JP2618258B2 - 地中埋設物探査装置 - Google Patents
地中埋設物探査装置Info
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- JP2618258B2 JP2618258B2 JP63104747A JP10474788A JP2618258B2 JP 2618258 B2 JP2618258 B2 JP 2618258B2 JP 63104747 A JP63104747 A JP 63104747A JP 10474788 A JP10474788 A JP 10474788A JP 2618258 B2 JP2618258 B2 JP 2618258B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、地中等に埋設されたガス管や水道管、各
種ケーブル等に対して地上から電波を放射するとともに
そのエコーを受信し、この受信したエコーの表示器への
表示に基づいて上記地中埋設物の位置（深度を含む）を
計測する地中埋設物探査装置に関する。
種ケーブル等に対して地上から電波を放射するとともに
そのエコーを受信し、この受信したエコーの表示器への
表示に基づいて上記地中埋設物の位置（深度を含む）を
計測する地中埋設物探査装置に関する。
一般に、こうしたレーダ方式を採用した埋設物探査装
置にあっては、上記地上から発したパルス状電波の所要
とする反射の有無、すなわち上記エコーの受信の有無か
ら物標とする地中埋設物の有無を、また同パルス状電波
を送信してからそのエコーが受信されるまでの時間から
同埋設物の埋設深度をそれぞれ検出するようにしてい
る。
置にあっては、上記地上から発したパルス状電波の所要
とする反射の有無、すなわち上記エコーの受信の有無か
ら物標とする地中埋設物の有無を、また同パルス状電波
を送信してからそのエコーが受信されるまでの時間から
同埋設物の埋設深度をそれぞれ検出するようにしてい
る。
すなわちいま、第８図（ａ）に示すような送信トリガ
の発生に基づき、第８図（ｂ）に示す態様で送信パルス
（電波パルス）を形成してこれを地中に発したときに、
同第８図（ｃ）に示す如く時間TE後にその物標埋設物か
らの反射エコーが受信されたとすると、この反射エコー
の受信によって物標埋設物の存在が確認され、またこれ
と同時に、上記電波伝搬時間TEに基づいて同埋設物の埋
設深度が測定される。
の発生に基づき、第８図（ｂ）に示す態様で送信パルス
（電波パルス）を形成してこれを地中に発したときに、
同第８図（ｃ）に示す如く時間TE後にその物標埋設物か
らの反射エコーが受信されたとすると、この反射エコー
の受信によって物標埋設物の存在が確認され、またこれ
と同時に、上記電波伝搬時間TEに基づいて同埋設物の埋
設深度が測定される。
したがって、こうした探査装置において、その物標と
する埋設物の深度を正確に求めるためには、上記電波伝
搬時間TEについての精度良い同定が不可欠であり、ひい
ては該伝搬時間TEの直接の目安となる反射エコーの前縁
部（第８図（ｃ）にＰにて示す部分）についての精度良
い抽出が不可欠である。
する埋設物の深度を正確に求めるためには、上記電波伝
搬時間TEについての精度良い同定が不可欠であり、ひい
ては該伝搬時間TEの直接の目安となる反射エコーの前縁
部（第８図（ｃ）にＰにて示す部分）についての精度良
い抽出が不可欠である。
ここに従来は、上記受信される反射エコーを表示器を
通じて可視像化するに際し、同エコーを適宜に量子化し
てディジタル信号に変換した後、これをコンピュータ等
に取り込んでそのエコーレベルに応じたランク付け（例
えば色分けや明度分け等）を施すなどの前処理を行なう
ことで、表示されるエコー像の視認性向上を図るように
していた。
通じて可視像化するに際し、同エコーを適宜に量子化し
てディジタル信号に変換した後、これをコンピュータ等
に取り込んでそのエコーレベルに応じたランク付け（例
えば色分けや明度分け等）を施すなどの前処理を行なう
ことで、表示されるエコー像の視認性向上を図るように
していた。
従来は、上記の前処理を行なうに際し、第９図（ａ）
示されるような受信信号（反射エコー）を例えば同第９
図（ｂ）に示すような態様で量子化してこれをディジタ
ル信号に変換するのであるが、こうしたA/D（アナログ
／ディジタル）変換処理のみでは、反射エコーの上記前
縁部Ｐについてこれを十分に強調することはできず、た
とえこの後に表示のための上述した前処理を施したとこ
ろで、このエコー前縁部Ｐの十分な視認を保証すること
は難しかった。したがって結局は、同反射エコーの振幅
レベルの大きい部分、すなわち第９図にQ1あるいはQ2に
て示す部分がより目につくこととなり、これをエコー前
縁部と誤認して前記電波伝搬時間TEについての正確な同
定に支障を来たすことも少なくなかった。
示されるような受信信号（反射エコー）を例えば同第９
図（ｂ）に示すような態様で量子化してこれをディジタ
ル信号に変換するのであるが、こうしたA/D（アナログ
／ディジタル）変換処理のみでは、反射エコーの上記前
縁部Ｐについてこれを十分に強調することはできず、た
とえこの後に表示のための上述した前処理を施したとこ
ろで、このエコー前縁部Ｐの十分な視認を保証すること
は難しかった。したがって結局は、同反射エコーの振幅
レベルの大きい部分、すなわち第９図にQ1あるいはQ2に
て示す部分がより目につくこととなり、これをエコー前
縁部と誤認して前記電波伝搬時間TEについての正確な同
定に支障を来たすことも少なくなかった。
また、「電子通信学会論文誌′ 83/6 Vol.J66−Ｂ
No.6,713頁〜720頁の論文『地中レーダシステム』荒
井郁男、鈴木務共著」などにも示されているように、物
標が深い（遠い）位置にあればある程その反射エコーの
振幅レベルは小さくなることが知られている。したがっ
て、たとえ同一の物標であったとしても、その埋設され
る深さやレーダ装置からの距離が異なれば、これから反
射されるエコーの振幅レベルも大きく異なることとな
る。
No.6,713頁〜720頁の論文『地中レーダシステム』荒
井郁男、鈴木務共著」などにも示されているように、物
標が深い（遠い）位置にあればある程その反射エコーの
振幅レベルは小さくなることが知られている。したがっ
て、たとえ同一の物標であったとしても、その埋設され
る深さやレーダ装置からの距離が異なれば、これから反
射されるエコーの振幅レベルも大きく異なることとな
る。
このため、例えば埋設されるある１つの物標に対応し
て振幅レベルの異なる複数の反射エコーが得られるよう
な場合、これらが全て同一物標を示す同一波形のエコー
である旨視認することが困難であるばかりか、物標が深
い（遠い）位置にあってその反射エコーの振幅レベルが
小さくなるような場合には、同エコーについての上述し
た前縁部Ｐの抽出も更に困難となって、電波伝搬時間TE
の同定に際して生じる上記不都合もより深刻なものとな
る。
て振幅レベルの異なる複数の反射エコーが得られるよう
な場合、これらが全て同一物標を示す同一波形のエコー
である旨視認することが困難であるばかりか、物標が深
い（遠い）位置にあってその反射エコーの振幅レベルが
小さくなるような場合には、同エコーについての上述し
た前縁部Ｐの抽出も更に困難となって、電波伝搬時間TE
の同定に際して生じる上記不都合もより深刻なものとな
る。
この発明は、いかなる場合もこうした反射エコーの前
縁部抽出を容易にし、ひいては電波伝搬時間についての
正確な同定を可能にする探査装置を提供しようとするも
のである。
縁部抽出を容易にし、ひいては電波伝搬時間についての
正確な同定を可能にする探査装置を提供しようとするも
のである。
この発明では、前記反射エコーの受信復調信号を２次
微分処理して、この２次微分した復調信号に対応するエ
コー像を表示器に可視表示するようにする。
微分処理して、この２次微分した復調信号に対応するエ
コー像を表示器に可視表示するようにする。
こうした反射エコーの２次微分処理により、同エコー
波形の立上り（立下り）部分である前記前縁部が強調さ
れることとなり、その可視像の視認性も大きく改善され
ることになる。
波形の立上り（立下り）部分である前記前縁部が強調さ
れることとなり、その可視像の視認性も大きく改善され
ることになる。
第１図に、この発明にかかる探査装置の一実施例を示
す。
す。
この実施例では、適宜の移動台車に搭載されて、物標
とする地中埋設物上を移動しつつ電波の送受信を実行す
ることにより当該物標の２次元断面映像を表示する装置
を想定している。
とする地中埋設物上を移動しつつ電波の送受信を実行す
ることにより当該物標の２次元断面映像を表示する装置
を想定している。
さてこの第１図に示す実施例装置において、トリガ回
路10は、一定周期毎にトリガパルスを発振する回路であ
り、送信回路11では、こうしたトリガパルスの発振に同
期して所要のレーダパルスの発生、増幅を行なって、こ
れを送信アンテナ12に給電する。送信アンテナ12から
は、こうした給電に伴なって地中へ向けての電波が発射
される。
路10は、一定周期毎にトリガパルスを発振する回路であ
り、送信回路11では、こうしたトリガパルスの発振に同
期して所要のレーダパルスの発生、増幅を行なって、こ
れを送信アンテナ12に給電する。送信アンテナ12から
は、こうした給電に伴なって地中へ向けての電波が発射
される。
ここで、地中に物標とする管などの埋設物が存在する
場合、上記発射された電波は該物標で反射されて、その
エコーが受信アンテナ13を介して受信回路14に受信され
る。この受信信号（反射エコー）は、Rfアンプ15にて所
要に増幅された後、Rf/Lf（高周波／低周波）変換回路2
0を通じて所定の低周波信号に変換される。
場合、上記発射された電波は該物標で反射されて、その
エコーが受信アンテナ13を介して受信回路14に受信され
る。この受信信号（反射エコー）は、Rfアンプ15にて所
要に増幅された後、Rf/Lf（高周波／低周波）変換回路2
0を通じて所定の低周波信号に変換される。
こうして低周波信号に変換された受信信号について
は、２次微分回路30にて、２次微分処理が施される。
は、２次微分回路30にて、２次微分処理が施される。
すなわち、例えば第３図（ａ）に示すような受信信号
（反射エコー）については、例えば同図（ｃ）に示すよ
うな２次微分信号に変換される。ちなみに同図（ｂ）
は、同図（ａ）に示す受信信号の１次微分信号である。
（反射エコー）については、例えば同図（ｃ）に示すよ
うな２次微分信号に変換される。ちなみに同図（ｂ）
は、同図（ａ）に示す受信信号の１次微分信号である。
こうした２次微分処理により、同図（ａ）に示す受信
信号の前縁部Ｐ（つまりこれは、同図（ｂ）（ｃ）に示
すＰ′,P″に対応している）は、同図（ｃ）に示すごと
く最大限に強調される形となる。
信号の前縁部Ｐ（つまりこれは、同図（ｂ）（ｃ）に示
すＰ′,P″に対応している）は、同図（ｃ）に示すごと
く最大限に強調される形となる。
上記２次微分処理回路30の出力は、第２図に示す関係
に基づき、A/D変換回路31にて所要にサンプリング、量
子化され、ディジタル信号に変換される。同図におい
て、SMは、ディジタル信号の最大値を示す。
に基づき、A/D変換回路31にて所要にサンプリング、量
子化され、ディジタル信号に変換される。同図におい
て、SMは、ディジタル信号の最大値を示す。
こうしたディジタル変換処理により、例えば、第３図
（ｃ）に示す前縁部Ｐ″は、第２図に示した最大値のデ
ィジタル信号SMに変換された形で同A/D変換回路31から
出力されることになる。上記A/D変換回路31の出力は、
表示用メモリ書込制御回路70に加えられる。
（ｃ）に示す前縁部Ｐ″は、第２図に示した最大値のデ
ィジタル信号SMに変換された形で同A/D変換回路31から
出力されることになる。上記A/D変換回路31の出力は、
表示用メモリ書込制御回路70に加えられる。
一方、トリガ回路10から発生されて送信回路11の送信
タイミングを決めているトリガ信号は、この送信回路11
に加えられるのと同時に、Rf/Lf変換回路20にも入力さ
れて、前記Rfアンプ15を通じて増幅された受信信号と共
に低周波の信号に変換される。この低周波に変換された
トリガ信号は、垂直同期信号発生回路40に入力されて、
当該物標についての２次元断面映像を表示する際に垂直
方向の座標を指示する垂直同期信号の形成に利用され
る。そしてこの形成出力される垂直同期信号も表示用メ
モリ書込制御回路70に加えられる。
タイミングを決めているトリガ信号は、この送信回路11
に加えられるのと同時に、Rf/Lf変換回路20にも入力さ
れて、前記Rfアンプ15を通じて増幅された受信信号と共
に低周波の信号に変換される。この低周波に変換された
トリガ信号は、垂直同期信号発生回路40に入力されて、
当該物標についての２次元断面映像を表示する際に垂直
方向の座標を指示する垂直同期信号の形成に利用され
る。そしてこの形成出力される垂直同期信号も表示用メ
モリ書込制御回路70に加えられる。
また、距離センサ50は、当該実施例装置の移動に伴な
ってこれが所定距離移動する毎に１個のパルスを出力す
るものである。該センサ50の出力パルスすなわち距離計
測信号は、水平同期信号発生回路60に入力されて、当該
物標についての２次元断面映像を表示する際に水平方向
の座標を指示する水平同期信号の形成に利用される。こ
の水平同期信号発生回路60を通じて形成出力される水平
同期信号も表示用メモリ書込制御回路70に加えられる。
ってこれが所定距離移動する毎に１個のパルスを出力す
るものである。該センサ50の出力パルスすなわち距離計
測信号は、水平同期信号発生回路60に入力されて、当該
物標についての２次元断面映像を表示する際に水平方向
の座標を指示する水平同期信号の形成に利用される。こ
の水平同期信号発生回路60を通じて形成出力される水平
同期信号も表示用メモリ書込制御回路70に加えられる。
こうして表示用メモリ書込制御回路70には、垂直同期
信号発生回路40および水平同期信号発生回路60を通じて
発生された２次元上の座標に対応する情報が、また信号
強調回路32を通じて強調処理が施された上記２次元上の
各座標に表示すべき受信信号データがそれぞれ入力され
ることとなる。
信号発生回路40および水平同期信号発生回路60を通じて
発生された２次元上の座標に対応する情報が、また信号
強調回路32を通じて強調処理が施された上記２次元上の
各座標に表示すべき受信信号データがそれぞれ入力され
ることとなる。
表示用メモリ書込制御回路70は、上記垂直同期信号お
よび水平同期信号に基づいて上記受信信号データの表示
用メモリ71への書込制御を行なう回路である。すなわち
該表示用メモリ書込制御回路70では、上記垂直同期信号
および水平同期信号に対応して得られる座標値を表示用
メモリ71の番地値に逐次変換するとともに、上記強調処
理が施された受信信号データを同表示用メモリ71のこれ
ら変換された番地値によって示される番地に書込んでい
くよう動作する。
よび水平同期信号に基づいて上記受信信号データの表示
用メモリ71への書込制御を行なう回路である。すなわち
該表示用メモリ書込制御回路70では、上記垂直同期信号
および水平同期信号に対応して得られる座標値を表示用
メモリ71の番地値に逐次変換するとともに、上記強調処
理が施された受信信号データを同表示用メモリ71のこれ
ら変換された番地値によって示される番地に書込んでい
くよう動作する。
そして表示信号発生回路80は、上記受信信号データの
値に応じた色分けや明度分け等の前述したランク付けを
行なうなどして、モニタTV等の表示器に対する表示用信
号を発生する回路であり、その動作に際しては、上記表
示用メモリ71に書込まれた内容（受信信号データ）を順
次読出しながら、例えば２次元ラスタスキャンして、そ
の各該当するランクを示す表示用信号を表示器に表示せ
しめるよう動作する。
値に応じた色分けや明度分け等の前述したランク付けを
行なうなどして、モニタTV等の表示器に対する表示用信
号を発生する回路であり、その動作に際しては、上記表
示用メモリ71に書込まれた内容（受信信号データ）を順
次読出しながら、例えば２次元ラスタスキャンして、そ
の各該当するランクを示す表示用信号を表示器に表示せ
しめるよう動作する。
こうして表示器に表示される映像（エコー像）は、先
の第３図（ｃ）に示した該実施例装置による２次微分処
理波形からも明らかなように、随時の受信信号（反射エ
コー）の前縁部Ｐが同図のＰ″にて示される如く強調さ
れて（この前縁部Ｐ″自体が目につき易い部分Ｑ″とな
る）、特にその輪郭部は視認性に優れたものとなってい
る。
の第３図（ｃ）に示した該実施例装置による２次微分処
理波形からも明らかなように、随時の受信信号（反射エ
コー）の前縁部Ｐが同図のＰ″にて示される如く強調さ
れて（この前縁部Ｐ″自体が目につき易い部分Ｑ″とな
る）、特にその輪郭部は視認性に優れたものとなってい
る。
次に、こうした実施例装置を採用して好適な前記電波
伝搬時間（速度）の同定方法の一例について第４図〜第
７図を参照して説明する。
伝搬時間（速度）の同定方法の一例について第４図〜第
７図を参照して説明する。
第４図は、本同定方法を施行するための探査装置構成
を示すブロック図であり、大別した移動台車１と本体部
２とによって構成されている。移動台車１は、地中の物
標埋設物TGに向けて電波を発射する前記送信回路11およ
びアンテナ12と、物標TGからの反射エコーを受信する前
記受信回路14および受信アンテナ13と、移動台車１が単
位距離移動する毎に１個のパルスを発生する前述した距
離センサ50とを有している。また、本体部２は、距離セ
ンサ50からのパルス信号と受信回路14で受信した反射エ
コーとに基づいて物標TGのエコー像を形成する演算装置
100と、形成されたエコー像を表示する表示装置90とか
ら構成されている。
を示すブロック図であり、大別した移動台車１と本体部
２とによって構成されている。移動台車１は、地中の物
標埋設物TGに向けて電波を発射する前記送信回路11およ
びアンテナ12と、物標TGからの反射エコーを受信する前
記受信回路14および受信アンテナ13と、移動台車１が単
位距離移動する毎に１個のパルスを発生する前述した距
離センサ50とを有している。また、本体部２は、距離セ
ンサ50からのパルス信号と受信回路14で受信した反射エ
コーとに基づいて物標TGのエコー像を形成する演算装置
100と、形成されたエコー像を表示する表示装置90とか
ら構成されている。
第５図は表示装置90の表示面の詳細を示した平面図で
あり、表示面には物標埋設物TGのエコー像EPおよび後述
の疑似エコー像DMを表示する第１の表示部91と、疑似エ
コー像DMの水平および垂直方向の表示位置を押圧操作に
よって移動させる位置移動スイッチの画像を表示する第
２の表示部92と、疑似エコー像DMの双曲線開口部の広が
りを押圧操作によって可変するための広がり情報入力ス
イッチの画像を表示する第３の表示部93とが設けられ、
表示面全体には押圧操作位置を検出する透明のタッチパ
ネル（図示せず）が取付けられ、このタッチパネルによ
って位置移動スイッチおよび広がり情報入力スイッチの
操作を検出するように構成されているとする。
あり、表示面には物標埋設物TGのエコー像EPおよび後述
の疑似エコー像DMを表示する第１の表示部91と、疑似エ
コー像DMの水平および垂直方向の表示位置を押圧操作に
よって移動させる位置移動スイッチの画像を表示する第
２の表示部92と、疑似エコー像DMの双曲線開口部の広が
りを押圧操作によって可変するための広がり情報入力ス
イッチの画像を表示する第３の表示部93とが設けられ、
表示面全体には押圧操作位置を検出する透明のタッチパ
ネル（図示せず）が取付けられ、このタッチパネルによ
って位置移動スイッチおよび広がり情報入力スイッチの
操作を検出するように構成されているとする。
以上の構成において、移動台車１を地表面を移動させ
ながら送信回路11およびアンテナ12を通じて電波を発射
すると、物標埋設物TGのエコー像EPは第５図に示す如く
双曲線状となる。
ながら送信回路11およびアンテナ12を通じて電波を発射
すると、物標埋設物TGのエコー像EPは第５図に示す如く
双曲線状となる。
すなわち、第６図（ａ）に示すように、移動台車１が
地表面を移動するときの距離の座標軸をX,地中に向かう
深さ方向の距離を示す座標軸Ｚとし、物標TGが点Ｃで示
す座標（X0,Z0）に存在したものとすると、送受信アン
テナ12,13が点Ｃの真上の点Ｂに位置している場合、物
標埋設物TGは点B,Cの距離▲▼に対応する深さ（Z
0）におけるエコー像として観測することができる。
地表面を移動するときの距離の座標軸をX,地中に向かう
深さ方向の距離を示す座標軸Ｚとし、物標TGが点Ｃで示
す座標（X0,Z0）に存在したものとすると、送受信アン
テナ12,13が点Ｃの真上の点Ｂに位置している場合、物
標埋設物TGは点B,Cの距離▲▼に対応する深さ（Z
0）におけるエコー像として観測することができる。
一方、送信電波はその伝搬方向の広がりを持っている
ため、送受信アンテナ12,13が点Ｃの真上から左方向に
ずれた点Ａに移動した場合にも物標埋設物TGのエコー像
を観測することができる。この場合のエコー像は、点▲
▼間の距離 ｛（Ｘ−X0）２＋Z02｝1/2 に対応する深さの点Ｄにおいて観測することができる。
従って、移動台車１を移動した時の点Ｄ（X,Z）の軌
跡、すなわち物標埋設物TGのエコー像をEPは Ｚ＝▲▼ ＝｛（Ｘ−X0）２＋Z02｝1/2 ＝AC …（１） で表される双曲線状となる。
ため、送受信アンテナ12,13が点Ｃの真上から左方向に
ずれた点Ａに移動した場合にも物標埋設物TGのエコー像
を観測することができる。この場合のエコー像は、点▲
▼間の距離 ｛（Ｘ−X0）２＋Z02｝1/2 に対応する深さの点Ｄにおいて観測することができる。
従って、移動台車１を移動した時の点Ｄ（X,Z）の軌
跡、すなわち物標埋設物TGのエコー像をEPは Ｚ＝▲▼ ＝｛（Ｘ−X0）２＋Z02｝1/2 ＝AC …（１） で表される双曲線状となる。
一方、送信アンテナ12から発射した電波が受信アンテ
ナ13に受信されるまでの往復伝搬時間TEと、電波伝搬速
度Vgおよび物標TGの深さZTと間には、 の関係がある。
ナ13に受信されるまでの往復伝搬時間TEと、電波伝搬速
度Vgおよび物標TGの深さZTと間には、 の関係がある。
従って、第（１）式と第（３）式とにより、 の関係が成立する。但し、t0は点Ｂにおける電波伝搬時
間であり、t0、Vgは未知数である。
間であり、t0、Vgは未知数である。
一方、表示装置90の表示部91に表示させる疑似エコー
像DMおよび物標埋設物TGのエコー像EPは、第６図（ｂ）
に疑似エコー像DMを代表して図示しているように横軸が
台車１の距離軸Ｘ、疑軸が時間軸ｔである。すなわち、
物標TGのエコー像は深さ方向の距離軸Ｚが時間軸ｔに変
換されて表示されるものとなる。
像DMおよび物標埋設物TGのエコー像EPは、第６図（ｂ）
に疑似エコー像DMを代表して図示しているように横軸が
台車１の距離軸Ｘ、疑軸が時間軸ｔである。すなわち、
物標TGのエコー像は深さ方向の距離軸Ｚが時間軸ｔに変
換されて表示されるものとなる。
そこで、第７図（ａ）に示すように、所定の広がりを
持った疑似エコー像DMを表示部91の任意の位置に表示さ
せるとともに、その頂点位置（X0,t0）と広がり係数α
を前記表示部92,93のスイッチ像の押圧操作によって変
えて物標TGのエコー像と重ね合わせる。この時、疑似エ
コー像DMがX,t座標系で次のような ｛（Ｘ−X0）２＋（α・t0）２｝1/2 ＝α・ｔ …（４） といった関係になっていたものとすると、上記第（３）
式とこの第（４）式の係数比較によって次の関係が成立
する。
持った疑似エコー像DMを表示部91の任意の位置に表示さ
せるとともに、その頂点位置（X0,t0）と広がり係数α
を前記表示部92,93のスイッチ像の押圧操作によって変
えて物標TGのエコー像と重ね合わせる。この時、疑似エ
コー像DMがX,t座標系で次のような ｛（Ｘ−X0）２＋（α・t0）２｝1/2 ＝α・ｔ …（４） といった関係になっていたものとすると、上記第（３）
式とこの第（４）式の係数比較によって次の関係が成立
する。
Vg＝２α …（５） ここに、（X0,t0）は疑似エコー像DMの頂点座標で、
表示部92のスイッチ像によりその増減が指示され決定さ
れる。また、αは同疑似エコー像DMの開口部の広がりの
ファクタで、広がりを大きくする場合はαが大きくなる
ように、また小さくする場合はαが小さくなるように表
示部93に表示されたスイッチ像の押圧操作によって可変
される。
表示部92のスイッチ像によりその増減が指示され決定さ
れる。また、αは同疑似エコー像DMの開口部の広がりの
ファクタで、広がりを大きくする場合はαが大きくなる
ように、また小さくする場合はαが小さくなるように表
示部93に表示されたスイッチ像の押圧操作によって可変
される。
従って、第７図（ｂ）に示すように、２つのエコー像
EP,DMの重ね合わせ操作によって物標埋設物TGのエコー
像EPの頂点位置の座標を疑似エコー像DMの頂点位置の座
標（X0,t0）として求めることができる。また、双曲線
の開口部の広がりも疑似エコー像DMの広がりの値αによ
って求めることができる。この結果、Vg（電波伝搬速
度）が第（５）式によって求まり、このVgとt0（物標TG
の真上地点Ｂにおける電波伝搬時間）とを第（２）式に
代入して計算することにより、物流埋設物TGのエコー像
EPの頂点位置座標、すなわち深さＺを簡単に求めること
ができる。
EP,DMの重ね合わせ操作によって物標埋設物TGのエコー
像EPの頂点位置の座標を疑似エコー像DMの頂点位置の座
標（X0,t0）として求めることができる。また、双曲線
の開口部の広がりも疑似エコー像DMの広がりの値αによ
って求めることができる。この結果、Vg（電波伝搬速
度）が第（５）式によって求まり、このVgとt0（物標TG
の真上地点Ｂにおける電波伝搬時間）とを第（２）式に
代入して計算することにより、物流埋設物TGのエコー像
EPの頂点位置座標、すなわち深さＺを簡単に求めること
ができる。
さてこの同定方法においては、以上のような原理に基
づいて物標埋設物TGの深さＺが検出されるが、そのため
にはまず物標埋設物TGのエコー像EPを正確に表示させる
必要がある。
づいて物標埋設物TGの深さＺが検出されるが、そのため
にはまず物標埋設物TGのエコー像EPを正確に表示させる
必要がある。
ところが一般に、こうしたエコー像EPすなわち当該物
標についての２次元断面映像は、 電波はその伝搬距離の長い程減衰が大きく、このた
め前述の如く双曲線状の特性を有して得られる反射エコ
ーのデータ列も、双曲線の頂点付近（アンテナ物標の真
上付近）においては大きな振幅として得られるが、同双
曲線下方の開口付近になると振幅が小さく、特にそのエ
コー波形の前縁部についてはこれを抽出することすら難
しい。
標についての２次元断面映像は、 電波はその伝搬距離の長い程減衰が大きく、このた
め前述の如く双曲線状の特性を有して得られる反射エコ
ーのデータ列も、双曲線の頂点付近（アンテナ物標の真
上付近）においては大きな振幅として得られるが、同双
曲線下方の開口付近になると振幅が小さく、特にそのエ
コー波形の前縁部についてはこれを抽出することすら難
しい。
といった理由によって、双曲線としての視認性に難があ
るとされていた。こうした問題は、装置コスト等を考慮
して、表示しようとする階調数（ランク数）を少なくし
ようとする場合に顕著にあらわれる。
るとされていた。こうした問題は、装置コスト等を考慮
して、表示しようとする階調数（ランク数）を少なくし
ようとする場合に顕著にあらわれる。
この点、前述した実施例装置によれば、反射エコーの
振幅レベルの大小にかかわらずその前縁部（P,P′,
P″）を良好に強調して、上記双曲線としての視認性を
改善することができる。しかも該実施例装置では、従来
256階調数の多階数でないと表現しきれなかった上記エ
コー像EPについての双曲線情報を例えば８階調程度の階
調数をもっても十分に表現することが可能となる。した
がって、前記演算器100（第４図）に、第１図に示した
本実施例装置の構成を取り入れるようにすれば、精度、
操作性、経済性共に優れた地中埋設物探査を実現するこ
とができるようになる。
振幅レベルの大小にかかわらずその前縁部（P,P′,
P″）を良好に強調して、上記双曲線としての視認性を
改善することができる。しかも該実施例装置では、従来
256階調数の多階数でないと表現しきれなかった上記エ
コー像EPについての双曲線情報を例えば８階調程度の階
調数をもっても十分に表現することが可能となる。した
がって、前記演算器100（第４図）に、第１図に示した
本実施例装置の構成を取り入れるようにすれば、精度、
操作性、経済性共に優れた地中埋設物探査を実現するこ
とができるようになる。
なお、上記実施例においては、２次微分処理をアナロ
グ系の回路（２次微分回路30）で行なうようにしている
がディジタル系の処理を行なう実施も当然可能である。
この場合、A/D変換回路にて受信信号をディジタル信号
に変換した後、例えば、次のような処理を行なうように
すればよい。
グ系の回路（２次微分回路30）で行なうようにしている
がディジタル系の処理を行なう実施も当然可能である。
この場合、A/D変換回路にて受信信号をディジタル信号
に変換した後、例えば、次のような処理を行なうように
すればよい。
（１）コンピュータ内部での処理 （ａ）差分演算を行なう。
（ｂ）差分演算した結果をデータとして記憶しておき、
連続するデータ値を索引して検索する。
連続するデータ値を索引して検索する。
（２）ディジタル系回路による処理 （ａ）引算回路により差分演算を行なう。
（ｂ）差分演算した結果をROM、RAM等の記憶素子に記憶
しておき、連続するデータ値をメモリアドレスとしてメ
モリの内容を読み出す。
しておき、連続するデータ値をメモリアドレスとしてメ
モリの内容を読み出す。
いずれにせよ、２次微分を連続する２つのデータ（受
信信号）を差をとる差分演算処理にて行なうようにすれ
ばいかなる態様でも実施可能である。
信信号）を差をとる差分演算処理にて行なうようにすれ
ばいかなる態様でも実施可能である。
また、第４図および第５図に示した装置においては、
タッチパネルの操作によって疑似エコー像DMの位置や広
がりを可変するとしたが、これとて機械接点式スイッ
チ、あるいはキーボード，ジョイスティック等の各種の
入力手段に適宜に置換できることは勿論である。
タッチパネルの操作によって疑似エコー像DMの位置や広
がりを可変するとしたが、これとて機械接点式スイッ
チ、あるいはキーボード，ジョイスティック等の各種の
入力手段に適宜に置換できることは勿論である。
以上説明したように、この発明によれば、いかなる条
件下での地中埋設物探査においても、物標エコー像を視
認性良く表示して、その電波送受信にかかる伝搬時間
（速度）測定、すなわち当該物標の位置（含埋設深度）
測定を容易かつ正確なものとすることができる。
件下での地中埋設物探査においても、物標エコー像を視
認性良く表示して、その電波送受信にかかる伝搬時間
（速度）測定、すなわち当該物標の位置（含埋設深度）
測定を容易かつ正確なものとすることができる。
第１図はこの発明にかかる地中埋設物探査装置の一実施
例を示すブロック図、第２図は受信信号をディジタル化
する場合の説明に用いる図、第３図は第２図に示した実
施例装置の動作例を示すタイムチャート、第４図は同実
施例装置の具体適用例を示すブロック図、第５図は該適
用装置における表示装置画面の詳細を示す平面図、第６
図はエコー像が双曲線状になることを説明するための説
明図、第７図は埋設物エコー像に対して疑似エコーを重
ねる操作を説明するための説明図、第８図は送信電波と
受信電波の時間関係を示すタイムチャート、第９図は受
信電波（受信信号）に対する従来の信号処理手法を示す
タイムチャートである。 10……トリガ回路、11……送信回路、12,13……アンテ
ナ、14……受信回路、15……Rfアンプ、20……Rf/Lf変
換回路、30……２次微分回路、31……A/D変換回路、40
……垂直同期信号発生回路、50……距離センサ、60……
水平同期信号発生回路、70……表示用メモリ書込制御回
路、71……表示用メモリ、80……表示信号発生回路。
例を示すブロック図、第２図は受信信号をディジタル化
する場合の説明に用いる図、第３図は第２図に示した実
施例装置の動作例を示すタイムチャート、第４図は同実
施例装置の具体適用例を示すブロック図、第５図は該適
用装置における表示装置画面の詳細を示す平面図、第６
図はエコー像が双曲線状になることを説明するための説
明図、第７図は埋設物エコー像に対して疑似エコーを重
ねる操作を説明するための説明図、第８図は送信電波と
受信電波の時間関係を示すタイムチャート、第９図は受
信電波（受信信号）に対する従来の信号処理手法を示す
タイムチャートである。 10……トリガ回路、11……送信回路、12,13……アンテ
ナ、14……受信回路、15……Rfアンプ、20……Rf/Lf変
換回路、30……２次微分回路、31……A/D変換回路、40
……垂直同期信号発生回路、50……距離センサ、60……
水平同期信号発生回路、70……表示用メモリ書込制御回
路、71……表示用メモリ、80……表示信号発生回路。
Claims (1)
- 【請求項１】地上の送信機から適宜のアンテナを介して
地中に発射した電波の地中埋設物による反射波を同じく
アンテナを介して地上の受信機に受信させて、この際の
前記電波の伝搬時間に応じて前記地中埋設物の位置を検
出すべく、そのエコー像を表示器に表示する地中埋設物
探査装置において、 前記受信された反射波の復調信号を２次微分する微分処
理手段と、 前記微分処理手段によって２次微分された前記復調信号
に対応するエコー像を前記表示器に表示する手段と を具えたことを特徴とする地中埋設物探査装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63104747A JP2618258B2 (ja) | 1988-04-27 | 1988-04-27 | 地中埋設物探査装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63104747A JP2618258B2 (ja) | 1988-04-27 | 1988-04-27 | 地中埋設物探査装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01274093A JPH01274093A (ja) | 1989-11-01 |
| JP2618258B2 true JP2618258B2 (ja) | 1997-06-11 |
Family
ID=14389087
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63104747A Expired - Fee Related JP2618258B2 (ja) | 1988-04-27 | 1988-04-27 | 地中埋設物探査装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2618258B2 (ja) |
-
1988
- 1988-04-27 JP JP63104747A patent/JP2618258B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01274093A (ja) | 1989-11-01 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |