JP3030454B2 - Underground identification device - Google Patents

Underground identification device

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JP3030454B2
JP3030454B2 JP16607597A JP16607597A JP3030454B2 JP 3030454 B2 JP3030454 B2 JP 3030454B2 JP 16607597 A JP16607597 A JP 16607597A JP 16607597 A JP16607597 A JP 16607597A JP 3030454 B2 JP3030454 B2 JP 3030454B2
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underground
vibration
sheath tube
vibrating
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修一郎 古賀
不二男 飯高
智納 木村
辰夫 牧野
正義 加藤
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Kawasaki Motors Ltd
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Kawasaki Jukogyo KK
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明が属する技術分野】本発明は、物質に固有の弾性
波を利用し、地中埋設物の種類を安定した高い精度で特
定することができる地中埋設物の識別装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an underground buried object discriminating apparatus capable of specifying the type of an underground buried object with high accuracy and stability by utilizing an elastic wave inherent to a substance.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来から、地中埋設物を探知するため
に、電磁波または超音波などを用いる探知方法が採用さ
れている。これらの探知方法は、地表面から地中に向け
て電磁波または超音波などを送出し、地中埋設物による
反射波または屈折波などを検出するものであり、地中埋
設物の埋設位置および大きさなどの情報を得ることがで
きるが、地中埋設物の種類を特定するための材質などの
情報は得られない。また他の地中埋設物の探知方法とし
て、磁気などを用いた金属探知機によって地中埋設物を
探知することも可能であるけれども、このような金属探
知機では、地中埋設物が金属から成る場合だけ探知する
ことができ、たとえばプラスチックおよびガラスなどの
非磁性体は探知することができない。
2. Description of the Related Art Conventionally, a detection method using electromagnetic waves or ultrasonic waves has been employed to detect underground objects. In these detection methods, electromagnetic waves or ultrasonic waves are transmitted from the ground surface toward the ground to detect reflected waves or refracted waves due to the buried object, and the position and size of the buried object are buried. Information such as the material can be obtained, but information such as the material for specifying the type of the underground object cannot be obtained. As another method of detecting an underground object, it is possible to detect an underground object using a metal detector using magnetism or the like.However, in such a metal detector, the underground object is made of metal. It can only be detected if it can, for example non-magnetic materials such as plastics and glass.

【0003】さらに埋設物の種類を特定することができ
る従来技術としては、地中に探針を貫入し、貫入した前
記探針を打振したときの感触および探針の滑り具合など
によって操作者自身が識別する方法があるが、操作者の
主観によって識別精度が決まるので、安定した埋設物の
種類の識別が困難である。また人による判断であること
から、時間がかかるとともに、識別作業の省力化および
省人化の妨げとなる。このような不都合を解消するため
に、次の図16に示すような認識装置を利用した客観的
な識別が考えられる。
[0003] Further, as a conventional technique capable of specifying the type of an object to be buried, a probe penetrates into the ground, and the operator feels the impact when the penetrated probe is struck and the degree of slip of the probe. Although there is a method of identifying itself, since the identification accuracy is determined by the subjectivity of the operator, it is difficult to identify the type of the embedded object stably. In addition, since the judgment is performed by a person, it takes time, and it hinders labor saving and labor saving of the identification work. In order to solve such inconveniences, objective identification using a recognition device as shown in FIG. 16 can be considered.

【0004】図16は、従来におけるパターン認識装置
1の概略的構成を示すブロック図である。画像および音
声などの入力パターンは、特徴抽出手段2に与えられ
る。特徴抽出手段2は、入力パターンからそのパターン
を特徴付ける特徴量を抽出する。特徴量とは、たとえば
画像であれば、画像パターンをより簡潔に表現し、後述
する識別に用いられる本質的な情報のことである。抽出
された特徴量を要素とする特徴ベクトルは、識別手段3
に与えられる。
FIG. 16 is a block diagram showing a schematic configuration of a conventional pattern recognition apparatus 1. As shown in FIG. Input patterns such as images and sounds are given to the feature extracting means 2. The feature extracting means 2 extracts a feature amount characterizing the pattern from the input pattern. The feature amount is, for example, an image, which is an essential information used to express an image pattern more simply and to be used for identification described later. The feature vector having the extracted feature amount as an element is
Given to.

【0005】識別手段3は、入力された特徴ベクトルに
基づいて、前記入力パターンが複数の予め定める種類の
カテゴリのうちのどのカテゴリに属するかを表現するカ
テゴリベクトルを算出して出力する。識別手段3は、特
徴ベクトルとカテゴリベクトルとの関係を予め学習させ
たニューラルネットワークによって実現される。算出さ
れたカテゴリベクトルは、識別結果判定手段4に与えら
れる。この識別結果判定手段4は、与えられたカテゴリ
ベクトルに基づいて、入力パターンが属するカテゴリを
決定し、その決定したカテゴリを識別結果として出力す
る。識別結果は、出力手段5に与えられる。識別手段5
は、たとえばCRT(陰極線管)などの表示装置によっ
て実現され、識別結果を表示して、その識別結果を操作
者が認識することができるように構成される。
[0005] The identification means 3 calculates and outputs, based on the input feature vector, a category vector representing which of the plurality of predetermined types of categories the input pattern belongs to. The identification means 3 is realized by a neural network in which the relationship between the feature vector and the category vector has been learned in advance. The calculated category vector is provided to the identification result determination means 4. The identification result determination means 4 determines the category to which the input pattern belongs based on the given category vector, and outputs the determined category as the identification result. The identification result is provided to the output means 5. Identification means 5
Is realized by a display device such as a CRT (cathode ray tube), and is configured to display an identification result and allow an operator to recognize the identification result.

【0006】前記識別手段3に用いられるニューラルネ
ットワークとしては、たとえば公知技術であるバックプ
ロパゲーションニューラルネットワーク(以下、BPN
Nと略記する)が用いられる。このBPNNについて
は、「NATURE vol.323 9 p536-553(Oct.1986)Learnin
g Representations by backpropagation errors」に述
べられている。
The neural network used for the identification means 3 is, for example, a known back propagation neural network (hereinafter referred to as BPN).
N). About this BPNN, "Nature vol.323 9 p536-553 (Oct.1986) Learnnin
g Representations by backpropagation errors. "

【0007】このようなBPNNは、入力層、出力層お
よび1または複数の中間層から成り、これらの各層は複
数のノード群によって構成される。ニューラルネットワ
ークによる識別では、たとえばニューラルネットワーク
の出力層の各ノードを識別させたいカテゴリに1対1に
対応させた一般的な構成の場合、出力層を構成する複数
のノードの中で最大値を出力しているノードに対応した
カテゴリを識別結果としている。
[0007] Such a BPNN comprises an input layer, an output layer and one or more intermediate layers, each of which is constituted by a plurality of node groups. In the identification by the neural network, for example, in the case of a general configuration in which each node of the output layer of the neural network is associated with a category to be identified on a one-to-one basis, a maximum value is output among a plurality of nodes constituting the output layer. The category corresponding to the node being identified is used as the identification result.

【0008】上記のようなパターン認識装置1の特徴抽
出手段2に入力される入力パターンは、図17に示され
る地中埋設物の識別装置7によって検出した弾性波信号
が用いられている。この識別装置7は、地中埋設物8に
振動を与え、この地中埋設物8の振動による弾性波を受
振し、この弾性波から地中埋設物8の種類を識別するこ
とができるように構成される。この識別装置7では、ま
ず地中埋設物8に振動を与える加振用探針9と受振用探
針10とを地中埋設物8に当接するまで地中11に貫入
させ、次に加振用探針9が地中埋設物8に振動を与える
ことによって発生する弾性波を受振用探針10によって
受振し、この弾性波を識別することによって地中埋設物
8の種類を識別する。第1ハウジング12内に設けられ
る加振用探針9の上端部13には、地中埋設物8に0.
1kgf〜0.3kgfの衝撃を与えるための発振源1
4が設けられる。また加振用探針9の下端部15は、地
中埋設物8に当接するまで地中11に貫入され、発振源
14によって加振用探針9に与えられた衝撃は、その加
振用探針9を伝播して地中埋設物8に伝わり、この地中
埋設物8から物質に固有の弾性波が発生する。
As an input pattern input to the feature extracting means 2 of the pattern recognition device 1 as described above, an elastic wave signal detected by the underground object identification device 7 shown in FIG. 17 is used. The identification device 7 applies vibration to the underground object 8, receives elastic waves generated by the vibration of the underground object 8, and identifies the type of the underground object 8 from the elastic wave. Be composed. In the identification device 7, first, an excitation probe 9 for applying vibration to the underground object 8 and a vibration receiving probe 10 penetrate into the underground 11 until it comes into contact with the underground object 8. An elastic wave generated by the vibrating probe 9 vibrating the underground object 8 is received by the vibration receiving probe 10, and the type of the underground object 8 is identified by identifying the elastic wave. At the upper end 13 of the vibrating probe 9 provided in the first housing 12, the bottom of the underground object 8 is set to 0.1 mm.
Oscillation source 1 for applying an impact of 1 kgf to 0.3 kgf
4 are provided. The lower end 15 of the vibrating probe 9 penetrates into the underground 11 until it comes into contact with the buried object 8, and the impact given to the vibrating probe 9 by the oscillation source 14 is applied to the vibrating probe 9. The light propagates through the probe 9 and is transmitted to the underground object 8, from which an elastic wave unique to the substance is generated.

【0009】第2ハウジング16内に設けられる受振用
探針10の上端部17には、加速度センサ18が設けら
れる。また受振用探針10の下端部19は、地中埋設物
8に当接しており、地中埋設物8に発生した前記弾性波
は、受振用探針10を下端部19から上端部17に伝播
して、前記加速度センサ18によって検出され、電気信
号に変換され、前記入力パターンとして特徴抽出手段2
に入力される。
An acceleration sensor 18 is provided on the upper end 17 of the vibration receiving probe 10 provided in the second housing 16. Further, the lower end 19 of the vibration receiving probe 10 is in contact with the underground object 8, and the elastic wave generated in the underground object 8 moves the vibration receiving probe 10 from the lower end 19 to the upper end 17. Propagation, detection by the acceleration sensor 18, conversion into an electric signal, and feature extraction means 2 as the input pattern
Is input to

【0010】このような識別装置7において、前記第1
および第2ハウジング12,16は相互に固定的に連結
されており、また加振用探針9および受振用探針10は
金属製の中実棒である。また発振源14は第1ハウジン
グ12によって支持され、加速度センサ18は第2ハウ
ジング16によって支持されている。
In such an identification device 7, the first
The second housings 12 and 16 are fixedly connected to each other, and the vibrating probe 9 and the vibrating probe 10 are solid bars made of metal. The oscillation source 14 is supported by the first housing 12, and the acceleration sensor 18 is supported by the second housing 16.

【0011】[0011]

【発明が解決しようとする課題】図17に示される従来
技術では、加振用探針9および受振用探針10は中実の
棒状体であるので、第1ハウジング12に支持された発
振源14によって発生した振動は、加振用探針9の上端
部13から下端部15に矢符A1で示されるように伝播
し、また地中埋設物8内を矢符A2で示されるように伝
播し、さらに受振用探針10を下端部19から上端部1
7に矢符A3で示されるように伝播して、加速度センサ
18によって検出される。このとき発振源14の振動が
第1ハウジング12から第2ハウジング16に矢符Bで
示されるように伝播するとともに、加振用探針9から受
振用探針10に地中11を介して矢符Cで示されるよう
に伝播し、このような振動もまた前記加速度センサ18
によって検出される。このような加速度センサ18の電
気信号には、前記第1ハウジング12から第2ハウジン
グ16に伝播する振動Bおよび加振用探針9から受振用
探針10に地中11を介して伝播する振動Cがノイズと
して含まれてしまい、良好な信号対ノイズ比S/Nを得
ることができず、埋設物の種類を高精度で迅速に識別す
ることができないという問題がある。
In the prior art shown in FIG. 17, since the vibrating probe 9 and the vibrating probe 10 are solid rods, the oscillation source supported by the first housing 12 is used. The vibration generated by the probe 14 propagates from the upper end 13 to the lower end 15 of the excitation probe 9 as indicated by an arrow A1 and propagates through the underground object 8 as indicated by an arrow A2. Further, the vibration receiving probe 10 is moved from the lower end 19 to the upper end 1.
7 and is detected by the acceleration sensor 18 as indicated by an arrow A3. At this time, the vibration of the oscillation source 14 propagates from the first housing 12 to the second housing 16 as shown by an arrow B, and the vibration from the excitation probe 9 to the vibration receiving probe 10 through the underground 11 through the arrow. The vibration propagates as shown by the symbol C.
Is detected by The electric signal of the acceleration sensor 18 includes the vibration B propagating from the first housing 12 to the second housing 16 and the vibration propagating from the excitation probe 9 to the vibration receiving probe 10 through the underground 11. C is included as noise, so that a good signal-to-noise ratio S / N cannot be obtained, and the type of buried object cannot be quickly and accurately identified.

【0012】したがって本発明の目的は、S/Nを向上
して、高精度で迅速に埋設物の種類を識別することがで
きるようにした地中埋設物の識別装置を提供することで
ある。
Accordingly, an object of the present invention is to provide an underground buried object identification device capable of quickly and accurately identifying the type of buried object with improved S / N.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】請求項1記載の本発明
は、一端部が地中埋設物に当接するまで地中に挿入され
る加振用探針を有し、この加振用探針の他端部から与え
られた振動を前記一端部に伝播して地中埋設物を加振す
る加振手段と、一端部が地中埋設物に当接するまで地中
に挿入される受振用探針を有し、この受振用探針の他端
部に伝播した弾性波を受振し、弾性波信号を出力する受
振手段と、受振手段が出力した弾性波信号から地中埋設
物の種類を識別するための受振識別信号を作成する信号
処理手段と、各種の埋設物に関する埋設物データが記憶
されるデータベース部と、信号処理手段から入力した受
振識別信号と、データベース部から入力した埋設物デー
タとを比較照合し、受振識別信号に基づく埋設物の種類
を同定して識別する識別手段とを含み、前記加振用探針
は、前記他端部から与えられた振動を一端部に伝播する
打撃芯と、この打撃芯がほぼ全長にわたって非接触で収
納されるシース管とを含んで構成され、前記シース管内
には、このシース管から突出した打撃芯を初期位置へ復
帰させて保持する復帰手段が設けられることを特徴とす
る地中埋設物の識別装置である。
According to the first aspect of the present invention, there is provided a vibration probe which is inserted into the ground until one end of the probe contacts an underground object. Vibrating means for propagating vibration applied from the other end to the one end and vibrating the underground object, and a vibration receiving probe inserted into the ground until one end abuts the underground object. A receiving means for receiving an elastic wave propagated to the other end of the receiving probe and outputting an elastic wave signal, and identifying a type of the object buried in the ground from the elastic wave signal output by the receiving means Signal processing means for generating a vibration identification signal for performing the processing, a database section in which buried object data relating to various buried objects are stored, a vibration identification signal input from the signal processing means, and a buried object data input from the database section. To identify the type of buried object based on the vibration identification signal. The vibrating probe includes a striking core that propagates the vibration applied from the other end to one end, and a sheath tube in which the striking core is stored in a non-contact manner over substantially the entire length. The underground object identification device is characterized in that a return means is provided in the sheath tube for returning the hitting core projecting from the sheath tube to an initial position and holding the same.

【0014】本発明に従えば、発振手段に備えられる加
振用探針は、打撃芯をシース管によってほぼ全長にわた
って非接触で収納するように構成されるので、打撃芯に
与えた振動が地中埋設物以外の部位を介して受振手段に
伝播することが防がれ、これによって受振手段から出力
する弾性波信号のノイズを低減し、S/Nを向上するこ
とができる。このような受振手段からの弾性波信号によ
って、信号処理手段は地中埋設物の種類を識別するため
の受振識別信号を作成し、この受振識別信号とデータベ
ース部に記憶される各種の埋設物に関する埋設物データ
とを識別手段において比較照合し、地中埋設物の種類を
高精度で迅速に識別することが可能となる。
According to the present invention, the vibrating probe provided in the oscillating means is configured so that the percussion core is stored in a non-contact manner over substantially the entire length by the sheath tube. It is prevented from propagating to the vibration receiving means via a part other than the middle buried object, whereby the noise of the elastic wave signal output from the vibration receiving means can be reduced and the S / N can be improved. Based on the elastic wave signal from such a receiving unit, the signal processing unit creates a receiving identification signal for identifying the type of the underground object, and relates to the receiving identification signal and various embedded objects stored in the database unit. By comparing the data with the buried object by the identification means, the type of the buried object can be quickly and accurately identified.

【0015】前記識別手段は、具体的にはニューラルネ
ットワークによって実現される。このニューラルネット
ワークは、複数の入力部を有する入力層と、地中埋設物
の種類に対応した数の出力部を有する出力層と、前記入
力層と出力層との間に介在される1または複数の中間層
とを有する。このようなニューラルネットワークを用い
ることによって、入力層への入力データ数および出力層
からの出力データ数の変更が容易であるとともに、誤っ
た識別を行った場合であってもニューラルネットワーク
を学習させることができるので、次回からは正しい識別
ができるようになり、識別精度をさらに向上することが
できる。
[0015] The identification means is specifically realized by a neural network. The neural network includes an input layer having a plurality of input sections, an output layer having a number of output sections corresponding to the type of the underground object, and one or more interposed between the input layer and the output layer. And an intermediate layer. By using such a neural network, it is easy to change the number of input data to the input layer and the number of output data from the output layer, and to train the neural network even when erroneous identification is performed. Therefore, correct identification can be performed from the next time, and the identification accuracy can be further improved.

【0016】[0016]

【0017】また前記シース管内に復帰手段が設けら
れ、この復帰手段によってシース管内から突出した打撃
芯を初期位置へ復帰させて保持することができる。この
ような復帰手段によって、打撃芯の一端部をシース管か
ら突出しない位置で、たとえばシース管の一端部の端面
と打撃芯の一端部の端面とが面一となるように選ぶこと
によって、加振用探針を地中に挿入する際にシース管内
に土砂が入り込むことが防がれるとともに、打撃による
打撃芯の一端部側の先端の変形および運搬時における前
記先端の変形を防ぐことができ、シース管に打撃芯が干
渉することが防がれ、打撃芯に与えられた振動がシース
管に伝達することが防がれ、これによって長期にわたる
安定した高精度の地中埋設物の弾性波の検出が可能とな
る。
A return means is provided in the sheath tube, and the return means can return the hitting core projecting from the sheath tube to the initial position and hold it. By such a return means, the end of the impact core is selected so as not to protrude from the sheath tube, for example, by selecting such that the end surface of one end of the sheath tube and the end surface of one end of the impact core are flush. It is possible to prevent earth and sand from entering the sheath tube when inserting the oscillating probe into the ground, and to prevent deformation of the tip at one end side of the hitting core due to impact and deformation of the tip during transportation. The impact core is prevented from interfering with the sheath tube, and the vibration given to the impact core is prevented from being transmitted to the sheath tube. Can be detected.

【0018】請求項2記載の本発明は、請求項1記載の
発明の構成において、前記打撃芯は、シース管内で、一
端部を含む短尺部分と、この短尺部分と同軸に配置され
前記他端部を含む長尺部分とに分断され、前記短尺部分
とこの短尺部分を外囲するシース管との間に、前記復帰
手段が設けられることを特徴とする。
According to a second aspect of the present invention, in the configuration of the first aspect, the hitting core is provided in the sheath tube with a short portion including one end, and the hitting core is coaxially arranged with the short portion. And a return portion provided between the short portion and a sheath tube surrounding the short portion.

【0019】本発明に従えば、前記打撃芯は短尺部分
と、長尺部分とに分断された構成を有し、前記復帰手段
は短尺部分とシース管との間に設けられる。したがって
シース管から打撃によって突出する一端部は短尺部分で
あり、打撃芯のうち最も損傷を受けやすい部分をシース
管から突出させて地中埋設物に振動を与えるように構成
される。したがって長尺部分は損傷を受けにくく、仮に
損傷しても短尺部分だけを交換すればよく、消耗または
損傷による交換部分を少なくすることかでき、交換時の
作業効率の向上を図り、打撃芯全体を交換する場合に比
べて経済性をも向上することができる。
According to the present invention, the hitting core has a structure divided into a short part and a long part, and the return means is provided between the short part and the sheath tube. Therefore, one end protruding from the sheath tube by the impact is a short portion, and the most susceptible portion of the impact core is projected from the sheath tube to vibrate the underground object. Therefore, the long part is hard to be damaged, and even if it is damaged, only the short part needs to be replaced, the replacement part due to wear or damage can be reduced, the work efficiency at the time of replacement is improved, and the entire impact core is It is possible to improve the economic efficiency as compared with the case of replacing.

【0020】[0020]

【発明の実施の形態】図1は、本発明の実施の一形態を
示す地中埋設物の識別装置31の一部の正面図である。
識別装置31は、加振手段32、受振手段33、信号処
理手段34、データベース部35、および表示手段37
を含む。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 is a front view of a part of an underground object identification device 31 showing an embodiment of the present invention.
The identification device 31 includes a vibration unit 32, a vibration receiving unit 33, a signal processing unit 34, a database unit 35, and a display unit 37.
including.

【0021】加振手段32は、一端部である下端部38
が地中埋設物39に当接するまで地中40に挿入される
棒状の加振用探針41と、加振用探針41の他端部であ
る上端部42に設けられる発振源43とを有する。この
発振源43によって加振用探針41の軸線方向に沿って
下方に加えられた衝撃は、加振用探針41を伝播して地
中埋設物39に伝えられ、地中埋設物39は物質に固有
の弾性波を発生する。加振用探針41は、上端部42か
ら与えられた発振源43による振動を下端部38に伝播
する打撃芯44と、この打撃芯44をほぼ全長にわたっ
て非接触で外囲する大略的に直円筒状のシース管45と
を含む。
The vibrating means 32 has a lower end 38 which is one end.
A rod-shaped vibrating probe 41 inserted into the ground 40 until it comes into contact with the underground object 39, and an oscillation source 43 provided at an upper end 42 which is the other end of the vibrating probe 41. Have. The impact applied downward by the oscillation source 43 along the axial direction of the excitation probe 41 propagates through the excitation probe 41 and is transmitted to the underground object 39. Generates an elastic wave unique to the substance. The vibrating probe 41 includes a striking core 44 for transmitting the vibration from the oscillation source 43 applied from the upper end portion 42 to the lower end portion 38, and a substantially straight line surrounding the striking core 44 in a non-contact manner over substantially the entire length. A cylindrical sheath tube 45.

【0022】受振手段33は、一端部である下端部48
が地中埋設物39に当接するまで地中40に挿入される
棒状の受振用探針49と、この受振用探針49の一端部
である上端部50に設けられ、前記下端部48から上端
部50に伝播した弾性波を検出して、弾性波信号を出力
する加速度センサ51とを含む。
The vibration receiving means 33 has a lower end 48 which is one end.
Is inserted into the underground 40 until it comes into contact with the underground buried object 39, and is provided at an upper end 50 which is one end of the probe 49. An acceleration sensor 51 that detects an elastic wave propagated to the unit 50 and outputs an elastic wave signal.

【0023】加速度センサ51が出力した弾性波信号
は、信号処理手段34に入力される。信号処理手段34
では、前記弾性波信号から地中埋設物39の種類を識別
するための受振識別信号を作成して、識別手段36に出
力する。データベース部35には、各種の埋設物に関す
る埋設物データが予め記憶されている。識別手段36
は、信号処理手段34から入力した受振識別信号とデー
タベース部35から入力した埋設物データとを比較照合
し、受振識別信号に基づく埋設物の種類を同定して識別
し、その識別信号をたとえば液晶表示装置によって実現
される表示手段37に出力する。
The elastic wave signal output from the acceleration sensor 51 is input to the signal processing means 34. Signal processing means 34
Then, a vibration identification signal for identifying the type of the underground object 39 is created from the elastic wave signal, and is output to the identification means 36. In the database unit 35, buried object data relating to various buried objects is stored in advance. Identification means 36
Compares the received identification signal input from the signal processing means 34 with the embedded object data input from the database unit 35, identifies and identifies the type of the embedded object based on the received identification signal, and converts the identification signal into, for example, a liquid crystal. Output to display means 37 realized by the display device.

【0024】前記受振用探針49は中実棒状であり、そ
の上端部50付近は連結手段52によって中実の取付用
棒状体53の下端部54に連結される。取付用棒状体5
3の上端部55は、ブラケット56の下部に固定され
る。
The vibration receiving probe 49 has a solid rod shape, and the vicinity of its upper end 50 is connected to the lower end 54 of a solid mounting rod 53 by connecting means 52. Mounting rod 5
3 is fixed to the lower portion of the bracket 56.

【0025】シース管45および受振用探針49の両端
部間には、貫入用加振器57a,57bがそれぞれ設け
られる。各貫入用加振器57a,57bは、エアバイブ
レータによって実現され、加振用探針41および受振用
探針49を、シース管45および受振用探針49の各軸
線を含む各平面内で振動させ、または各軸線に垂直な平
面内でシース管45および受振用探針49の下端部3
8,48が円運動するように振動を与えることができ
る。
Between the two ends of the sheath tube 45 and the vibration receiving probe 49, penetrating vibrators 57a and 57b are provided, respectively. Each of the penetrating vibrators 57a and 57b is realized by an air vibrator, and vibrates the vibrating probe 41 and the vibrating probe 49 in each plane including the axis of the sheath tube 45 and the vibrating probe 49. Or the lower end 3 of the sheath tube 45 and the vibration receiving probe 49 in a plane perpendicular to each axis.
Vibration can be applied so that 8, 48 makes a circular motion.

【0026】このようにして加振用探針41および受振
用探針49が地中40に貫入する際、各貫入用加振器5
7a,57bによって振動が与えられるため、各下端部
38,48が接すると粒子に振動を与え、各探針41,
49と土との粘着抵抗および摩擦抵抗を少なくして、地
中40に貫入するための力を軽減することができる。
When the vibrating probe 41 and the receiving probe 49 penetrate into the underground 40 in this manner, each of the penetrating vibrators 5
Since vibration is given by 7a and 57b, when the lower ends 38 and 48 come into contact with each other, vibration is given to the particles, and the probes 41 and
The adhesive resistance and frictional resistance between the soil 49 and the soil can be reduced, and the force for penetrating the underground 40 can be reduced.

【0027】また上記のように、受振用探針49は連結
手段52によって取付用棒状体53に連結するように構
成されるので、受振用探針49の下端部48から上端部
50までの軸線方向の長さが短くてすみ、これによって
打撃時における下端部48から上端部50に至る振動の
減衰が、下端部48からブラケット56までを単一本の
棒状体によって構成する場合に比べて少なくなるととも
に、ノイズの混入も減少し、加速度センサ51による振
動の精度および信頼性を向上することができる。
As described above, the vibration receiving probe 49 is configured to be connected to the mounting rod 53 by the connecting means 52, so that the axis from the lower end portion 48 to the upper end portion 50 of the vibration receiving probe 49 is formed. The length in the direction can be short, so that the damping of the vibration from the lower end portion 48 to the upper end portion 50 at the time of impact is smaller than that in the case where the lower end portion 48 and the bracket 56 are constituted by a single rod. At the same time, mixing of noise is reduced, and the accuracy and reliability of vibration by the acceleration sensor 51 can be improved.

【0028】図2は、図1に示す加振手段32の内部構
造を示す断面図であり、図3は加振用探針41の分解斜
視図であり、図4は発振源43の分解斜視図である。加
振手段32は、前述したように、加振用探針41と発振
源43とを有する。加振用探針41は、中空のステンレ
ス鋼製のシース管45と、このシース管45に挿入され
るステンレス鋼製の打撃芯44とを有する。シース管4
5の軸線方向両端部の内周部には内ねじ61,62が刻
設され、各内ねじ61,62間には打撃芯44が遊通す
ることができる内径を有する直円筒状の内周面63が形
成される。
FIG. 2 is a sectional view showing the internal structure of the vibration means 32 shown in FIG. 1, FIG. 3 is an exploded perspective view of the vibration probe 41, and FIG. FIG. The vibration means 32 has the vibration probe 41 and the oscillation source 43 as described above. The excitation probe 41 has a hollow stainless steel sheath tube 45 and a stainless steel hitting core 44 inserted into the sheath tube 45. Sheath tube 4
5, internal threads 61 and 62 are engraved on the inner peripheral parts at both ends in the axial direction, and a straight cylindrical inner periphery having an inner diameter through which the striking core 44 can pass is provided between the internal screws 61 and 62. A surface 63 is formed.

【0029】このようなシース管45内に挿入される前
記打撃芯44は、シース管45内で前記下端部38側に
配置される短尺部分64と、この短尺部分64とほぼ同
軸に配置され、前記上端部42側に配置される長尺部分
65とに分断された構成を有する。この短尺部分64
は、直円柱状の短尺棒状体66と、短尺棒状体66の軸
線方向一端部にたとえば溶接によって同軸に固着される
円板状のヘッド67とを有する。また長尺部分65は、
直円柱状の長尺棒状体68と、長尺棒状体68の軸線方
向一端部にたとえば溶接によって同軸に固着される軸継
手69とを有する。前記短尺部分64の軸線方向長さ
は、たとえば72mmであり、長尺部分65の軸線方向
長さはたとえば448mmである。また短尺棒状体66
および長尺棒状体68の各外径は、2.0mmに選ばれ
る。
The striking core 44 inserted into the sheath tube 45 is disposed in the sheath tube 45 on the side of the lower end portion 38 and a short portion 64 and substantially coaxially with the short portion 64. It has a configuration that is divided into a long portion 65 disposed on the upper end portion 42 side. This short portion 64
Has a short rod-shaped body 66 having a right columnar shape, and a disk-shaped head 67 fixed coaxially to one end of the short rod-shaped body 66 in the axial direction, for example, by welding. The long part 65 is
A long rod 68 having a right columnar shape and a shaft joint 69 coaxially fixed to one end of the long rod 68 in the axial direction by, for example, welding. The length of the short portion 64 in the axial direction is, for example, 72 mm, and the length of the long portion 65 in the axial direction is, for example, 448 mm. Also, a short rod 66
Each outer diameter of the long rod-shaped body 68 is selected to be 2.0 mm.

【0030】前記シース管45は、短尺部分64の短尺
棒状体66がその軸線方向に移動可能に挿通する挿通孔
70を有する案内キャップ71を含む。この案内キャッ
プ71は、円錐台状の案内部72と、この案内部72に
同軸に一体的に形成され、直円筒状のシース管本体46
の下端側の内ねじ62に螺合するねじ部73とを有す
る。これらの案内部72およびねじ部73には、前記挿
通孔70が同軸に連通して形成される。
The sheath tube 45 includes a guide cap 71 having an insertion hole 70 through which the short rod 66 of the short portion 64 is movably inserted in the axial direction. The guide cap 71 has a frusto-conical guide part 72 and a coaxially integral part of the guide part 72, and has a straight cylindrical sheath tube body 46.
And a screw portion 73 that is screwed to the inner screw 62 on the lower end side. The insertion hole 70 is formed coaxially in communication with the guide portion 72 and the screw portion 73.

【0031】シース管本体46の前記案内キャップ71
側の下端部寄りには、一直径線方向に一対のねじ孔74
が形成され、各ねじ孔74にはボルト75がそれぞれ螺
着される。各ねじ孔74に螺着されたボルト75は、シ
ース管本体46の内周面63から半径方向内方にそれぞ
れ突出する。シース管本体46内の各ボルト75よりも
下方の空間内には、前記短尺部分64および圧縮コイル
ばね76が収納され、案内キャップ71が螺着される。
この状態では、圧縮コイルばね76の一端部は短尺部分
64のヘッド67に下方から弾発的に当接し、圧縮コイ
ルばね76の他端部はシース管本体46に螺着された案
内キャップ71のねじ部73の端面77に弾発的に当接
する。したがって短尺部分64は図2に示されるよう
に、圧縮コイルばね76によって上方に押上げられ、各
ボルト75に当接して係止される。
The guide cap 71 of the sheath tube body 46
A pair of screw holes 74 in the direction of one diameter line
Are formed, and a bolt 75 is screwed into each screw hole 74. Bolts 75 screwed into the respective screw holes 74 project radially inward from the inner peripheral surface 63 of the sheath tube main body 46. The short portion 64 and the compression coil spring 76 are housed in a space below each bolt 75 in the sheath tube main body 46, and the guide cap 71 is screwed thereto.
In this state, one end of the compression coil spring 76 resiliently abuts the head 67 of the short portion 64 from below, and the other end of the compression coil spring 76 has the guide cap 71 screwed to the sheath tube body 46. It resiliently comes into contact with the end face 77 of the screw portion 73. Accordingly, as shown in FIG. 2, the short portion 64 is pushed upward by the compression coil spring 76 and is brought into contact with each bolt 75 and locked.

【0032】長尺部分65の長尺棒状体68は、保持体
78の挿通孔79に挿通され、この保持体78の挿通孔
79を挿通して保持体78から下方に突出した部分に、
複数(本実施の形態では4)の合成樹脂製摺動リング8
1が長尺棒状体68の軸線方向に等間隔をあけて固定さ
れる。各摺動リング81は、円環状であって、長尺棒状
体68が挿通することができる挿通孔82がそれぞれ形
成され、一半径線方向に形成される図示しないねじ孔に
ボルトが螺着されることによって、各摺動リング81が
長尺棒状体68に固定される。このような各摺動リング
81は、シース管本体46内で内周面63に接触した状
態で長尺部分65をシース管本体46内で同軸に位置決
めして軸線方向に円滑に移動可能に案内することができ
る。
The long rod-shaped body 68 of the long portion 65 is inserted into the insertion hole 79 of the holder 78, and is inserted into the insertion hole 79 of the holder 78 and protrudes downward from the holder 78.
A plurality (four in this embodiment) of synthetic resin sliding rings 8
1 are fixed at equal intervals in the axial direction of the elongated rod 68. Each slide ring 81 has an annular shape, has an insertion hole 82 through which the long rod-shaped body 68 can be inserted, and a bolt is screwed into a screw hole (not shown) formed in one radial direction. Thereby, each sliding ring 81 is fixed to the elongated rod 68. Each such sliding ring 81 guides the elongated portion 65 coaxially within the sheath tube main body 46 in a state of being in contact with the inner peripheral surface 63 within the sheath tube main body 46 so as to be able to move smoothly in the axial direction. can do.

【0033】前記保持体78は、挿通孔79が形成され
る軸部83と、軸部83の軸線方向両端部間の中間部分
に一体的に形成されるフランジ84とを有する。軸部8
3の軸線方向一端部には外ねじ85が刻設され、この外
ねじ85はシース管本体46の上端部に形成される内ね
じ61に螺合して、シース管本体46の上端部に保持体
78が螺着される。
The holder 78 has a shaft portion 83 in which an insertion hole 79 is formed, and a flange 84 integrally formed at an intermediate portion between both ends of the shaft portion 83 in the axial direction. Shaft 8
An outer screw 85 is engraved at one end in the axial direction of the third tube 3. The outer screw 85 is screwed into an inner screw 61 formed at the upper end of the sheath tube main body 46, and is held at the upper end of the sheath tube main body 46. The body 78 is screwed.

【0034】前記シース管本体46に形成される一対の
ねじ孔74、各ねじ孔74に螺着される一対のボルト7
5、短尺部分64のヘッド67、圧縮コイルばね76お
よび案内キャップ71を含んで復帰手段86を構成す
る。このような復帰手段86によって、これによって打
撃芯44がシース管45から突出しない状態、したがっ
て短尺棒状体66が案内キャップ71から突出しない状
態で加振用探針41を地中に挿入し、打撃芯44の変形
および損傷を防ぎ、シース管45内への土砂などの侵入
を防いで、打撃芯44の円滑な移動を可能とし、打撃力
の分散による減衰が防がれる。また短尺部分46は短尺
棒状体66の軸線方向一端部87が案内キャップ71の
軸線方向一端部88の端面から突出しない状態、すなわ
ち初期位置に保たれる。このとき長尺部分65は、その
下端側の軸線方向一端部89が短尺部分64のヘッド6
7から軸線方向に間隔ΔLをあけて離間している。この
間隔ΔLは、たとえば10mmに選ばれる。
A pair of screw holes 74 formed in the sheath tube main body 46 and a pair of bolts 7 screwed into the respective screw holes 74
5. The return means 86 is constituted by including the head 67 of the short portion 64, the compression coil spring 76, and the guide cap 71. By such a return means 86, the vibration probe 41 is inserted into the ground in a state where the hitting core 44 does not protrude from the sheath tube 45, and thus the short rod-like body 66 does not protrude from the guide cap 71, and the hitting is performed. The core 44 is prevented from being deformed or damaged, and the intrusion of earth and sand into the sheath tube 45 is prevented, so that the striking core 44 can move smoothly, and attenuation due to the dispersion of the striking force is prevented. In addition, the short portion 46 is maintained in a state where the one end portion 87 in the axial direction of the short rod body 66 does not protrude from the end face of the one end portion 88 in the axial direction of the guide cap 71, that is, the initial position. At this time, the long portion 65 has one end 89 in the axial direction at the lower end thereof and the head 6 of the short portion 64.
7 are spaced apart from each other at an interval ΔL in the axial direction. This interval ΔL is selected, for example, to be 10 mm.

【0035】このようにして短尺部分64のヘッド67
から長尺部分65が上方に離間した状態で打撃すること
によって、瞬間的に短尺部分64に打撃力を与えること
ができ、長尺部分65は後述の打撃用空気圧シリンダ9
4によって上方へ復帰するとともに、短尺部分64は復
帰手段86によって打撃直後に復帰し、短尺部分64と
長尺部分65とが接触することによる衝撃力の反動がシ
ース管45へ伝達してしまうという不都合が防がれる。
In this manner, the head 67 of the short portion 64
By striking the long portion 65 in a state where it is separated upward, a striking force can be instantaneously applied to the short portion 64, and the long portion 65 is connected to the below-described pneumatic cylinder 9.
4, the short portion 64 is returned by the return means 86 immediately after the impact, and the reaction of the impact force caused by the contact between the short portion 64 and the long portion 65 is transmitted to the sheath tube 45. Inconvenience is prevented.

【0036】図2および図4を参照して、前記発振源4
3は、ハウジング93と、このハウジング93内に収納
され、前記長尺部分64を軸線方向に駆動して打撃力を
発生する打撃用空気圧シリンダ94と、防振手段95と
を含む。ハウジング93は、箱状のハウジング本体96
と、ハウジング本体96の開口部を塞ぐ薄板状の蓋体9
7と、蓋体97をハウジング本体96に着脱可能に取付
ける複数(本実施の形態では4)のボルト98とを有す
る。ハウジング本体96には、図2における下方となる
底板99に、前記保持体78の軸部83が遊通すること
ができる透孔101、底板99の図2における左側の側
壁102の前記底板99寄りに係止され、圧縮空気を前
記打撃用空気圧シリンダ94に供給するためのコネクタ
103が装着される取付孔104、および底板99に図
2における上下方向に対向する上板105の中央に形成
され、図示しない地中挿入用シリンダのピストン棒10
6の下端部が挿通されて2つのナット107によって前
記上板105を挟持した状態で固定される取付孔108
が形成される。なお、ブラケット56にもまた、同様に
ピストン棒が連結されている。
Referring to FIG. 2 and FIG.
3 includes a housing 93, a pneumatic cylinder 94 for striking which is housed in the housing 93 and generates a striking force by driving the long portion 64 in the axial direction, and a vibration isolating means 95. The housing 93 includes a box-shaped housing body 96.
And a thin-plate lid 9 for closing the opening of the housing body 96.
7 and a plurality (four in this embodiment) of bolts 98 for detachably attaching the lid body 97 to the housing body 96. The housing body 96 has a through hole 101 through which a shaft portion 83 of the holder 78 can pass through a bottom plate 99 below in FIG. 2, and a left side wall 102 of the bottom plate 99 in FIG. And a mounting hole 104 in which a connector 103 for supplying compressed air to the striking pneumatic cylinder 94 is mounted, and a bottom plate 99 is formed at the center of an upper plate 105 facing the vertical direction in FIG. Piston rod 10 of underground insertion cylinder not shown
6 is inserted through the lower end portion thereof and is fixed in a state where the upper plate 105 is sandwiched by two nuts 107.
Is formed. Note that a piston rod is similarly connected to the bracket 56.

【0037】このようなハウジング本体96の内部空間
には、そのほぼ中央に取付金具109およびボルト11
0によって前記打撃用空気圧シリンダ94が取付けられ
る。この打撃用空気圧シリンダ94には、前記コネクタ
93の上から延びる圧縮空気供給管111を介して圧縮
空気が供給され、この打撃用空気圧シリンダ94のピス
トン棒112は前記長尺部分65の軸継手69に連結さ
れる。前記打撃用空気圧シリンダ94は、市販の単動ス
プリングリターン形ねじシリンダによって実現される。
In the interior space of the housing body 96, the mounting bracket 109 and the bolt 11
With 0, the impact pneumatic cylinder 94 is attached. Compressed air is supplied to the striking pneumatic cylinder 94 through a compressed air supply pipe 111 extending from above the connector 93, and the piston rod 112 of the striking pneumatic cylinder 94 is connected to the shaft coupling 69 of the elongated portion 65. Linked to The striking pneumatic cylinder 94 is realized by a commercially available single-acting spring return screw cylinder.

【0038】ハウジング本体96の前記底板99には、
防振手段95が設けられる。この防振手段95は、底板
99の透孔101を外囲するようにして同軸に設けら
れ、外周部に外ねじ115が刻設される筒体116と、
この筒体116の外ねじ115に螺合する内ねじ117
が刻設され、前記透孔101とほぼ同一の内径を有する
透孔118が形成される抜止キャップ119と、可撓性
および弾発性を有するたとえば防振ゴムから成り、前記
保持体78の軸部83が挿通する環状の一対の衝撃吸収
部材121,122と、各衝撃吸収部材121,122
がほぼぴったりと収納される直円筒状のスリーブ123
とを有する。
On the bottom plate 99 of the housing body 96,
An anti-vibration means 95 is provided. The anti-vibration means 95 is provided coaxially so as to surround the through hole 101 of the bottom plate 99, and has a cylindrical body 116 on which an external screw 115 is engraved on an outer peripheral portion.
An inner screw 117 screwed to the outer screw 115 of the cylindrical body 116
And a retaining cap 119 in which a through-hole 118 having substantially the same inside diameter as the through-hole 101 is formed, and a flexible and resilient, for example, an anti-vibration rubber. A pair of annular shock absorbing members 121 and 122 through which the portion 83 is inserted;
Cylindrical sleeve 123 in which is almost exactly stored
And

【0039】筒体116に抜止キャップ119が螺着さ
れた状態で、その内部空間には保持体78が各衝撃吸収
部材121,122によって挟まれた状態で収納され、
各衝撃吸収部材121,122は保持体78とともにス
リーブ123内に挿入され、このスリーブ123が前記
内部空間内に収納される。このようなスリーブ123に
よって、上から衝撃吸収部材121,122が半径方向
外方へ変形してしまうことが防がれ、これによって各衝
撃吸収部材121,122が筒体116の内周面に当接
することが防がれ、打撃時にハウジング93に衝撃時の
反動が伝わることが防がれる。
With the retaining cap 119 screwed to the cylindrical body 116, the holding body 78 is housed in the internal space in a state sandwiched by the respective shock absorbing members 121 and 122.
Each of the shock absorbing members 121 and 122 is inserted into the sleeve 123 together with the holder 78, and the sleeve 123 is stored in the internal space. Such a sleeve 123 prevents the shock absorbing members 121, 122 from being deformed outward in the radial direction from above, whereby the respective shock absorbing members 121, 122 abut against the inner peripheral surface of the cylinder 116. The contact is prevented, and the recoil at the time of impact is prevented from being transmitted to the housing 93 at the time of impact.

【0040】図5は地中に埋設した防振材を加振するこ
とでノイズとなる埋設物以外からの不要弾性波を測定す
る実験において、中実の加振用探針を用いた場合の本件
発明者による実験結果を示すグラフであり、図5(1)
は打撃時の時間経過に伴う不要な弾性波信号の変化を示
し、図5(2)は0〜1に正規化した弾性波強度と周波
数(対数)との関係を示す。従来のように中実の加振用
探針によって、地中に埋設した防振材を打撃したとき、
加速度センサ51によって検出された不要な弾性波信号
は図5(1)に示されるように、打撃直後に約+33m
V〜−30mVに達し、その後、時間経過とともに減衰
して約2000μsec後に弾性波信号はほぼ0mVに
収束している。このときの弾性波強度は、図5(2)に
示されるように、中実の加振用探針によって打撃したと
きには200Hzおよび1kHz付近で大きくなること
が確認された。
FIG. 5 shows an experiment in which an unnecessary elastic wave other than a buried object which becomes noise by vibrating a vibration isolator buried in the ground is measured, and a solid vibration probe is used. FIG. 5 is a graph showing an experimental result by the inventor of the present invention, and FIG.
5 shows the change of the unnecessary elastic wave signal with the lapse of time at the time of impact, and FIG. 5B shows the relationship between the elastic wave intensity normalized to 0 and 1 and the frequency (logarithm). When hitting a vibration-isolating material buried underground with a solid vibration probe as in the past,
The unnecessary elastic wave signal detected by the acceleration sensor 51 is approximately +33 m immediately after the impact as shown in FIG.
V reaches −30 mV, and then attenuates with the passage of time. After about 2000 μsec, the elastic wave signal converges to almost 0 mV. As shown in FIG. 5 (2), it was confirmed that the elastic wave intensity at this time increased at around 200 Hz and 1 kHz when hit with a solid vibrating probe.

【0041】図6は、本発明に従う中空のシース管45
内で打撃芯44を挿入した加振用探針41を用いて地中
に埋設した防振材を打撃したときの本件発明者による実
験結果を示すグラフであり、図6(1)は打撃時の時間
経過に伴う不要な弾性波信号の変化を示し、図6(2)
は0〜1に正規化した弾性波強度と周波数(対数)との
関係を示す。前述の図5(1)に示す中実の加振用探針
による不要な弾性波信号の変化と、図6(1)に示す中
空のシース管45内に打撃芯44を挿入した加振用探針
41を用いたときの不要な弾性波信号の変化とを比べる
と、シース管45内に打撃芯44を挿入した加振用探針
41を用いたときの打撃直後の信号変化は±2〜3mV
と中実タイプの約1/10に低減され、収束時間も約1
/2の約1000μsecとなっている。このときの周
波数スペクトルを見ると、図6(2)に示されるよう
に、図5(2)に示される中実の加振用探針を用いたと
きにあった200Hzおよび1KHz付近の不要弾性波
が低減されていることが確認された。このような実験結
果から本発明に従う中空のシース管45内に打撃芯44
を挿入した加振用探針を用いることによって、ハウジン
グなどの装置本体を伝わる不要な振動および加振用探針
から受振用探針に土中を伝播して伝わる振動を排除して
ノイズを除去し、良好なS/Nが得られることが確認さ
れた。
FIG. 6 shows a hollow sheath tube 45 according to the invention.
FIG. 6 (1) is a graph showing experimental results by the present inventor when the vibration isolating material buried in the ground is struck using the excitation probe 41 into which the striking core 44 is inserted. FIG. 6B shows an unnecessary change in the elastic wave signal with the passage of time.
Indicates the relationship between the elastic wave intensity normalized to 0 and 1 and the frequency (logarithm). Unnecessary changes in the elastic wave signal caused by the solid vibrating probe shown in FIG. 5 (1) and the vibrating core 44 inserted into the hollow sheath tube 45 shown in FIG. 6 (1). Compared with the change of the unnecessary elastic wave signal when the probe 41 is used, the signal change immediately after the impact when using the excitation probe 41 in which the impact core 44 is inserted into the sheath tube 45 is ± 2. ~ 3mV
And about 1/10 of the solid type, and the convergence time is about 1
/ 2, which is about 1000 μsec. Looking at the frequency spectrum at this time, as shown in FIG. 6 (2), the unnecessary elasticity around 200 Hz and 1 KHz which was obtained when the solid vibration probe shown in FIG. 5 (2) was used. It was confirmed that the waves were reduced. From such experimental results, the impact core 44 is inserted into the hollow sheath tube 45 according to the present invention.
The use of a vibration probe with an inserted probe eliminates noise by eliminating unnecessary vibration transmitted through the housing or other device body and vibration transmitted from the vibration probe to the receiving probe through the soil. However, it was confirmed that good S / N was obtained.

【0042】図7は、本発明に従う中空のシース管45
内に打撃芯44を挿入した加振用探針を用いて地中に埋
設した石板を打撃したときの本件発明者による実験結果
の弾性波強度と周波数との関係を示すグラフである。本
件発明者は、図5および図6で用いた防振材に代えて石
板を本発明に従う加振用探針によって打撃した。このと
き周波数が500〜600Hz付近および2.5kHz
付近で弾性波強度が大きくなることが確認された。この
実験では、地中に埋設した石板に打振用探針を測定毎に
接触し直して5回測定し、このいずれの測定もほぼ同じ
スペクトル特性が得られることが解る。
FIG. 7 shows a hollow sheath tube 45 according to the invention.
6 is a graph showing the relationship between elastic wave intensity and frequency as a result of an experiment by the present inventor when a stone plate buried in the ground is struck using a vibration probe into which a striking core 44 is inserted. The present inventor hit a stone plate with the vibration probe according to the present invention instead of the vibration isolating material used in FIGS. 5 and 6. At this time, the frequency is around 500-600 Hz and 2.5 kHz
It was confirmed that the elastic wave intensity increased near. In this experiment, the vibrating probe was brought into contact with a stone buried underground every measurement and the measurement was repeated five times, and it was found that almost the same spectral characteristics were obtained in all of these measurements.

【0043】このような弾性波特性を有する石板に対し
て、従来のような中実の加振用探針を用いて打撃する
と、前述の図5(2)に示されるようにノイズが200
Hz付近および1kHz付近に大きく出てしまい、石板
の弾性波特性が大きく変わってしまい、地中埋設物の周
囲を識別するにあたって、誤判断をしたり、地中埋設物
を石板と同定するために長い時間を要してしまうおそれ
があるが、本発明者の加振用探針をによれば、高精度で
迅速に地中埋設物の種類の特定が可能であることが解
る。
When a stone plate having such elastic wave characteristics is hit with a conventional solid vibrating probe, noise is reduced by 200 as shown in FIG.
In the vicinity of 1 Hz and 1 kHz, the elastic wave characteristic of the stone slab changes greatly. In order to identify the surroundings of an underground object, erroneous judgment is made or the underground object is identified as a slab. However, according to the vibration probe of the inventor of the present invention, it can be understood that the type of the underground object can be quickly and accurately specified.

【0044】図8は、地中埋設物の識別装置31の電気
的構成を示すブロック図である。前記信号処理手段34
は、信号増幅器127、A/D変換器128、波形記憶
回路129、FFT(高速フーリエ変換)演算回路13
0、および入力ベクトル生成回路131を含む。信号処
理回路34では、受振した弾性波から地中埋設物の種類
を識別するための識別信号が作成される。すなわち、加
速度センサ51で変換された弾性波信号は、信号増幅器
127に入力されて増幅される。また、必要に応じて、
信号増幅器127が含まれるフィルタを用いて不要な信
号が取り除かれる。信号増幅器127で処理された信号
は、A/D(アナログ/デジタル)変換器128に入力
されてデジタル信号に変換され、さらに波形記憶回路1
29に入力されて時間軸応答信号として記憶(サンプル
ホールド)される。
FIG. 8 is a block diagram showing the electrical configuration of the underground object identification device 31. As shown in FIG. The signal processing means 34
Is a signal amplifier 127, an A / D converter 128, a waveform storage circuit 129, and an FFT (fast Fourier transform) operation circuit 13.
0, and an input vector generation circuit 131. In the signal processing circuit 34, an identification signal for identifying the type of the underground object is created from the received elastic wave. That is, the elastic wave signal converted by the acceleration sensor 51 is input to the signal amplifier 127 and amplified. Also, if necessary,
Unnecessary signals are removed by using a filter including the signal amplifier 127. The signal processed by the signal amplifier 127 is input to an A / D (analog / digital) converter 128 and converted into a digital signal.
The signal is input to the memory 29 and stored (sampled and held) as a time axis response signal.

【0045】波形記憶回路129に記憶された時間軸応
答信号は、FFT演算回路130でフーリエ変換されて
周波数応答信号が作成される。この周波数応答信号は、
入力ベクトル生成回路131で複数の周波数帯域毎に分
割された分割応答信号が信号処理される。たとえば20
Hz〜5kHzの周波数帯域の信号が10〜100に分
割され、たとえば50に分割される。これらの分割信号
は、予め学習してデータベース部132に記憶されるデ
ータ中の各成分の最大値で割算され、0〜1の値に正規
化される。このようにして作成された分割応答信号が前
記識別信号である。
The time axis response signal stored in the waveform storage circuit 129 is Fourier-transformed by the FFT operation circuit 130 to generate a frequency response signal. This frequency response signal is
The divided response signal divided for each of the plurality of frequency bands is processed by the input vector generation circuit 131. For example, 20
A signal in a frequency band of Hz to 5 kHz is divided into 10 to 100, for example, into 50. These divided signals are divided by the maximum value of each component in data stored in the database unit 132 by learning in advance, and are normalized to values of 0 to 1. The divided response signal thus created is the identification signal.

【0046】識別回路36は、ニューラルネットワーク
133および出力ベクトル判定回路134を含む。ニュ
ーラルネットワーク133としては、たとえばBPNN
(バックプロパゲーションニューラルネットワーク)が
使用される。ニューラルネットワーク133には、入力
ベクトル生成回路131からの分割応答信号が入力さ
れ、この分割応答信号に基づく地中埋設物の種類毎の出
力信号を作成して出力ベクトル判定回路134に与え
る。出力ベクトル判定回路134は、ニューラルネット
ワーク133からの出力信号レベルに基づいて、地中埋
設物の種類を判定する。
The identification circuit 36 includes a neural network 133 and an output vector determination circuit 134. As the neural network 133, for example, BPNN
(Back propagation neural network) is used. The divided response signal from the input vector generation circuit 131 is input to the neural network 133, and an output signal for each type of underground object based on the divided response signal is created and supplied to the output vector determination circuit 134. The output vector determination circuit 134 determines the type of the underground object based on the output signal level from the neural network 133.

【0047】波形記憶回路129、FFT演算回路13
0、入力ベクトル生成回路131、ニューラルネットワ
ーク133、および出力ベクトル判定回路134からの
各出力信号は、表示処理回路135に入力されて画像処
理され、たとえば液晶表示装置によって実現される表示
装置136によって画像表示される。これらの表示処理
回路135および表示装置136によって、前記表示手
段37を構成する。
Waveform storage circuit 129, FFT operation circuit 13
0, each output signal from the input vector generation circuit 131, the neural network 133, and the output vector determination circuit 134 is input to the display processing circuit 135 and subjected to image processing, and the image is processed by the display device 136 realized by, for example, a liquid crystal display device. Is displayed. The display means 37 is configured by the display processing circuit 135 and the display device 136.

【0048】図9は、識別手段36のニューラルネット
ワーク133の概略的構成を示す図である。ニューラル
ネットワーク133は、前記BPNNであり、入力層1
38、中間層139および出力層140から成る。入力
層138は、複数のノードNI1〜NImによって構成
される。中間層139は、1または複数の層構造であ
り、各層はそれぞれ複数のノードNM1〜NMpによっ
て構成される。本実施の形態では中間層139を1層と
している。出力層140は、複数のノードNO1〜NO
nによって構成される。
FIG. 9 is a diagram showing a schematic configuration of the neural network 133 of the identification means 36. The neural network 133 is the BPNN, and the input layer 1
38, an intermediate layer 139 and an output layer 140. The input layer 138 includes a plurality of nodes NI1 to NIm. The intermediate layer 139 has one or a plurality of layer structures, and each layer includes a plurality of nodes NM1 to NMp. In the present embodiment, the intermediate layer 139 is one layer. The output layer 140 includes a plurality of nodes NO1 to NO
n.

【0049】入力層138および出力層140を構成す
る各ノードの数は、入力されるデータの数および出力す
べきデータの数に対応して決定される。すなわち、入力
層138を構成するノードNIの数は、入力ベクトル生
成回路131で作成された分割応答信号の数に相当す
る。また、出力層140を構成するノードNOの数は、
地中埋設物39の種類の数に相当する。たとえば、ノー
ドNIの数は50に、ノードNOの数はたとえば金属
片、プラスチック片、石片および木片を識別するのであ
れば、4にそれぞれ選ばれ、また中間層139を構成す
るノードNMの数は経験的に20に選ばれる。
The number of nodes constituting input layer 138 and output layer 140 is determined according to the number of data to be input and the number of data to be output. That is, the number of nodes NI forming the input layer 138 corresponds to the number of divided response signals created by the input vector generation circuit 131. Further, the number of node NOs constituting the output layer 140 is as follows:
This corresponds to the number of types of the underground buried objects 39. For example, the number of nodes NI is selected to be 50, and the number of node NOs is selected to be 4, for example, to identify metal pieces, plastic pieces, stone pieces, and wood pieces, and the number of nodes NM constituting the intermediate layer 139. Is empirically chosen to be 20.

【0050】このようなニューラルネットワーク133
の学習は、データベース部132に予め記憶された弾性
波信号と地中埋設物39の種類とが用いられる。地中埋
設物39の種類に対応したカテゴリベクトルは、識別し
たい種類をニューラルネットワーク133の出力層14
0のノードNOの状態で表したものである。出力層14
0のノードNOと識別したいカテゴリとを1対1に対応
させている。たとえば出力層140のノードNOnに対
応したカテゴリを学習させるときには、入力層138の
ノードNI1〜NImに予め定める特徴ベクトルをそれ
ぞれ与えるとともに、出力層140のノードNO1〜N
Onに教師信号として、Ci(i=n)=1、Ci(i
≠n)=0のカテゴリベクトルをそれぞれ与える。
Such a neural network 133
Is used for the learning of the elastic wave signal and the type of the underground object 39 stored in the database unit 132 in advance. The category vector corresponding to the type of the underground object 39 indicates the type to be identified by the output layer 14 of the neural network 133.
This is represented by the state of the node NO of 0. Output layer 14
The node NO of 0 and the category to be identified are associated one-to-one. For example, when learning the category corresponding to the node NOn of the output layer 140, a predetermined feature vector is given to each of the nodes NI1 to NIm of the input layer 138, and the nodes NO1 to N of the output layer 140 are given.
On (Ci (i = n) = 1, Ci (i
カ テ ゴ リ n) = 0 category vectors are given.

【0051】図10は、識別手段36の出力ベクトル判
定回路134における判定手順を説明するための図であ
る。埋設物の種類としてP,Q,R,Sの4種類を仮定
して説明する。したがってニューラルネットワーク13
3の出力層140は4つのノードNO1〜NO4層で構
成され、このニューラルネットワーク133からは、埋
設物の種類P〜Sに対応した4つの出力信号が出力され
て、出力ベクトル判定回路134に入力される。このと
き、出力信号レベルが最大値のものが識別候補として選
ばれる。出力ベクトル判定回路134では、予め2つの
閾値T1,T2(T1>T2)が設定される。
FIG. 10 is a diagram for explaining a determination procedure in the output vector determination circuit 134 of the identification means 36. The description will be made on the assumption that four types of buried objects are P, Q, R, and S. Therefore, the neural network 13
The three output layers 140 are composed of four node NO1 to NO4 layers. Four output signals corresponding to the types P to S of the buried objects are output from the neural network 133 and input to the output vector determination circuit 134. Is done. At this time, the one having the maximum output signal level is selected as the identification candidate. In the output vector determination circuit 134, two thresholds T1 and T2 (T1> T2) are set in advance.

【0052】図10(1)に示されるように、出力信号
レベルが最大であり、識別候補として選ばれたQの信号
レベルはT1以上であり、残余のP,R,Sの各信号レ
ベルがT2以下であれば、識別候補としたQを埋設物の
種類として採用する。図10(2)に示されるように、
Qの信号レベルがT1以下であり、残余のP,R,Sの
各信号レベルがT2以下であるとき、または図10
(3)に示されるように、Qの信号レベルがT1以上で
あり、残余のP,Q,Sのいずれか、たとえばPがP2
以上であるときには、識別候補としたQを棄却する。
As shown in FIG. 10 (1), the output signal level is the maximum, the signal level of Q selected as an identification candidate is T1 or more, and the remaining signal levels of P, R, and S are If T2 or less, Q as the identification candidate is adopted as the type of the buried object. As shown in FIG. 10 (2),
When the signal level of Q is T1 or less and the remaining signal levels of P, R, and S are T2 or less, or FIG.
As shown in (3), the signal level of Q is equal to or higher than T1, and any of the remaining P, Q, and S, for example, P becomes P2
In the above case, Q as the identification candidate is rejected.

【0053】なお、閾値T1,T2は経験的に選ばれ
る。たとえば4つの出力信号レベルが近接する場合に、
T1,T2を出力信号レベル付近の比較的差の小さい値
に設定すると、選択した識別候補を採用することができ
る。またT1,T2の差が大きい値に設定すると、選択
した識別候補が棄却される。各閾値T1,T2は、所望
する識別精度に応じて設定される。このような閾値T
1,T2の設定の指令としては、たとえば出力信号レベ
ルの最大値を1としてT1=0.7とし、T2=0.3
として出力レベル判定回路134にそれぞれ設定するこ
とができる。
The threshold values T1 and T2 are selected empirically. For example, when four output signal levels are close,
If T1 and T2 are set to relatively small values near the output signal level, the selected identification candidate can be adopted. If the difference between T1 and T2 is set to a large value, the selected identification candidate is rejected. Each of the thresholds T1 and T2 is set according to a desired identification accuracy. Such a threshold T
As an instruction for setting 1, T2, for example, T1 = 0.7, T2 = 0.3 with the maximum value of the output signal level being 1,
Can be set in the output level determination circuit 134, respectively.

【0054】図11は、表示装置136の表示画面14
1に表示される表示内容を示す図である。表示装置13
6の表示画面141には、図11の紙面に向かって左側
の上方から下方に、時間波形表示領域143、周波数ス
ペクトル表示領域144,145および入力ベクトル表
示領域146が形成され、また図11の紙面に向かって
右側には上から下に埋設物名称表示領域147、出力ベ
クトル表示領域148およびニューラルネットワーク構
成表示領域149が形成される。
FIG. 11 shows the display screen 14 of the display device 136.
FIG. 2 is a diagram showing display contents displayed in 1. Display device 13
11, a time waveform display area 143, a frequency spectrum display area 144, 145, and an input vector display area 146 are formed on the display screen 141 of FIG. An embedded object name display area 147, an output vector display area 148, and a neural network configuration display area 149 are formed from top to bottom on the right side of FIG.

【0055】時間波形表示領域143には、波形記憶回
路129からの時間軸応答信号に基づく波形が表示さ
れ、たとえば0〜50msecの間の波形が表示され
る。周波数スペクトル表示領域144,145には、F
FT演算回路130からの周波数応答信号に基づくスペ
クトルが表示される。一方の周波数スペクトル表示領域
144には、たとえば0〜10kHzの間のスペクトル
が表示され、他方の周波数スペクトル表示領域145に
は、たとえば20Hz〜5kHzの間のスペクトルが対
数表示される。
In the time waveform display area 143, a waveform based on the time axis response signal from the waveform storage circuit 129 is displayed, for example, a waveform for 0 to 50 msec is displayed. In the frequency spectrum display areas 144 and 145, F
A spectrum based on the frequency response signal from the FT operation circuit 130 is displayed. In one frequency spectrum display area 144, for example, a spectrum between 0 and 10 kHz is displayed, and in the other frequency spectrum display area 145, for example, a spectrum between 20 Hz and 5 kHz is logarithmically displayed.

【0056】入力ベクトル表示領域146には、入力ベ
クトル生成回路131からの複数の分割応答信号に基づ
くグラフ、すなわちニューラルネットワーク133に入
力される入力ベクトルが表示される。また埋設物名称表
示領域147には、出力ベクトル判定回路134で判定
された埋設物の種類を表す名称が表示される。出力ベク
トル表示領域148には、ニューラルネットワーク13
3からの出力ベクトルが、たとえば棒グラフで表示され
る。ニューラルネットワーク構成表示領域149には、
前述したニューラルネットワーク133の構成(図9参
照)が表示される。
The input vector display area 146 displays a graph based on a plurality of divided response signals from the input vector generation circuit 131, that is, an input vector input to the neural network 133. In the embedded object name display area 147, a name indicating the type of the embedded object determined by the output vector determination circuit 134 is displayed. The output vector display area 148 includes the neural network 13
The output vectors from 3 are displayed, for example, in a bar graph. In the neural network configuration display area 149,
The configuration of the above-described neural network 133 (see FIG. 9) is displayed.

【0057】図12は、地中埋設物の識別および学習手
順を示すフローチャートであり、図13は表示画面14
1による表示の一例を示す図である。ステップa1で
は、受振手段33によって受振した弾性波信号が、信号
処理手段34の信号増幅器127に入力され、A/D変
換器128でデジタル信号に変換されて、波形記憶回路
129に時間軸応答信号として記憶される。ステップa
2では、波形記憶回路129に記憶された時間軸応答信
号がFFT演算回路130でフーリエ変換され、周波数
応答信号が作成される。また入力ベクトル生成回路13
1では複数の分割応答信号が作成される。ステップa3
では、受振した弾性波信号がデータベース部132に記
憶される。データベース部132に記憶することによっ
て、誤った識別をしたときにニューラルネットワーク1
33を再学習させることが可能となる。
FIG. 12 is a flowchart showing the procedure of identifying and learning underground objects, and FIG.
FIG. 3 is a diagram showing an example of display by No. 1. In step a1, the elastic wave signal received by the receiving unit 33 is input to the signal amplifier 127 of the signal processing unit 34, converted into a digital signal by the A / D converter 128, and stored in the waveform storage circuit 129 as a time-base response signal. Is stored as Step a
In 2, the time axis response signal stored in the waveform storage circuit 129 is Fourier-transformed by the FFT operation circuit 130 to generate a frequency response signal. The input vector generation circuit 13
In step 1, a plurality of divided response signals are created. Step a3
Then, the received elastic wave signal is stored in the database unit 132. By storing the information in the database unit 132, the neural network 1
33 can be re-learned.

【0058】ステップa4では、識別モードであるか学
習モードであるかが判断される。識別モードである場合
には、ステップa5に移り、学習モードである場合には
ステップa9に移る。ステップa5では、入力ベクトル
生成回路131で作成された分割応答信号がニューラル
ネットワーク133に入力されてニューラルネットワー
ク識別処理される。ステップa6では、ニューラルネッ
トワーク133からの出力信号が出力ベクトル判定回路
134に入力されて識別結果が判定処理される。ステッ
プa7では、表示装置136にたとえば図13に示され
る表示画面141の表示内容が表示される。ステップa
8では、処理終了か否かが判断され、終了でない場合に
はステップa1に戻る。
At step a4, it is determined whether the mode is the identification mode or the learning mode. If the mode is the identification mode, the process proceeds to step a5. If the mode is the learning mode, the process proceeds to step a9. In step a5, the divided response signal created by the input vector generation circuit 131 is input to the neural network 133 and subjected to neural network identification processing. In step a6, the output signal from the neural network 133 is input to the output vector determination circuit 134, and the identification result is determined. In step a7, the display device 136 displays, for example, the display content of the display screen 141 shown in FIG. Step a
In step 8, it is determined whether or not the process has been completed. If not, the process returns to step a1.

【0059】ステップa4で学習モードである場合に
は、ステップa9に移り、前記ステップa3でデータベ
ース部132に記憶された弾性波信号が読出されてニュ
ーラルネットワーク133の学習に用いられる。ステッ
プa10では、読出された弾性波信号と、この弾性波信
号に対応する埋設物の種類との関係がニューラルネット
ワーク133で学習処理される。この学習処理が終了す
ると、ステップa8に戻る。学習モードは、識別を行う
前に実行できるとともに、識別を行い、この識別の結果
が誤っていたときにも実行できる。識別の結果の誤り
は、操作者によって判断される。このように学習モード
を有することによって、識別能力をさらに向上させるこ
とができる。
If the learning mode is set in step a4, the process proceeds to step a9, where the elastic wave signal stored in the database 132 is read out in step a3 and used for learning of the neural network 133. In step a10, the neural network 133 learns the relationship between the read elastic wave signal and the type of the buried object corresponding to the elastic wave signal. When this learning process ends, the process returns to the step a8. The learning mode can be executed before performing the identification, and can also be executed when the identification is performed and the result of the identification is incorrect. An error in the identification result is determined by the operator. By having the learning mode as described above, the discrimination ability can be further improved.

【0060】図14は、本発明の実施の他の形態を示す
加振手段32aの断面図である。なお、前述の実施の形
態と対応する部分には同一の参照符を付す。前述の実施
の形態では、発振源43は空気圧によって加振用探針4
1を打撃するように構成されたけれども、本実施の形態
では、モータ151が用いられる。このモータ151の
出力軸152には、カム153が固定され、カム153
のカム面154によってハンマ155が上方に持上げら
れる。このハンマ155が上死点に達したとき、カム1
53のカム面154がハンマ155から外れて圧縮コイ
ルばね156によって下方に押圧され、長尺部分65の
上端部に固定される加振用探針45aの当接片157を
打撃する。カム153は検出スイッチ158によってそ
の回転位置が検出され、検出スイッチ158からの検出
信号によってモータ151が1回転毎に停止する。この
検出スイッチ158は、たとえばマイクロスイッチによ
って実現され、前記モータ151はたとえば減速機付き
シンクロナスモータが用いられる。
FIG. 14 is a sectional view of a vibrating means 32a showing another embodiment of the present invention. Note that the same reference numerals are given to portions corresponding to the above-described embodiment. In the above-described embodiment, the oscillation source 43 is driven by the vibrating probe 4 by air pressure.
In this embodiment, the motor 151 is used, though it is configured to hit 1. A cam 153 is fixed to an output shaft 152 of the motor 151.
The hammer 155 is lifted upward by the cam surface 154. When the hammer 155 reaches the top dead center, the cam 1
The cam surface 154 of the 53 comes off the hammer 155 and is pressed downward by the compression coil spring 156 to strike the contact piece 157 of the vibration probe 45 a fixed to the upper end of the long portion 65. The rotation position of the cam 153 is detected by a detection switch 158, and the motor 151 stops at each rotation according to a detection signal from the detection switch 158. The detection switch 158 is realized by, for example, a micro switch, and the motor 151 is, for example, a synchronous motor with a speed reducer.

【0061】ハンマ155による当接片157への打撃
力は、圧縮コイルばね156のばね力およびハンマ15
5の重量およびハンマ155のカム153による上昇量
によって決定される。上記のモータ151、カム15
3、ハンマ155、圧縮コイルばね156はハウジング
159内に収容される。ハウジング159の下部には、
前述の実施の形態と同様な構成を有する防振手段95が
設けられる。
The impact force of the hammer 155 on the contact piece 157 is determined by the spring force of the compression coil spring 156 and the hammer 15.
5 and the amount of rise of the hammer 155 by the cam 153. Motor 151 and cam 15 described above
3. The hammer 155 and the compression coil spring 156 are housed in the housing 159. At the bottom of the housing 159,
An anti-vibration means 95 having a configuration similar to that of the above-described embodiment is provided.

【0062】このような構成を有する加振手段32aを
前述の実施の形態の加振手段32に代えて用いるように
してもよい。
The vibrating means 32a having such a configuration may be used in place of the vibrating means 32 of the above-described embodiment.

【0063】図15は、本発明の実施のさらに他の形態
を示す加振手段32bの断面図である。なお、前述の実
施の形態と対応する部分には同一の参照符を付す。本実
施の形態の加振手段32bは、モータ161によって駆
動されるウォーム162およびウォーム歯車163を備
える発振源43bと、加振用探針41bとから成る。モ
ータ161の出力軸164には、第1歯車165が固定
され、この第1歯車165には第2歯車166が噛合す
る。第2歯車166は軸167の上端部に固定され、軸
167はハウジング168内で軸167の軸線に対して
垂直な方向に変位可能に収納される移動体169に軸支
される。この移動体169は、係合爪170a,170
bを有し、各係合爪170a,170bは係合片171
a,171bにそれぞれ係合する。各係合片171a,
171bは、圧縮コイルばね172によって図15にお
ける下方に弾発的に押圧される昇降板173に設けられ
る。昇降板173の上端部には、図15の紙面に垂直手
前側に屈曲した当接部174が形成される。
FIG. 15 is a sectional view of a vibrating means 32b showing still another embodiment of the present invention. Note that the same reference numerals are given to portions corresponding to the above-described embodiment. The vibration means 32b of the present embodiment includes an oscillation source 43b having a worm 162 and a worm gear 163 driven by a motor 161, and a vibration probe 41b. A first gear 165 is fixed to an output shaft 164 of the motor 161, and a second gear 166 meshes with the first gear 165. The second gear 166 is fixed to an upper end of the shaft 167, and the shaft 167 is supported by a moving body 169 housed in the housing 168 so as to be displaceable in a direction perpendicular to the axis of the shaft 167. The moving body 169 is provided with engaging claws 170a, 170
b, and each of the engagement claws 170a, 170b
a, 171b. Each engagement piece 171a,
171b is provided on the elevating plate 173 which is elastically pressed downward in FIG. 15 by the compression coil spring 172. At the upper end of the elevating plate 173, a contact portion 174 bent toward the near side perpendicular to the paper surface of FIG. 15 is formed.

【0064】ハウジング168には上下に延びる中壁1
75が設けられ、この中壁175には圧縮コイルばね1
76a,176bが装着された案内ロッド177a,1
77bがそれぞれ設けられる。各案内ロッド177a,
177bは、移動体169に形成される透孔を挿通して
移動体169を図5の左右方向に移動自在に案内する。
各圧縮コイルばね176a,176bは、ウォーム歯車
163がウォーム162に噛合した状態では圧縮された
状態にあり、移動体169を図15の右方、すなわちウ
ォーム歯車163がウォーム162から離反する方向に
ばね付勢しており、各係合爪170a,170bが係合
片171a,171bにそれぞれ係合して係止され、前
記ウォーム歯車163がウォーム162に噛合した状態
が維持される。ウォーム162にはハンマ178を表示
する案内カバー179に固定される。
The housing 168 has an intermediate wall 1 extending vertically.
75 are provided on the inner wall 175.
Guide rods 177a, 1 with 76a, 176b mounted
77b are provided. Each guide rod 177a,
The reference numeral 177b guides the movable body 169 movably in the left-right direction in FIG. 5 by passing through a through hole formed in the movable body 169.
Each of the compression coil springs 176a and 176b is in a compressed state when the worm gear 163 is engaged with the worm 162, and moves the moving body 169 rightward in FIG. 15, that is, in a direction in which the worm gear 163 separates from the worm 162. Each of the engaging claws 170a and 170b is engaged with and engaged with the engaging pieces 171a and 171b, respectively, and the state in which the worm gear 163 meshes with the worm 162 is maintained. The worm 162 is fixed to a guide cover 179 that displays a hammer 178.

【0065】案内カバー179の上端部には、突部18
0が設けられ、ウォーム歯車163の回転によってハン
マ178が案内カバー179とともに上昇したとき、突
部180が昇降板173の当接部174に下方から当接
して押上げ、各係合片171a,171bが係合爪17
0a,170bから離脱する。これによって移動体16
9は各圧縮コイルばね176a,176bのばね力によ
って前記中壁175から離反する方向、すなわち図15
の右方に変位し、ウォーム歯車163はウォーム162
から離反する。
The upper end of the guide cover 179 has a projection 18
When the hammer 178 rises together with the guide cover 179 by the rotation of the worm gear 163, the projection 180 contacts the contact portion 174 of the elevating plate 173 from below and pushes up, and the engaging pieces 171a, 171b Is the engagement claw 17
0a, 170b. Thereby, the moving body 16
FIG. 9 shows a direction in which the compression coil springs 176a and 176b are separated from the inner wall 175 by the spring force of the compression coil springs 176a and 176b.
To the right of the worm gear 163 and the worm 162
Depart from.

【0066】このようにしてウォーム歯車163がウォ
ーム162から離反すると、ハンマ178は案内カバー
179とともに圧縮コイルばね181のばね力によって
下方に押圧され、長尺棒状体68の上端部に設けられる
当接片182を打撃する。この当接片182と長尺棒状
体68とによって、長尺部分65bを構成する。
When the worm gear 163 separates from the worm 162 in this way, the hammer 178 is pressed downward by the spring force of the compression coil spring 181 together with the guide cover 179, and the abutment provided at the upper end of the elongated rod 68 is provided. The piece 182 is hit. The contact piece 182 and the long rod 68 constitute a long portion 65b.

【0067】ハウジング168の下部には、外周面に外
ねじが刻設された取付筒部183が一体的に形成され、
この取付筒部183に前記防振手段95が着脱交換可能
に設けられる。移動体169には、ハウジング168か
ら部分的に突出した操作片183が固定され、この操作
183の先端部とハウジング168との間には、カバー
184によって覆われたスイッチ185が設けられる。
操作片183は、各係合爪170a,170bが係合片
171a,171bから離脱した状態では、外方へ突出
しており、打撃するときに操作片183を押込むことに
よって、各係合爪170a,170bが係合片171
a,171bを上方へ押圧し、これによって昇降板17
3は圧縮コイルばね172のばね力に抗して上方に変位
し、各係合片171a,171bが係合爪170a,1
70bに嵌まり込んで係止される。このときスイッチ1
85が操作片183の変位に連動して導通し、モータ1
61に駆動電力が供給される。これによって出力軸16
4の回転は第1および第2歯車165,166を介して
軸167に伝えられ、ウォーム歯車163が回転してハ
ンマ178が案内カバー179とともに上昇する。
At the lower part of the housing 168, a mounting cylinder portion 183 having an outer thread engraved on the outer peripheral surface is integrally formed.
The anti-vibration means 95 is provided in the mounting cylinder portion 183 so as to be detachable and replaceable. An operation piece 183 partially protruding from the housing 168 is fixed to the moving body 169, and a switch 185 covered by a cover 184 is provided between the tip of the operation 183 and the housing 168.
The operating piece 183 projects outward when the engaging claws 170a and 170b are disengaged from the engaging pieces 171a and 171b. When the operating piece 183 is pushed, the operating piece 183 is pressed. , 170b are engaging pieces 171
a, 171b is pressed upward, whereby the lifting plate 17
3 is displaced upward against the spring force of the compression coil spring 172, and each engaging piece 171a, 171b is
It fits into 70b and is locked. At this time switch 1
85 conducts in conjunction with the displacement of the operation piece 183, and the motor 1
Drive power is supplied to 61. This allows the output shaft 16
The rotation of No. 4 is transmitted to the shaft 167 via the first and second gears 165 and 166, and the worm gear 163 rotates to move the hammer 178 together with the guide cover 179.

【0068】前述したように案内カバー179の突部1
80が上昇に伴って昇降板173の当接部174を下方
から上方に押圧すると、この昇降板173に設けられる
各係合片171a,171bが係合爪170a,170
bから離脱し、これによって各係合爪170a,170
bの係止状態が解除されて操作片183は外方、すなわ
ち図15の右方に復帰し、これと同時にスイッチ185
は遮断し、モータ161への駆動電力の供給が遮断され
てウォーム歯車163の回転が停止し、待機状態に維持
される。
As described above, the projection 1 of the guide cover 179
When the abutment portion 174 of the elevating plate 173 is pressed upward from below as the elevating member 80 rises, the engaging pieces 171a and 171b provided on the elevating plate 173 cause the engaging claws 170a and 170
b from the engaging claws 170a, 170
15B, the operation piece 183 returns to the outside, that is, to the right in FIG.
Is cut off, the supply of the driving power to the motor 161 is cut off, the rotation of the worm gear 163 stops, and the standby state is maintained.

【0069】このような発振源43bを備える加振手段
32bを、前述の加振手段32,32aに代えて用いる
ようにしてもよい。
The vibrating means 32b having such an oscillation source 43b may be used in place of the vibrating means 32, 32a.

【0070】[0070]

【発明の効果】請求項1記載の本発明によれば、加振用
探針の打撃芯がシース管内に挿入されるので、打撃時の
振動が土壌および装置を伝って受振用探針に伝播するこ
とが防がれ、これによってノイズが少なくなり、S/N
(信号対ノイズ比)を向上することができ、高精度で迅
速に地中埋設物の種類を識別することが可能となる。
According to the first aspect of the present invention, since the striking core of the vibrating probe is inserted into the sheath tube, the vibration at the time of striking propagates through the soil and the device to the vibrating probe. And thereby reduce noise and reduce S / N
(Signal-to-noise ratio) can be improved, and the type of underground object can be identified quickly with high accuracy.

【0071】また前記シース管内に打撃芯を初期位置に
復帰させて保持する復帰手段が設けられるので、打撃芯
がシース管から突出しない状態で地中に挿入することが
でき、これによって打撃芯の変形および損傷を防ぎ、さ
らにシース管内への土砂などの侵入を防いで、円滑に打
撃芯をシース管内で変位させることができ、打撃芯に与
えられた打撃力を減衰および分散させずに地中埋設物に
伝達して加振することができる。
Further, since a return means for returning the hitting core to the initial position and holding the same is provided in the sheath tube, the hitting core can be inserted into the ground without protruding from the sheath tube. Prevents deformation and damage, and further prevents earth and sand from entering the sheath tube, allowing the striker to be smoothly displaced within the sheath tube, and without damping and dispersing the striking force applied to the striker underground. The vibration can be transmitted to the buried object.

【0072】請求項2記載の本発明によれば、打撃芯は
長尺部分と短尺部分とに分断され、短尺部分とシース管
との間に前記復帰手段が設けられるので、打撃芯の他端
部から一端部に向かって伝播する打撃力の減衰を少なく
し、所望の打撃力で正確に地中埋設物を加振することが
でき、これによって地中埋設物の種類を高精度で識別す
ることができる。
According to the second aspect of the present invention, the impact core is divided into a long portion and a short portion, and the return means is provided between the short portion and the sheath tube. The attenuation of the impact force propagating from the part toward the one end can be reduced, and the underground object can be vibrated accurately with a desired impact force, whereby the type of the underground object can be identified with high accuracy. be able to.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の実施の一形態を示す地中埋設物の識別
装置31の正面図である。
FIG. 1 is a front view of an underground object identification device 31 showing an embodiment of the present invention.

【図2】図1に示す加振手段32の内部構造を示す断面
図である。
FIG. 2 is a cross-sectional view showing an internal structure of the vibration means 32 shown in FIG.

【図3】加振用探針41の分解斜視図である。FIG. 3 is an exploded perspective view of an excitation probe 41.

【図4】発振源43の分解斜視図である。FIG. 4 is an exploded perspective view of an oscillation source 43.

【図5】中実の加振用探針を用いて地中に埋設した防振
材を加振したときの本件発明者による実験結果を示すグ
ラフであり、図5(1)は打撃時の時間経過に伴う弾性
波信号の変化を示し、図5(2)は弾性波強度と周波数
との関係を示す。
FIG. 5 is a graph showing an experimental result by the present inventor when a vibration isolating material buried in the ground is vibrated using a solid vibrating probe, and FIG. FIG. 5B shows a change in the elastic wave signal with time, and FIG. 5B shows the relationship between the elastic wave intensity and the frequency.

【図6】本発明に従う中空のシース管45内に打撃芯4
4を挿入した加振用探針を用いて地中に埋設した防振材
を打撃したときの本件発明者による実験結果を示すグラ
フであり、図6(1)は打撃時の時間経過に伴う弾性波
信号の変化を示し、図6(2)は弾性波強度と周波数と
の関係を示す。
FIG. 6 shows a percussion wick 4 in a hollow sheath tube 45 according to the invention.
FIG. 6A is a graph showing an experimental result by the present inventor when the vibration damping material buried in the ground is hit by using the vibration probe into which the vibration probe 4 is inserted, and FIG. FIG. 6B shows the relationship between the elastic wave intensity and the frequency.

【図7】本発明に従う中空のシース管45内に打撃芯4
4を挿入した加振用探針を用いて地中に埋設した石板を
打撃したときの本件発明者による実験結果の弾性波強度
と周波数との関係を示すグラフである。
FIG. 7 shows a percussion wick 4 in a hollow sheath tube 45 according to the invention.
4 is a graph showing the relationship between the elastic wave intensity and the frequency as a result of an experiment conducted by the present inventor when a stone plate buried in the ground is hit by using a vibration probe into which a vibration probe 4 is inserted.

【図8】地中埋設物の識別装置31の電気的構成を示す
ブロック図である。
FIG. 8 is a block diagram illustrating an electrical configuration of an underground object identification device 31.

【図9】識別手段36のニューラルネットワーク133
の概略的構成を示す図である。
FIG. 9 shows a neural network 133 of the identification means 36.
It is a figure which shows the schematic structure of.

【図10】識別手段36の出力ベクトル判定回路134
における判定手順を説明するための図である。
FIG. 10 is an output vector determination circuit of the identification means.
It is a figure for explaining the judgment procedure in.

【図11】表示装置136の表示画面141に表示され
る表示内容を示す図である。
FIG. 11 is a diagram showing display contents displayed on a display screen 141 of the display device 136.

【図12】地中埋設物の識別および学習手順を示すフロ
ーチャートである。
FIG. 12 is a flowchart showing a procedure for identifying and learning an underground object.

【図13】表示画面141による表示の一例を示す図で
ある。
FIG. 13 is a diagram showing an example of display on a display screen 141.

【図14】本発明の実施の他の形態を示す加振手段32
aの断面図である。
FIG. 14 shows a vibrating means 32 showing another embodiment of the present invention.
It is sectional drawing of a.

【図15】本発明の実施のさらに他の形態を示す加振手
段32bの断面図である。
FIG. 15 is a cross-sectional view of a vibrating means 32b showing still another embodiment of the present invention.

【図16】従来のパターン認識装置1の概略的構成を示
すブロック図である。
FIG. 16 is a block diagram showing a schematic configuration of a conventional pattern recognition device 1.

【図17】典型的な従来技術の地中埋設物の識別装置7
を簡略化して示す図である。
FIG. 17 shows a typical prior art underground object identification device 7
FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

31 地中埋設物の識別装置 32,32a,32b 加振手段 33 受振手段 34 信号処理手段 35 データベース部 36 識別手段 37 表示手段 38 下端部 39 地中埋設物 40 地中 41,41a,41b 加振用探針 42 上端部 43,43a,43b 発振源 44 打撃芯 45 シース管 46 シース管本体 49 受振用探針 51 加速度センサ 57a,57b 貫入用加振器 64 短尺部分 65,65a,65b 長尺部分 66 短尺棒状体 68 長尺棒状体 86 復帰手段 93 ハウジング 94 打撃用空気圧シリンダ 95 防振手段 121,122 衝撃吸収部材 31 underground buried object identification device 32, 32a, 32b vibrating means 33 receiving means 34 signal processing means 35 database unit 36 identifying means 37 display means 38 lower end 39 underground buried object 40 underground 41, 41a, 41b vibration Probe 42 Upper end 43, 43a, 43b Oscillator 44 Strike core 45 Sheath tube 46 Sheath tube main body 49 Vibration probe 51 Acceleration sensor 57a, 57b Penetrating shaker 64 Short portion 65, 65a, 65b Long portion 66 Short rod-shaped body 68 Long rod-shaped body 86 Returning means 93 Housing 94 Pneumatic cylinder for impact 95 Vibration isolating means 121, 122 Shock absorbing member

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 飯高 不二男 神奈川県相模原市青葉1−14−4 (72)発明者 木村 智納 岐阜県各務原市川崎町1番地 川崎重工 業株式会社 岐阜工場内 (72)発明者 牧野 辰夫 岐阜県各務原市川崎町1番地 川崎重工 業株式会社 岐阜工場内 (72)発明者 加藤 正義 岐阜県各務原市川崎町1番地 川崎重工 業株式会社 岐阜工場内 (56)参考文献 特開 平8−105977(JP,A) 特開 平9−80034(JP,A) 特開 平9−145848(JP,A) 実公 昭47−38001(JP,Y1) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01V 1/00 G01V 9/00 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Fujio Iidaka 1-14-4 Aoba, Sagamihara City, Kanagawa Prefecture (72) Inventor China Kimura 1 Kawasakicho, Kakamigahara City, Gifu Prefecture Kawasaki Heavy Industries Gifu Factory (72 ) Inventor Makino Tatsuo 1 Kawasaki-cho, Kakamigahara-shi, Gifu Prefecture Inside the Gifu Plant, Kawasaki Heavy Industries, Ltd. JP-A-8-105977 (JP, A) JP-A-9-80034 (JP, A) JP-A-9-145848 (JP, A) Jikken 47-38001 (JP, Y1) (58) Int.Cl. 7 , DB name) G01V 1/00 G01V 9/00

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 一端部が地中埋設物に当接するまで地中
に挿入される加振用探針を有し、この加振用探針の他端
部から与えられた振動を前記一端部に伝播して地中埋設
物を加振する加振手段と、 一端部が地中埋設物に当接するまで地中に挿入される受
振用探針を有し、この受振用探針の他端部に伝播した弾
性波を受振し、弾性波信号を出力する受振手段と、 受振手段が出力した弾性波信号から地中埋設物の種類を
識別するための受振識別信号を作成する信号処理手段
と、 各種の埋設物に関する埋設物データが記憶されるデータ
ベース部と、 信号処理手段から入力した受振識別信号と、データベー
ス部から入力した埋設物データとを比較照合し、受振識
別信号に基づく埋設物の種類を同定して識別する識別手
段とを含み、 前記加振用探針は、前記他端部から与えられた振動を一
端部に伝播する打撃芯と、この打撃芯がほぼ全長にわた
って非接触で収納されるシース管とを含んで構成され、 前記シース管内には、このシース管から突出した打撃芯
を初期位置へ復帰させて保持する復帰手段が設けられる
ことを特徴とする地中埋設物の識別装置。
1. A vibrating probe inserted into the ground until one end of the vibrating probe comes into contact with an object buried under the ground, and the vibration applied from the other end of the vibrating probe is applied to the one end. A vibrating means for propagating the object to be buried underground and vibrating the underground object, and a vibrating probe inserted into the ground until one end abuts on the buried object, and the other end of the vibrating probe Receiving means for receiving an elastic wave propagated to the portion and outputting an elastic wave signal, and signal processing means for generating a received identification signal for identifying a type of an underground object from the elastic wave signal output by the receiving means. The database unit in which the data of the buried objects relating to various buried objects is stored, the received identification signal input from the signal processing means and the buried object data input from the database unit are compared and collated, and Identification means for identifying and identifying the type, wherein the vibrating probe, A striking core for propagating vibration applied from the other end to the one end, and a sheath tube in which the striking core is stored in a substantially non-contact manner over substantially the entire length; An underground object identification device, further comprising a return means for returning a hitting core projecting from the head to an initial position and holding the same.
【請求項2】 前記打撃芯は、シース管内で、一端部を
含む短尺部分と、この短尺部分と同軸に配置され前記他
端部を含む長尺部分とに分断され、前記短尺部分とこの
短尺部分を外囲するシース管との間に、前記復帰手段が
設けられることを特徴とする請求項1記載の地中埋設物
の識別装置。
2. The hitting core is divided into a short portion including one end and a long portion including the other end coaxially with the short portion in the sheath tube, and the short portion and the short portion are separated. The underground object identification device according to claim 1, wherein the return means is provided between the sheath tube and a sheath tube surrounding the portion.
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