JP2500369B2 - 携帯用埋設物探知装置及び探知物表示装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、地中レーダ等の埋設物
探知において、非接触で不整地の地表面及び地形でも高
感度の地下探知を可能にし、かつ危険物等の探知も安全
に実施できる携帯用埋設物探知装置及び探知物表示装置
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】この種の埋設物探知装置は、探知測定者
が探知面が地表面に向くように埋設物探知用の磁気及び
電波センサの全重量を保持しつつ目標物となる地中の埋
設物の探知を行っていた。そして、探知した埋設物の表
示方法としては、音または点滅式の光等のシグナルサイ
ンによって探知測定者に知らせる方法と、探知センサか
ら離れた場所で遠隔処理された画像表示によって探知測
定者に知らせる方法とが採用されていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の埋設物探知装置は、磁気及び電波センサを人が
保持して操作する構成なので、地表面の形状に連動して
搭載装置をコントロールし、地形による凹凸の状態に応
じて微妙なテクニックを要し、操作員の個人差によって
探知能力が左右される。このため、正確なデータの入手
が困難であった。しかも、磁気及び電波センサ部分の全
重量が直接操作員にかかる構成に加え、埋設物の探知
は、探知測定者が探知場所近傍で直接作業に当たるの
で、探知される埋設物が爆発する恐れのある危険物の場
合、爆発等により探知測定者の生命及び器材の安全が保
証できない問題点があった。

【０００４】これに対し、磁気及び電波センサを人力に
より探知する場合、器材の全重量を探知測定者自身が保
持することになるので、探知測定者にかかる負担が大き
かった。特に、探知物が爆発性の危険物である場合に
は、精神的な負担も加わるので、長時間の測定に不向き
であった。

【０００５】従って、この種の従来の埋設物探知装置
は、不整地等での滑らかな探知が不可能であり、探知場
所が舗装道路や整備地等に限られていた。

【０００６】また、探知した埋設物の表示方法として
は、音または点滅式の光等のシグナルサインや遠隔地で
の画像表示が採用されているが、探知した埋設物の種類
別識別表示まではなされていないのが現状であった。し
かも、埋設物が爆発する恐れのある危険物の場合、シグ
ナルや画面上の表示を見落とすと、危険物を探知したに
も関わらず、その場所に足を踏み入れて埋設物の爆発に
よる事故等を併発する恐れがあり、安全上非常に大きな
問題点があった。

【０００７】そこで、本発明は、上述した問題点に鑑み
てなされたもので、その目的は、車両が進入できない場
所や不整地での探知が非接触で高精度に行える携帯用埋
設物探知装置を提供するとともに、探知した埋設物の識
別を探知動作に並行して瞬時に識別表示して認識できる
探知物表示装置を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１に記載した携帯用埋設物探知装置は、地中
の埋設物を探知する埋設物探知センサ９が収納されたセ
ンサ収納器６と、該センサ収納器の下部に配設され、空
気圧によって膨らむとともに地表面に噴出される風圧に
より地表面から所定高さに維持される浮体８とを備えて
おり、前記センサ収納器には、地表面からの前記浮体の
高さを検知する地表高さセンサ１０と、該地表高さセン
サからの検知信号に基づいて前記浮体を地表面と平行の
一定高さに維持する地表高さ制御機構１１と、前記浮体
に送り込まれる風量を検知する風量センサ１２と、前記
浮体が一定高さに維持されるように前記地表高さセンサ
及び前記風量センサからの検知信号に基づいて該浮体に
送り込まれる風量を制御する風量制御装置１５とが設け
られたことを特徴としている。

【０００９】請求項２に記載した携帯用埋設物探知装置
は、上記構成に加え、前記浮体８に外気圧より高圧の空
気を送り込む小型のエンジン付き送風機２と、該エンジ
ン付き送風機が搭載されるショルダー式キャリア１と、
前記浮体の移動方向を操縦するコントロールアーム１６
とを備えたことを特徴としている。

【００１０】請求項３に記載した探知物表示装置は、上
記携帯用埋設物探知装置に用いられ、前記埋設物探知セ
ンサ９からの探知信号を画像処理して解析する高速コン
ピュータ３と、探知測定者が装着するヘルメット本体１
８ａに設けられ、前記高速コンピュータの解析結果に基
づいて探知物をマーキング表示する表示装置２０とを備
えたことを特徴としている。

【００１１】

【作用】上記の構成によれば、エンジン付き送風機２か
ら外気圧より高圧の空気を送り込んで浮体８を膨らま
せ、地表面に噴出される風圧により浮体８を地表面から
所定高さに維持させる。その際、地表面からの浮体８の
高さは地表高さセンサ１０によって検知され、この検知
信号により地表高さ制御機構１１が浮体８を地表面と平
行の一定高さに維持する。浮体８に送り込まれる風量は
風量センサ１２によって検知され、この検知信号と地表
高さセンサ１０の検知信号により浮体８が一定高さに維
持されるように風量制御装置１５がエンジン付き送風機
２の風量を制御する。これにより、浮体８には浮体８よ
りリークする空気が常に補充され、浮体８は埋設物探知
センサ９の探知面が地表面と平行に保持され、かつ地表
面から一定高さに維持されるようにその高さが制御され
る。埋設物の探知測定にあたっては、小型のエンジン付
き送風機２と高速小型コンピュータ３をキャリア１に搭
載して背負い、コントロールアーム１６を操縦して移動
方向を制御する。これにより、不整地や危険物等の地下
探知でも、地表面に直接測定器材や探知測定者の接地圧
力を掛けることなく非接触で安全に探知作業が行える。
埋設物探知センサ９による探知信号は、高速小型コンピ
ュータ３により画像処理化される。探知測定者が装着す
るヘルメット本体１８ａの表示装置２０には、高速小型
コンピュータ３により画像処理されたデータに基づいて
探知物がマーキング表示される。これにより、埋設物探
知センサ９による探知動作に並行して、探知物の探知状
況を探知測定者に逐次知らせることができる。

【００１２】

【実施例】以下、本発明による携帯用埋設物探知装置の
一実施例を図１〜図４により説明する。

【００１３】図１は、探知物表示装置を含む携帯用埋設
物探知装置として展開された状態を示す図、図２
（ａ），（ｂ），（ｃ）は同探知装置における探知部の
詳細図である。

【００１４】キャリア１は、パイプをＬ字状に折曲加工
して形成されたもので、キャリア１上には、エンジン付
き送風機２と、高速小型コンピュータ３とが搭載されて
各々固定保持されている。キャリア１には、探知時に探
知測定者が両肩から背負えるようにショルダーベルト１
ａが取り付けられている。

【００１５】エンジン付き送風機２は、燃料を含めて５
〜１０Ｋｇ程度の小型軽量に構成されており、フレキシ
ブルダクト４を介してホバークラフト方式の探知部５に
接続され、外気圧より高圧の空気を一定量ずつ探知部５
に送り込んでいる。

【００１６】探知部５は、図２（ａ）に示すように、セ
ンサ収納器６、フレキシブルジョイント７、浮体８を備
えて概略構成されている。センサ収納器６は、箱状に形
成された枠体６ａで構成されている。枠体６ａ内には、
図２（ｃ）に示すように、埋設物探知センサ９、地表高
さセンサ１０、地表高さ制御機構１１、風量センサ１２
が収納されている。

【００１７】埋設物探知センサ９は、磁気センサと電波
センサを所定数組み合わせて基板１３上に並べたもの
で、電波センサについては、電波障害の無いように配列
されている。この埋設物探知センサ９は、後述するコン
トロールアーム１６内を通り、光ファイバーケーブル１
４を介して高速小型コンピュータ３に接続されており、
地中の埋設物を探知して、その探知信号を光ファイバー
ケーブル１４を介して高速小型コンピュータ３に出力し
ている。

【００１８】地表高さセンサ１０は、地表面からの浮体
８の高さ（基準測定高さで、例えば５〜１０ｃｍ）を検
知するとともに、そのときの高さ検知信号に基づいて地
表高さ制御機構１１を制御するワンチップのマイクロコ
ンピュータの機能を備えている。

【００１９】地表高さ制御機構１１は、地表高さセンサ
１０からの高さ検知信号に基づいて浮体８を地表面と平
行の基準測定高さに維持している。

【００２０】風量センサ１２は、エンジン付き送風機２
よりセンサ収納器６内に送り込まれた風量を検知して、
その風量検知信号を風量制御装置１５に出力している。

【００２１】風量制御装置（姿勢制御部）１５は、セン
サ収納器６の表面隅部に取り付けられ、地表高さセンサ
１０からの高さ検知信号と、風量センサ１２からの風量
検知信号に基づいてエンジン付き送風機２の風量を制御
している。さらに説明すると、所定の風量に達しない場
合には、エンジン付き送風機２の回転を上げて風量を増
加し、内圧を高めて浮体８を基準測定高さに維持してい
る。また、所要の風量が維持されている場合には、浮体
８に一定量の風圧が維持され、このとき、地表高さセン
サ１０は、基準測定高さを検知し、この高さ検知信号に
よって地表高さ制御機構１１に浮体８が基本姿勢で保持
されていることを伝える。

【００２２】フレキシブルジョイント７は、センサ収納
器６の一側壁面に回動自在に設けられ、端部がフレキシ
ブルダクト４に接続されており、エンジン付き送風機２
からの空気をフレキシブルダクト４を介してセンサ収納
器６内に取り込んでいる。

【００２３】センサ収納器６の表面中央には、２ｍ程度
の棒状のコントロールアーム１６が回動自在かつ伸縮自
在に取り付けられており、探知時に、探知測定者に把持
されて探知部５の移動方向が任意に操縦される。また、
コントロールアーム１６を伸縮することによって探知測
定者に近い位置から所定距離離れた位置まで探知が行え
る。

【００２４】浮体８は、センサ収納器６の下部周壁面に
取り付けられている。この浮体８は、探知が行われる地
表面の状態や移動方向に応じて最も探知精度の高いスカ
ート形状に設計されている。また、浮体８の底面周縁部
分には、複数の浮体制御穴１７が形成されており、この
浮体制御穴１７の配列や大きさ等によって浮体８の探知
姿勢が制御される。

【００２５】表示装置付きヘルメット１８は、探知時に
探知測定者の頭に装着されるもので、光ファイバーケー
ブル１９を介して高速小型コンピュータ３に接続されて
いる。ヘルメット本体１８ａには、探知物を種類別にマ
ーキング表示する表示機能を備えたサンバイザー２０が
設けられている。また、表示装置付きヘルメット１８に
は、危険物発見アラーム２１とアラーム解除機構２２が
設けられている。

【００２６】危険物発見アラーム２１は、探知された埋
設物として、爆発性を有する危険物、例えば爆発物を発
見したときに、サンバイザー２０の表示とは別に、音に
より警報を発している。

【００２７】アラーム解除機構２２は、危険物発見アラ
ーム２１が作動して危険物が探知されたことを確認した
後、探知測定者の手動操作によって危険物発見アラーム
２１を解除するためのリセットボタンを備えている。

【００２８】高速小型コンピュータ３は、例えば処理速
度の速いデスクトップ、ラップトップ、ノートブックタ
イプのもので構成され、埋設物探知センサ９からの探知
信号を光ファイバーケーブル１４を介して取り込み、探
知測定者の移動速度よりも高速に画像処理し、探知物を
種類別に識別してその結果を光ファイバーケーブル１９
を介して表示装置付きヘルメット１８のサンバイザー２
０に埋設物の種類に対応したシンボルにより逐次マーキ
ング表示している。なお、この高速小型コンピュータ３
では、光ファイバーケーブル１９を介して表示装置付き
ヘルメット１８に送られるデータのうち、探知目標物以
外のデータにフィルタ処理を施してマスクすることで、
探知目標物に関わるデータのみをサンバイザー２０にマ
ーキング表示することもできる。

【００２９】次に、上記のように構成された携帯用埋設
物探知装置を使用して埋設物の探知を行う場合の動作を
図３及び図４により説明する。

【００３０】図３は、同探知装置のシステム構成を示す
ブロック図、図４は、同探知装置の風量制御に関わる制
御ブロック図である。

【００３１】まず、探知測定者は、エンジン付き送風機
２及び小型高速コンピュータ３を専用のキャリア１に搭
載して背負い、エンジン付き送風機２を起動し、コント
ロールアーム１６を操作して押しながら探知部５を探知
場所まで移動させる。その後、表示装置付きヘルメット
１８を装着して探知を開始する。

【００３２】エンジン付き送風機２からの風が、フレキ
シブルダクト４及びフレキシブルジョイント７を通過し
てセンサ収納器６に送風されると、この空気は、浮体８
に入り圧縮されながら図示しない浮体ジャッキ部を膨ら
ませる。この浮体ジャッキ部が最高圧に達したとき、セ
ンサ収納器６は、地表面から５〜１０ｃｍの基準測定高
さまで浮上して探知準備状態となる。そして、浮体制御
穴１７より噴出した空気は、センサ収納器６の内部で更
に圧縮されてより安定した浮力を得る。このときの風量
は、風量制御装置１５によりバランスが保たれ、センサ
収納器６に浮力を必要とする程度の圧力風量を得るよう
に常時制御される。これにより、浮体８の浮力を維持し
て埋設物探知センサ９の探知面と地表面との距離を常に
基準測定高さに保持する。

【００３３】さらに、図４の制御ブロック図に基づいて
説明すると、風量制御装置１５では、規定の風量に達し
ない場合、エンジン付き送風機２の回転を上げて風量を
増加し、内圧を高めて浮体８の地表面との高さを維持す
る。また、所定の風量が維持されていれば、浮体８に一
定量の風圧が維持されるので、地表高さセンサ１０は規
定高さを検知して地表高さ制御機構１１に浮体８が基本
姿勢で保持されていることを伝達する。

【００３４】そして、埋設物探知センサ９によって地中
の埋設物が検知されると、その情報は、光ファイバーケ
ーブル１４を介して高速小型コンピュータ３に伝達され
る。高速小型コンピュータ３は、センサ情報を逐次高速
処理して探知物の種類別に識別する。この高速小型コン
ピュータ３で処理された情報は、光ファイバーケーブル
１９を経由して表示装置付きヘルメット１８のサンバイ
ザー２０に瞬時にマーキング表示され、探知物の種類別
にシンボル化されたマークによって探知測定者に知らさ
れる。このとき、危険物が発見されると、危険物発見ア
ラーム２１が作動し、探知測定者に音によっても知らさ
れる。探知測定者は、この危険物の発見を確認した後、
アラーム解除機構２２のリセットボタンを押して危険物
発見アラーム２１を解除する。

【００３５】その後、探知測定者は、コントロールアー
ム１６を操縦して移動方向を決め、上述した探知動作を
探知領域の全てに渡って行う。

【００３６】従って、上述した実施例では、埋設物探知
センサ９を備えた探知部５が、ホバークラフト方式の空
気圧により地表面から一定高さに保持される構成なの
で、非接触による安定した高感度の探知が可能で、地表
面の各種条件等に左右されることなく、正確な探知デー
タが得られ、探知測定者と器材の安全が十分に確保でき
る。この際、探知部５全体は、地表面から基準測定高さ
だけ上昇して保持され、探知測定者は、コントロールア
ーム１６を操縦するだけでよく、探知部５の重量による
負担を軽減できる。しかも、探知部５に空気を送り込む
エンジン付き送風機２と、探知部５からの探知信号を処
理する高速小型コンピュータ３とは、キャリア１に搭載
されて背負われる構成なので、どこでも自由に携帯して
探知が行え、特に、車両等の進入が不可能な場所や危険
物等の探知に有効的に使用することができる。

【００３７】また、探知物の状況は、表示装置付きヘル
メット１８のサンバイザー２０に逐次画像化してマーキ
ング表示される構成なので、探知部５による探知動作に
並行して探知物の形状を瞬時に認識することができ、探
知測定者の精神的な負担の軽減も図れる。

【００３８】

【発明の効果】本発明の請求項１の携帯用埋設物探知装
置によれば、非接触で埋設物の探知が行えるので、安定
した高感度の探知が可能であり、例えば不整地等のよう
に地表面の状態に左右されることなく、正確な探知デー
タが得られ、探知測定者と器材の安全が十分に確保でき
る。請求項２の携帯用埋設物探知装置によれば、上記効
果に加え、器材をどこでも自由に携帯して探知でき、特
に、車両等の進入が不可能な場所や危険物等の探知に有
効的に使用することができる。請求項３の探知物表示装
置によれば、探知測定者が装着するヘルメット本体の表
示装置には、探知物がマーキング表示されるので、探知
部による探知動作と並行して探知物の存在を逐次探知測
定者に知らせることができ、精神的な負担の軽減も図る
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による探知物表示装置を含む携帯用埋設
物探知装置の一実施例を示す展開図

【図２】（ａ）同探知装置における探知部の側面図 （ｂ）探知部の底面図 （ｃ）探知部の中央縦断面図

【図３】同探知装置のシステム構成を示すブロック図

【図４】同探知装置の風量制御に関わる制御ブロック図

【符号の説明】

１…キャリア、２…エンジン付き送風機、３…高速小型
コンピュータ、５…探知部、６…センサ収納器、８…浮
体、９…埋設物探知センサ、１０…地表高さセンサ、１
２…風量センサ、１４，１９…光ファイバーケーブル、
１５…風量制御装置、１６…コントロールアーム、１８
…表示装置付きヘルメット、２０…サンバイザー。

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 地中の埋設物を探知する埋設物探知セン
   サ（９）が収納されたセンサ収納器（６）と、該センサ
   収納器の下部に配設され、空気圧によって膨らむととも
   に地表面に噴出される風圧により地表面から所定高さに
   維持される浮体（８）とを備えており、 前記センサ収納器には、地表面からの前記浮体の高さを
   検知する地表高さセンサ（１０）と、該地表高さセンサ
   からの検知信号に基づいて前記浮体を地表面と平行の一
   定高さに維持する地表高さ制御機構（１１）と、前記浮
   体に送り込まれる風量を検知する風量センサ（１２）
   と、前記浮体が一定高さに維持されるように前記地表高
   さセンサ及び前記風量センサからの検知信号に基づいて
   該浮体に送り込まれる風量を制御する風量制御装置（１
   ５）とが設けられた ことを特徴とする携帯用埋設物探知
   装置。
2. 【請求項２】 前記浮体（８）に外気圧より高圧の空気
   を送り込む小型のエンジン付き送風機（２）と、該エン
   ジン付き送風機が搭載されるショルダー式キャリア
   （１）と、前記浮体の移動方向を操縦するコントロール
   アーム（１６）とを備えたことを特徴とする請求項１記
   載の携帯用埋設物探知装置。
3. 【請求項３】 請求項１又は２記載の携帯用埋設物探知
   装置に用いられる探知物表示装置であって、 前記埋設物探知センサ（９）からの探知信号を画像処理
   して解析する高速コンピュータ（３）と、探知測定者が
   装着するヘルメット本体（１８ａ）に設けられ、前記高
   速コンピュータの解析結果に基づいて探知物をマーキン
   グ表示する表示装置（２０）と を備えたことを特徴とす
   る探知物表示装置。