JP5815266B2 - 埋設物探査方法および埋設物探査装置 - Google Patents

Description

本発明は、地面や構造物などに埋設されている電線ケーブル等の埋設物を探査する際に用いられる埋設物探査方法および埋設物探査装置に関する。

地面や構造物などには、例えば、水道管、ガス管、電線ケーブル等が埋められている。これらを総称して埋設物と呼ぶ。ところで、例えば街灯や電柱等の柱状体を設置する際には、その設置地点に係る地面を掘削する必要がある。この掘削に際しては、既設の埋設物を損壊しないことが求められる。こうした場面で活躍するのが、埋設物の探査を非掘削的に行う埋設物探査装置である。

かかる埋設物探査装置の例として、本願出願人は、埋設物の探査をレーダ方式によって非掘削的に行うレーダ装置を提案している（特許文献１，２参照）。

特許文献１に係るレーダ装置では、振幅が相互に異なる複数の波動パルスを、それぞれ時間間隔をおいて地面に放射する一方、それぞれの波動パルスの反射波を受信する。受信した反射波の波形には、埋設物の深度に係る情報が顕在的に含まれている。この反射波の波形はディジタル値に変換され、変換後のディジタル値は予め設定したパターンに従って増幅される。そして、増幅されたディジタル値に基づいて探査結果を表す情報が生成される。特許文献１に係る検査レーダ装置によれば、深い場所に位置した埋設物の検出感度を向上することができる。

また、特許文献２に係るレーダ装置では、振幅および周波数が相互に異なる複数の波動パルスを、それぞれ時間間隔をおいて埋設物に放射する一方、それぞれの波動パルスの反射波を受信する。受信した反射波の波形には、埋設物の大きさ並びに深度に係る情報が顕在的に含まれている。この反射波の波形はディジタル値に変換され、変換後のディジタル値に基づいて探査結果を表す情報が生成される。特許文献２に係る検査レーダ装置によれば、深い場所に位置した比較的小さい埋設物の検出感度を向上することができる。

特開２００３−０９０８０６号公報 特開２０１１−００２４２２号公報

しかしながら、特許文献１および２に係る装置では、例えば柱状体の設置予定地点に埋設物が錯綜した状態（埋設物の延出方向がばらばらな状態）で複数混在する場合であって、これらの埋設物をもれなく探査しようと試みたときに、その試みがうまくいかないおそれがあった。その理由は以下の通りである。すなわち、埋設物探査装置で用いるアンテナは、例えば、指向性を有するダイポールアンテナからなる。こうしたダイポールアンテナでは、その延出方向に対して直交する方向では、電磁波の放射強度が最大となる一方、その延出方向に対して平行な方向では、電磁波の放射強度はほとんどゼロになる。

上述したダイポールアンテナのように指向性を有するアンテナを用いて電磁波の送受を行う埋設物探査装置では、アンテナの指向性に由来した不感エリアが出現する。具体的には、例えばダイポールアンテナの延出方向に対して平行な方向に沿って不感エリアが出現する。この不感エリアに沿って線状の埋設物が存在する場合は、その埋設物を探査できないおそれがある。従って、特許文献１および２に係る装置では、例えば柱状体の設置予定地点に埋設物が錯綜状態で複数混在する場合において、これらの埋設物をもれなく探査しようと試みたときに、その試みがうまくいかないおそれがあったのである。

本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、例えば柱状体の設置予定地点に埋設物が錯綜した状態で複数混在する場合であっても、これらの埋設物を適確に探査することができる埋設物探査方法および埋設物探査装置を提供することを目的とする。

本発明に係る埋設物探査方法は、探査対象となる埋設物が埋められた媒質の表面に対して略直交する駆動軸に支持され、当該駆動軸を中心として点対称となる位置に、波動を放射する送信部及び前記放射された波動の反射波を受信する受信部をそれぞれ有する線状のアンテナ部を、前記媒質の表面に正対するように位置させて設けた埋設物探査装置に用いられる埋設物探査方法であって、前記駆動軸に前記アンテナ部を支持させた状態で、前記アンテナ部に対し、前記駆動軸周りの第１の単位角度に従う回転移動および所定時間の静止状態の維持を、前記アンテナ部が略一回転するまで複数回交互に繰り返し行わせる逐次回転制御を実行する工程と、前記アンテナ部が静止状態を維持している間、前記波動の放射および前記放射された波動の反射波の受信を行う工程と、前記受信した波動の反射波に基づいて埋設物を探査する工程と、を有し、前記第１の単位角度は、前記線状のアンテナ部が有する指向性に由来した不感エリアに存する埋設物をもれなく探査可能となることを考慮した角度に設定されることを要旨とする。

また、本発明に係る埋設物探査装置は、探査対象となる埋設物が埋められた媒質の表面に対して略直交する駆動軸に支持され、当該駆動軸を中心として点対称となる位置に、波動を放射する送信部及び前記放射された波動の反射波を受信する受信部をそれぞれ有する線状のアンテナ部を、前記媒質の表面に正対するように位置させて設け、前記受信した波動の反射波に基づいて埋設物を探査する埋設物探査装置であって、
前記駆動軸周りに回転自在に設けた前記アンテナ部に対し、第１の単位角度に従う回転移動および所定時間の静止状態の維持を、前記アンテナ部が略一回転するまで複数回交互に繰り返し行わせる逐次回転制御部と、前記アンテナ部が静止状態を維持している間、前記波動の放射および前記放射された波動の反射波の受信を前記アンテナ部が有する前記送信部及び前記受信部に行わせる送受信制御部と、前記受信した波動の反射波に基づいて埋設物を探査する埋設物探査部と、を備え、前記第１の単位角度は、前記線状のアンテナ部が有する指向性に由来した不感エリアに存する埋設物をもれなく探査可能となることを考慮した角度に設定されることを要旨とする。

本発明によれば、例えば柱状体の設置予定地点に埋設物が錯綜した状態で複数混在する場合であっても、これらの埋設物を適確に探査することができる。

本発明の実施形態に係る埋設物探査装置１１の機能ブロック図である。 本発明の実施形態に係る埋設物探査装置１１のアンテナ部１５を地面側からみた外観図である。 本発明の実施形態に係る埋設物探査装置１１のアンテナ部１５を地面側からみた外観図である。 本発明の実施形態に係る埋設物探査装置１１の動作フローチャート図である。 図２Ａに示すフローのうち逐次回転制御処理の流れを表す動作フローチャート図である。 埋設物探査領域を上方から視た、経路決定および決定された経路に従う探査に係る動作説明に供する図である。 図３Ａに示す決定された経路に従う探査の変形例に係る動作説明に供する図である。

以下、本発明の実施形態に係る埋設物探査装置１１について、図面を参照しながら詳細に説明する。
図１Ａは、本発明の実施形態に係る埋設物探査装置１１の機能ブロック図である。図１Ｂおよび図１Ｃは、本発明の実施形態に係る埋設物探査装置１１のアンテナ部１５を地面側からみた外観図である。

本発明の実施形態に係る埋設物探査装置１１は、埋設物ＢＯの探査を非掘削的に行う機能を有する。その探査原理は以下のとおりである。すなわち、媒質（地面）に埋められた埋設物ＢＯを狙って電磁波や音波（以下、これらを称して“波動”と呼ぶ）を放射すると、媒質（地面）と埋設物ＢＯとの境界部分で波動の反射を生じる。この反射波を受信する。そして、波動の放射から受信に至るまでの往復時間を演算により求める。こうして求めた往復時間は、埋設物ＢＯの存否および深度位置と相関がある。このため、前記のように求めた往復時間に基づいて、埋設物ＢＯの存否および深度位置に係る探査を行う。

〔本発明の実施形態に係る埋設物探査装置１１の構成〕
埋設物探査装置１１には、図１Ａに示すように、直方形状の筐体１３に、媒質（地面）に埋められた埋設物ＢＯを探査するための各種機能部が搭載されている。埋設物探査装置１１の筐体１３の下側隅部には、４つの車輪ＷＨが回転自在および操舵自在に設けられている。４つの車輪ＷＨのそれぞれの軸には、車輪ＷＨを回転駆動するためのモータＷＨ_Ｍが設けられている。これにより、埋設物探査装置１１は、後記の走行制御部３５による走行制御に従って自律走行可能に構成されている。

筐体１３の底部には、図１Ｂに示すように、円盤形状の基板に設けられた線状のアンテナ部１５が、埋設物ＢＯが埋められた媒質の表面に正対位置して設けられている。アンテナ部１５の中央部は、媒質の表面に対して略直交する軸１７を介して筐体１３側に回転自在に支持されている。アンテナ部１５は、波動を放射する送信部１５ａと、送信部１５ａにより放射された波動を受信する受信部１５ｂとを備える。アンテナ部１５は、例えばダイポールアンテナからなる。かかるアンテナ部１５は、例えば８の字形状の指向性を有する。

アンテナ部１５を上方から吊り下げ支持する軸１７には、図１Ａに示すように、駆動モータ１９が接続されている。この駆動モータ１９の回転力は、軸１７を介してアンテナ部１５に伝達される。これにより、アンテナ部１５は、媒質の表面に正対する状態を維持して回転移動するようになっている。駆動モータ１９には、回転位置センサ２１が設けられている。これにより、駆動モータ１９の回転位置（例えば、駆動モータ１９が原点位置にあるか否か）を検出することができる。

埋設物探査装置１１は、図１Ａに示すように、逐次回転制御部２３と、送受信制御部２５と、埋設物探査部２７とを備えている。逐次回転制御部２３や送受信制御部２５等の制御部は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）などを備えた不図示のマイクロコンピュータ（以下、“マイコン”と省略する。）により構成される。マイコンは、ＲＯＭに記憶されているプログラムを読み出して実行し、各種機能部の制御を行うように動作する。

逐次回転制御部２３は、駆動モータ１９および回転位置センサ２１に接続されている。逐次回転制御部２３は、アンテナ部１５に対し、第１の単位角度θ１（例えば３０°などの適宜変更可能な角度値であり、好ましくは、３６０度のｎ（ｎは２以上の整数）分の１となる角度値である。以下、同じ。）に従う回転移動、および、その回転位置における所定時間の静止状態の維持を、アンテナ部１５が略一回転（一回転に多少足りなくとも、本発明の効果を享受できるのであれば、そのような実施態様は本発明の技術的範囲の射程に入る。以下、同じ。）するまで複数回交互に繰り返し行わせるように動作する。要するに、アンテナ部１５は、第１の単位角度θ１毎の逐次回転移動および静止（回転停止）を繰り返す。この第１の単位角度θ１に従うアンテナ部１５の回転移動は、アンテナ部１５の指向性に由来した不感エリアに存する埋設物ＢＯをもれなく探査する目的で行われる。

なお、第１の単位角度θ１に従う回転移動に代えて、図１Ｃに示すように、第１の単位角度θ１よりも小さい第２の単位角度θ２（例えば１５°などの適宜変更可能な角度値であり、第１の単位角度θ１と同様に、好ましくは、３６０度のｎ（ｎは２以上の整数）分の１となる角度値である。以下、同じ。）に従う回転移動を、逐次回転制御部２３に行わせる構成を採用してもよい。このような単位角度の微細化は、埋設物ＢＯの存在確度が高い場合において、さらに高精度で埋設物ＢＯの延出方向および深度位置を探査しようと試みる場合に有効な手順である。

送受信制御部２５は、送信部１５ａによる波動の放射、および、受信部１５ｂによる反射波の受信のそれぞれの送受信タイミングを制御する。なお、送受信制御部２５は、後記する誘導案内部３３により誘導案内された送受信点にアンテナ部１５を置いた状態で、波動の放射および放射された波動の反射波の受信をアンテナ部１５に行わせるように動作する。これについて、詳しくは後記する。

埋設物探査部２７は、アンテナ部１５の受信部１５ｂにより受信した波動の反射波に基づいて埋設物ＢＯを探査する役割を果たす。なお、埋設物探査部２７は、後記する反射波情報記憶部３９の記憶内容を参照して、波動の反射波の強度のうち最大のものを抽出すると共に、該抽出された波動の反射波の強度のうち最大のものに関連づけられた往復時間に基づいて、埋設物ＢＯの深度位置を探査するように動作する。これについて、詳しくは後記する。

また、埋設物探査装置１１は、図１Ａに示すように、現在位置情報取得部２９と、巡回経路決定部３１と、誘導案内部３３と、走行制御部３５と、埋設物深度情報記憶部３７と、反射波情報記憶部３９と、表示制御部４１と、タッチパネル４３と、ＧＰＳ（グローバル・ポジショニング・システム）４５とを備えている。このうち、現在位置情報取得部２９は、ＧＰＳ４５により測位された絶対座標系の現在位置に係る情報を取得する機能を有する。なお、現在位置情報取得部２９は、ＧＰＳ４５によって測位された絶対座標系の現在位置に係る情報に加えて、または、代えて、車輪ＷＨに設けた不図示のロータリーエンコーダ（距離センサ）により検出された移動距離に係る情報、および、不図示のジャイロ（姿勢センサ）により検出された筐体１３の姿勢に係る情報を用いて、現在位置に係る情報を取得するように構成してもよい。

巡回経路決定部３１は、例えば操作者により設定される、埋設物ＢＯの探査対象領域と、アンテナ部１５の送受信特性とに基づいて、探査対象領域に存する埋設物ＢＯをもれなく探査することを考慮して、アンテナ部１５の送受信点に係る巡回経路（図３Ａに示すＰ１〜Ｐ２０参照）を決定する役割を果たす。なお、アンテナ部１５の送受信特性とは、ある送受信地点に留まった状態でアンテナ部１５により波動の送受信を行った場合に、どの程度の範囲（例えば１平方メートルなど）の埋設物ＢＯを探査できるかの指標を表す。このアンテナ部１５の送受信特性は、マイコンのメモリに予め記憶されている。

誘導案内部３３は、巡回経路決定部３１で決定されたアンテナ部１５の送受信点に係る巡回経路と、現在位置情報取得部２９で取得されたアンテナ部１５の現在位置に係る情報とに基づいて、アンテナ部１５を次の送受信点に誘導案内する機能を有する。走行制御部３５は、誘導案内部３３の誘導案内機能を実行する機能部であり、アンテナ部１５を次の送受信点に導くように、駆動モータ１９の回転駆動力および車輪ＷＨの操舵角を制御するようにはたらく。

埋設物深度情報記憶部３７は、埋設物探査部２７により探査された埋設物ＢＯの深度位置に係る情報を、アンテナ部１５の現在位置に係る情報に関連付けて記憶する機能を有する。具体的には、埋設物深度情報記憶部３７は、埋設物ＢＯの深度位置に係る情報を、ＧＰＳ４５から取得したアンテナ部１５の絶対座標系の現在位置に係る情報（例えば、緯度・経度・高度の組み合わせ）に関連付けて記憶する。ここで、絶対座標系による表現形式は、あるシステム間において相対座標系が同じかまたは異なるかにかかわらず適用可能である。これにより、埋設物ＢＯの二次元分布（ｘｙ軸座標系）および深度位置（ｚ軸座標系）を含む有用性の高い情報を、異なる座標系を有するシステム間において共有することができる。

反射波情報記憶部３９は、アンテナ部１５の回転移動量にそれぞれ対応する、波動の反射波の強度、並びに、波動の放射から波動の反射波の受信に至る往復時間を関連づけて記憶する役割を果たす。こうして記憶された情報は、埋設物ＢＯの深度位置を高精度で求める際に参照される。その理由は以下のとおりである。つまり、波動の反射波の強度が大きい場合とは、埋設物ＢＯを適確に捉えた場合である。そうすると、波動の反射波の強度が大きい場合の往復時間は、反射波の強度が小さい場合の往復時間と比べて、埋設物ＢＯの深度をより忠実に反映していると考えられるからである。

表示制御部４１は、誘導案内部３３により誘導案内された経路、または、埋設物深度情報記憶部３７の記憶内容を、タッチパネル４３の表示画面上に表示させる機能を有する。なお、タッチパネル４３は、操作者の手動操作によって探査対象領域を設定する際などにも用いられる。

〔本発明の実施形態に係る埋設物探査装置１１の動作〕
次に、本発明の実施形態に係る埋設物探査装置１１の動作について、図面を参照して説明する。図２Ａは、本発明の実施形態に係る埋設物探査装置１１の動作フローチャート図である。図２Ｂは、図２Ａに示すフローのうち逐次回転制御処理の流れを表す動作フローチャート図である。図３Ａは、埋設物探査領域を上方から俯瞰してみた、経路決定および決定された経路に従う探査に係る動作説明に供する図である。図３Ｂは、図３Ａに示す決定された経路に従う探査の変形例に係る動作説明に供する図である。

本発明の実施形態に係る埋設物探査装置１１の電源がＯＮされると、マイコンが起動して次のプログラムに係る処理が実行される。
ステップＳ１１において、埋設物探査装置１１は、埋設物探査領域の設定動作を行う。この設定動作は、タッチパネル４３を介して操作者により操作入力された埋設物探査領域の設定情報（具体的には、例えば所要の地域の地図データをタッチパネル４３の表示画面上に表示させておき、所要の領域をタッチ操作により設定した情報）を用いて、または、マイコンのメモリに予め登録されている埋設物探査領域の設定情報を用いて行う。

ステップＳ１２において、巡回経路決定部３１は、ステップＳ１１で設定された埋設物ＢＯの探査対象領域と、アンテナ部１５の送受信特性とに基づいて、探査対象領域に存する埋設物ＢＯをもれなく探査することを考慮して、アンテナ部１５の送受信点に係る巡回経路（図３Ａに示すＰ１〜Ｐ２０参照）を決定する。

ステップＳ１３において、誘導案内部３３は、巡回経路決定部３１で決定されたアンテナ部１５の送受信点に係る巡回経路と、現在位置情報取得部２９で取得されたアンテナ部１５の絶対座標系の現在位置に係る情報とに基づいて、アンテナ部１５を最初の送受信点Ｐ１（図３Ａ参照）に誘導案内する。この誘導案内は、走行制御部３５により実行に移される。すなわち、走行制御部３５は、アンテナ部１５を次の送受信点に導くように、駆動モータ１９の回転駆動力および車輪ＷＨの操舵角を制御する。これにより、アンテナ部１５は、次の送受信点へと導かれる。

ステップＳ１４において、現在位置情報取得部２９は、ＧＰＳ４５により測位された絶対座標系の現在位置に係る情報を取得する。こうして取得された絶対座標系の現在位置に係る情報は、送受信制御部２５、誘導案内部３３、または、埋設物深度情報記憶部３７において参照される。

次に、マイコンは、処理の流れを逐次回転制御処理に係るサブルーチン（Ｓｕｂ）プログラムへとジャンプさせる。逐次回転制御処理に係るサブルーチン（Ｓｕｂ）プログラムでは、図２Ｂに示すステップＳ２１〜ステップＳ２９の処理が順次実行される。

ステップＳ２１において、図２Ｂに示すように、逐次回転制御部２３は、回転位置センサ２１により検出された回転位置情報を参照して、駆動モータ１９の回転位置が原点にあるか否かを調べる。この調査の結果、駆動モータ１９の回転位置が原点にない場合、逐次回転制御部２３は、駆動モータ１９の回転位置を原点に戻すように、駆動モータ１９の回転動作を制御する。これにより、駆動モータ１９の回転位置は、原点へと導かれる。

ステップＳ２２〜ステップＳ２９において、送受信制御部２５は、アンテナ部１５に対し、第１の単位角度θ１に従う回転移動、および、その回転位置における所定時間の静止状態の維持を、アンテナ部１５が略一回転するまで複数回交互に繰り返し行わせる。ステップＳ２２〜ステップＳ２９の処理の詳細は次のとおりである。

ステップＳ２２において、送受信制御部２５は、振幅変調した複数種類の波動パターンを作成するとともに、こうして作成された複数種類の波動パターンを、振幅の小さいものから大きいものへと順番に、個々の波動パターン毎に時間間隔をおいて放射するように、アンテナ部１５に対して動作指令を行う。この動作指令に従って、アンテナ部１５の送信部１５ａは、振幅の小さいものから大きいものへと順番に、個々の波動パターン毎に時間間隔をおいて、それぞれの波動パターンを順次放射する。ステップＳ２２の波動パターンの放射は、アンテナ部１５が静止状態を維持している間に行われる。

ステップＳ２３において、送受信制御部２５は、ひとつの波動パターンが放射される毎に、アンテナ部１５に対し、その波動の反射波の受信に係る動作指令を行う。この動作指令に従って、アンテナ部１５の受信部１５ｂは、個々の波動パターン毎に所定の待機時間をおいて反射波の受信動作を行う。ステップＳ２２の反射波の受信動作は、アンテナ部１５が静止状態を維持している間に行われる。

こうして受信された波動の反射波に係る情報は、埋設物探査部２７へと送られる。埋設物探査部２７は、アンテナ部１５の受信部１５ｂにより受信した波動の反射波に基づいて埋設物ＢＯを探査する。ステップＳ２３では、埋設物探査部２７は、アンテナ部１５の受信部１５ｂにより波動の反射波を受信したか否かを調べる。

ステップＳ２３の調査の結果、波動の反射波を受信しない場合、埋設物探査部２７は、次の波動の反射波の受信を待つ。一方、ステップＳ２３の調査の結果、波動の反射波を受信した場合、埋設物探査装置１１は、処理の流れを次のステップＳ２４へと進ませる。

ステップＳ２４において、埋設物探査部２７からの波動の反射波を受信した旨を受けて、反射波情報記憶部３９は、アンテナ部１５の回転移動量（この場合、アンテナ部１６は初期位置である原点に位置づけられているため、その回転移動量は“０”である。）に対応する、波動の反射波の強度、並びに、波動の放射から波動の反射波の受信に至る往復時間を関連づけて記憶する。

ステップＳ２５〜Ｓ２６において、埋設物探査部２７は、反射波情報記憶部３９の記憶内容を参照して、波動の反射波の強度のうち最大のものを抽出すると共に、該抽出された波動の反射波の強度のうち最大のものに関連づけられた波動の往復時間に基づいて、埋設物ＢＯの深度位置を演算により求める。

ステップＳ２７において、埋設物探査部２７からの埋設物ＢＯの深度位置に係る演算結果を受けて、埋設物深度情報記憶部３７は、埋設物探査部２７により探査された埋設物ＢＯの深度位置に係る情報を、ＧＰＳ４５から取得したアンテナ部１５の絶対座標系の現在位置に係る情報に関連付けて記憶する。なお、最近では、ＤＧＰＳ（Differential GPS）と呼ばれる精度の高い測位システムが登場している。このような高精度の測位システムを用いる場合には、ＧＰＳ４５の設置位置とアンテナ部１５の設置位置との間の相対的な位置づれが問題となる。そこで、ＧＰＳ４５とアンテナ部１５を結ぶ差分ベクトルを求めて、この差分ベクトルを用いて両者間の位置づれを補正すればよい。

ステップＳ２７の処理について、図３Ａに示した第６および第１０の送受信点Ｐ６，Ｐ１０を例にあげて説明する。この例において、第６および第１０の送受信点Ｐ６，Ｐ１０の直下には、同一の埋設物ＢＯが延在している。この場合、ステップＳ２７において、埋設物深度情報記憶部３７は、第６の送受信点Ｐ６における探査により検出された埋設物ＢＯの深度位置に係る情報を、ＧＰＳ４５から取得したアンテナ部１５の絶対座標系の現在位置に係る情報に関連付けて記憶する。また、第１０の送受信点Ｐ１０における探査により検出された埋設物ＢＯの深度位置に係る情報を、ＧＰＳ４５から取得したアンテナ部１５の絶対座標系の現在位置に係る情報に関連付けて記憶する。

ステップＳ２８において、逐次回転制御部２３は、第１の単位角度θ１（例えば３０°などの適宜変更可能な角度値）に従う回転移動をアンテナ部１５に行わせる動作指令を行う。これを受けて駆動モータ１９は、アンテナ部１５を第１の単位角度θ１だけ回転移動させる。

ステップＳ２９において、逐次回転制御部２３は、回転位置センサ２１により検出された駆動モータ１９の回転位置情報を参照して、アンテナ部１５が一回転したか否かを調べる。

ステップＳ２９の調査の結果、アンテナ部１５がまだ一回転していない場合、逐次回転制御部２３は、処理の流れをステップＳ２２へと戻し、以下の処理を繰り返し実行させる。ここで、アンテナ部１５がまだ一回転していない場合とは、第１の単位角度θ１（３０度）に従う回転移動と所定時間の静止に係るセット動作に関し、まだ１２回の繰り返しが済んでいない場合を意味する。

一方、ステップＳ２９の調査の結果、アンテナ部１５が一回転した場合、逐次回転制御部２３は、処理の流れをメインルーチンヘと戻し、図２Ａに示すステップＳ１５以下の処理を実行させる。ここで、アンテナ部１５が一回転した場合とは、第１の単位角度θ１（３０度）に従う回転移動と所定時間の静止に係るセット動作に関し、都合１２回の繰り返しが済んでいる場合を意味する。

ステップＳ１５において、逐次回転制御部２３からアンテナ部１５が一回転した旨を受けて、誘導案内部３３は、巡回経路決定部３１で決定されたアンテナ部１５の送受信点に係る巡回経路（図３ＡのＰ１〜Ｐ２０参照）と、現在位置情報取得部２９で取得されたアンテナ部１５の絶対座標系の現在位置に係る情報とに基づいて、すべての巡回経路を回ったか否かを調べる。

ステップＳ１５の調査の結果、すべての巡回経路をまだ回っていない場合、誘導案内部３３は、アンテナ部１５を次の送受信点（この場合、第２の送受信点Ｐ２）へと誘導案内する。具体的には、例えば、走行制御部３５のはたらきによって、第１の送受信点Ｐ１に位置していた埋設物探査装置１１を第２の送受信点Ｐ２まで走行させる。ここで、すべての巡回経路をまだ回っていない場合とは、巡回経路決定部３１で決定されたアンテナ部１５の送受信点に係る巡回経路（図３ＡのＰ１〜Ｐ２０参照）のうち、Ｐ１→Ｐ２→Ｐ３→・・・→Ｐ１８→Ｐ１９→Ｐ２０の順序に従うそれぞれの送受信点での探査が未だ終了していない場合を意味する。

さて、誘導案内部３３は、アンテナ部１５を次の送受信点へと誘導案内した後、処理の流れをステップＳ１４へと戻し、以下の処理を繰り返し行わせる。一方、ステップＳ１５の調査の結果、すべての巡回経路を回った場合（Ｐ１→Ｐ２→Ｐ３→・・・→Ｐ１８→Ｐ１９→Ｐ２０の順序に従うそれぞれの送受信点での探査が終了した場合）、誘導案内部３３は、一連の処理の流れを終了させる。

〔本発明の実施形態に係る埋設物探査装置１１の作用効果〕
以上説明したように、本発明の実施形態に係る埋設物探査装置１１では、指向性を有するアンテナ部１５を、探査対象となる埋設物ＢＯが埋められた媒質の表面に正対するように位置させると共に、媒質の表面に対して略直交する軸１７に支持させてこの軸周りに回転自在に設ける。このように構成されたアンテナ部１５に対し、逐次回転制御部は、第１の単位角度θ１に従う回転移動および所定時間の静止状態の維持を、アンテナ部１５が略一回転するまで複数回交互に繰り返し行わせる。

送受信制御部２５は、アンテナ部１５が静止状態を維持している間、波動の放射および放射された波動の反射波の受信をアンテナ部１５に行わせる。埋設物探査部２７は、受信した波動の反射波に基づいて埋設物ＢＯを探査する。

本発明の実施形態に係る埋設物探査装置１１によれば、第１の単位角度θ１に従う回転移動および所定時間の静止状態の維持を、アンテナ部１５が略一回転するまで複数回交互に繰り返し行わせると共に、アンテナ部１５が静止状態を維持している間に、波動の放射および放射された波動の反射波の受信をアンテナ部１５に行わせて、受信した波動の反射波に基づいて埋設物ＢＯを探査するようにしたので、例えば柱状体の設置予定地点に埋設物が錯綜した状態で複数混在する場合であっても、これらの埋設物をもれなく適確に探査することができる。

また、本発明の実施形態に係る埋設物探査装置１１では、反射波情報記憶部３９は、アンテナ部１５の回転移動量のそれぞれ対応する波動の反射波の強度並びに波動の放射から波動の反射波の受信に至る往復時間を関連づけて記憶する。埋設物探査部２７は、反射波情報記憶部３９の記憶内容を参照して、波動の反射波の強度のうち最大のものを抽出すると共に、該抽出された波動の反射波の強度のうち最大のものに関連づけられた往復時間に基づいて、埋設物ＢＯの深度位置および延出方向を探査する。

本発明の実施形態に係る埋設物探査装置１１によれば、波動の反射波の強度、並びに、波動の放射から波動の反射波の受信に至る往復時間を関連づけて記憶した記憶内容を参照して、波動の反射波の強度のうち最大のものを抽出すると共に、該抽出された波動の反射波の強度のうち最大のものに関連づけられた往復時間に基づいて、埋設物ＢＯの深度位置および延出方向を探査するようにしたので、雑音信号に対する反射信号のレベルを大きくする（Ｓ／Ｎ比の向上）ことができる。従って、埋設物ＢＯの深度位置を高精度で求めると共に、埋設物ＢＯがどの方向に延在しているのかを適確に把握することができる。

また、本発明の実施形態に係る埋設物探査装置１１では、逐次回転制御部２３は、波動の反射波の強度のうち最大のものが抽出された場合、アンテナ部１５に対し、第１の単位角度θ１と比べて小さい第２の単位角度θ２に従う回転移動および所定時間の静止状態の維持を、最大のものが抽出された反射波の強度に対応するアンテナ部１５の回転移動量の周辺（最大のものが抽出された送受信点を挟んで前後の回転位置）において交互に繰り返し行わせる。

本発明の実施形態に係る埋設物探査装置１１によれば、雑音信号に対する反射信号のレベルを大きくする（Ｓ／Ｎ比の向上）ことができる。従って、埋設物ＢＯの深度位置を高精度で求めると共に、埋設物ＢＯがどの方向に延在しているのかを適確に把握することができる。

また、本発明の実施形態に係る埋設物探査装置１１によれば、送受信制御部２５は、振幅または周波数のうち少なくともいずれか一方が相互に異なる値に変調された波動を、それぞれ時間間隔をおいて放射することにより、波動の放射をアンテナ部１５に行わせるので、雑音信号に対する反射信号のレベルを大きくする（Ｓ／Ｎ比の向上）と共に、埋設物ＢＯの解像度を向上させて比較的小さい埋設物ＢＯでも検出することができるようになる。従って、埋設物ＢＯのサイズの大小にかかわらず、埋設物ＢＯの深度位置を高精度で求めると共に、埋設物ＢＯがどの方向に延在しているのかを適確に把握することができる。

［その他の実施形態］
以上説明した複数の実施形態は、本発明の具現化例を示したものである。従って、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されることがあってはならない。本発明はその要旨またはその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形態で実施することができるからである。

例えば、本実施形態に係る埋設物探査装置１１において、振幅変調した複数種類の波動パターンを、個々の波動パターン毎に時間間隔をおいてアンテナ部１５に放射させる例をあげて説明したが、本発明はこの例に限定されない。例えば、周波数変調した複数種類の波動パターンを、個々の波動パターン毎に時間間隔をおいてアンテナ部１５に放射させるようにしてもよい。さらに、振幅変調および周波数変調を組み合わせた複数種類の波動パターンを、個々の波動パターン毎に時間間隔をおいてアンテナ部１５に放射させるようにした例も、本発明の技術的範囲に包含される。

また、本実施形態に係る埋設物探査装置１１において、アンテナ部１５として、送信部１５ａおよび受信部１５ｂを組み合わせたものを例示して説明した。これについて、本発明のアンテナ部１５としては、送信部１５ａおよび受信部１５ｂが一体であるか別体であるかを問わない。要するに、本発明のアンテナ部１５としては、波動の送受信機能を有していればよい。従って、受信用のアンテナ部と送信用のアンテナ部とを、相互に近接して併設することによって構成したアンテナ部も、本発明の技術的範囲の射程に入ることはいうまでもない。

また、本実施形態に係る埋設物探査装置１１において、送受信制御部２５は、アンテナ部１５に対し、第１の単位角度θ１に従う回転移動および所定時間の静止状態の維持を、アンテナ部１５が一回転するまで複数回交互に繰り返し行わせる例をあげて説明したが、本発明はこの例に限定されない。上述とは逆に、送受信制御部２５は、アンテナ部１５に対し、所定時間の静止状態の維持および第１の単位角度θ１に従う回転移動を、アンテナ部１５が一回転するまで複数回交互に繰り返し行わせるように構成してもよい。

最後に、本実施形態に係る埋設物探査装置１１において、誘導案内部３３は、巡回経路決定部３１で決定されたアンテナ部１５の送受信点に係る巡回経路をすべて回っていない場合、アンテナ部１５を次の送受信点へと順次誘導案内する例をあげて説明したが、本発明はこの例に限定されない。例えば、巡回経路決定部３１で決定されたアンテナ部１５の送受信点に係る巡回経路をすべて回っていない場合であっても、ある埋設物ＢＯの存在が検出された時点で、巡回経路を外れてこの埋設物ＢＯの延出方向に追従するように動作する構成（図３Ｂの第６の送受信点Ｐ６から第９の送受信点Ｐ９へ至る追従動作を参照）を採用してもよい。

なお、この追従動作は、最も反射強度の大きい場合のアンテナ部１５の回転角度を参照して、この回転角度に対して９０度を加算した角度方向を埋設物ＢＯの延出方向とみなして、その追従動作を実行すればよい。本実施形態では、埋設物ＢＯの延出方向に対して直角に交差した方向に沿ってアンテナ部１５が延在している場合に、埋設物ＢＯからの波動の反射強度が最も大きいからである。

１１ 埋設物探査装置
１５ アンテナ部
１７ 軸
２３ 逐次回転制御部
２５ 送受信制御部
２７ 埋設物探査部
２９ 現在位置情報取得部
３１ 巡回経路決定部
３３ 誘導案内部
３５ 走行制御部
３７ 埋設物深度情報記憶部
３９ 反射波情報記憶部
４１ 表示制御部
４３ タッチパネル
４５ ＧＰＳ
ＢＯ 埋設物

Claims (8)

1. 探査対象となる埋設物が埋められた媒質の表面に対して略直交する駆動軸に支持され、当該駆動軸を中心として点対称となる位置に、波動を放射する送信部及び前記放射された波動の反射波を受信する受信部をそれぞれ有する線状のアンテナ部を、前記媒質の表面に正対するように位置させて設けた埋設物探査装置に用いられる埋設物探査方法であって、
   前記駆動軸に前記アンテナ部を支持させた状態で、前記アンテナ部に対し、前記駆動軸周りの第１の単位角度に従う回転移動および所定時間の静止状態の維持を、前記アンテナ部が略一回転するまで複数回交互に繰り返し行わせる逐次回転制御を実行する工程と、
   前記アンテナ部が静止状態を維持している間、前記波動の放射および前記放射された波動の反射波の受信を行う工程と、
   前記受信した波動の反射波に基づいて埋設物を探査する工程と、を有し、
   前記第１の単位角度は、前記線状のアンテナ部が有する指向性に由来した不感エリアに存する埋設物をもれなく探査可能となることを考慮した角度に設定される
   ことを特徴とする埋設物探査方法。
2. 請求項１に記載の埋設物探査方法であって、
   前記アンテナ部の回転移動量にそれぞれ対応する、前記波動の反射波の強度、並びに、前記波動の放射から前記波動の反射波の受信に至る往復時間を関連づけて記憶する工程と、
   前記記憶された前記波動の反射波の強度のうち最大のものを抽出する工程と、をさらに有し、
   前記埋設物を探査する工程では、前記抽出された前記波動の反射波の強度のうち最大のものに関連づけられた前記往復時間に基づいて、前記埋設物の深度位置および延出方向を探査する、
   ことを特徴とする埋設物探査方法。
3. 請求項２に記載の埋設物探査方法であって、
   前記記憶された前記波動の反射波の強度のうち最大のものが抽出された場合、前記逐次回転制御を実行する工程では、前記アンテナ部に対し、前記第１の単位角度と比べて小さい第２の単位角度に従う回転移動および所定時間の静止状態の維持を、前記最大のものが抽出された反射波の強度に対応する前記アンテナ部の回転移動量の周辺において複数回交互に繰り返し行わせる、
   ことを特徴とする埋設物探査方法。
4. 請求項１〜３のいずれか一項に記載の埋設物探査方法であって、
   前記波動の放射は、振幅または周波数のうち少なくともいずれか一方が相互に異なる値に変調された波動を、それぞれ時間間隔をおいて放射することにより行われる、
   ことを特徴とする埋設物探査方法。
5. 探査対象となる埋設物が埋められた媒質の表面に対して略直交する駆動軸に支持され、当該駆動軸を中心として点対称となる位置に、波動を放射する送信部及び前記放射された波動の反射波を受信する受信部をそれぞれ有する線状のアンテナ部を、前記媒質の表面に正対するように位置させて設け、前記受信した波動の反射波に基づいて埋設物を探査する埋設物探査装置であって、
   前記駆動軸周りに回転自在に設けた前記アンテナ部に対し、第１の単位角度に従う回転移動および所定時間の静止状態の維持を、前記アンテナ部が略一回転するまで複数回交互に繰り返し行わせる逐次回転制御部と、
   前記アンテナ部が静止状態を維持している間、前記波動の放射および前記放射された波動の反射波の受信を前記アンテナ部が有する前記送信部及び前記受信部に行わせる送受信制御部と、
   前記受信した波動の反射波に基づいて埋設物を探査する埋設物探査部と、を備え、
   前記第１の単位角度は、前記線状のアンテナ部が有する指向性に由来した不感エリアに存する埋設物をもれなく探査可能となることを考慮した角度に設定される
   ことを特徴とする埋設物探査装置。
6. 請求項５に記載の埋設物探査装置であって、
   前記アンテナ部の回転移動量のそれぞれ対応する前記波動の反射波の強度並びに前記波動の放射から前記波動の反射波の受信に至る往復時間を関連づけて記憶する反射波情報記憶部をさらに備え、
   前記埋設物探査部は、前記反射波情報記憶部の記憶内容を参照して、前記波動の反射波の強度のうち最大のものを抽出すると共に、該抽出された前記波動の反射波の強度のうち最大のものに関連づけられた前記往復時間に基づいて、前記埋設物の深度位置および延出方向を探査する、
   ことを特徴とする埋設物探査装置。
7. 請求項６に記載の埋設物探査装置であって、
   前記逐次回転制御部は、前記波動の反射波の強度のうち最大のものが抽出された場合、前記アンテナ部に対し、前記第１の単位角度と比べて小さい第２の単位角度に従う回転移動および所定時間の静止状態の維持を、前記最大のものが抽出された反射波の強度に対応する前記アンテナ部の回転移動量の周辺において交互に繰り返し行わせる、
   ことを特徴とする埋設物探査装置。
8. 請求項５〜７のいずれか一項に記載の埋設物探査装置であって、
   前記送受信制御部は、振幅または周波数のうち少なくともいずれか一方が相互に異なる値に変調された波動を、それぞれ時間間隔をおいて放射することにより、前記波動の放射を前記アンテナ部が有する前記送信部に行わせる、
   ことを特徴とする埋設物探査装置。

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