JP4072569B2 - レーダ探査装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、地下や構築物の内部を探知する探査装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
地下や構築物の内部を探知する探査装置は、被探知対象に電磁波を照射するとともにその反射波を受信するアンテナ体を備え、アンテナ体から得られた受信情報を処理することにより被探知対象に存在する空孔や物体を把握する構成となっている。アンテナ体は、電磁波の送信部及び受信部を有するユニットであり、この種の探査装置としては、アンテナ体を複数配列するとともにこれを被探知対象に沿って移動し、各アンテナ体から得られた受信情報を総括して処理することにより、被探知対象の２次元画像又は３次元画像を得るものも知られている。このような探査装置は、例えば公道を走る車両に具備され、舗装路面の下に発生した空孔の探索・調査等に利用されている。また、被探知対象の２次元画像又は３次元画像を作成するための基本構成は、特開平９−８８３５１号公報や特開平１１−３５２２２３号公報等にも開示されている。
【０００３】
【特許文献１】
特開平０９−０８８３５１号公報
【特許文献２】
特開平１１−３５２２２３号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、空孔の探索・調査は、公道（特に車道）以外の場所においても必要に応じて行われている。つまり探査装置による探知は、歩道、住宅街や商店街の路地、砂浜、堤防、河川敷、岸壁、植樹帯、私道、工場敷地等においても行われる。但し、これらの場所では、探査装置を具備した公道車両の進入が困難となる場合が多く、アンテナ体を被探知対象に沿って移動する作業は、手押しにより行われているのが現状である。具体的には、巻尺やチョーク等を用いて被検知対象の表面に予め測線を設け、その測線に従って手押し式のアンテナ体を移動する。しかしながら、このようにアンテナ体を移動するのは重労働であり、その現場では、こうした作業の能率を向上するべく、より合理的に構成された探査装置が望まれている。
【０００５】
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、地下や構築物の内部を効率よく探知することができる探査装置を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本願第１請求項に記載した発明は、地下や構築物の内部を探知する探査装置において、実施例で用いた符号を付して記すと、
被探知対象に電磁波を照射し且つその反射波を受信する複数のアンテナ体２０と、前記複数のアンテナ体２０からそれぞれ得られた受信情報を総括して処理する情報処理手段３０と、前記複数のアンテナ体２０及び前記情報処理手段３０を搭載して前記被探知対象上を走行する走行装置４０とを備え、
前記走行装置４０は、電動モータ４１と、前記電動モータ４１にて駆動する車輪４２ｂと、前記電動モータ４１の電源４３と、前記複数のアンテナ体２０を当該走行装置４０の進行方向と直交する方向に配列して装着する装着部４４と、前記装着部４４に配置された障害物センサ４４ａと、装着部４４を上下に移動するリンク機構４５と、当該探査装置１のオペレータが搭乗する搭乗部４６と、これらを支持する車体フレーム４７とを備え、
前記搭乗部４６の下方には前記電源４３を配置するとともに、当該搭乗部４６の後部には前記情報処理手段３０を設置し、
更に、前記走行装置４０の搭乗部４６の側方には、その走行に伴い前記被探知対象の表面にマーキングを施すマーキング装置４９を設けるものであって、このマーキング装置４９は、被探知対象の表面に一定の間隔で鎖線を形成するものであり、
前記装着部４４は、前記走行装置４０に対して着脱自在に取り付けられるアタッチメントであるとともに、前記アンテナ体２０を着脱自在に装着するものであり、且つ、前記被検知対象との間にエアギャップを設けてなり、また前記電動モータ４１は、前記障害物センサ４４ａが障害物を検出すると停止されるものであり、
更に、前記装着部４４は、前記オペレータの搭乗部４６の前方に配置されるとともに、前記リンク機構４５を介して車体フレーム４７に支持され、
前記リンク機構４５は、前記搭乗部の下部に配置されるペダル４５ａを設けるとともに、このペダル４５ａを操作することにより、前記装着部４４が上下に移動するものであり、
前記情報処理手段３０は、ＧＰＳ受信機３２と、走行装置４０からその前方を撮影するカメラ装置３３とを備え、ＧＰＳ受信機３２及びカメラ装置３３から当該探査装置１の測位情報を得るとともに、その測位情報をアンテナ体２０から得られた受信情報に重ね合わせて被探知対象の２次元画像又は３次元画像を作成する構成の探査装置である。本発明の探査装置によれば、地下や構築物の内部を効率よく探知することが可能である。
【０００７】
すなわち、電動モータの動力にて駆動する走行装置によれば、複数のアンテナ体を被検知対象に沿って効率よく移動することが可能である。探査装置の操作は、搭乗部に搭乗したオペレータによってなされる。また、リンク機構にて装着部を上下に移動することによれば、装着部及びアンテナ体に障害物が当接する事態を効率よく回避することが可能となる。また特に、装着部と被検知対象との間にはエアギャップを設けているので、アンテナ体における電磁波の送受信が安定化するという利点がある。つまり、両者が触れ合う場合には、これがアンテナ体を微妙に振動させる原因となるが、本発明においては、そのような不都合が回避される。更に、装着部に障害物が当接した場合は、装着部に配置された障害物センサがこれを検出し、障害物センサの検出に応じて電動モータが停止される。ついては、走行装置の安全性は確実に向上される。
【０００９】
本請求項の情報処理手段は、ＧＰＳ受信機及びカメラ装置から当該探査装置の測位情報を得るとともに、その測位情報を複数のアンテナ体から得られた受信情報に重ね合わせるすなわちオーバーラップするものであり、このような構成によれば、より優れた検知結果を得ることが可能となる。
【００１０】
尚、前記ＧＰＳは、Global Positioning System（衛星航法システム）すなわち、人工衛星から発信される軌道情報等を受信し、移動体の位置を求める人工衛星利用の航法システムを意味し、そして、ＧＰＳ受信機は、当該発信された軌道情報を受信して、移動体の三次元位置、速度、時間を判別する装置である。
【００１２】
本願第２請求項に記載した発明は、請求項１において、前記電動モータの電源としては、バッテリと、前記バッテリを充電する発動発電機とを備えた構成の探査装置である。このような構成によると、電動モータの電源を合理的に構成することが可能である。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の具体例を図面に基づいて詳細に説明する。
【００１７】
図１乃至図３に示す本例の探査装置１は、地下や構築物の内部を探知するものであり、被探知対象に電磁波を照射し且つその反射波を受信する複数のアンテナ体２０と、複数のアンテナ体２０からそれぞれ得られた受信情報を総括して処理する情報処理手段３０と、複数のアンテナ体２０及び情報処理手段３０を搭載して被探知対象上を走行する走行装置４０とを備え、走行装置４０を走行させて複数のアンテナ体２０を被探知対象に沿って移動し、各アンテナ体２０から得られた受信情報を総括して処理することにより、被探知対象の２次元画像又は３次元画像を得る構成となっている。
【００１８】
各アンテナ体２０はそれぞれ、電磁波の送信部及び受信部をケースに組み込んでなるユニットであり、走行装置４０に設けられた装着部４４に装着されるとともに、情報処理手段３０と配線接続されている。
【００１９】
情報処理手段３０は、所要のプログラムを格納したパソコンからなり、複数のアンテナ体２０からそれぞれ得られた反射波の受信情報をＡ／Ｄコンバータにてデジタル信号とし、これをメモリに記憶して処理する構成となっている。被探知対象の２次元画像又は３次元画像は、メモリに記憶したデジタル信号を処理することによって作成される。
【００２０】
また、作成された２次元画像又は３次元画像は、情報処理手段３０に備えられた表示部（図例はノートパソコンの液晶画面）３１に表示される。
【００２１】
特に本例の情報処理手段３０は、ＧＰＳ受信機３２と、走行装置４０からその前方を撮影するカメラ装置３３とを備え、ＧＰＳ受信機３２及びカメラ装置３３から当該探査装置１の測位情報を得るとともに、その測位情報をアンテナ体２０から得られた受信情報に重ね合わせて被探知対象の２次元画像又は３次元画像を作成するものである。
【００２２】
このような構成によると、被検知対象の２次元画像又は３次元画像は、それぞれ得られた受信情報及び測位情報に基づいて極めて合理的に作成することができる。
【００２３】
本例の走行装置４０は、電動モータ４１と、電動モータ４１のトルクにて駆動する車輪（後輪）４２ｂと、電動モータ４１の電源４３と、複数のアンテナ体２０を当該走行装置４０の進行方向と直交する方向に配列して装着する装着部４４と、装着部４４に配置された障害物センサ４４ａと、装着部４４を上下に移動するリンク機構４５と、当該探査装置１のオペレータが搭乗する搭乗部４６と、これらを支持する車体フレーム４７と、その外装部材である車体カバー４８とを備えたものである。電動モータ４１は、搭乗部４６に配置されたスイッチ類（図示は省略）に応じて駆動される。また、その電源４３は、情報処理手段３０の電源としても共用される。
【００２４】
車体フレーム４７には、前輪４２ａ及び後輪４２ｂがそれぞれ２つ支持されており、後輪４２ｂが電動モータ４１のトルクにて駆動される構成となっている。また、走行装置４０は、搭乗部４６に設置されたハンドル４０ａを回して前輪４２ａの角度を操作することにより旋廻する。更に、走行装置４０の制動は、不図示のブレーキ装置又は電動モータ４１の制御による電磁ブレーキにて得られる構成となっている。
【００２５】
電動モータ４１の電源４３は、バッテリ４３ａ及びバッテリ４３ａを充電する発動発電機４３ｂからなるものである。仮に、電動モータ４１の電力をバッテリのみで賄う場合は、比較的大型のバッテリを用いる必要があるが、本例においては、ガソリンを燃料とする小型の発動発電機４３ｂにてバッテリ４３ａを充電する構成を採用することにより、電源４３の軽量化を達成している。
【００２６】
アンテナ体２０を装着する装着部４４は、搭乗部４６の前方に配置している。本例の装着部４４は、ペダル４５ａにて操作されるリンク機構４５を介して車体フレーム４７に支持されており、そのペダル４５ａを踏むことによりある程度持ち上がる。ペダル４５ａは、搭乗部４６の下部に配置されている。
【００２７】
このような構成によれば、オペレータは、装着部４４に装着されたアンテナ体２０と被検知対象との位置関係を確認しつつ走行装置４０を走行させることができる。障害物は、ペダル４５ａを踏んで回避する。更に装着部４４は、アンテナ体２０を着脱自在に装着するものであり、装着部４４から取り外したアンテナ体２０は、手押し式のアンテナ体２０としても兼用することができる。
【００２８】
また、本例の装着部４４は、走行装置４０に対して着脱自在に取り付けられるアタッチメントであり、図４に示すように、状況に応じてアンテナ体２０の装着数が異なるものに交換することができる。本例の場合、装着可能なアンテナ体２０の数は１〜１０個である。更に５図に示すように、装着部４４の形状や取り付け角度を変更することによれば、アンテナ体２０は上下方向に配列することも可能であり、このような構成によれば、植樹体や堤防等の垂直面に沿って複数のアンテナ体２０を移動することもできる。
【００２９】
また、本例においては、装着部４４と被検知対象との間にはある程度のエアギャップを設けているので、アンテナ体２０における電磁波の送受信が安定化するという利点がある。つまり、装着部４４と被検知対象とが触れ合う場合には、これがアンテナ体２０を微妙に振動させる原因となるが、本例においては、そのような不都合を満足に回避することができる。
【００３０】
更に、装着部４４に障害物が当接した場合は、障害物センサ４４ａがこれを検出する。この障害物センサ４４ａとしては、テープ状の接触式スイッチを採用している。そして、電動モータ４１は、障害物センサ４４ａが障害物を検出すると、これに応じて停止される。このような構成によれば、走行装置４０の安全性は確実に向上される。
【００３１】
また、図６に示すように、この例の走行装置４０には、その走行に伴い被探知対象の表面にマーキングを施すマーキング装置４９を設けている。本例のマーキング装置４９は、後輪４２ｂの回転数に応じて被探知対象の表面に円盤型のチョークを間欠的に当接するものである。被探知対象の表面には、一定の間隔で鎖線Ｌが形成される。走行装置４０は、鎖線Ｌを目安にして走行される。
【００３２】
以上説明したように、本例の探査装置は、電動モータを動力とする走行装置を備えたものであり、歩道、住宅街や商店街の路地、砂浜、堤防、河川敷、岸壁、植樹帯、私道、工場敷地等に存在する空孔を探索・調査するものとして、極めて好適に利用することができる。
【００３３】
【発明の効果】
本発明は、地下や構築物の内部を探知する探査装置において、被探知対象に電磁波を照射し且つその反射波を受信する複数のアンテナ体２０と、前記複数のアンテナ体２０からそれぞれ得られた受信情報を総括して処理する情報処理手段３０と、前記複数のアンテナ体２０及び前記情報処理手段３０を搭載して前記被探知対象上を走行する走行装置４０とを備え、
前記走行装置４０は、電動モータ４１と、前記電動モータ４１にて駆動する車輪４２ｂと、前記電動モータ４１の電源４３と、前記複数のアンテナ体２０を当該走行装置４０の進行方向と直交する方向に配列して装着する装着部４４と、前記装着部４４に配置された障害物センサ４４ａと、装着部４４を上下に移動するリンク機構４５と、当該探査装置１のオペレータが搭乗する搭乗部４６と、これらを支持する車体フレーム４７とを備え、
前記搭乗部４６の下方には前記電源４３を配置するとともに、当該搭乗部４６の後部には前記情報処理手段３０を設置し、
更に、前記走行装置４０の搭乗部４６の側方には、その走行に伴い前記被探知対象の表面にマーキングを施すマーキング装置４９を設けるものであって、このマーキング装置４９は、被探知対象の表面に一定の間隔で鎖線を形成するものであり、
前記装着部４４は、前記走行装置４０に対して着脱自在に取り付けられるアタッチメントであるとともに、前記アンテナ体２０を着脱自在に装着するものであり、且つ、前記被検知対象との間にエアギャップを設けてなり、また前記電動モータ４１は、前記障害物センサ４４ａが障害物を検出すると停止されるものであり、
更に、前記装着部４４は、前記オペレータの搭乗部４６の前方に配置されるとともに、前記リンク機構４５を介して車体フレーム４７に支持され、
前記リンク機構４５は、前記搭乗部の下部に配置されるペダル４５ａを設けるとともに、このペダル４５ａを操作することにより、前記装着部４４が上下に移動するものであり、
前記情報処理手段３０は、ＧＰＳ受信機３２と、走行装置４０からその前方を撮影するカメラ装置３３とを備え、ＧＰＳ受信機３２及びカメラ装置３３から当該探査装置１の測位情報を得るとともに、その測位情報をアンテナ体２０から得られた受信情報に重ね合わせて被探知対象の２次元画像又は３次元画像を作成する構成の探査装置である。
【００３４】
このように、本発明の探査装置によれば、地下や構築物の内部を効率よく探知することができる。更に、前記電動モータは、前記障害物センサが障害物を検出すると停止されるので、走行装置の安全性が確実に向上するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の具体例に係り、探査装置を示す側面図である。
【図２】 本発明の具体例に係り、車体カバーを外した探査装置を示す側面図である。
【図３】 本発明の具体例に係り、装着部を示す上面図である。
【図４】 本発明の具体例に係り、装着部を示す上面図である。
【図５】 本発明の具体例に係り、アンテナ体を上下方向に配列する装着部を用いた探査装置の説明図であり、（ａ）はその正面図、（ｂ）はその側面図である。
【図６】 本発明の具体例に係り、マーキング装置の利用を示す説明図である。
【符号の説明】
１ 探査装置
２０ アンテナ体
３０ 情報処理手段
３１ 表示部
３２ ＧＰＳ受信機
３３ カメラ装置
４０ 走行装置
４０ａ ハンドル
４１ 電動モータ
４２ａ 前輪
４２ｂ 後輪
４３ 電源
４３ａ バッテリ
４３ｂ 発動発電機
４４ 装着部
４４ａ 障害物センサ
４５ リンク機構
４５ａ ペダル
４６ 搭乗部
４７ 車体フレーム
４８ 車体カバー
４９ マーキング装置

Claims (2)

1. 地下や構築物の内部を探知する探査装置において、
   被探知対象に電磁波を照射し且つその反射波を受信する複数のアンテナ体２０と、前記複数のアンテナ体２０からそれぞれ得られた受信情報を総括して処理する情報処理手段３０と、前記複数のアンテナ体２０及び前記情報処理手段３０を搭載して前記被探知対象上を走行する走行装置４０とを備え、
   前記走行装置４０は、電動モータ４１と、前記電動モータ４１にて駆動する車輪４２ｂと、前記電動モータ４１の電源４３と、前記複数のアンテナ体２０を当該走行装置４０の進行方向と直交する方向に配列して装着する装着部４４と、前記装着部４４に配置された障害物センサ４４ａと、装着部４４を上下に移動するリンク機構４５と、当該探査装置１のオペレータが搭乗する搭乗部４６と、これらを支持する車体フレーム４７とを備え、
   前記搭乗部４６の下方には前記電源４３を配置するとともに、当該搭乗部４６の後部には前記情報処理手段３０を設置し、
   更に、前記走行装置４０の搭乗部４６の側方には、その走行に伴い前記被探知対象の表面にマーキングを施すマーキング装置４９を設けるものであって、このマーキング装置４９は、被探知対象の表面に一定の間隔で鎖線を形成するものであり、
   前記装着部４４は、前記走行装置４０に対して着脱自在に取り付けられるアタッチメントであるとともに、前記アンテナ体２０を着脱自在に装着するものであり、且つ、前記被検知対象との間にエアギャップを設けてなり、また前記電動モータ４１は、前記障害物センサ４４ａが障害物を検出すると停止されるものであり、
   更に、前記装着部４４は、前記オペレータの搭乗部４６の前方に配置されるとともに、前記リンク機構４５を介して車体フレーム４７に支持され、
   前記リンク機構４５は、前記搭乗部の下部に配置されるペダル４５ａを設けるとともに、このペダル４５ａを操作することにより、前記装着部４４が上下に移動するものであり、
   前記情報処理手段３０は、ＧＰＳ受信機３２と、走行装置４０からその前方を撮影するカメラ装置３３とを備え、ＧＰＳ受信機３２及びカメラ装置３３から当該探査装置１の測位情報を得るとともに、その測位情報をアンテナ体２０から得られた受信情報に重ね合わせて被探知対象の２次元画像又は３次元画像を作成するものであることを特徴とする探査装置。
2. 前記電動モータの電源としては、バッテリと、前記バッテリを充電する発動発電機とを備えたことを特徴とする請求項１記載の探査装置。

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