される。その理由は以下のとおりである。つまり、波動の反射波の強度が大きい場合とは、埋設物ＢＯを適確に捉えた場合である。そうすると、波動の反射波の強度が大きい場合の往復時間は、反射波の強度が小さい場合の往復時間と比べて、埋設物ＢＯの深度をより忠実に反映していると考えられるからである。

［施工可否判定部５７］
施工可否判定部５７は、地盤調査情報５３、埋設物深度情報３７に基づいて、施工箇所が適すると判定した場合は、マーキング制御部５９にマーキングの指令をするとともに、その判定結果を、杭伏図修正情報５５に登録する。また、施工可否判定部５７は、地盤調査情報５３、埋設物深度情報３７に基づいて、施工箇所が施工に適しない位置であると判定した場合に、所定の許容範囲内で施工に適する位置を調査し決定する。また、施工可否判定部５７は、後記する杭箇所がペアで構成される場合、ペアで構成される杭の位置データ（ペアの杭位置、例えば、図７に示すＰ１ａに対するＰ１ｂ）に基づいて、前記施工位置を決定する。

施工可否判定部５７は、具体的には、地盤調査情報５３の地盤ボーリングデータから、例えば、杭打ちに適するＮ値の階層を特定し、特定されたＮ値の階層に埋設物があるか否か、杭伏図情報５１の杭長さまでに埋設物があるか否かなどによって施工箇所が適すると判定する。なお、Ｎ値とは、標準貫入試験によって求められる地盤の強度などを求める試験結果（数値）である。

［マーキング制御部５９］
マーキング制御部５９は、施工可否判定部５７の指令により、施工位置または修正された施工位置に達した場合に、マーキング部６３にマーキング指令をする。もし修正された施工位置が進行方向より戻る場合には、誘導案内部３３にその修正された施工位置まで戻り指令をしたのち、マーキング部６３にマーキング指令をする。

マーキング部６３は、施工対象領域が遊休土地などの土壌面であることを考慮し、石灰などの噴射方式によるものが望ましい。また、マーキング部６３は、石灰に赤の着色顔料をまぜる構成にした場合、施工位置に適するとき石灰の白印、施工位置に適しないとき赤の着色顔料も噴射するとよい。あるいは、マーキング部６３は、プラスチックくさび（例えば、ゴルフティー）を地面に打ち込む構成としてもよい。

［入出力制御部４１］
入出力制御部４１は、杭伏図情報５１および杭伏図修正情報５５（図１０参照）の表示画面、巡回経路の表示画面、巡回経路の変更など変更画面などを、タッチパネル４３の表示画面上に表示させる機能を有する。また、入出力制御部４１は、管理サーバからの要求により、通信部６１からの送受信制御も行う。

［太陽光設備および施工対象領域］
図３は、太陽光アレイ架台および杭を示す構成図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図である。図４は、太陽光アレイ架台７０の設置位置を示す計画図である。複数の太陽光パネルを載置する太陽光アレイ架台７０は、ベースレール７４（７４ａ、７４ｂ）上に、サポートレッグ７３および斜めブレース７２でパネルフレーム７１を支持する構成である。ベースレール７４は、例えば、２本の溝形鋼を組み合わせて構成されている。ベースレール７４ａには、７本の杭７５ａが等間隔に配置されている。同様に、ベースレール７４ｂには、７本の杭７５ｂが等間隔に配置されている。図３中ＧＬは、グランドラインである。

太陽光パネル（太陽電池パネル、ソーラーパネル）は、太陽電池をいくつも並べて相互接続し、パネル状にしたものである。太陽光アレイ（太陽電池アレイ）は、１枚の太陽光パネルが発電できる電力は限られており、通常は太陽光パネルを複数枚並べて設置する。太陽光アレイ架台７０などに据えつけられている太陽電池は、このアレイ単位の構成となっている。太陽電池アレイは十分な電力量を得ることができる単位であるが、太陽電池に搭載されている最大電力点追従制御装置（ＭＰＰＴ：Maximum Power Point Tracker）が太陽電池アレイの一部にのみ搭載されている場合、太陽電池アレイの一部が日陰に入ってしまうと十分な日照を得ている太陽電池アレイ全体も出力が抑えられてしまうという状況が生じる。そのため、太陽電池アレイを構成する個々の太陽電池パネルにＭＰＰＴが搭載される場合が主流である。

図４に示す計画図には、施工対象領域に７台の太陽光アレイ架台７０を配置する計画となっている。図４中、太陽光アレイ架台７０の配置基準は、基準点Ｐ０からＸ軸方向、Ｙ軸方向の座標によって決められる。また、施工対象領域は、図４に示す７台の太陽光アレイ架台７０ほか、基準点Ｐ０のＸ軸近辺までの予備の配置領域までが対象とされる。この際、従来技術では、各太陽光アレイ架台７０の１４本の杭（杭７５ａが７本、杭７５ｂが７本）の杭打ち作業を行い、もし地盤が固ければ別の場所を削孔もしくは、工事が中断し、杭の配置位置の見直しが発生し多大なコストと時間を要していた。これに対し、本実施形態の施工調査装置１０が、広大な用地である施工対象領域を、迅速に埋設物調査を実施することができる。以下、施工調査装置１０の処理について説明する。

〔施工調査装置１０の処理〕
図５は、施工調査装置の処理を示すフローチャートである。図６は、巡回経路のＸ−Ｙデータの例を示す説明図である。図７は、経路決定された経路を示す説明図である。施工調査装置１０の電源がＯＮ（オン）されると、マイコンが起動して次のプログラムに係る処理が実行される。

ステップＳ１１において、図５に示すように、施工調査装置１０は、施工対象領域の設定処理を行う。この設定処理は、タッチパネル４３を介して操作者により操作入力された施工対象領域の設定情報（具体的には、例えば所要の地域の地図データをタッチパネル４３の表示画面上に表示させておき、所要の領域をタッチ操作することにより設定した情報）を用いて、または、マイコンのメモリに予め登録されている施工対象領域の設定情報を用いて行う。

ステップＳ１２において、巡回経路決定部３１は、ステップＳ１１で設定された施工対象領域と、アンテナ部１５の送受信特性とに基づいて、施工対象領域に存する埋設物ＢＯをもれなく探査することを考慮して、アンテナ部１５の送受信点に係る巡回経路を決定する。巡回経路のＸ−Ｙデータは、基準点Ｐ０からのＸ軸方向およびＹ軸方向の相対座標と、基準点Ｐ０の全体座標で管理される。図７は、図６の詳細な巡回経路を示しており、点Ｐ１ａ→Ｐ２ａ→Ｐ３ａ・・・・と、施工調査装置１０が巡回する。点Ｐ１ａ〜Ｐ７ａおよび点Ｐ１ｂ〜Ｐ７ｂの１４点は、前記した杭７５の１４本の配置と対応している。以下、例えば、点Ｐ１ａを送受信点Ｐ１ａという。

ステップＳ１３において、誘導案内部３３は、巡回経路決定部３１で決定されたアンテナ部１５の送受信点に係る巡回経路と、現在位置情報取得部２９で取得されたアンテナ部１５の絶対座標系の現在位置に係る情報とに基づいて、アンテナ部１５を最初の送受信点Ｐ１ａ（図７参照）に誘導案内する。この誘導案内は、走行制御部３５により実行に移される。すなわち、走行制御部３５は、アンテナ部１５を次の送受信点に導くように、駆動モータ１９の回転駆動力および車輪ＷＨの操舵角を制御する。これにより、アンテナ部１５は、次の送受信点へと導かれる。

ステップＳ１４において、現在位置情報取得部２９は、ＧＰＳ４５により測位された絶対座標系の現在位置に係る情報を取得する。こうして取得された絶対座標系の現在位置に係る情報は、送受信制御部２５、誘導案内部３３などで参照され、埋設物深度情報３７などに記憶される。

ステップＳ１５において、逐次回転制御処理が実行される。逐次回転制御部２３は、回転位置センサ２１により検出された回転位置情報を参照して、駆動モータ１９の回転位置が原点にあるか否かを調べる。駆動モータ１９の回転位置が原点にない場合、逐次回転制御部２３は、駆動モータ１９の回転位置を原点に戻すように、駆動モータ１９の回転動作を制御する。これにより、駆動モータ１９の回転位置は、原点へと導かれる。送受信制御部２５は、アンテナ部１５に対し、第１の単位角度θ１に従う回転移動、および、その回転位置における所定時間の静止状態の維持を、アンテナ部１５が略一回転するまで複数回交互に繰り返し行わせる。

詳細に説明すると、送受信制御部２５は、振幅変調した複数種類の波動パターンを作成するとともに、こうして作成された複数種類の波動パターンを、振幅の小さいものから大きいものへと順番に、個々の波動パターン毎に時間間隔をおいて放射するように、アンテナ部１５に対して動作指令を行う（以下、波動パターンの動作指令という）。この波動パターンの動作指令に従って、アンテナ部１５の送信部１５ａは、振幅の小さいものから大きいものへと順番に、個々の波動パターン毎に時間間隔をおいて、それぞれの波動パターンを順次放射する。波動パターンの放射は、アンテナ部１５が静止状態を維持している間に行われる。

送受信制御部２５は、ひとつの波動パターンが放射される毎に、アンテナ部１５に対し、その波動の反射波の受信に係る動作指令を行う。この動作指令に従って、アンテナ部１５の受信部１５ｂは、個々の波動パターン毎に所定の待機時間をおいて反射波の受信動作を行う。反射波の受信動作は、アンテナ部１５が静止状態を維持している間に行われる。

こうして受信された波動の反射波に係る情報は、埋設物探査部２７へと送られる。埋設物探査部２７は、アンテナ部１５の受信部１５ｂにより受信した波動の反射波に基づいて埋設物ＢＯを探査する。そして、埋設物探査部２７は、アンテナ部１５の受信部１５ｂにより波動の反射波を受信したか否かを調べる。

調査の結果、波動の反射波を受信しない場合、埋設物探査部２７は、次の波動の反射波の受信を待つ。一方、調査の結果、波動の反射波を受信した場合、統括制御部は、埋設物探査部２７からの波動の反射波を受信した旨を受けて、反射波情報３９として、アンテナ部１５の回転移動量（この場合、アンテナ部１５は初期位置である原点に位置づけられているため、その回転移動量は“０”である。）に対応する、波動の反射波の強度、並びに、波動の放射から波動の反射波の受信に至る往復時間を関連づけて記憶する。

埋設物探査部２７は、反射波情報３９の記憶内容を参照して、波動の反射波の強度のうち最大のものを抽出すると共に、該抽出された波動の反射波の強度のうち最大のものに関連づけられた波動の往復時間に基づいて、埋設物ＢＯの深度位置を演算により求める。

統括制御部は、埋設物探査部２７からの埋設物ＢＯの深度位置に係る演算結果を受けて、埋設物深度情報３７として、埋設物探査部２７により探査された埋設物ＢＯの深度位置に係る情報を、ＧＰＳ４５から取得したアンテナ部１５の絶対座標系の現在位置に係る情報に関連付けて記憶する。なお、最近では、ＤＧＰＳ（Differential GPS）と呼ばれる精度の高い測位システムが登場している。このような高精度の測位システムを用いる場合には、ＧＰＳ４５の設置位置とアンテナ部１５の設置位置との間の相対的な位置ずれが問題となる。そこで、ＧＰＳ４５とアンテナ部１５を結ぶ差分ベクトルを求めて、この差分ベクトルを用いて両者間の位置ずれを補正すればよい。

逐次回転制御部２３は、第１の単位角度θ１（例えば３０度などの適宜変更可能な角度値）に従う回転移動をアンテナ部１５に行わせる動作指令を行う。これを受けて駆動モータ１９は、アンテナ部１５を第１の単位角度θ１だけ回転移動させる。逐次回転制御部２３は、回転位置センサ２１により検出された駆動モータ１９の回転位置情報を参照して、アンテナ部１５が一回転したか否かを調べる。アンテナ部１５がまだ一回転していない場合、逐次回転制御部２３は、前記した波動パターンの動作指令の処理に戻り、以下の処理を繰り返し実行させる。ここで、アンテナ部１５がまだ一回転していない場合とは、第１の単位角度θ１（３０度）に従う回転移動と所定時間の静止に係るセット動作に関し、まだ１２回の繰り返しが済んでいない場合を意味する。

一方、アンテナ部１５が一回転した場合、逐次回転制御部２３は、ステップＳ１６以下の処理を実行させる。ここで、アンテナ部１５が一回転した場合とは、第１の単位角度θ１（３０度）に従う回転移動と所定時間の静止に係るセット動作に関し、１２回の繰り返しが済んでいる場合を意味する。

ステップＳ１６において、逐次回転制御部２３からアンテナ部１５が一回転した旨を受けて、誘導案内部３３は、巡回経路決定部３１で決定されたアンテナ部１５の送受信点に係る巡回経路（図７のＰ１ａ、Ｐ２ａ、・・・参照）と、現在位置情報取得部２９で取得されたアンテナ部１５の絶対座標系の現在位置に係る情報とに基づいて、すべての巡回経路を回ったか否かを調べる。

すべての巡回経路をまだ回っていない場合（ステップＳ１６，Ｎｏ）、誘導案内部３３は、アンテナ部１５を次の送受信点（この場合、第２の送受信点Ｐ２ａ）へと誘導案内し、ステップＳ２１に進む。具体的には、例えば、走行制御部３５のはたらきによって、第１の送受信点Ｐ１ａに位置していた施工調査装置１０を第２の送受信点Ｐ２ａまで走行させる。ここで、すべての巡回経路をまだ回っていない場合とは、巡回経路決定部３１で決定された送受信点での探査が未だ終了していない場合を意味する。一方、すべての巡回経路を回っている場合（ステップＳ１６，Ｙｅｓ）、ステップＳ２８に進む。

ステップＳ２１において、施工可否判定部５７は、第１の送受信点Ｐ１ａがペアの杭７５の座標点の位置（ペアの杭位置）であるか否かを判定する。ペアの杭位置とは、図３における杭７５ａに対する杭７５ｂの位置をいう。太陽光アレイ架台７０は、ペアの杭７５ａと杭７５ｂを複数配置することにより支持されているので、ペアの杭位置は施工位置として重要なものとなっている。ペアの杭位置でなければ（ステップＳ２１，Ｎｏ）、ステップＳ２２に進み、ペアの杭位置であれば（ステップＳ２１，Ｙｅｓ）、ステップＳ２５に進む。

ステップＳ２２において、施工可否判定部５７は、地盤調査情報５３、埋設物深度情報３７に基づいて、施工箇所（施工位置）が施工に適するか否かを判定する。施工箇所が施工に適すると判定した場合（ステップＳ２２、Ｙｅｓ）、ステップＳ２４に進み、施工箇所が施工に適しないと判定した場合（ステップＳ２２，Ｎｏ）、ステップＳ２３に進む。

ステップＳ２３において、施工可否判定部５７は、所定の許容範囲（例えば、Ｘ座標方向に±３００ｍｍ）内に、施工に適する杭位置があるか否かを判定する。許容範囲内に施工に適する杭位置がある場合（ステップＳ２３，Ｙｅｓ）、ステップＳ２４に進み、許容範囲内に施工に適する杭位置がない場合（ステップＳ２３，Ｎｏ）、ステップＳ２６に進む。

ステップＳ２４において、施工可否判定部５７は、マーキング制御部５９にマーキングの指令をする。なお、図５に示す処理では、施工箇所が施工に適する場合に、マーキングを指令すると説明しているがこれに限定されるわけではない。施工箇所が施工に適しない場合にも、マーキングの指令をしてもよい。

一方、ステップＳ２５において、施工可否判定部５７は、地盤調査情報５３、埋設物深度情報３７に基づいて、ペアの杭位置の施工箇所が施工に適するか否かを判定する。施工箇所が施工に適すると判定した場合（ステップＳ２５、Ｙｅｓ）、ステップＳ２４に進み、施工箇所が施工に適しないと判定した場合（ステップＳ２５，Ｎｏ）、ステップＳ２６に進む。

ステップＳ２６において、施工可否判定部５７は、判定結果を、杭伏図修正情報５５に登録する。

ステップＳ２７において、誘導案内部３３は、アンテナ部１５を次の送受信点へと誘導案内した後、処理の流れをステップＳ１４に戻す。

ステップＳ２８において、統括制御部は、管理サーバに施工対象領域の調査結果（杭伏図修正情報５５、埋設物深度情報３７、反射波情報３９）を送信し、一連の処理を終了する。

図８は、施工調査結果のマーキング例を示す出力図である。図８の例では、施工箇所が施工に適する位置である場合を○印として、施工箇所が施工に適しない位置である場合を×印として示している。実際には、マーキング部６３が、石灰に赤の着色顔料をまぜる構成にした場合、○印が石灰の白印、×印が赤の着色顔料を含む混合印となる。

点Ｐ１３ａは、×印がマーキングされており、施工に適しない位置となっているが、点Ｐ１３ａの近傍に施工に適する位置が見出されている。この場合、点Ｐ１３ｂは、当初の杭の予定位置であるが、その点Ｐ１３ｂからずれた位置に○印がマーキングされている。これは、ペアの杭位置が考慮されているためである。同様に、点Ｐ９ａには、×印がマーキングされ、点Ｐ９ａの近傍に施工に適する位置が見出されている。この場合、点Ｐ９ｂは、当初の杭の予定位置であるが、その点Ｐ９ｂからずれた位置に○印がマーキングされている。

図９は、施工調査結果に基づく太陽光アレイ架台の配置例を示す修正計画図である。図９に示す修正計画図は、図４に示す計画図と比較して、太陽光アレイ架台７０ａ〜７０ｅの配置位置は同じ位置であるが、太陽光アレイ架台７０ｆおよび７０ｇは、配置位置が異なっている。具体的には、図９に示す太陽光アレイ架台７０ｆおよび７０ｇは、Ｙ軸の負方向、Ｘ軸の負方向にずれた位置に配置されている。これは、図４に示した当初の太陽光アレイ架台７０ｆの杭の施工箇所が複数点、施工位置として適切でないと判断されたためである。

なお、統括制御部は、図４に示す計画図を、管理サーバから通信部６１を介して受信し、図４に示す計画図を修正して図９の修正計画図を作成したのち、記録部５０に登録する。そののち、統括制御部は、操作者の要求があった際、タッチパネル４３に修正計画図を表示してもよい。この場合に、統括制御部は、太陽光パネル架台７０の発電容量と架台台数とに基づき、当初計画時の発電容量および調査結果後の修正計画時の割合（％表示）を表示することもできる。具体的には、太陽光パネル架台７０が当初の計画図において１０台設置予定のところ、修正計画図で９台に修正となった場合、当初計画時の発電容量の９０％となる。

図１０は、施工調査結果の画面出力例を示す説明図である。図１０に示す画面出力例は、操作者が施工調査結果要求をした場合に、タッチパネル４３に出力される例である。操作者は、×印をタップすると、子画面が出力されなぜ×印になっているかの情報（地層情報）が出力される。具体的に説明すると、子画面には、×印の地下２ｍの位置に埋設物があることがわかる。杭の長さが３ｍとすると、杭が埋設物にぶつかるため、施工可否判定部５７が、施工位置に適しないと判定したためである。

本実施形態の施工調査装置１０には、自律走行するＸ−Ｙの座標系に対し、Ｚ方向の埋設物深度情報３９および反射波情報３９を有しているので、Ｘ−Ｚ座標面でのデータおよび、Ｘ−Ｙ座標面でのデータを、タッチパネル４３に表示することができる。

〔本発明の実施形態に係る施工調査装置１０の作用効果〕
以上説明したように、本発明の実施形態に係る施工調査装置１０では、車体１４に、予め設定された施工対象領域を自律走行させる自律走行制御部１１と、自律走行する地面に波動を放射すると共に放射された波動の反射波を受信するアンテナ部１５を備え、受信した波動の反射波に基づいて、埋設物または地質境界を探査する探査調査部１２と、施工対象領域内の予め設定された施工箇所が、探査調査部１２の調査結果に基づいて、施工に適する位置であるか否かを判定し、判定結果を記憶部５０に記憶する施工可否判定部５７と、施工可否判定部５７が施工に適する位置であると判定した場合に、地面に施工位置をマーキングするマーキング部６３と、を有する。

本発明の実施形態に係る施工調査装置１０によれば、太陽光発電所などの広大な用地の施工対象領域において、迅速な調査結果を得ることができる。また、用地に対し、実際の施工箇所に対応する施工位置にマーキングを施すことができる。これにより、施工工期の短縮、あともどり作業の削減、人件費などの削減を図ることができる。

本実施形態の施工可否判定部５７は、施工箇所が施工に適しない位置であると判定した場合に、所定の許容範囲内で施工に適する位置を調査する。これによれば、当初の施工計画に対し、修正施工計画を、操作者に提示することができる。これは、調査のあともどり作業などの削減に効果がある。

本実施形態の施工可否判定部５７は、例えば、太陽光アレイ架台７０の杭箇所がペアで構成される場合、ペアで構成される杭の位置データに基づいて、施工位置を決定する。これにより、的確な施工位置を、操作者に提示することができる。

本実施形態の施工調査装置１０は、さらに、記憶部５０に記憶されている判定結果を、表示部（例えば、タッチパネル４３）に表示する入出力制御部４１を有し、入出力制御部４１は、表示部に表示された施工箇所の点が選択された場合、探査調査部１２の調査結果に基づいた地質情報の子画面を表示する。これによれば、操作者は、現場において、迅速に施工位置の地質状態を知ることができる。

本実施形態の自律走行制御部１１は、アンテナ部１５の送受信特性に基づいて設定された施工対象領域内に、アンテナ部の送受信点に係る巡回経路を決定する巡回経路決定部３１と、アンテナ部１５の現在位置に係る情報を取得する現在位置情報取得部２９と、巡回経路決定部で決定されたアンテナ部の送受信点に係る巡回経路と、現在位置情報取得部２９で取得されたアンテナ部の現在位置に係る情報とに基づいて、アンテナ部１５を次の送受信点に誘導案内する誘導案内部３３と、を有する。これによれば、無人で広大な施工対象領域を迅速に走行することができ、人件費などのコスト低減を図ることができる。

本実施形態の探査調査部１２は、誘導案内部３３により誘導案内された次の送受信点にアンテナ部１５を置いた状態で、波動の放射および放射された波動の反射波の受信をアンテナ部１５に行わせる送受信制御部２５と、指向性を有するアンテナ部１５を、探査対象となる埋設物が埋められた媒質の表面に正対するように位置させると共に、媒質の表面に対して直交する軸に支持させてこの軸周りに回転自在に設け、アンテナ部１５に対し、単位角度に従う回転移動および所定時間の静止状態の維持を、アンテナ部１５が略一回転するまで複数回交互に繰り返し行わせる逐次回転制御部２３と、受信した波動の反射波に基づいて埋設物または地質境界を探査する埋設物探査部２７と、有し、送受信制御部２５は、アンテナ部１５が静止状態を維持している間、波動の放射および放射された波動の反射波の受信をアンテナ部１５に行わせる。

本発明の実施形態に係る施工調査装置１０によれば、設定した調査対象領域内の巡回経路に従う埋設物ＢＯの探査と、アンテナ部１５の逐次回転制御に従う埋設物ＢＯの探査とを組み合わせて適用したので、埋設物ＢＯをもれなく適確に探査することができるのに加えて、埋設物ＢＯがどの方向に延在しているのかを把握することができる。
［その他の実施形態］
以上説明した実施形態は、本発明の具現化例を示したものである。従って、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されることがあってはならない。本発明はその要旨またはその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形態で実施することができるからである。

自律走行の例として、図７において、点Ｐ１ａ→Ｐ２ａ→Ｐ３ａ→Ｐ４ａ→Ｐ５ａ→Ｐ６ａ→Ｐ７ａ→Ｐ７ｂ→Ｐ６ｂ→Ｐ５ｂ→Ｐ４ｂ→Ｐ３ｂ→Ｐ２ｂ→Ｐ１ｂのように説明したが、これに限定されない。例えば、点Ｐ１ａ→Ｐ１ｂ→Ｐ２ｂ→Ｐ２ａ→Ｐ３ａ→Ｐ３ｂ→Ｐ４ｂ→Ｐ４ａ→Ｐ５ａ→Ｐ５ｂ→Ｐ６ｂ→Ｐ６ａ→Ｐ７ａ→Ｐ７ｂのように走行してもよい。これによれば、ペアの杭位置を迅速に決定することができる。

また、本実施形態に係る施工調査装置１０において、アンテナ部１５として、送信部１５ａおよび受信部１５ｂを組み合わせたものを例示して説明した。これについて、本発明のアンテナ部１５としては、送信部１５ａおよび受信部１５ｂが一体であるか別体であるかを問わない。要するに、本発明のアンテナ部１５としては、波動の送受信機能を有していればよい。従って、受信用のアンテナ部と送信用のアンテナ部とを、相互に近接して併設することによって構成したアンテナ部も、本発明の技術的範囲の射程に入ることはいうまでもない。

１０ 施工調査装置
１１ 自律走行制御部
１２ 探査調査部
１３ 入出力部
１４ 車体
１５ アンテナ部
１７ 軸
２３ 逐次回転制御部
２５ 送受信制御部
２７ 埋設物探査部
２９ 現在位置情報取得部
３１ 巡回経路決定部
３３ 誘導案内部
３５ 走行制御部
３７ 埋設物深度情報
３９ 反射波情報
４１ 入出力制御部（入力制御部、出力制御部）
４３ タッチパネル（表示部）
４５ ＧＰＳ
７０ 太陽光アレイ架台
７５ 杭
ＢＯ 埋設物
ＧＬ グランドライン

Claims (8)

1. 車体に、
   予め設定された施工対象領域を自律走行させる自律走行制御部と、
   前記自律走行する地面に波動を放射すると共に前記放射された波動の反射波を受信するアンテナ部を備え、前記受信した波動の反射波に基づいて、埋設物または地質境界を探査する探査調査部と、
   前記施工対象領域内の予め設定された施工箇所が、前記探査調査部の調査結果に基づいて、施工に適する位置であるか否かを判定し、前記判定結果を記憶部に記憶する施工可否判定部と、
   前記施工可否判定部が施工に適する位置であると判定した場合に、前記地面に施工位置をマーキングするマーキング部と、を有する
   ことを特徴とする施工調査装置。
2. 前記施工対象領域は、複数の太陽光パネルを配置する太陽光発電所予定地であり、
   前記施工箇所は、前記太陽光パネルの設置用架台の杭箇所である
   ことを特徴とする請求項１に記載の施工調査装置。
3. 前記施工可否判定部は、前記施工箇所が施工に適しない位置であると判定した場合に、所定の許容範囲内で施工に適する位置を調査する
   ことを特徴とする請求項１に記載の施工調査装置。
4. 前記施工可否判定部は、前記杭箇所がペアで構成される場合、
   前記ペアで構成される杭の位置データに基づいて、前記施工位置を決定する
   ことを特徴とする請求項２に記載の施工調査装置。
5. 前記施工調査装置は、さらに、
   前記記憶部に記憶されている前記判定結果を、表示部に表示する入出力制御部を有し、
   前記入出力制御部は、前記表示部に表示された前記施工箇所の点が選択された場合、前記探査調査部の調査結果に基づいた地質情報の子画面を表示する
   ことを特徴とする請求項１に記載の施工調査装置。
6. 前記自律走行制御部は、
   前記アンテナ部の送受信特性に基づいて前記設定された施工対象領域内に、前記アンテナ部の送受信点に係る巡回経路を決定する巡回経路決定部と、
   前記アンテナ部の現在位置に係る情報を取得する現在位置情報取得部と、
   前記巡回経路決定部で決定された前記アンテナ部の送受信点に係る巡回経路と、前記現在位置情報取得部で取得された前記アンテナ部の現在位置に係る情報とに基づいて、前記アンテナ部を次の送受信点に誘導案内する誘導案内部と、を有する
   ことを特徴とする請求項１に記載の施工調査装置。
7. 前記探査調査部は、
   前記誘導案内部により誘導案内された前記次の送受信点に前記アンテナ部を置いた状態で、前記波動の放射および前記放射された波動の反射波の受信を前記アンテナ部に行わせる送受信制御部と、
   指向性を有する前記アンテナ部を、探査対象となる埋設物が埋められた媒質の表面に正対するように位置させると共に、前記媒質の表面に対して直交する軸に支持させてこの軸周りに回転自在に設け、前記アンテナ部に対し、前記単位角度に従う回転移動および所定時間の静止状態の維持を、前記アンテナ部が略一回転するまで複数回交互に繰り返し行わせる逐次回転制御部と、
   前記受信した波動の反射波に基づいて埋設物または地質境界を探査する埋設物探査部と、を有し、
   前記送受信制御部は、前記アンテナ部が前記静止状態を維持している間、前記波動の放射および前記放射された波動の反射波の受信を前記アンテナ部に行わせる
   ことを特徴とする請求項６に記載の施工調査装置。
8. 車体に載置された自律走行制御部と、探査調査部と、施工可否判定部とを有する施工調査装置を用いる施工調査方法であって、
   前記自律走行制御部が、予め設定された施工対象領域の施工対象領域を前記車体に自律走行させる処理と、
   前記探査調査部が、前記自律走行する地面に波動を放射すると共に前記放射された波動の反射波を受信するアンテナ部を備え、前記受信した波動の反射波に基づいて、埋設物または地質境界を探査する処理と、
   前記施工可否判定部が、前記探査調査部の調査結果に基づいて、前記施工対象領域内の予め設定された施工箇所が施工に適する位置であるか否かを判定し、前記判定結果を記憶部に記憶するとともに、前記施工可否判定部が施工に適する位置であると判定した場合に、マーキング部に前記地面に施工位置をマーキングする指令をする処理と、を含む
   ことを特徴とする施工調査方法。

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