JP4691656B2 - 構造物内の物体探査方法、コンピュータ・プログラム及び記録媒体 - Google Patents
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Description
本発明は、構造物内の物体を探査するための処理を、コンピュータ上で実行させるコンピュータ・プログラムに関する。
本発明は、上記コンピュータ・プログラムを記録した記録媒体に関する。
2004年度 電子情報通信学会九州支部学生会講演会 予稿集 B−10 「マイクロ波を用いたコンクリートの電気定数の推定法」
また、本発明は、上記伝播速度の推定あるいは物体探査をコンピュータ上で実行させるためのコンピュータ・プログラム、及びこのプログラムを記録した記録媒体を提供するものである。
推定の電磁波伝播速度は、各測定位置での2次元の電界波形となる観測波形から、各測定位置で電磁波パルスを受信するまでの伝播時間の観測値を求め、各測定位置に関する、未知の伝播速度と物体の一方向及びこれと直交する方向の位置の関数である伝播時間と、伝播時間の前記観測値との差分を出力誤差とし、最小2乗線形テーラー法を用い、予め設定した各測定位置での伝播時間の推定値と観測値との差分による推定誤差と、出力誤差の関係を求め、推定誤差と出力誤差の関係式を用いて出力誤差の2乗和が最小となる伝播速度と物体の位置の値から、電磁波の伝播速度と物体の位置を同時に推定する電磁波伝播速度推定法により得られた電磁波伝播速度を用いる。
そして、上記複数の合成開口処理画像から未知の物体位置を探査することを特徴とする。
ここで、上記の測定位置は次の通りである。送受信器を同時に一方向へ移動する測定系での上記測定位置は、送信器の位置である。送信器を固定して受信器のみを一方向へ移動する測定系での上記測定位置は、受信器の位置である。以後の発明の測定位置も同様に定義する。
また、物体の一方向及びこれと直交する方向の位置としては、例えば送受信器を構造物の地面と水平の主面上に配置したときは、水平方向の位置と深さ(垂直)方向の位置となる。但し、構造物上の送受信器を配置する面は、地面に水平な面とは限らず、傾斜面、垂直面など状況に応じて適宜決められる。以後の発明の物体の位置(一方向及びこれと直交する方向の位置)についても同様である。
物体が内在する構造物の一主面上に配置した送受信器または送受信器のうち受信器を一方向へ移動させながら、送信器からパルス状の電磁波を照射し物体で反射した電磁波パルスを受信器で受信する測定系で得られた、測定位置と伝播時間の座標系における2次元の電界波形の測定データを入力する第1手順と、
測定データから受信波形に混在する電磁波の構造物の一主面で反射した表面反射波及び前記送信器から受信器への直達波を除去する第2手順と、
構造物中の推定の電磁波伝播速度を入力する第3手順と、
2次元の電界波形の一部を増幅するための時間フィルタのフィルタ条件を設定する第4手順と、
測定データにおける電界波形の最大値と増幅すべき時間フィルタの所要時間幅内の測定データにおける電界波形の最大値とから、所要時間幅内の増幅度を決定する第5手順と、
所要時間幅内の電界波形を増幅し、増幅後に構造物中の推定の電磁波伝播速度で全電界波形に対する合成開口処理を行う第6手順と、
前記所要時間幅を時間軸に沿って移動して前記増幅と合成開口処理を繰り返す第7手順と、
複数の合成開口処理画像から未知の物体位置を探索する第8手順を有する。
そして、構造物中の推定の電磁波伝播速度を入力する第3手順が、
未知である電磁波伝播速度と物体の一方向及びこれと直交する方向の位置の推定初期値の推定データを入力する第3―1手順と、
最小2乗線形テーラー法を用いて、測定データに基づく各測定位置での測定値と推定データに基づく電磁波伝播速度と物体の位置の関数である伝播時間の推定値との出力誤差の2乗和を評価する第3−2手順と、
出力誤差の2乗和が最小に収束したか否かを判定する第3−3手順と、
出力誤差の2乗和が最小に収束した判定に基いて電磁波伝播速度と物体の位置を推定する第3−4手順と、
第3−3手順で出力誤差の2乗和が最小に収束しない判定に基いて連立方程式により伝播速度と位置の補正項を求める第3−5手順と、
第3−5手順に基づき推定データの伝播速度と位置を更新して出力誤差の2乗和を評価する第3−2手順に戻す第3−6手順を有するプログラムによって行われる
ことを特徴とする。
物体が内在する構造物の一主面上に配置した送受信器または送受信器のうち受信器を一方向へ移動させながら、送信器からパルス状の電磁波を照射し物体で反射した電磁波パルスを受信器で受信する測定系で得られた、測定位置と伝播時間の座標系における2次元の電界波形の測定データを入力する第1手順と、
測定データから受信波形に混在する電磁波の構造物の一主面で反射した表面反射波及び送信器から受信器への直達波を除去する第2手順と、
構造物中の推定の電磁波伝播速度を入力する第3手順と、
2次元の電界波形の一部を増幅するための時間フィルタのフィルタ条件を設定する第4手順と、
測定データにおける電界波形の最大値と増幅すべき時間フィルタ幅内の測定データにおける電界波形の最大値とから、所要時間幅内の増幅度を決定する第5手順と、
所要時間幅内の電界波形を増幅し、増幅後に構造物中の推定の電磁波伝播速度で全電界波形に対する合成開口処理を行う第6手順と、
所要時間幅を時間軸に沿って移動して増幅と合成開口処理を繰り返す第7手順と、
複数の合成開口処理画像から未知の物体位置を探索する第8手順とを実行させるための、
構造物内の物体探査プログラムと、
構造物中の推定の電磁波伝播速度を入力する第3手順を実行させるための、
未知である電磁波伝播速度と物体の一方向及びこれと直交する方向の位置の推定初期値の推定データを入力する第3―1手順と、
最小2乗線形テーラー法を用いて、測定データに基づく各測定位置での測定値と推定データに基づく記電磁波伝播速度と物体の位置の関数である伝播時間の推定値との出力誤差の2乗和を評価する第3−2手順と、
出力誤差の2乗和が最小に収束したか否かを判定する第3−3手順と、
出力誤差の2乗和が最小に収束した判定に基いて電磁波伝播速度と物体の位置を推定する第3−4手順と、
第3−3手順で前記出力誤差の2乗和が最小に収束しない判定に基いて連立方程式により伝播速度と位置の補正項を求める第3−5手順と、
第3−5手順に基づき推定データの伝播速度と位置を更新して出力誤差の2乗和を評価する第3−2手順に戻す第3−6手順を有する構造物中の電磁波伝播速度推定プログラムと
を少なくとも備えることを特徴とする。
推定の電磁波伝播速度は、各測定位置での2次元の電界波形となる観測波形から、各測定位置で電磁波パルスを受信するまでの伝播時間の観測値を求め、観測伝播時間が最小になった位置を物体の一方向の位置として決定し、各測定位置における伝播時間と伝播速度との積で求まる物体までの距離と、各測定位置との関係で得られる近似双曲線あるいは双曲線の式から、未知の伝播速度を、物体の一方向の位置と測定位置と観測最小伝播時間と測定位置での伝播時間との関数で表し、受信器の複数の測定位置に対する伝播時間を用いて平均化された伝播速度から未知の伝播速度を決定する電磁波伝播速度推定法により得られた電磁波伝播速度を用いる。
そして、複数の合成開口処理画像から未知の物体位置を探査することを特徴とする。
物体が内在する構造物の一主面上に配置した送受信器または送受信器のうち受信器を一方向へ移動させながら、送信器からパルス状の電磁波を照射し物体で反射した電磁波パルスを受信器で受信する測定系で得られた、測定位置と伝播時間の座標系における2次元の電界波形の測定データを入力する第1手順と、
測定データから受信波形に混在する電磁波の構造物の一主面で反射した表面反射波及び送信器から受信器への直達波を除去する第2手順と、
構造物中の推定の電磁波伝播速度を入力する第3手順と、
2次元の電界波形の一部を増幅するための時間フィルタのフィルタ条件を設定する第4手順と、
測定データにおける電界波形の最大値と増幅すべき時間フィルタの所要時間幅内の測定データにおける電界波形の最大値とから、所要時間幅内の増幅度を決定する第5手順と、
所要時間幅内の電界波形を増幅し、増幅後に構造物中の推定の電磁波伝播速度で全電界波形に対する合成開口処理を行う第6手順と、
所要時間幅を時間軸に沿って移動して増幅と合成開口処理を繰り返す第7手順と、
複数の合成開口処理画像から未知の物体位置を探索する第8手順を有する。
そして、構造物中の推定の電磁波伝播速度を入力する第3手順が、
観測最小伝播時間により前記物体の一方向の位置を決定する第3―1手順と、
各測定位置、送受信器間距離、各測定位置における伝播時間、最小伝播時間及び物体の一方向位置のデータを入力する第3−2手順と、
各測定位置における伝播時間と伝播速度との積で求まる物体までの距離と、各測定位置との関係で得られた近似双曲線あるいは双曲線の式から未知の伝播速度を、物体の一方向の位置と測定位置と観測最小伝播時間と測定位置での伝播時間との関数で表し、複数の測定位置に対する伝播速度を平均化する式を用いて、未知の伝播速度を演算する第3−3手順とを有するプログラムによって行われる
ことを特徴とする。
物体が内在する構造物の一主面上に配置した送受信器または送受信器のうち受信器を一方向へ移動させながら、送信器からパルス状の電磁波を照射し物体で反射した電磁波パルスを受信器で受信する測定系で得られた、測定位置と伝播時間の座標系における2次元の電界波形の測定データを入力する第1手順と、
測定データから受信波形に混在する電磁波の前記構造物の一主面で反射した表面反射波及び前記送信器から受信器への直達波を除去する第2手順と、
構造物中の推定の電磁波伝播速度を入力する第3手順と、
2次元の電界波形の一部を増幅するための時間フィルタのフィルタ条件を設定する第4手順と、
測定データにおける電界波形の最大値と増幅すべき時間フィルタ幅内の測定データにおける電界波形の最大値とから、所要時間幅内の増幅度を決定する第5手順と、
所要時間幅内の電界波形を増幅し、増幅後に構造物中の推定の電磁波伝播速度で全電界波形に対する合成開口処理を行う第6手順と、
所要時間幅を時間軸に沿って移動して増幅と合成開口処理を繰り返す第7手順と、
複数の合成開口処理画像から未知の物体位置を探索する第8手順とを実行させるための、
構造物内の物体探査プログラムと、
構造物中の推定の電磁波伝播速度を入力する第3手順を実行させるための、
観測最小伝播時間により物体の一方向の位置を決定する第3―1手順と、
各測定位置、送受信器間距離、各測定位置における伝播時間、観測最小伝播時間及び物体の一方向位置のデータを入力する第3−2手順と、
各測定位置における伝播時間と伝播速度との積で求まる物体までの距離と、各測定位置との関係で得られた近似双曲線あるいは双曲線の式から未知の伝播速度を、物体の一方向の位置と測定位置と観測最小伝播時間と測定位置での伝播時間との関数で表し、複数の測定位置に対する伝播速度を平均化する式を用いて、未知の伝播速度を演算する第3−3手順とを有する構造物中の電磁波伝播速度推定プログラムと
を少なくとも備えることを特徴とする。
図1に示すように、内部に探査すべき物体2が埋め込まれた例えばコンクリート等の構造物1の一主面すなわち表面1a上に送信器3及び受信器4が接触した状態で並置された構成を考える。この送信器3及び受信器4はこの位置関係を保って構造物1の表面1a上を矢印C方向に移動可能に配置される。物体2の位置(xT,yT)、送信器3の位置を(x,y)、受信器4の位置を(x+s,y)、送信器3から発信した電磁波すなわちマイクロ波のパルス5が物体2に当たり反射して受信器4で受信されるまでの往復の時間をtとする。送信器3と物体2との距離d1 、受信器4と物体2との距離d2 とすると、これらの間には数1が成り立つ。ただし、構造物1中の電磁波5の伝播速度をvとする。ここで、物体2の位置(xT,yT)および伝播速度vは、いずれも未知である。
τm :xm の位置での観測時間の測定値
上付き添え字Tは転置を表す。
このプログラムは、コンピュータに、次のような手順を実行させるものである。先ず、開始の後のステップS1において、送信器3及び受信器4を一方向(図1のx方向)へ移動しながら送信器3からコンクリート構造物1内に照射され物体2で反射した電磁波5を受信器4で受信する測定系で得られた、各測定位置xmでの観測波形(すなわち、測定位置と伝播時間の座標系における2次元の電界波形)の測定データを入力する。
本実施の形態は送受信器間隔を固定した状態で送受信器を移動させる場合である。図7、または図8に示すように、鉄筋等の物体2が埋設されているコンクリート構造物1の表面1a上に送信器3及び受信器4が配置された構成を考える。送受信器3、4は、この位置関係を保って構造物1の表面上を一方向(x方向)に移動可能に配置される。この構成において、送信器3から発信した電磁波すなわちマイクロ波のパルスが物体2で反射し、受信器4で受信された電界波形から電磁波パルスの伝播時間を計測する。
観測電界波形の測定データから最小伝播時間τminを決定する.この最小伝播時間に対応
する送信器位置をxminとすると,物体2の水平方向位置xTが数29のように与えられる.
n)2 −s2を代入すると、
このプログラムは、コンピュータに、次のような手順を実行させるものである。先ず、開始後のステップS21において、送信器3及び受信器4を一方向へ移動しながら送信器3からコンクリート構造物1内に発信され物体2で反射した電磁波5を受信器4で受信する測定系で得られた、各測定位置での観測電界波形の測定データを入力する。
送信器位置xminから,物体の水平方向位置xTを決定する。xTは数38(数29に同じ
)で与えられる。
送受信器間隔s、電磁波の伝播時間のデータ(τm:第m番目の送信点位置に対応するパルスの伝播時間)、最短伝播時間τminおよび物体の水平方向位置xTを入力する。
本実施の形態は、図10及び図11に示すように、送信器3の位置xを固定し、受信器4の位置を移動させた場合である。すなわちsを可変とする場合である。
前述と同様に、物体2の位置を(xT,yT)とする。送信器(いわゆる送信アンテナ)3の位置を(x,y)とし、受信器(いわゆる受信アンテナ)4の位置を(x+s,y)とする。すなわち、送信器3と受信器4間の距離をsとする。また、構造物(媒質)中のマイクロ波の伝播速度をvとする。
未知数は、物体位置(xT,yT)および構造物中の伝播速度vである。これらのパラメータを送信器3から照射されたパルス波が物体2に当たって反射し受信器4に到達するまでの伝播時間から決定するようになす。
に、数41をsに関して微分すると、
与えられる。
に対する伝播時間τから伝播速度vが決定できる。測定データから決定するには、幾つかの受信点位置x+sm(m=1,2,・・M)に対する伝播時間τmを用いて計算される伝播速度vを、数56のように平均化する。数56のように平均すると精度が上がる。
このプログラムは、コンピュータに、次のような手順を実行させるものである。先ず、開始後のステップS31において、送信器3を固定した状態で受信器4を一方向へ移動しながら送信器3からコンクリート構造物1内に発信され物体2で反射した電磁波を受信器4で受信する測定系で得られた、各測定位置での観測電界波形の測定データを入力する。
物体の垂直位置は、図9の場合は、数30より、
先ず、合成開口処理による未知の物体の位置の推定について説明する。図15に合成開口処理の構成図を示す。探査すべき物体2が埋め込まれた構造物1上に送信器3及び受信器4が配置され、送信器3からパルス波を照射し、受信器4で反射波を受信するようになされる。構造物1の推定領域を複数の微小要素(体積要素)11に分割する。ある要素11a(x,y)に対してm番目の位置に移動した送信器3から要素11a迄の距離d1 (m,x,y)と、要素11aからm番目の受信器4までの距離d2 (m,x,y)を求める。次に、送信器3から図16に示すパルス波14を発信し受信器4で反射波を受信するまでの時間tを数61を用いて計算する。
と比較して強さは小さい値になる。さらに、要素11dに対応した推定の近似双曲線dは実測の近似双曲線Tから大きくずれているので、近似双曲線dの各点に対応した実測のパルス波形は0レベルであるので、近似双曲線d上に対応した各点のパルス波形の強さは0になる。従って、近似双曲線d上に対応した各点のパルス波形の合計の強さは0となる。この近似双曲線上の各点対応したパルス波形の強さの合計の値を「重み」という。
ンプリング点を意味し(図16B参照)、数63のように表される。
ここで、Δtはサンプリング間隔である。
前述の参照点とは図16のパルス波形の頂部p2、前後数個のデータとは図16の足し合せ時間幅内のサンプリングデータ点数Lを指す。
以上が、合成開口処理、時間フィルタ法である。
このプログラムは、コンピュータに、次のような手順を実行させるものである。この例ではコンクリート構造物内の未知の鉄筋の位置を探査する場合に適用する。先ず、開始の後のステップS41において、送信器3及び受信器4を一方向(x方向)へ移動しながら送信器3から電磁波(振動するパルス波)をコンクリート構造物内に照射し、鉄筋で反射した電磁波パルスを受信器4で受信する測定系で得られた、各測定位置での電界波形の測定データを入力する。
される。そして、更新された後、ステップS47に戻り、同じ手順が繰り返される。すなわち、フィルタ数が最大値に達するまで、ステップS47〜ステップS51が繰り返される。
この電磁波伝播速度推定装置によれば、構造物中の電磁波の伝播速度を自動的に、短時間でかつ精度よく推定することできる。この推定した伝播速度は、上述の本発明の構造物内の物体探査方法、装置は勿論のこと、従来のマイクロ波を用いた物体探査方法、装置にも適用することができる。
本発明に係る構造物内の物体探査は、構造物と異なる鉄筋、ケーブル、パイプ以外に、誘電率が構造物と異なる空洞の探査にも適用できる。
Claims (6)
- 物体が内在する構造物の一主面上に送信器と受信器を配置し、送受信器または送受信器のうち受信器を一方向へ移動しながら送信器から構造物内にパルス状の電磁波を照射し前記物体で反射した電磁波パルスを受信器で受信する測定系を有し、
各測定位置と伝播時間の座標系における受信した2次元の電界波形を求め、
前記電界波形に混在する前記電磁波の前記構造物の一主面で反射した表面反射波及び前記送信器から受信器への直達波を除去し、
前記電界波形の一部を増幅する時間フィルタを用いて所要時間幅内の電界波形を増幅し、増幅後に構造物中の推定の電磁波伝播速度で全域の電界波形に対する合成開口処理を行い、
前記所要時間幅を時間軸に沿って移動して同様の前記増幅と合成開口処理を行い、複数の合成開口処理画像を得、
前記推定の電磁波伝播速度は、
前記各測定位置での前記2次元の電界波形となる観測波形から、各測定位置で電磁波パルスを受信するまでの伝播時間の観測値を求め、
各測定位置に関する、未知の伝播速度と物体の一方向及びこれと直交する方向の位置の関数である伝播時間と、伝播時間の前記観測値との差分を出力誤差とし、
最小2乗線形テーラー法を用い、
予め設定した各測定位置での伝播時間の推定値と前記観測値との差分による推定誤差と、前記出力誤差の関係を求め、
推定誤差と前記出力誤差の関係式を用いて出力誤差の2乗和が最小となる伝播速度と物体の位置の値から、電磁波の伝播速度と物体の位置を同時に推定する電磁波伝播速度推定法により得られた電磁波伝播速度を用い、
前記複数の合成開口処理画像から未知の物体位置を探査する
ことを特徴とする構造物内の物体探査方法。 - 構造物内の物体を探査するための手順をコンピュータに実行させるコンピュータ・プログラムであって、
物体が内在する構造物の一主面上に配置した送受信器または送受信器のうち受信器を一方向へ移動させながら、前記送信器からパルス状の電磁波を照射し前記物体で反射した電磁波パルスを受信器で受信する測定系で得られた、測定位置と伝播時間の座標系における2次元の電界波形の測定データを入力する第1手順と、
前記測定データから受信波形に混在する前記電磁波の前記構造物の一主面で反射した表面反射波及び前記送信器から受信器への直達波を除去する第2手順と、
構造物中の推定の電磁波伝播速度を入力する第3手順と、
前記2次元の電界波形の一部を増幅するための時間フィルタのフィルタ条件を設定する第4手順と、
測定データにおける電界波形の最大値と増幅すべき時間フィルタの所要時間幅内の測定データにおける電界波形の最大値とから、所要時間幅内の増幅度を決定する第5手順と、
前記所要時間幅内の電界波形を増幅し、増幅後に前記構造物中の推定の電磁波伝播速度で全電界波形に対する合成開口処理を行う第6手順と、
前記所要時間幅を時間軸に沿って移動して前記増幅と合成開口処理を繰り返す第7手順と、
複数の合成開口処理画像から未知の物体位置を探索する第8手順を有し、
前記構造物中の推定の電磁波伝播速度を入力する第3手順が、
未知である電磁波伝播速度と物体の一方向及びこれと直交する方向の位置の推定初期値の推定データを入力する第3―1手順と、
最小2乗線形テーラー法を用いて、前記測定データに基づく各測定位置での測定値と前記推定データに基づく前記電磁波伝播速度と物体の位置の関数である伝播時間の推定値との出力誤差の2乗和を評価する第3−2手順と、
前記出力誤差の2乗和が最小に収束したか否かを判定する第3−3手順と、
前記出力誤差の2乗和が最小に収束した判定に基いて前記電磁波伝播速度と物体の位置を推定する第3−4手順と、
前記第3−3手順で前記出力誤差の2乗和が最小に収束しない判定に基いて連立方程式により伝播速度と位置の補正項を求める第3−5手順と、
前記第3−5手順に基づき前記推定データの伝播速度と位置を更新して前記出力誤差の2乗和を評価する第3−2手順に戻す第3−6手順を有するプログラムによって行われる
ことを特徴とするコンピュータ・プログラム。 - コンピュータを制御するためのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体であって、
コンピュータに、
物体が内在する構造物の一主面上に配置した送受信器または送受信器のうち受信器を一方向へ移動させながら、前記送信器からパルス状の電磁波を照射し前記物体で反射した電磁波パルスを受信器で受信する測定系で得られた、測定位置と伝播時間の座標系における2次元の電界波形の測定データを入力する第1手順と、
前記測定データから受信波形に混在する前記電磁波の前記構造物の一主面で反射した表面反射波及び前記送信器から受信器への直達波を除去する第2手順と、
構造物中の推定の電磁波伝播速度を入力する第3手順と、
前記2次元の電界波形の一部を増幅するための時間フィルタのフィルタ条件を設定する第4手順と、
測定データにおける電界波形の最大値と増幅すべき時間フィルタ幅内の測定データにおける電界波形の最大値とから、所要時間幅内の増幅度を決定する第5手順と、
前記所要時間幅内の電界波形を増幅し、増幅後に前記構造物中の推定の電磁波伝播速度で全電界波形に対する合成開口処理を行う第6手順と、
前記所要時間幅を時間軸に沿って移動して前記増幅と合成開口処理を繰り返す第7手順と、
複数の合成開口処理画像から未知の物体位置を探索する第8手順とを実行させるための、
構造物内の物体探査プログラムと、
前記構造物中の推定の電磁波伝播速度を入力する第3手順を実行させるための、
未知である電磁波伝播速度と物体の一方向及びこれと直交する方向の位置の推定初期値の推定データを入力する第3―1手順と、
最小2乗線形テーラー法を用いて、前記測定データに基づく各測定位置での測定値と前記推定データに基づく前記電磁波伝播速度と物体の位置の関数である伝播時間の推定値との出力誤差の2乗和を評価する第3−2手順と、
前記出力誤差の2乗和が最小に収束したか否かを判定する第3−3手順と、
前記出力誤差の2乗和が最小に収束した判定に基いて前記電磁波伝播速度と物体の位置を推定する第3−4手順と、
前記第3−3手順で前記出力誤差の2乗和が最小に収束しない判定に基いて連立方程式により伝播速度と位置の補正項を求める第3−5手順と、
前記第3−5手順に基づき前記推定データの伝播速度と位置を更新して前記出力誤差の2乗和を評価する第3−2手順に戻す第3−6手順を有する構造物中の電磁波伝播速度推定プログラムと
を少なくとも備える
ことを特徴とする記録媒体。 - 物体が内在する構造物の一主面上に送信器と受信器を配置し、送受信器または送受信器のうち受信器を一方向へ移動しながら送信器から構造物内にパルス状の電磁波を照射し前記物体で反射した電磁波パルスを受信器で受信する測定系を有し、
各測定位置と伝播時間の座標系における受信した2次元の電界波形を求め、
前記電界波形に混在する前記電磁波の前記構造物の一主面で反射した表面反射波及び前記送信器から受信器への直達波を除去し、
前記電界波形の一部を増幅する時間フィルタを用いて所要時間幅内の電界波形を増幅し、増幅後に構造物中の推定の電磁波伝播速度で全域の電界波形に対する合成開口処理を行い、
前記所要時間幅を時間軸に沿って移動して同様の前記増幅と合成開口処理を行い、複数の合成開口処理画像を得、
前記推定の電磁波伝播速度は、
各測定位置での前記2次元の電界波形となる観測波形から、各測定位置で電磁波パルスを受信するまでの伝播時間の観測値を求め、
観測伝播時間が最小になった位置を物体の一方向の位置として決定し、
各測定位置における伝播時間と伝播速度との積で求まる物体までの距離と、各測定位置との関係で得られる近似双曲線あるいは双曲線の式から、未知の伝播速度を、物体の一方向の位置と測定位置と観測最小伝播時間と測定位置での伝播時間との関数で表し、
受信器の複数の測定位置に対する伝播時間を用いて平均化された伝播速度から未知の伝播速度を決定する電磁波伝播速度推定法により得られた電磁波伝播速度を用い、
前記複数の合成開口処理画像から未知の物体位置を探査する
ことを特徴とする構造物内の物体探査方法。 - 構造物内の物体を探査するための手順をコンピュータに実行させるコンピュータ・プログラムであって、
物体が内在する構造物の一主面上に配置した送受信器または送受信器のうち受信器を一方向へ移動させながら、前記送信器からパルス状の電磁波を照射し前記物体で反射した電磁波パルスを受信器で受信する測定系で得られた、測定位置と伝播時間の座標系における2次元の電界波形の測定データを入力する第1手順と、
前記測定データから受信波形に混在する前記電磁波の前記構造物の一主面で反射した表面反射波及び前記送信器から受信器への直達波を除去する第2手順と、
構造物中の推定の電磁波伝播速度を入力する第3手順と、
前記2次元の電界波形の一部を増幅するための時間フィルタのフィルタ条件を設定する第4手順と、
測定データにおける電界波形の最大値と増幅すべき時間フィルタの所要時間幅内の測定データにおける電界波形の最大値とから、所要時間幅内の増幅度を決定する第5手順と、
前記所要時間幅内の電界波形を増幅し、増幅後に前記構造物中の推定の電磁波伝播速度で全電界波形に対する合成開口処理を行う第6手順と、
前記所要時間幅を時間軸に沿って移動して前記増幅と合成開口処理を繰り返す第7手順と、
複数の合成開口処理画像から未知の物体位置を探索する第8手順を有し、
前記構造物中の推定の電磁波伝播速度を入力する第3手順が、
観測最小伝播時間により前記物体の一方向の位置を決定する第3―1手順と、
各測定位置、送受信器間距離、各測定位置における伝播時間、最小伝播時間及び物体の一方向位置のデータを入力する第3−2手順と、
各測定位置における伝播時間と伝播速度との積で求まる物体までの距離と、各測定位置との関係で得られた近似双曲線あるいは双曲線の式から未知の伝播速度を、物体の一方向の位置と測定位置と前記観測最小伝播時間と測定位置での伝播時間との関数で表し、複数の測定位置に対する伝播速度を平均化する式を用いて、未知の伝播速度を演算する第3−3手順とを有するプログラムによって行われる
ことを特徴とするコンピュータ・プログラム。 - コンピュータを制御するためのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体であって、
コンピュータに、
物体が内在する構造物の一主面上に配置した送受信器または送受信器のうち受信器を一方向へ移動させながら、前記送信器からパルス状の電磁波を照射し前記物体で反射した電磁波パルスを受信器で受信する測定系で得られた、測定位置と伝播時間の座標系における2次元の電界波形の測定データを入力する第1手順と、
前記測定データから受信波形に混在する前記電磁波の前記構造物の一主面で反射した表面反射波及び前記送信器から受信器への直達波を除去する第2手順と、
構造物中の推定の電磁波伝播速度を入力する第3手順と、
前記2次元の電界波形の一部を増幅するための時間フィルタのフィルタ条件を設定する第4手順と、
測定データにおける電界波形の最大値と増幅すべき時間フィルタ幅内の測定データにおける電界波形の最大値とから、所要時間幅内の増幅度を決定する第5手順と、
前記所要時間幅内の電界波形を増幅し、増幅後に前記構造物中の推定の電磁波伝播速度で全電界波形に対する合成開口処理を行う第6手順と、
前記所要時間幅を時間軸に沿って移動して前記増幅と合成開口処理を繰り返す第7手順と、
複数の合成開口処理画像から未知の物体位置を探索する第8手順とを実行させるための、
構造物内の物体探査プログラムと、
前記構造物中の推定の電磁波伝播速度を入力する第3手順を実行させるための、
観測最小伝播時間により前記物体の一方向の位置を決定する第3―1手順と、
各測定位置、送受信器間距離、各測定位置における伝播時間、観測最小伝播時間及び物体の一方向位置のデータを入力する第3−2手順と、
各測定位置における伝播時間と伝播速度との積で求まる物体までの距離と、各測定位置との関係で得られた近似双曲線あるいは双曲線の式から未知の伝播速度を、物体の一方向の位置と測定位置と前記観測最小伝播時間と測定位置での伝播時間との関数で表し、複数の測定位置に対する伝播速度を平均化する式を用いて、未知の伝播速度を演算する第3−3手順とを有する構造物中の電磁波伝播速度推定プログラムと
を少なくとも備える
ことを特徴とする記録媒体。
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