JP2019174401A - Buried object exploration device and buried object exploration method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、埋設物探査装置及び埋設物探査方法に関する。 The present invention relates to a buried object searching apparatus and a buried object searching method.
掘削対象の一例であるコンクリートを掘削しながら、コンクリート内における掘削位置において、コンクリート内の埋設物が存在している否かを簡易かつ迅速に判断することが可能な埋設物探査装置及び埋設物探査方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。 A buried object exploration device and a buried object exploration device that can easily and quickly determine whether or not a buried object exists in a concrete at an excavation position in the concrete while excavating concrete which is an example of an excavation target. A method is known (see, for example, Patent Document 1).
特許文献１の装置及び方法は、コンクリートが掘削されているときコンクリートから伝達される振動を検出し、掘削装置を流れる電流の電流値を検出し、検出された振動及び電流値に基づいて、コンクリート内における掘削装置の掘削位置において、コンクリート内に埋められた埋設物が存在するか否かを判断するものである。
The apparatus and method of
しかしながら、特許文献１の方法では、埋設物の材質によっては、埋設物が存在するか否かを十分に分離することが困難であるという問題があった。
However, the method of
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、より広範囲の埋設物の材質についても、埋設物が存在するか否かを十分に分離することが可能な埋設物探査装置及び埋設物探査方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above, and an embedded object exploration device and an embedded object exploration capable of sufficiently separating whether or not an embedded object exists even for a wider range of embedded object materials. It aims to provide a method.
上述した課題を解決し、目的を達成するために、埋設物探査装置は、掘削対象と前記掘削対象に埋設された掘削対象外である埋設物とを含む掘削物を掘削している際の環境データを採取する環境データ採取部と、前記掘削物を掘削している際の前記環境データに基づいて、前記掘削対象を掘削しているか否かを判別する制御を行う制御部と、を含み、前記制御部は、前記掘削対象を掘削している際に取得した前記環境データに基づいて正常異常の判断基準となるデータマトリックスを作成し、作成した前記データマトリックスに基づいて前記掘削物を掘削している際の前記環境データが前記掘削対象を掘削している際のものであるか否かを判別することで、前記掘削対象を掘削しているか否かを判別することを特徴とする。 In order to solve the above-described problems and achieve the object, the buried object exploration apparatus is an environment when excavating an excavated object including an excavation object and an embedded object that is not excavated object embedded in the excavation object. An environmental data collection unit that collects data, and a control unit that performs control to determine whether or not the excavation target is excavated based on the environmental data when excavating the excavated matter, The control unit creates a data matrix that is a criterion for normality / abnormality based on the environmental data acquired when the excavation target is excavated, and excavates the excavated material based on the created data matrix. It is determined whether or not the excavation target is excavated by determining whether or not the environmental data when the excavation target is excavated.
この構成によれば、掘削対象を掘削している際に取得した環境データに基づいて作成したデータマトリックスを基準として、掘削物を掘削している際の環境データが掘削対象を掘削している際のものであるか否かを判別することとしているため、掘削しているものが掘削対象であるか否かをより明確に二分することが可能になるので、より広範囲の埋設物の材質についても、埋設物が存在するか否かを十分に分離することができる。 According to this configuration, when the excavation object is excavated based on the data matrix created based on the environmental data acquired when excavating the excavation object, the excavation object is excavated. Since it is possible to more clearly divide whether or not the object being excavated is the object to be excavated, it is possible to determine the material of a wider range of buried objects. It is possible to sufficiently separate whether or not an embedded object exists.
この構成において、前記環境データ採取部は、前記掘削対象を掘削している際に取得した振動の情報を取得し、前記制御部は、前記振動の情報をフーリエ変換し、前記振動の情報を所定の周波数帯域ごとに分離した周波数帯域分離データを作成し、前記周波数帯域分離データを用いて前記データマトリックスを作成することが好ましい。この構成によれば、振動の情報を所定の周波数帯域ごとに分離した周波数帯域分離データとして使用するため、振動の特性が似ている材質間の分離精度が向上するため、より広範囲の埋設物の材質についても、埋設物が存在するか否かを精度よく分離することができる。 In this configuration, the environmental data collection unit acquires vibration information acquired when the excavation target is being excavated, and the control unit Fourier-transforms the vibration information, and the vibration information is predetermined. Preferably, frequency band separation data separated for each frequency band is created, and the data matrix is created using the frequency band separation data. According to this configuration, since the vibration information is used as frequency band separation data separated for each predetermined frequency band, the separation accuracy between materials having similar vibration characteristics is improved. As for the material, it is possible to accurately separate whether or not an embedded object exists.
これらの構成において、前記制御部は、前記データマトリックスに基づいて前記掘削物を掘削している際の前記環境データの異常度を算出し、前記異常度が所定の閾値以下であるか、または所定の閾値より大きいかを判別することで、前記掘削対象を掘削している際の前記環境データであるか否かを判別することが好ましい。この構成によれば、異常度という明確な基準を用いて掘削しているものが掘削対象であるか否かをさらに明確に二分することが可能になるので、より広範囲の埋設物の材質についても、埋設物が存在するか否かをさらに精度よく分離することができる。 In these configurations, the control unit calculates the degree of abnormality of the environmental data when excavating the excavation based on the data matrix, and the degree of abnormality is equal to or less than a predetermined threshold, or It is preferable to determine whether it is the environmental data when the excavation target is excavated by determining whether it is larger than the threshold value. According to this configuration, it becomes possible to divide more clearly whether the object being excavated using a clear criterion of the degree of abnormality is the object to be excavated. In addition, it is possible to more accurately separate whether or not an embedded object exists.
これらの構成において、前記掘削物を掘削する掘削ドリルをさらに有し、前記制御部は、前記掘削ドリルが前記掘削対象を掘削していないと判別した場合、前記掘削ドリルが掘削することを中止させることが好ましい。この構成によれば、埋設物が存在する場合に埋設物を掘削してしまう可能性を低減することができる。 In these configurations, the drilling drill further drills the excavated material, and the control unit stops the drilling drilling when the drilling drill determines that the drilling target is not drilled. It is preferable. According to this configuration, when there is an embedded object, the possibility of excavating the embedded object can be reduced.
前記掘削物を掘削している際の前記環境データが前記掘削対象を掘削しているか否かの判別結果を表示する表示装置をさらに有し、前記制御部は、前記掘削対象を掘削していないと判別した場合、前記掘削対象を掘削していないことを報知する報知画面を、前記表示装置に表示させることが好ましい。この構成によれば、掘削作業者が掘削の状況並びに掘削している場所が埋設物に到達した状況を視覚的に把握することを可能にする。 It further has a display device for displaying whether or not the environmental data when excavating the excavated object is excavating the excavation target, and the control unit does not excavate the excavation target If it is determined that, the display device preferably displays a notification screen for notifying that the excavation target is not excavated. According to this configuration, it becomes possible for the excavator to visually grasp the situation of excavation and the situation where the excavation site has reached the buried object.
上述した課題を解決し、目的を達成するために、埋設物探査方法は、掘削対象を掘削している際に取得した環境データに基づいて正常異常の判断基準となるデータマトリックスを作成するデータマトリックス作成ステップと、前記掘削対象と前記掘削対象に埋設された掘削対象外である埋設物とを含む掘削物を掘削している際の前記環境データを採取する環境データ採取ステップと、前記データマトリックスに基づいて前記掘削物を掘削している際の前記環境データが前記掘削対象を掘削している際のものであるか否かを判別することで、前記掘削対象を掘削しているか否かを判別する判別ステップと、を含むことを特徴とする。 In order to solve the above-described problems and achieve the object, the buried object exploration method creates a data matrix that creates a normal / abnormal judgment criterion based on environmental data acquired when excavating the excavation target. An environmental data collection step for collecting the environmental data when excavating an excavation object including the excavation object and an embedded object that is not excavation object embedded in the excavation object; and It is determined whether or not the excavation target is excavated by determining whether or not the environmental data when excavating the excavation is based on whether or not the excavation target is excavated And a discriminating step.
この構成によれば、掘削対象を掘削している際に取得した環境データに基づいて作成したデータマトリックスを基準として、掘削物を掘削している際の環境データが掘削対象を掘削している際のものであるか否かを判別することとしているため、掘削しているものが掘削対象であるか否かをより明確に二分することが可能になるので、より広範囲の埋設物の材質についても、埋設物が存在するか否かを十分に分離することができる。 According to this configuration, when the excavation object is excavated based on the data matrix created based on the environmental data acquired when excavating the excavation object, the excavation object is excavated. Since it is possible to more clearly divide whether or not the object being excavated is the object to be excavated, it is possible to determine the material of a wider range of buried objects. It is possible to sufficiently separate whether or not an embedded object exists.
以下に、本発明に係る実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、実施形態における構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。さらに、以下に記載した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。 Embodiments according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. In addition, this invention is not limited by this embodiment. In addition, the constituent elements in the embodiments include those that can be easily replaced by those skilled in the art or those that are substantially the same. Furthermore, the constituent elements described below can be appropriately combined.
［実施形態］
図１は、本発明の実施形態に係る埋設物探査装置１０の概略構成図である。本発明の実施形態に係る埋設物探査装置１０は、図１に示すように、掘削対象２と掘削対象２に埋設された埋設物３とを含む掘削物１を掘削する際に、掘削対象２を掘削しているか否かを判別する装置である。ここで、掘削対象２は、穿孔対象であり、掘削目的である。埋設物３は、穿孔対象外であり、掘削対象外である。また、掘削対象２を掘削していない状態とは、埋設物３を掘削している状態だけでなく、掘削対象２と埋設物３との間の空間が掘削位置となっている状態も含む。埋設物探査装置１０は、埋設物３の損傷を最低限に留めながら、掘削対象２を掘削する場合に使用されるものであり、例えば、埋設物３を含む装置系の駆動に影響を与えることなく、掘削対象２に新たな装置系や構造補強機構を設置する場合に好適に使用されるものである。
[Embodiment]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an embedded
掘削対象２は、本実施形態ではコンクリートが例示されるが、本発明はこれに限定されない。埋設物３は、本実施形態では、異形鉄筋、金属製可撓電線管、厚鋼電線管、合成樹脂可撓電線管、硬質塩化ビニル管、裸接地線、被覆付接地線、ＳＵＳ鋼管等が例示されるが、本発明はこれに限定されない。
The
埋設物探査装置１０は、図１に示すように、掘削装置２０と、環境データ採取部３０と、制御部４０と、表示装置５０と、を含む。掘削装置２０は、掘削物１を掘削する装置であり、掘削ドリル２１と、支柱２２と、バキュームパッド２３と、バキュームポンプ２４と、ドリル支持部２５と、芯出しパッド２６と、循環装置２７と、ホース２８，２９と、を有する。
As shown in FIG. 1, the buried
掘削ドリル２１は、掘削物１を掘削するドリルであり、小口径のビットで穿孔深さが深い穿孔が可能な水循環式ドリルであるロングビットドリルが好適なものとして例示される。掘削ドリル２１は、内部に水路を有する。掘削ドリル２１は、図１に示すように、シャンク２１ａと、ロッド棒２１ｂと、ビット２１ｃと、を有する。
The
シャンク２１ａは、図１の上側の基端部が、ドリル支持部２５に周方向に回転可能に支持されるとともに、ドリル支持部２５に内設されたモータと接続され、図１の下側の先端部がロッド棒２１ｂと接続されている。シャンク２１ａは、基端部に接続されたモータの回転駆動を受けて、先端部に接続されたロッド棒２１ｂ及びロッド棒２１ｂの先端部に接続されたビット２１ｃとともに回転動作する。
The
ロッド棒２１ｂは、長くかつ真っ直ぐに延びる棒であり、図１の上側の基端部がシャンク２１ａと接続され、図１の下側の先端部がビット２１ｃと接続されている。ロッド棒２１ｂは、シャンク２１ａの回転動作をビット２１ｃに伝達する。ロッド棒２１ｂは、伸縮可能であり、穿孔深さに応じて適宜伸縮することができる。また、ロッド棒２１ｂは、伸縮可能なものに代えて、継ぎ足し可能なものを用いてもよく、この場合、穿孔深さに応じて適宜継ぎ足しすることができる。
The
ビット２１ｃは、ダイヤモンドビットに例示される超鋼工具であり、図１の上側の基端部がロッド棒２１ｂと接続され、図１の下側の先端部が掘削物１と対向している。ビット２１ｃは、ロッド棒２１ｂを介してシャンク２１ａの回転作動が伝達されることにより回転作動し、対向する掘削物１を掘削する。
The
支柱２２は、掘削ドリル２１と平行に設けられた柱であり、支柱２２の根本である図１の下側の基端部に、掘削物１の表面に向けて基端パッド２２ａが設けられている。支柱２２は、基端パッド２２ａがバキュームパッド２３を介して掘削物１における図１の上側の面である表面に強固に固定されることで、強固に固定される。支柱２２は、ドリル支持部２５が取り付けられており、ドリル支持部２５を介して掘削ドリル２１のシャンク２１ａの部分を周方向に回転可能に支持している。
The
バキュームパッド２３は、支柱２２の基端パッド２２ａにおける図１の下側の面に取り付けられて、図１の下側の面が、掘削物１の表面と接触して対向して設けられている。バキュームパッド２３は、一方が掘削物１の表面に向けられ、他方にバキュームポンプ２４が連通して接続された吸引口を内部に有する。バキュームポンプ２４がこの吸引口を吸引することで、吸引力により、バキュームパッド２３が掘削物１における図１の上側の面に強固に固定され、これにより基端パッド２２ａを介して支柱２２を強固に固定する。
The
ドリル支持部２５は、ドリル装着部２５ａと、支柱取付部２５ｂと、を有する。ドリル支持部２５は、ドリル装着部２５ａの部分にモータを内設して備えている。ドリル装着部２５ａは、掘削ドリル２１のシャンク２１ａの基端部を装着して、シャンク２１ａをドリル支持部２５に内設されたモータと接続することができる部分である。支柱取付部２５ｂは、支柱２２を挿入して取り付けることができる部分である。
The
ドリル支持部２５は、上記した構成を有するので、掘削ドリル２１を、バキュームパッド２３及びバキュームポンプ２４により強固に固定された支柱２２に固定して支持させることができる。ドリル支持部２５は、支柱２２における支柱取付部２５ｂの鉛直方向の位置を調整したり、支柱取付部２５ｂに取り付けられたレバーを回したりすることで、掘削ドリル２１のシャンク２１ａの鉛直方向の位置を適宜調整したり移動したりすることができる。
Since the
ドリル支持部２５は、一方が掘削ドリル２１の内部の水路に連通され、他方にホース２８が連通して接続された水路を内部に有する。ドリル支持部２５は、この水路を通じて、ホース２８を介して循環装置２７から供給されるろ過水を掘削ドリル２１の内部の水路に供給することを可能にしている。
One of the
芯出しパッド２６は、支柱２２の基端パッド２２ａに接続して、掘削ドリル２１のロッド棒２１ｂの方に突き出して設けられている。芯出しパッド２６は、掘削ドリル２１のロッド棒２１ｂが挿入可能な挿入孔２６ａを有する。芯出しパッド２６の挿入孔２６ａと支柱２２との水平方向の距離は、ドリル支持部２５におけるドリル装着部２５ａと支柱取付部２５ｂとの間の水平方向の距離と等しい。このため、芯出しパッド２６の挿入孔２６ａに、ドリル支持部２５によって支持された掘削ドリル２１のロッド棒２１ｂを挿入することで、掘削ドリル２１を支柱２２と正確に平行な状態に合わせ、掘削物１の表面に対して正確に鉛直方向に向けた状態とすることができる。
The centering
芯出しパッド２６は、一方が掘削物１の表面に向けられ、他方にホース２９が連通して接続された水路を内部に有する。芯出しパッド２６は、この水路を通じて、掘削物１を掘削することによって生じた掘削物１を含む掘削水を、ホース２９を介して循環装置２７へ吸引させることを可能にしている。
One of the centering
循環装置２７は、内部に、吸引装置と、ろ過装置と、供給装置とを有する。循環装置２７は、供給装置がホース２８と連通されており、吸引装置がホース２９と連通されている。循環装置２７は、吸引装置と供給装置とがろ過装置を介して接続されている。循環装置２７は、吸引装置がホース２９を介して掘削水を吸引し、ろ過装置が掘削水をろ過してろ過水とし、供給装置がホース２８を介してろ過水を供給することで、掘削物１を掘削している際に水を循環させることができ、これにより、掘削物１が円滑に掘削することを可能にする。
The
循環装置２７は、延長コード５４を介して電源５５と電気的に接続されている。循環装置２７は、延長コード５４を介して電源５５から電力の供給を受ける。循環装置２７は、制御部４０及び表示装置５０とも電気的に接続されており、電源５５からの電力を制御部４０及び表示装置５０へ供給する中継地点としての役割も担っている。
The
環境データ採取部３０は、掘削物１を掘削している際の環境データを採取する機器であり、本実施形態では、図１に示すように、電流計３１と、振動計３２とを含む。なお、本発明では、この形態に限定されず、その他の環境データ採取に関する計測器を含む形態であってもよい。その他の環境データ採取に関する計測器は、掘削物１を掘削している際の掘削音を計測する音計測器、及び、掘削ドリル２１の回転数を計測する回転数計測器等が例示される。電流計３１は、ドリル支持部２５に内設されたモータと電気的に接続されており、このモータに流れている電流を計測する。電流計３１は、掘削物１を掘削している際の電流を計測して、電流値の情報を取得する。
The environmental
振動計３２は、支柱２２の基端パッド２２ａにおける図１の上側の面に固定して設けられ、支柱２２の基端パッド２２ａの振動を計測する。振動計３２は、掘削物１を掘削している際の振動を計測して、振動値の情報を取得する。振動計３２は、例えば、６２．５Ｈｚ以降５０００Ｈｚ以下の各振動数における振動振幅を計測するものが用いられる。振動計３２は、支柱２２の基端パッド２２ａが磁性を有する場合、マグネット治具によって支柱２２の基端パッド２２ａにおける図１の上側の面に固定されるものであることが好ましく用いられる。
The
制御部４０は、入力部と、記憶部と、処理部と、を備える。制御部４０は、コンピュータが例示される。入力部は、例えば、外部接続される機器である電流計３１及び振動計３２からの環境データの入力を受け付けるインターフェース、及びユーザからの入力を受け付けるインターフェースであるマウス、キーボード、表示装置等と一体化されたタッチパネルであり、入力を受け付けた情報等を記憶部または処理部に伝達する。記憶部は、例えばＲＡＭ、ＲＯＭ及びフラッシュメモリー等の記憶媒体または記憶装置を有し、処理部により処理されるソフトウェア・プログラムである埋設物探査プログラム及びこのソフトウェア・プログラムにより参照されるデータ等を記憶する。また、記憶部は、処理部が処理結果等を一時的に記憶する記憶領域としても機能する。処理部は、記憶部からソフトウェア・プログラム等を読み出して処理することで、ソフトウェア・プログラムの内容に応じた機能、具体的には、本発明の実施形態に係る埋設物探査装置１０により本発明の実施形態に係る埋設物探査方法を実施する機能を発揮する。処理部は、記憶部から読み出した情報、及び処理した情報等を、制御部４０に接続された表示装置等である表示装置５０に表示させることができる。
The
制御部４０は、制御部４０と電気的に接続された電流計３１から、環境データの１つである掘削物１を掘削している際の電流値の情報の入力を受け付ける。また、制御部４０は、制御部４０と電気的に接続された振動計３２から、環境データの１つである掘削物１を掘削している際の振動値の情報の入力を受け付ける。制御部４０は、この電流値及びこの振動値等といった環境データに基づいて、掘削対象２を掘削しているか否かを判別する制御を行う。
The
制御部４０は、予め掘削対象２を掘削している際に取得した環境データを正常データとみなして、この正常データに基づいて正常異常の判断基準となるデータマトリックスを作成する。なお、データマトリックスは、制御部４０がそれに基づいてバラツキを考慮して処理することが可能なように、それぞれの環境データごとに複数のデータを含んだものとなっている。制御部４０は、後述するように、この作成したデータマトリックスに基づいて、掘削物１を掘削している際の環境データが、掘削対象２を掘削している際のものであるか否かを判別することで、掘削対象２を掘削しているか否かを判別することができる。
The
制御部４０は、本実施形態のように、環境データとして電流計３１から取得した電流値の情報と、振動計３２から取得した振動値の情報とを用いる場合、まず、振動値の情報をフーリエ変換し、振動値の情報を所定の周波数帯域ごとに分離した周波数帯域分離データを作成する。制御部４０は、次に、掘削対象２を掘削している際に取得した電流値の情報と周波数帯域分離データとに基づいて、情報の項目ごとに数値範囲を規定したデータマトリックスを作成する。制御部４０は、この情報の項目ごとの数値範囲を、例えば、情報の項目ごとの実効値及び変化率で規定することができる。また、制御部４０は、この情報の項目ごとの数値範囲を、個別に閾値を設定することで規定してもよい。このようにして、制御部４０は、掘削対象２を掘削している際に取得した環境データの基準を表すデータマトリックスを作成する。
When using the current value information acquired from the
制御部４０は、振動値の情報を所定の周波数帯域ごとに分離した周波数帯域分離データを用いてデータマトリックスを作成することができるので、掘削対象２と振動の特性が似ている材質に対しても、掘削対象２との分離精度が向上したデータマトリックスを作成することができる。このため、制御部４０は、上記したようなより広範囲の材質の埋設物３についても、掘削対象２を掘削しているか否か、及び、埋設物３が存在するか否かを、精度よく分離することを可能にするデータマトリックスを作成することができる。なお、制御部４０は、環境データ採取部３０として音計測器を用いている場合等、波形を計測するその他の各種計測器を用いている場合についても、掘削音の情報を所定の周波数帯域ごとに分離した周波数帯域分離データを用いてデータマトリックスを作成することができるので、振動値の情報を所定の周波数帯域ごとに分離した周波数帯域分離データを用いてデータマトリックスを作成する場合と同様の作用効果が得られる。これにより、埋設物探査装置１０は、振動の特性が似ている材質間の分離精度が向上するため、より広範囲の埋設物３の材質についても、埋設物３が存在するか否かを精度よく分離することができる。
Since the
制御部４０は、周波数帯域分離データを作成する際、各種のオクターブバンドに基づいて振動値の情報を所定の周波数帯域ごとに分離することが好ましく、特に１／６オクターブバンド以上に細かい周波数帯域ごとに分離する種類のオクターブバンドに基づくことがより好ましい。この場合、制御部４０は、さらに掘削対象２との分離精度が向上したデータマトリックスを作成することができるため、掘削対象２を掘削しているか否か、及び、埋設物３が存在するか否かを、さらに高い精度で分離することが可能になる。
When generating the frequency band separation data, the
制御部４０は、上記のようにして作成したデータマトリックスに基づいて、正常データとみなされる平均的な掘削対象２を掘削している際に取得した環境データに対する、掘削物１を掘削している際の環境データの乖離の程度を示すパラメータである異常度を算出する。ここで、制御部４０で算出される環境データの異常度は、平均的な掘削対象２を掘削している際には０となり、掘削している掘削物１の平均的な掘削対象２に対する物性的な差異が大きくなればなるほど大きな値となるパラメータである。
Based on the data matrix created as described above, the
制御部４０は、掘削物１を掘削している際の電流値の情報と周波数帯域分離データとを、特性項目Ｍ次元（列）を有するデータ数Ｎ個（行）の多変量データとして扱い、品質工学の理論に基づくデータ処理方法であるマハラノビス・タグチメソッド（Mahalanobis Taguchi Method、以下、ＭＴ法と称する。）でこの多変量データを処理することが好ましい。詳細には、制御部４０は、単位空間となるデータマトリックスを作成し、作成したデータマトリックスを正常な状態、すなわち基準として、このデータマトリックスから掘削物１を掘削している際の電流値の情報と周波数帯域分離データとがどれだけ乖離しているかを表すマハラノビス距離（Mahalanobis Distance、以下、ＭＤ値と称する。）を、異常度として算出することが好ましい。なお、ＭＤ値は、上記した異常度と同様に、小さければ小さいほど正常な状態に近いことを表し、大きければ大きいほど正常な状態からは遠ざかっていて異常性が高いことを表す値である。
The
制御部４０は、本実施形態では、異常性を示す指標としてＭＴ法に基づくＭＤ値を用いているが、本発明はこれに限定されず、異常性を示す指標としてＴ２統計量およびＱ統計量のいずれか一つまたは両方を用いることとしてもよい。なお、マハラノビス・タグチメソッド及びマハラノビス距離、またはＴ２統計量、Ｑ統計量についての算出方法の詳細については、「入門 機械学習による異常検知、井手剛 著、コロナ社出版」、「ソフトセンサー入門」、船津公人 金子弘昌 共著、コロナ社出版」等に記載されているものが好適に採用される。
In this embodiment, the
制御部４０は、掘削物１を掘削している際の異常度が所定の閾値以下であるか、または、所定の閾値より大きいかを判別することで、掘削物１を掘削している際の環境データが掘削対象２を掘削している際の環境データであるか否かを判別し、これにより、掘削対象２を掘削しているか否かを判別する。詳細には、制御部４０は、掘削物１を掘削している際の異常度が所定の閾値以下であると判別した場合、掘削物１を掘削している際の環境データが掘削対象２を掘削している際の環境データであると判別し、これにより、掘削対象２を掘削していると判別する。一方、制御部４０は、掘削物１を掘削している際の異常度が所定の閾値より大きいと判別した場合、掘削物１を掘削している際の環境データが掘削対象２を掘削している際の環境データではないと判別し、これにより、掘削対象２を掘削していない状態、すなわち、埋設物３を掘削している状態、または、掘削対象２と埋設物３との間の空間が掘削位置となっている状態等であると判別する。これにより、埋設物探査装置１０は、異常度という明確な基準を用いて掘削しているものが掘削対象２であるか否かをさらに明確に二分することが可能になるので、より広範囲の埋設物３の材質についても、埋設物３が存在するか否かを精度よく分離することができる。
The
制御部４０は、このようにＭＴ法に例示される品質工学の手法を用いて、環境データの各情報の項目から、全体の偏差を統合した異常度という数値により、一括して掘削対象２を掘削している場合と、掘削対象２を掘削していない場合とを判別可能としている。このため、制御部４０は、環境データの情報の項目ごとに、あるいは埋設物３ごとに閾値を設ける設定精査の必要がなく、さらに、想定外の埋設物３についても掘削対象２を掘削していない場合に判別可能となる。
Using the quality engineering technique exemplified in the MT method, the
制御部４０は、掘削ドリル２１が掘削対象２を掘削していないと判別した場合、掘削ドリル２１が掘削物１を掘削することを中止させることができる。詳細には、制御部４０は、掘削ドリル２１が掘削対象２を掘削していないと判別した場合、ドリル支持部２５に内設されたモータへの電源の供給を遮断することによりモータの回転駆動を中止させることで、掘削ドリル２１の回転動作を中止することができる。制御部４０は、例えば、ドリル支持部２５に内設されたモータへ電力を供給する電力供給線のブレーカを落とすことで、この電源の供給の遮断を行う。これにより、埋設物探査装置１０は、埋設物３が存在する場合に掘削ドリル２１で埋設物３を掘削してしまう可能性を低減することができる。
When it is determined that the
表示装置５０は、制御部４０と情報通信可能に電気的に接続されている。表示装置５０は、制御部４０の指令を受けて、制御部４０が制御する掘削物１の掘削に関する様々な情報を、制御部４０から取得して表示することができる。表示装置５０は、制御部４０の指令を受けて、環境データ採取部３０によって取得される環境データ、例えば、電流計３１によって計測された掘削物１を掘削している際の電流値の情報、及び、振動計３２によって計測された掘削物１を掘削している際の振動値の情報を、制御部４０を介して取得して表示することができる。表示装置５０は、制御部４０の指令を受けて、制御部４０が作成した周波数帯域分離データ、データマトリックス、及び、掘削対象２を掘削しているか否かの判別結果を、制御部４０から取得して表示することができる。
The
表示装置５０は、制御部４０が掘削対象２を掘削していないと判別した場合、制御部４０の指令を受けて、掘削対象２を掘削していないことを報知する報知画面を、前記表示装置に表示させることができる。これにより、埋設物探査装置１０は、掘削作業者が掘削の状況並びに掘削している場所が埋設物３に到達した状況を視覚的に把握することを可能にする。
When the
埋設物探査装置１０は、以上のような構成を有するので、掘削対象２を掘削している際に取得した環境データに基づいて作成したデータマトリックスを基準として、掘削物１を掘削している際の環境データが掘削対象２を掘削している際のものであるか否かを判別することとしているため、掘削しているものが掘削対象２であるか否かをより明確に二分することが可能になるので、より広範囲の埋設物３の材質についても、埋設物３が存在するか否かを十分に分離することができる。また、埋設物探査装置１０は、このような構成を有するので、掘削対象２がコンクリートである場合に限定されず、例えば、掘削対象２がモルタル、木材、金属、地質等である場合にも応用して用いることができる。
Since the buried
以上のような構成を有する実施形態に係る埋設物探査装置１０の作用について以下に説明する。図２は、本発明の実施形態に係る埋設物探査方法のフローチャートである。実施形態に係る埋設物探査方法は、実施形態に係る埋設物探査装置１０によって実行される処理方法である。実施形態に係る埋設物探査方法について、図２を用いて説明する。実施形態に係る埋設物探査方法は、図２に示すように、データマトリックス作成ステップＳ１２と、環境データ採取ステップＳ１４と、判別ステップＳ１６と、を含む。
The operation of the buried
データマトリックス作成ステップＳ１２は、予め掘削対象２を掘削している際に取得した環境データに基づいて正常異常の判断基準となるデータマトリックスを作成するステップである。データマトリックス作成ステップＳ１２では、まず、制御部４０が、掘削対象２を掘削している際の環境データを取得する。環境データの取得方法は、後述する環境データ採取ステップＳ１４における環境データの採取方法と同様なので、詳細な説明を省略する。
The data matrix creation step S12 is a step of creating a data matrix that serves as a normal / abnormal judgment criterion based on the environmental data acquired when the
データマトリックス作成ステップＳ１２では、次に、制御部４０が、取得した掘削対象２を掘削している際の環境データに基づいて、データマトリックスを作成する。データマトリックス作成ステップＳ１２では、環境データに振動値の情報が含まれている場合、振動値の情報を所定の周波数帯域ごとに分離して周波数帯域分離データを作成し、この周波数帯域分離データを用いてデータマトリックスを作成することが好ましい。制御部４０は、作成したデータマトリックスを記憶部に記憶させて保存しておくことができる。
Next, in the data matrix creation step S12, the
本発明の実施形態に係る埋設物探査方法では、一度でもデータマトリックス作成ステップＳ１２を実行してデータマトリックスを作成及び保存しておくと、次回以降からはこの保存しておいたデータマトリックスを読込むことで、環境データ採取ステップＳ１４以降の処理においてデータマトリックスを何度でも使用することができる。このため、制御部４０により、掘削対象２の種類ごとに作成しておくと、埋設物探査方法を速やかに実施することができるので、好ましい。
In the buried object exploration method according to the embodiment of the present invention, once the data matrix is created and saved by executing the data matrix creation step S12 even once, the saved data matrix is read from the next time onward. Thus, the data matrix can be used any number of times in the processing after the environmental data collection step S14. For this reason, it is preferable that the
図３は、図１の埋設物探査装置１０による図２の埋設物探査方法において使用される最初の表示画面の一例である画面６１を示す図である。図４は、図１の埋設物探査装置１０による図２の埋設物探査方法において使用されるデータマトリックスの選択画面の一例である画面６６を示す図である。図５は、図１の埋設物探査装置１０による図２の埋設物探査方法において使用されるデータマトリックスを表示する表示画面の一例である画面７１を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing a
画面６１は、図１の埋設物探査装置１０を立ち上げて、表示装置５０を立ち上げ、図２の埋設物探査方法を実行するための埋設物探査プログラムを立ち上げた際に、制御部４０が最初に表示させる画面である。画面６１は、図３に示すように、ファイルボタン６１ａと、ヘルプボタン６１ｂと、終了ボタン６１ｃと、状態表示部６１ｄと、を含む。
The
画面６１に含まれるファイルボタン６１ａ、ヘルプボタン６１ｂ及び終了ボタン６１ｃを含め、この後で説明される画面に含まれる各種ボタンは、いずれも、マウスによって移動するカーソルを合わせてクリックする等の選択をすることで、制御部４０によって当該ボタンが選択された旨の入力が受け付けられ、制御部４０が、この受け付けた入力に基づいて画面の表示の切り替えなどの様々な処理をするというものである。
Various buttons included in the screen described later, including the
ファイルボタン６１ａは、図３に示すように、マウスによって移動するカーソルを合わせてクリックする等の選択をすることで、４つの項目を表示させるボタンである。ファイルボタン６１ａの４つの項目は、データマトリックスを読込む旨の入力を受け付ける試験条件ファイル読込みという項目と、取得した環境データに基づいて作成したデータマトリックスを保存する旨の入力を受け付ける試験条件ファイル保存という項目と、現在の画面の状況をキャプチャして画像データとして保存する旨の入力を受け付ける画面キャプチャという項目と、埋設物探査プログラムを終了させる旨の入力を受け付ける終了という項目と、である。
As shown in FIG. 3, the
ヘルプボタン６１ｂは、マウスによって移動するカーソルを合わせてクリックする等の選択をすることで、その後に表示される選択項目における選択に応じて、適宜、埋設物探査プログラムの使用方法の説明の画面、及び、埋設物探査プログラムを使用している際に表示される各種画面の項目の説明の画面等を表示させる旨の入力を受け付けるボタンである。終了ボタン６１ｃは、マウスによって移動するカーソルを合わせてクリックする等の選択をすることで、埋設物探査プログラムを終了させる旨の入力を受け付けるボタンである。
The
状態表示部６１ｄは、本実施形態では、画面６１の左下の隅の位置に設けられているが、本発明はこれに限定されず、左上、右上、右下のそれぞれの隅など、その他の表示との折り合いが付くいかなる位置に設けられてもよい。状態表示部６１ｄは、現在の時刻、掘削と同時に埋設物探査方法を実施しているか否かの情報、埋設物探査方法の実施に関する情報等を表示させたものである。
In the present embodiment, the
なお、画面６１は、図３に示すように、電流値データ表示部７２ａ、振動値データ表示部７２ｂ、閾値設定ボタン部７２ｃ、電流値閾値表示部７２ｄ、振動値閾値表示部７２ｅ、試験条件表示部７２ｆ及び試験関連情報表示部７２ｇを含むが、これらの表示部は画面６１では何も表示されていないブランク状態であるため、これらの表示部に何らかの表示がされる図５に示す画面７１の説明の中で、追ってそれらの詳細な説明をする。また、画面６１は、図３に示すように、検知表示部８１ｃを含むが、検知表示部８１ｃは、画面６１ではその表示機能を果たしていない状態であるため、検知表示部８１ｃがその表示機能を果たす画面８１（図７参照）の説明の中で、追ってその詳細な説明をする。
As shown in FIG. 3, the
埋設物探査方法の実施に際し、予め制御部４０により所望の掘削対象２に関するデータマトリックスを作成している場合、埋設物探査プログラムを立ち上げた際に制御部４０によって最初に表示される画面６１において、ファイルボタン６１ａを選択し、試験条件ファイル読込みという項目を選択すると、制御部４０は、データマトリックスを読込む旨の入力を受け付けて、図４に示す画面６６を画面６１とは別にポップアップで表示させる。
When a data matrix related to a desired
画面６６は、図４に示すように、データマトリックスファイル表示部６６ａと、データマトリックス読込みボタン６６ｂと、データマトリックス選択キャンセルボタン６６ｃと、を含む。
As shown in FIG. 4, the
データマトリックスファイル表示部６６ａは、画面６６の中央部分に大きく設けられており、読込み可能なデータマトリックスファイルの一覧を表示させたものである。データマトリックスファイル表示部６６ａは、各データマトリックスファイルの表示が各種ボタンと同様にクリック等により選択可能となっており、選択された状態のデータマトリックスファイルにはハイライトが付されて表示された状態となる。また、データマトリックスファイル表示部６６ａは、選択された状態のデータマトリックスファイルの名前を、下方の空欄部分に表示する。
The data matrix
データマトリックス読込みボタン６６ｂは、データマトリックスファイル表示部６６ａに表示されたいずれか１つのデータマトリックスファイルが選択された状態で、マウスによって移動するカーソルを合わせてクリックする等の選択をすることで、その選択された状態のデータマトリックスファイルを読込む旨の入力を受け付けるボタンである。制御部４０は、データマトリックス読込みボタン６６ｂの選択によりデータマトリックスファイルを読込む旨の入力を受け付けると、画面６６を閉じて、データマトリックスファイルを読込み、読込んだデータマトリックスに応じて、画面６１を図５に示す画面７１に切り替える。
The data matrix read
一方、データマトリックス読込みボタン６６ｂは、いずれのデータマトリックスファイルも選択されていない状態で、マウスによって移動するカーソルを合わせてクリックする等の選択をした場合、制御部４０は、入力を受け付けず、画面６６が表示された状態を維持する。
On the other hand, when the data matrix read
データマトリックス選択キャンセルボタン６６ｃは、マウスによって移動するカーソルを合わせてクリックする等の選択をすることで、データマトリックスを読込むための処理を終了させ、画面６６を閉じる旨の入力を受け付けるボタンである。
The data matrix selection cancel
画面７１は、図５に示すように、図３に示す画面６１から切り替えられた画面であるため、画面６１に含まれていたファイルボタン６１ａ、ヘルプボタン６１ｂ、終了ボタン６１ｃ及び状態表示部６１ｄを含んだ状態を維持している。また、画面７１は、画面６１と同様に、表示機能を果たしていない状態の検知表示部８１ｃを含んだ状態も維持している。
Since the
画面７１は、図５に示すように、パラメータタブ７２と、実行タブ７３と、ヒストリカルタブ７４と、を含む。画面７１は、パラメータタブ７２が前面に表示されたものである。パラメータタブ７２、実行タブ７３及びヒストリカルタブ７４は、いずれも、前面に表示されていない場合、選択することで、その選択されたタブを前面に表示させるように画面を切り替える旨の入力を受け付ける。画面７１において、実行タブ７３を選択すると、制御部４０は、パラメータタブ７２に代えて実行タブ７３が前面に表示される画面７６（図６参照）に表示を切り替える。画面７１において、ヒストリカルタブ７４を選択すると、制御部４０は、パラメータタブ７２に代えてヒストリカルタブ７４が前面に表示される画面８１（図７参照）に表示を切り替える。
As shown in FIG. 5, the
なお、画面７１に含まれる実行タブ７３は、画面７１で前面に表示されていないので、実行タブ７３が前面に表示される画面７６（図６参照）の説明の中で、追ってその詳細な説明をする。また、画面７１に含まれるヒストリカルタブ７４は、画面７１で前面に表示されていないので、ヒストリカルタブ７４が前面に表示される画面８１（図７参照）の説明の中で、追ってその詳細な説明をする。
Since the
パラメータタブ７２は、図５に示すように、電流値データ表示部７２ａと、振動値データ表示部７２ｂと、閾値設定ボタン部７２ｃと、電流値閾値表示部７２ｄと、振動値閾値表示部７２ｅと、試験条件表示部７２ｆと、試験関連情報表示部７２ｇと、データマトリックスファイル読込み完了表示部７２ｈと、を含む。なお、振動値データ表示部７２ｂ及び振動値閾値表示部７２ｅの上部には、加速度の文言が表記されているが、これは、振動が実質的に加速度を表しているものであるからである。仮に環境データとして振動の代わりに掘削音が用いられる場合には、振動値データ表示部７２ｂ及び振動値閾値表示部７２ｅが、それぞれ、掘削音データ表示部及び掘削音閾値表示部に変更される。
As shown in FIG. 5, the
電流値データ表示部７２ａは、制御部４０によって読込まれたデータマトリックスに含まれる複数の電流値のデータである複数の電流値の実効値及び変化率を表示している部分である。振動値データ表示部７２ｂは、制御部４０によって読込まれたデータマトリックスに含まれる複数の周波数帯域分離データである複数の周波数帯域ごとの振動振幅の実効値及び変化率を表示している部分である。振動値データ表示部７２ｂは、図５では、周波数からわかるように、１／６オクターブバンドに基づいて分離して作成された複数の周波数帯域分離データを表示している。
The current value
閾値設定ボタン部７２ｃは、図５に示すように、３つの項目のボタンを含む。閾値設定ボタン部７２ｃの３つの項目のボタンは、すでに閾値を設定してデータとして保存してある閾値設定データがある場合にこの閾値設定データを読込む旨の入力を受け付ける閾値設定読込みという項目と、現在設定している状態にある閾値を新たに閾値設定データとして保存する旨の入力を受け付ける閾値設定保存という項目と、現在読込まれているデータマトリックス等に基づいて新たに閾値を設定する旨の入力を受け付ける閾値設定という項目と、である。また、閾値設定ボタン部７２ｃは、３つの項目のボタンの下側に、閾値設定読込みまたは閾値設定保存をする際の閾値設定データの名前を入力するための欄が設けられている。
As shown in FIG. 5, the threshold
電流値閾値表示部７２ｄは、電流値に閾値が設定されている場合、電流値の閾値を表示している部分である。電流値閾値表示部７２ｄは、図５では、電流値に閾値が設定されていないので、何も表示されていないブランクの状態となっている。振動値閾値表示部７２ｅは、振動値に閾値が設定されている場合、振動値の閾値を表示している部分である。振動値閾値表示部７２ｅは、図５では、振動値に閾値が設定されていないので、何も表示されていないブランクの状態となっている。
The current value threshold
試験条件表示部７２ｆは、図５に示すように、試験条件を表示しており試験条件の設定の変更に関する入力を受け付ける部分と、表示されているように試験条件の設定を変更する旨の入力を受け付ける試験条件更新ボタンと、を含む。ここで、試験条件とは、掘削物１を掘削している際の環境データの取得時間の間隔と、掘削対象２を掘削しているか否かを判別する際に使用する異常度の閾値、すなわちＭＤ値の閾値と、を含む。試験条件表示部７２ｆは、環境データの取得時間の間隔を、計測周期という表記で表示しており、異常度の閾値を、ＭＴ法閾値という表記で表示している。
As shown in FIG. 5, the test
試験関連情報表示部７２ｇは、現在読込まれているデータマトリックス等に関する特記すべき情報が表示される部分である。試験関連情報表示部７２ｇは、特記すべき情報がないので、何も表示されていないブランクの状態となっている。
The test related
データマトリックスファイル読込み完了表示部７２ｈは、データマトリックスファイルの読込みが完了した旨を通知するポップアップの表示部分であり、ＯＫを選択することで、消すことができる。
The data matrix file reading
以上のように、データマトリックス作成ステップＳ１２によって作製されたデータマトリックスの準備が整ったところで、本発明の実施形態に係る埋設物探査方法の処理が環境データ採取ステップＳ１４に進められる。環境データ採取ステップＳ１４は、掘削物１を掘削している際の環境データを採取するステップである。
As described above, when the preparation of the data matrix created in the data matrix creation step S12 is complete, the processing of the buried object searching method according to the embodiment of the present invention proceeds to the environmental data collection step S14. The environmental data collection step S14 is a step of collecting environmental data when the excavated
図６は、図１の埋設物探査装置１０による図２の埋設物探査方法における環境データの取得を開始する際の表示画面の一例である画面７６を示す図である。画面７６は、環境データ採取ステップＳ１４の処理を実施する際に表示させる画面である。画面７６は、図６に示すように、図５に示す画面７１から切り替えられた画面であるため、画面７１に含まれていたファイルボタン６１ａ、ヘルプボタン６１ｂ、終了ボタン６１ｃ、状態表示部６１ｄ、パラメータタブ７２、実行タブ７３、ヒストリカルタブ７４及び表示機能を果たしていない状態の検知表示部８１ｃを含んだ状態を維持している。画面７６は、実行タブ７３が前面に表示されたものである。
FIG. 6 is a diagram showing a
実行タブ７３は、図６に示すように、試験データ表示部７３ａと、グラフ表示設定表示部７３ｂと、計測開始ボタン７３ｃと、試験関連情報表示部７３ｄと、試験開始ポップアップ表示部７３ｅと、を含む。
As shown in FIG. 6, the
試験データ表示部７３ａは、実行タブ７３の中央部分に大きく設けられており、掘削物１を掘削している際の環境データ及びこれらの環境データに基づいて制御部４０により算出される異常度のうち、表示することが設定されたものをリアルタイムでグラフ状に表示している部分である。試験データ表示部７３ａは、右側にグラフの縦軸の表示を、下側にグラフの横軸の表示を有している。試験データ表示部７３ａのグラフの横軸は、環境データの取得を開始してからの経過時間であり、表示することが設定された全ての環境データ及び異常値に対して共通である。試験データ表示部７３ａのグラフの縦軸は、表示することが設定された環境データごとに並列して設けられている。試験データ表示部７３ａは、環境データの取得を開始してからの時間の経過に応じて、グラフ全体が横軸方向にシフトするように表示してもよい。また、試験データ表示部７３ａは、環境データ及び異常値の変化に応じて、グラフ全体が縦方向に縮小されたり、一部のグラフの縦軸のスケールが変更されたりするように表示してもよい。
The test
グラフ表示設定表示部７３ｂは、試験データ表示部７３ａに表示することが設定された環境データ及び異常値の項目を表示している部分である。グラフ表示設定表示部７３ｂは、選択されることで、試験データ表示部７３ａに表示する環境データ及び異常値の設定を適宜変更する旨の入力を受け付けることができる。
The graph display setting
計測開始ボタン７３ｃは、選択することで、環境データの計測を開始、すなわち、掘削物１を掘削している際の環境データの採取を開始する旨の入力を受け付けるボタンである。制御部４０は、計測開始ボタン７３ｃを選択すると、掘削物１を掘削している際の環境データの採取を開始する旨の入力を受け付けて、本当に試験を開始して環境データの採取を開始するか否かを掘削作業者に再確認するための試験開始ポップアップ表示部７３ｅをポップアップで表示させる。また、計測開始ボタン７３ｃの下側にある計測停止ボタンを選択することで、制御部４０に、環境データの計測を終了、すなわち、掘削物１を掘削している際の環境データの採取を終了する旨を入力することができる。
The
試験関連情報表示部７３ｄは、これから開始しようとする試験、あるいは、現在実行している試験等に関する特記すべき情報が表示される部分である。試験関連情報表示部７３ｄは、特記すべき情報がないので、何も表示されていないブランクの状態となっている。
The test related
試験開始ポップアップ表示部７３ｅは、本当に試験を開始して環境データの採取を開始するか否かを掘削作業者に再確認するための表示であり、ＹｅｓのボタンとＮｏのボタンとを含む。制御部４０は、試験開始ポップアップ表示部７３ｅのＹｅｓのボタンが選択されると、掘削作業者が試験を開始して環境データの採取を開始する旨の意思があると判断し、試験を開始して環境データの採取を開始して、試験開始ポップアップ表示部７３ｅを消す。そして、制御部４０は、環境データの採取の開始と同時に、採取している環境データと予め読込んだデータマトリックスとに基づいて、この環境データの異常度の算出処理を開始する。一方、制御部４０は、試験開始ポップアップ表示部７３ｅのＮｏのボタンが選択されると、掘削作業者が試験を開始せず、環境データの採取を開始しない旨の意思があると判断し、試験を開始せず、環境データの採取を開始せず、試験開始ポップアップ表示部７３ｅを消す。
The test start pop-up
環境データ採取ステップＳ１４では、上記した画面７６を開いた状態で、計測開始ボタン７３ｃを選択し、これにより表示される試験開始ポップアップ表示部７３ｅのＹｅｓのボタンを選択することで、制御部４０に、掘削物１を掘削している際の環境データを採取することを開始させる。制御部４０は、環境データの採取を開始してから終了するまでの間、環境データの採取の終了後に読込むことが可能なように、採取した環境データを記憶部に記憶させる。
In the environmental data collection step S14, the
判別ステップＳ１６は、データマトリックスに基づいて掘削物１を掘削している際の環境データが掘削対象２を掘削している際のものであるか否かを判別することで、掘削対象２を掘削しているか否かを判別するステップである。判別ステップＳ１６は、環境データ採取ステップＳ１４において掘削物１を掘削している際の環境データを採取することを開始して以降、環境データが採取されるごとに実施される。
The discrimination step S16 excavates the
判別ステップＳ１６では、まず、制御部４０が、採取している環境データと予め読込んだデータマトリックスとに基づいて、この環境データの異常度を算出する。判別ステップＳ１６では、次に、制御部４０が、算出した異常値が、予め設定した異常度の閾値以下であるか、異常値の閾値より大きいかを判別する。
In the determination step S16, first, the
判別ステップＳ１６では、制御部４０が、算出した異常値が予め設定した異常度の閾値以下であると判別した場合、掘削物１を掘削している際の環境データが掘削対象２を掘削している際の環境データであると判別し、正常に掘削している状態であると判別し、掘削状態を維持する。
In the determination step S16, when the
判別ステップＳ１６では、一方、制御部４０が、算出した異常値が予め設定した異常度の閾値より大きいと判別した場合、掘削物１を掘削している際の環境データが掘削対象２を掘削している際の環境データではないと判別し、正常に掘削している状態ではないと判別する。判別ステップＳ１６では、制御部４０が、正常に掘削している状態ではないと判別した場合、ドリル支持部２５に内設されたモータへの電源の供給を遮断することによりモータの回転駆動を中止させることで、掘削ドリル２１の回転動作を中止し、掘削物１を掘削している際の環境データの採取も中止することで、試験を中止する処理を行う。また、判別ステップＳ１６では、制御部４０が、正常に掘削している状態ではないと判別した場合、掘削対象２を掘削していないことを報知する報知画面を、表示装置５０に表示させる。
On the other hand, in the determination step S16, when the
図７は、図１の埋設物探査装置１０による図２の埋設物探査方法における環境データを表示する表示画面の一例である画面８１を示す図である。画面８１は、制御部４０が、掘削物１の掘削を続けていく途中で、正常に掘削している状態ではないと判別したことにより、中止した試験の履歴データを示す画面である。
FIG. 7 is a diagram showing a
画面８１は、図７に示すように、図５に示す画面７１及び図６に示す画面７６から切り替えられて表示することができる画面であるため、画面７１及び画面７６に含まれていたファイルボタン６１ａ、ヘルプボタン６１ｂ、終了ボタン６１ｃ、パラメータタブ７２、実行タブ７３、ヒストリカルタブ７４を含んだ状態を維持している。画面８１は、中止した試験の履歴データであるため、状態表示部６１ｄが状態表示部８１ｅに変更されており、検知表示部８１ｃが表示機能を果たした後の状態になっている。画面８１は、ヒストリカルタブ７４が前面に表示されたものである。
Since the
画面８１は、図７に示すように、試験データ表示部８１ａと、グラフ表示設定表示部８１ｂと、検知表示部８１ｃと、試験関連情報表示部８１ｄと、状態表示部８１ｅと、を含む。試験データ表示部８１ａ及びグラフ表示設定表示部８１ｂは、画面７６における試験データ表示部７３ａ及びグラフ表示設定表示部７３ｂにおいて、表示される対象が、試験中のものに代えて中止した試験に関するものに変更されたものである。すなわち、試験データ表示部８１ａは、中止した試験に関する環境データ及び異常度の履歴のうち、表示することが設定されたものを表示している部分であり、グラフ表示設定表示部８１ｂは、中止した試験に関する環境データ及び異常度の履歴のうち表示している項目を表示している部分である。
As shown in FIG. 7, the
図７では、グラフ表示設定表示部８１ｂは、「７０．１５Ｈｚ（実効値）」、「電流（実効値）」及び「マハラノビス距離」の３つの項目を表示しており、試験データ表示部８１ａは、周波数帯域分離データの１つである「７０．１５Ｈｚ（実効値）」を示す曲線８２ａと、「電流（実効値）」を示す曲線８２ｂと、異常度である「マハラノビス距離」を示す曲線８２ｃと、を表示している。
In FIG. 7, the graph display setting
検知表示部８１ｃは、判別ステップＳ１６において、制御部４０が、正常に掘削している状態ではないと判別した場合に、その旨を掘削作業者に視覚的に知らせるために、視覚的に目立つ色に着色されて表示される。このため、中止した試験の履歴データの画面８１では、検知表示部８１ｃは、視覚的に目立つ色に着色されて表示された状態となっており、このために、画面８１は、掘削対象２を掘削していない状態に至ったことを報知する報知画面となっている。これにより、掘削作業者等が後から履歴データを見た場合にも、検知表示部８１ｃの着色により、中止した試験に関するものである旨を視覚的に認識可能となっている。
In the determination step S16, the
試験関連情報表示部８１ｄは、画面７６における試験関連情報表示部７３ｄにおいて、表示される対象が、試験中のものに代えて中止した試験に関するものに変更されたものである。試験関連情報表示部８１ｄは、中止した試験に関する特記すべき情報を表示している部分であり、具体的には、試験を中止した際の試験開始後の経過時間の情報及び中止した理由を表示している。
The test related
状態表示部８１ｅは、画面７６における状態表示部６１ｄにおいて、表示される対象が、試験中のものに代えて中止した試験に関するものに変更されたものである。状態表示部８１ｅは、具体的には、現在時刻等の状態表示部６１ｄで表示されていたものに加えて、中止した試験に関する履歴情報、具体的には環境データを採取した回数に関する情報等を表示している。
The
画面８１は、画面８１に表示されている試験では、異常度である「マハラノビス距離」を示す曲線８２ｃが経過時間８３ｂにおいて閾値８３ａを超えたことにより、試験が中止されたことを、掘削作業者等が後から視覚的に認識可能に示すものとなっている。
The
実施形態に係る埋設物探査装置１０によって実行される実施形態に係る埋設物探査方法は、以上のような構成を有するので、掘削対象２を掘削している際に取得した環境データに基づいて作成したデータマトリックスを基準として、掘削物１を掘削している際の環境データが掘削対象２を掘削している際のものであるか否かを判別することとしているため、掘削しているものが掘削対象２であるか否かをより明確に二分することが可能になるので、より広範囲の埋設物３の材質についても、埋設物３が存在するか否かを十分に分離することができる。また、実施形態に係る埋設物探査装置１０によって実行される実施形態に係る埋設物探査方法は、このような構成を有するので、掘削対象２がコンクリートである場合に限定されず、例えば、掘削対象２がモルタル、木材、金属、地質等である場合にも応用して用いることができる。
Since the buried object exploration method according to the embodiment executed by the buried
１ 掘削物
２ 掘削対象
３ 埋設物
１０ 埋設物探査装置
２０ 掘削装置
２１ 掘削ドリル
２１ａ シャンク
２１ｂ ロッド棒
２１ｃ ビット
２２ 支柱
２２ａ 基端パッド
２３ バキュームパッド
２４ バキュームポンプ
２５ ドリル支持部
２５ａ ドリル装着部
２５ｂ 支柱取付部
２６ 芯出しパッド
２６ａ 挿入孔
２７ 循環装置
２８，２９ ホース
３０ 環境データ採取部
３１ 電流計
３２ 振動計
４０ 制御部
５０ 表示装置
５４ 延長コード
５５ 電源
６１，６６，７１，７６，８１ 画面
６１ａ ファイルボタン
６１ｂ ヘルプボタン
６１ｃ 終了ボタン
６１ｄ，８１ｅ 状態表示部
６６ａ データマトリックスファイル表示部
６６ｂ データマトリックス読込みボタン
６６ｃ データマトリックス選択キャンセルボタン
７２ パラメータタブ
７２ａ 電流値データ表示部
７２ｂ 振動値データ表示部
７２ｃ 閾値設定ボタン部
７２ｄ 電流値閾値表示部
７２ｅ 振動値閾値表示部
７２ｆ 試験条件表示部
７２ｇ 試験関連情報表示部
７２ｈ データマトリックスファイル読込み完了表示部
７３ 実行タブ
７３ａ 試験データ表示部
７３ｂ グラフ表示設定表示部
７３ｃ 計測開始ボタン
７３ｄ 試験関連情報表示部
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８１ｃ 検知表示部
８１ｄ 試験関連情報表示部
８２ａ，８２ｂ，８２ｃ 曲線
８３ａ 閾値
８３ｂ 経過時間
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記掘削物を掘削している際の前記環境データに基づいて、前記掘削対象を掘削しているか否かを判別する制御を行う制御部と、
を含み、
前記制御部は、前記掘削対象を掘削している際に取得した前記環境データに基づいて正常異常の判断基準となるデータマトリックスを作成し、作成した前記データマトリックスに基づいて前記掘削物を掘削している際の前記環境データが前記掘削対象を掘削している際のものであるか否かを判別することで、前記掘削対象を掘削しているか否かを判別することを特徴とする埋設物探査装置。 An environmental data collection unit for collecting environmental data when excavating a drilling object including a drilling object and a buried object that is embedded in the drilling object and is not a drilling object;
A control unit that performs control to determine whether or not the excavation target is excavated based on the environmental data when excavating the excavated matter;
Including
The control unit creates a data matrix that is a criterion for normality / abnormality based on the environmental data acquired when the excavation target is excavated, and excavates the excavated material based on the created data matrix. It is determined whether or not the environmental data when the excavation target is excavated, thereby determining whether or not the excavation target is excavated. Exploration device.
前記制御部は、前記振動の情報をフーリエ変換し、前記振動の情報を所定の周波数帯域ごとに分離した周波数帯域分離データを作成し、前記周波数帯域分離データを用いて前記データマトリックスを作成することを特徴とする請求項１に記載の埋設物探査装置。 The environmental data collection unit acquires vibration information acquired when excavating the excavation target,
The control unit performs Fourier transform on the vibration information, creates frequency band separation data obtained by separating the vibration information for each predetermined frequency band, and creates the data matrix using the frequency band separation data. The buried object exploration device according to claim 1.
前記制御部は、前記掘削ドリルが前記掘削対象を掘削していないと判別した場合、前記掘削ドリルが掘削することを中止させることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の埋設物探査装置。 A drilling drill for drilling the excavated material;
4. The control unit according to claim 1, wherein when the excavation drill determines that the excavation drill is not excavating the excavation target, the control unit stops the excavation drill from excavating. 5. The buried object exploration device described.
前記制御部は、前記掘削対象を掘削していないと判別した場合、前記掘削対象を掘削していないことを報知する報知画面を、前記表示装置に表示させることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の埋設物探査装置。 A display device for displaying whether or not the environmental data when excavating the excavated object is excavating the excavation target;
The said control part displays the alerting | reporting screen which alert | reports not excavating the said excavation object on the said display apparatus, when it discriminate | determines that the said excavation object is not excavated. Item 5. The buried object exploration device according to any one of items 4 to 4.
前記掘削対象と前記掘削対象に埋設された掘削対象外である埋設物とを含む掘削物を掘削している際の前記環境データを採取する環境データ採取ステップと、
前記データマトリックスに基づいて前記掘削物を掘削している際の前記環境データが前記掘削対象を掘削している際のものであるか否かを判別することで、前記掘削対象を掘削しているか否かを判別する判別ステップと、
を含むことを特徴とする埋設物探査方法。 A data matrix creation step for creating a data matrix that is a criterion for normality / abnormality based on environmental data acquired when excavating the excavation target;
An environmental data collecting step for collecting the environmental data when excavating a drilled object including the excavated object and an embedded object that is embedded in the excavated object and is not an excavated object;
Whether or not the excavation target is excavated by determining whether or not the environmental data when excavating the excavated material is based on the data matrix when excavating the excavation target A determination step for determining whether or not,
A method for exploring buried objects, comprising:
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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2018
- 2018-03-29 JP JP2018065688A patent/JP2019174401A/en active Pending
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