JP6239482B2 - Geophysical exploration system and data recording apparatus - Google Patents

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Description

本発明は、地震探査システムを構成する受振器などのセンサー装置が取得したデータの処理技術に関する。   The present invention relates to a technique for processing data acquired by a sensor device such as a geophone that constitutes an earthquake exploration system.

石油・天然ガス等の地下資源を採掘するためには、地下資源が存在する場所を特定する地下資源探査を行う必要がある。石油・天然ガス等の地下資源探査は、例えば次のように段階を経て進める。まず、第1段階として、広域地質評価と呼ばれる評価を行う。広域地質評価では、探査対象地域の航空写真や衛星写真の解析、重力や磁力の分布等の調査を行い、地下深部における地下資源存在の可能性を評価して探査対象エリアを絞り込む。次に第2段階として、その絞り込んだエリアで物理探査を行う。物理探査とは、地表に対し人工的に物理現象を発生させで、その反応を測定することで地下の状態を解析する探査方法である。絞り込んだエリアで物理探査を用い、地下構造の解析および評価を行う。   In order to mine underground resources such as oil and natural gas, it is necessary to conduct underground resource exploration to identify the location where the underground resources exist. Exploration of underground resources such as oil and natural gas proceeds through the following steps, for example. First, as a first stage, an evaluation called wide area geological evaluation is performed. In the wide-area geological evaluation, analysis of aerial photographs and satellite photographs of the exploration target area, investigation of the distribution of gravity and magnetic force, etc. are performed, and the possibility of the existence of underground resources in the deep underground is evaluated to narrow down the exploration target area. Next, as a second stage, physical exploration is performed in the narrowed area. Geophysical exploration is an exploration method that analyzes the state of the subsurface by artificially generating physical phenomena on the surface and measuring their reactions. Analyze and evaluate the underground structure using geophysical exploration in the narrowed area.

物理探査において地下の地質構造を知るための有効な方法が反射法地震探査である。反射法地震探査は、地表に対し人工的な振動を与え、その振動により発生した弾性波が地中を伝播して地層境界面で反射することで発生した反射波を地表に設置した受振器で観測・記録し、反射波が観測されるまでの時間や反射波の振幅の変化を解析することで、地下構造を再現し把握する手法である。   Reflective seismic exploration is an effective method for understanding geological structures underground in geophysical exploration. The seismic reflection method is a geophone that applies artificial vibrations to the surface of the earth and the reflected waves generated by the elastic waves generated by the vibrations propagating through the ground and reflected at the boundary of the strata. It is a method to reproduce and grasp the underground structure by observing and recording, and analyzing changes in the time until the reflected wave is observed and the amplitude of the reflected wave.

この反射法地震探査を実施する際のシステムは、人工的に振動を発生させる震源、振動を観測する受振器、観測した振動を記録するデータ記録装置、記録されたデータを収集するデータ収集装置で構成される。   The system used to perform this seismic reflection survey is an epicenter that artificially generates vibration, a geophone that observes the vibration, a data recording device that records the observed vibration, and a data collection device that collects the recorded data. Composed.

震源は、振動を発生させるエネルギー源のことである。ダイナマイト等の衝撃によりパルス状の波形を発生させる方法があるが、地表の損傷や安全上の問題があるため市街地ではダイナマイトの使用は難しい。そこで、非爆薬型震源としてバイブレータ方式が用いられる。バイブレータ方式は、地表面に振動装置を接触して振動させる方法である。バイブレータ方式では、地下の物性に応じて振動の周波数を設定し、弱い振動を数秒から数十秒印加するものである。バイブレータによって数秒から数十秒の長い時間弱い振動を複数回印加することによる振動エネルギーは、データ処理によりダイナマイト等の衝撃で発生するパルス状の振動エネルギーと同等である。
受振器は、微小な振動を観測できるセンサーを搭載しており、観測した振動を、振動に応じたデータに変換するものである。
データ記録装置は受振器で観測した振動のデータを記録する装置である。データ収集装置は複数のデータ記録装置に記録されたデータを収集する装置である。
An epicenter is an energy source that generates vibration. Although there is a method of generating a pulse waveform by impact of dynamite or the like, dynamite is difficult to use in urban areas due to ground damage and safety problems. Therefore, the vibrator system is used as a non-explosive type epicenter. The vibrator method is a method in which a vibrating device is brought into contact with the ground surface to vibrate. In the vibrator system, the frequency of vibration is set according to the physical properties of the underground, and weak vibration is applied for several seconds to several tens of seconds. The vibration energy generated by applying a weak vibration several times for several seconds to several tens of seconds with a vibrator is equivalent to the pulsed vibration energy generated by an impact such as dynamite by data processing.
The geophone is equipped with a sensor that can observe minute vibrations, and converts the observed vibrations into data corresponding to the vibrations.
The data recording device is a device for recording vibration data observed by a geophone. The data collection device is a device that collects data recorded in a plurality of data recording devices.

受振器が観測し、データ記録装置に記録され、データ収集装置が収集したデータは、計算機が設置された処理センタに送られる。処理センタでは、補正処理、相関処理、重合処理など複数の処理によりデータを解析し、地層の境界面を算出することで、地下構造図を作成する。なお、受振器は反射波以外に、ノイズとなる地表面に沿って伝わる表面波や、風雨や自動車、作業者の歩行に起因する振動波も観測され、それらがノイズとなって反射波に重畳されている。データの解析では、ノイズを低減する処理も必要である。   The data received by the geophone, recorded in the data recording device, and collected by the data collecting device is sent to the processing center where the computer is installed. In the processing center, data is analyzed by a plurality of processes such as a correction process, a correlation process, and a superposition process, and a boundary surface of the formation is calculated to create an underground structure map. In addition to reflected waves, the geophone also observes surface waves that travel along the ground surface that are noisy, and vibration waves that are caused by wind, rain, automobiles, and workers walking, and these are superimposed on the reflected waves as noise. Has been. Data analysis also requires processing to reduce noise.

また、受振器が観測したデータをデータ収集装置が収集するために、受振器とデータ記録装置とデータ収集装置間にデータ通信を行うデータ収集ネットワークが必要である。
データ収集ネットワークの一つとして、有線通信ネットワークシステムがある。有線通信ネットワークシステムは、受振器同士、受振器とデータ記録装置間、およびデータ記録装置とデータ収集装置間をケーブルで接続し、リアルタイムにデータをデータ収集装置に集約するシステムである。本システムは、リアルタイムにデータを確認することができる利点があるが、装置間を接続するケーブル量が膨大となり、運搬に多くの労力がかかる。また探査エリアに受振器やケーブルを配備する作業量も大きくなるという問題がある。さらに、ケーブルの損傷による交換やケーブル内部の断線を確認する等のメンテナンスにかかる作業量も非常に大きくなるという問題もある。
近年では、分析の精度を上げるために、探査エリアに受振器を数万個設置するような探査システムの構築が主流となっている。受振器を数万個用いるような探査システムを有線通信ネットワークシステムで構築すると、上述の問題が更に深刻となる。
In addition, in order for the data collection device to collect data observed by the geophone, a data collection network for performing data communication between the geophone, the data recording device, and the data collection device is required.
One of the data collection networks is a wired communication network system. The wired communication network system is a system in which data is collected in a data collection device in real time by connecting the geophones, between the geophone and the data recording device, and between the data recording device and the data collection device. Although this system has an advantage that data can be confirmed in real time, the amount of cables connecting between apparatuses becomes enormous, and a lot of labor is required for transportation. In addition, there is a problem that the amount of work for installing geophones and cables in the exploration area increases. In addition, there is a problem that the amount of work required for maintenance such as replacement due to cable damage and confirmation of disconnection inside the cable becomes very large.
In recent years, in order to improve the accuracy of analysis, the construction of exploration systems in which tens of thousands of geophones are installed in the exploration area has become mainstream. If a survey system that uses tens of thousands of geophones is constructed with a wired communication network system, the above problem becomes more serious.

この問題を解決するため、受振器同士および、データ記録装置とデータ収集装置間をケーブル接続せず、受振器とデータ記録装置を独立させた、ケーブルフリーシステムと呼ばれるシステムが開発されている。ケーブルフリーシステムは、受振器とデータ記録装置を探査エリアに一定期間設置し観測を行う。この間、受振器が取得したデータをデータ記録装置に蓄積し続ける。一定期間データ取得を行った後に受振器とデータ記録装置を回収し、データ記録装置に蓄積されたデータをデータ収集装置に収集するというシステムである。ケーブルフリーシステムでは、ケーブルの運搬やメンテナンスに対する作業量が大幅に低減される。   In order to solve this problem, a system called a cable-free system has been developed in which the geophone and the data recording device are independent from each other, and the geophone and the data recording device are not connected by a cable. The cable-free system installs a geophone and a data recording device in the exploration area for a certain period of time. During this time, the data acquired by the geophone is continuously stored in the data recording device. This is a system in which after receiving data for a certain period, the geophone and the data recording device are collected, and the data accumulated in the data recording device is collected in the data collecting device. The cable-free system greatly reduces the amount of work for cable transportation and maintenance.

しかし、ケーブルフリーシステムでは、探査エリアにおけるデータ取得期間が終了して取得したデータをデータ収集装置が収集するまで、データが正常に取得できたかどうかを確認することができない。つまり、受振器やデータ記録装置の故障、受振器の設置方法の不備等により取得したデータが解析に利用できない等の問題が判明するのは、データ収集後であり、データ取得期間中はデータの正常性を確認できない。このため、多数の受振器にてデータ取得に不備があった場合、データの再取得が必要となる。   However, in the cable-free system, it is not possible to confirm whether or not the data has been normally acquired until the data collection device collects the data acquired after the data acquisition period in the exploration area ends. In other words, problems such as failure of the geophone and data recording device, inaccurate installation of the geophone, etc. reveal that the acquired data cannot be used for analysis after data collection. The normality cannot be confirmed. For this reason, when there is a deficiency in data acquisition in many geophones, it is necessary to re-acquire data.

そこで、受振器およびデータ記録装置に無線通信機能を実装させることで、データ取得期間中であっても、データを無線通信を用いてデータ収集装置に集約させる、無線収集システムと呼ばれるシステムが提案されている。
例えば特許文献1では、無線収集システムにおけるデータ収集方法として、受振器1から受振器2、受振器3へと順に無線通信を用いてデータを転送するような受振器間のデータリレー転送方法が提案されている。
Therefore, a system called a wireless collection system has been proposed in which a radio communication function is implemented in a geophone and a data recording device, and data is collected in the data collection device using wireless communication even during a data acquisition period. ing.
For example, Patent Document 1 proposes a data relay transfer method between geophones that sequentially transfers data from the geophone 1 to the geophone 2 and the geophone 3 using wireless communication as a data collection method in the radio collection system. Has been.

US2011/0116344US2011 / 0116344

無線通信を用いて物理探査データをデータ収集装置に集約するシステムは、データ収集装置に送信するデータの種類に応じて2種類に分けられる。一つは取得したデータそのものを送信するシステムで、もう一つはクオリティコントロール(QC:Quality Control)情報と呼ばれる受振器およびデータ記録装置の稼動状況、例えば電池残量や動作状態に関する情報だけを送信するシステムである。   A system for collecting physical exploration data in a data collection device using wireless communication is classified into two types according to the type of data transmitted to the data collection device. One is a system that transmits the acquired data itself, and the other is only the information on the operating status of the geophone and data recording device, such as quality control (QC) information, such as the remaining battery level and operating status. System.

データそのものを送信するシステムには、データ収集装置がデータを確認することでデータの正常性を確認できるという利点がある一方、無線通信で送信するデータ容量が大きく、受振器やデータ記録装置の消費電力が増大するという課題がある。1台の受振器およびデータ記録装置が取得するデータの量は1日あたり数ギガバイトとなる。受振器やデータ記録装置が無線通信を用いてデータ収集装置へ送信するデータ量が膨大であるため、受振器やデータ記録装置の無線通信における消費電力が大きくなってしまう。
データそのものを送信するシステムにおいてデータ記録装置からデータ収集装置へデータを無線送信する方法はいくつか考えられる。1つは、全てのデータ記録装置からデータ収集装置に対して直接データを送信する方法であり、別の方法は、特許文献1に記載されたように隣接するデータ記録装置を経由してデータ収集装置までデータをリレー転送する方法がある。前者には、データ収集装置とデータ記録装置間の距離が大きくなるため送信電力が大きくなるという問題が、後者には、リレーを担当するデータ記録装置のデータ送信量が増加するという問題がある。そのため、受振器およびデータ記録装置には大容量の電池が必要となり、装置のコストや重量が上がってしまう。
The system that transmits the data itself has the advantage that the normality of the data can be confirmed by the data collecting device confirming the data, while the data capacity to be transmitted by wireless communication is large, and the consumption of the geophone and the data recording device There is a problem that electric power increases. The amount of data acquired by one geophone and data recording device is several gigabytes per day. Since the amount of data transmitted from the geophone or the data recording device to the data collection device using wireless communication is enormous, the power consumption of the geophone or data recording device in wireless communication increases.
There are several methods for wirelessly transmitting data from a data recording device to a data collection device in a system that transmits the data itself. One is a method in which data is directly transmitted from all data recording devices to the data collecting device, and another method is to collect data via an adjacent data recording device as described in Patent Document 1. There is a method of relaying data to a device. The former has the problem that the transmission power increases because the distance between the data collection device and the data recording device increases, and the latter has the problem that the data transmission amount of the data recording device in charge of the relay increases. Therefore, a large capacity battery is required for the geophone and the data recording device, which increases the cost and weight of the device.

QC情報だけを送信するシステムには、データ収集装置がデータそのものを確認することなくQC情報により受振器およびデータ記録装置の動作状態が確認できるという利点がある。しかし、動作状態は確認できても、データ収集装置はデータそのものの正常性を確認できないという課題がある。   The system that transmits only the QC information has an advantage that the operation status of the geophone and the data recording device can be confirmed by the QC information without the data collecting device confirming the data itself. However, there is a problem that even if the operation state can be confirmed, the data collection device cannot confirm the normality of the data itself.

データの正常性の確認は、受振器およびデータ記録装置で取得したデータから反射波を復元し、反射波の振幅や到達タイミングなどの情報を抽出することにより確認できる。しかし、前述したように、受振器およびデータ記録装置で取得される反射波には多くのノイズが重畳しているため、反射波とノイズのSN比を向上させるような処理を行わなければ振幅や到達タイミングなどの情報を抽出することができない。   The normality of the data can be confirmed by restoring the reflected wave from the data acquired by the geophone and the data recording device and extracting information such as the amplitude and arrival timing of the reflected wave. However, as described above, since a lot of noise is superimposed on the reflected wave acquired by the geophone and the data recording device, the amplitude and the amplitude or the noise must be improved unless processing for improving the SN ratio of the reflected wave and the noise is performed. Information such as arrival timing cannot be extracted.

本発明は、データ記録装置が、データ収集装置にデータを送信するシステムにおいて、データ記録装置が、データ収集装置に無線通信で送信するデータ容量を削減し、データ記録装置における消費電力を低減させることを目的とする。   The present invention relates to a system in which a data recording device transmits data to a data collection device, and the data recording device reduces the data volume transmitted to the data collection device by wireless communication, thereby reducing power consumption in the data recording device. With the goal.

また、本発明は、データ記録装置が、データ収集装置にQC情報を送信するシステムにおいて、データ収集装置でデータの正常性確認を行えるようにすることを目的とする。   Another object of the present invention is to enable a data recording apparatus to check data normality in a data collecting apparatus in a system that transmits QC information to the data collecting apparatus.

上記課題を解決するために、本発明においては、振動を発生させるバイブレータと、振動波データを測定する複数の受振器と、受振器が測定した振動波データを保持する複数のデータ記録装置と、データ記録装置が記録した振動波データを収集するデータ収集装置を少なくとも有する物理探査システムにおいて、データ記録装置に位置情報取得部を持たせ、データ記録装置が位置情報取得部により位置情報を取得して保持するとともに、予め前記物理探査システム内で一意にデータ記録装置を特定するためのIDをデータ記録装置に付与しておき、
データ収集装置は、あらかじめデータ記録装置のIDおよび位置情報を取得して、取得したデータ記録装置のID及び位置情報に基づいて、物理探査システム内のデータ記録装置を、隣接する複数のデータ記録装置からなる複数のグループにグループ化するとともにグループ内で通信を行うためのパラメータをグループ毎に設定してデータ記録装置に通知し、
データ記録装置は、通知されたパラメータに従って、グループ内で通信を行い、グループ内のデータ記録装置が保持する振動波データをグループ内の指定されたデータ記録装置に送信し、指定されたデータ記録装置は、隣接データ記録装置が保持する隣接振動波データと自身が保持している振動波データとで相関処理を行い、相関処理を行った結果をデータ収集装置へ送信するようにしたものである。
In order to solve the above problems, in the present invention, a vibrator that generates vibration, a plurality of geophones that measure vibration wave data, a plurality of data recording devices that hold vibration wave data measured by the geophone, In a physical exploration system having at least a data collection device that collects vibration wave data recorded by a data recording device, the data recording device has a position information acquisition unit, and the data recording device acquires position information by the position information acquisition unit. And holding an ID for uniquely identifying the data recording device in the physical exploration system in advance,
The data collection device acquires the ID and position information of the data recording device in advance and, based on the acquired ID and position information of the data recording device, replaces the data recording device in the physical exploration system with a plurality of adjacent data recording devices. Grouped into a plurality of groups and set parameters for communication within the group for each group and notify the data recording device,
The data recording device performs communication within the group according to the notified parameter, transmits vibration wave data held by the data recording device within the group to the designated data recording device within the group, and the designated data recording device In this example, correlation processing is performed on adjacent vibration wave data held by the adjacent data recording device and vibration wave data held by itself, and the result of the correlation processing is transmitted to the data collection device.

本発明によれば、データそのものを送信することなく、データ記録装置の取得データの正常性を確認できる。
また、本発明によれば、送信するデータ容量を低減することにより、データ記録装置における消費電力を削減することができる。
According to the present invention, the normality of acquired data of the data recording apparatus can be confirmed without transmitting the data itself.
Further, according to the present invention, it is possible to reduce power consumption in the data recording apparatus by reducing the data capacity to be transmitted.

本発明の一実施例における物理探査システムの構成を説明する図である。It is a figure explaining the structure of the physical exploration system in one Example of this invention. 本発明の一実施例におけるデータ記録装置の構成を説明する図である。It is a figure explaining the structure of the data recording device in one Example of this invention. 本発明の一実施例におけるデータ収集装置の構成を説明する図である。It is a figure explaining the structure of the data collection device in one Example of this invention. 本発明の一実施例におけるデータ記録装置がデータ収集装置に送信する情報およびデータ収集装置のパラメータ格納部(バイブレータ)、パラメータ格納部(データ記録装置)のデータ格納イメージを示す図である。It is a figure which shows the data storage image of the information which the data recording device in one Example of this invention transmits to a data collection device, the parameter storage part (vibrator) of a data collection device, and a parameter storage part (data recording device). 本発明の一実施例におけるデータ収集装置のパラメータ格納部(データ記録装置)のパラメータを説明する図である。It is a figure explaining the parameter of the parameter storage part (data recording device) of the data collection device in one Example of this invention. 本発明の一実施例における振動波データの前処理の内容を説明する図である。It is a figure explaining the content of the pre-processing of the vibration wave data in one Example of this invention. 本発明の一実施例におけるデータ記録装置の相関処理を説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining the correlation process of the data recording device in one Example of this invention. 本発明の一実施例におけるデータ収集装置のデータ表示部の表示イメージを示す図である。It is a figure which shows the display image of the data display part of the data collection device in one Example of this invention. 本発明の一実施例におけるデータ記録装置の相関処理および圧縮処理を説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining the correlation process and compression process of the data recording device in one Example of this invention.

以下、本発明の実施の形態を図面を用いて説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

まず、本発明が適用される物理探査システム全体の構成を説明する。
図1は、本発明の一実施例における物理探査システムの構成を説明する図である。
First, the configuration of the entire physical exploration system to which the present invention is applied will be described.
FIG. 1 is a diagram for explaining the configuration of a physical exploration system in one embodiment of the present invention.

物理探査システムは、地表に振動を印加するバイブレータ101、振動を測定する受振器102A、102B、102C、受振器が測定したデータを内部の記録領域に格納するデータ記録装置103A、103B、103C、データ記録装置103A、103B、103Cに格納されたデータを収集するデータ収集装置104、データ記録装置が内部に格納したデータをデータ収集装置に送信する際にデータ送信を中継する中継装置105で構成される。図1に示した例では、受振器102とデータ記録装置103間は有線回線で接続され、データ記録装置103と中継装置105間は無線通信を行い、中継装置105とデータ収集装置104は有線回線で接続される構成を例として示している。これ以外にも、受振器102とデータ記録装置103間、中継装置105とデータ収集装置104間も、無線回線で接続される構成としてもよい。   The geophysical exploration system includes a vibrator 101 that applies vibration to the ground surface, geophones 102A, 102B, and 102C that measure vibration, and data recording devices 103A, 103B, and 103C that store data measured by the geophone in an internal recording area. A data collecting device 104 that collects data stored in the recording devices 103A, 103B, and 103C, and a relay device 105 that relays data transmission when the data recording device transmits data stored therein to the data collecting device. . In the example shown in FIG. 1, the geophone 102 and the data recording apparatus 103 are connected by a wired line, the data recording apparatus 103 and the relay apparatus 105 perform wireless communication, and the relay apparatus 105 and the data collection apparatus 104 are connected by a wired line. An example of the configuration connected in FIG. In addition to this, the geophone 102 and the data recording device 103 and the relay device 105 and the data collection device 104 may be connected by a wireless line.

中継装置105は、Wi−Fi(登録商標)やZigBee(登録商標)などの方式で無線通信する機能と、光ファイバもしくは同軸ケーブルを用いた有線通信を行う機能を持ち、データ記録装置103A、103B、103Cと無線通信を行う。   The relay device 105 has a function of performing wireless communication by a method such as Wi-Fi (registered trademark) or ZigBee (registered trademark) and a function of performing wired communication using an optical fiber or a coaxial cable, and the data recording devices 103A and 103B. , 103C and wireless communication.

また、データ記録装置103A、103B、103CはWi−Fi(登録商標)やZigBee(登録商標)などの方式で無線通信する機能を持ち、データ記録装置同士で無線通信を行う。   Further, the data recording devices 103A, 103B, and 103C have a function of performing wireless communication by a method such as Wi-Fi (registered trademark) or ZigBee (registered trademark), and perform wireless communication between the data recording devices.

データ収集装置104は、光ファイバもしくは同軸ケーブルを用いた有線通信を行う機能を持ち、中継装置105と通信を行う。また、データ収集装置104は、データ収集する機能と、バイブレータ101とデータ記録装置を制御する機能を持つ。データ収集装置104は、これらの装置を制御するためのパラメータをデータ記録装置103A、103B、103Cには中継装置105を介して送信し、バイブレータ101には無線通信を用いて送信する。データ収集装置104とバイブレータ101間の無線通信は、データ記録装置と中継装置105間の無線通信とは異なる無線通信方式を用いてもよい。   The data collection device 104 has a function of performing wired communication using an optical fiber or a coaxial cable, and communicates with the relay device 105. The data collection device 104 has a function of collecting data and a function of controlling the vibrator 101 and the data recording device. The data collection device 104 transmits parameters for controlling these devices to the data recording devices 103A, 103B, and 103C via the relay device 105, and transmits the parameters to the vibrator 101 using wireless communication. The wireless communication between the data collection device 104 and the vibrator 101 may use a wireless communication method different from the wireless communication between the data recording device and the relay device 105.

バイブレータ101は、地表に振動を印加する機能の他に、GPS(Global Positioning System)信号などから時刻情報や位置情報を取得する機能と、取得した時刻情報と位置情報を管理する機能、無線通信を行う機能を持ち、データ収集装置104と通信を行う。バイブレータ101は、データ収集装置104から送信されたパラメータに基づいた振動を地表に印加する。   The vibrator 101 has a function of acquiring time information and position information from a GPS (Global Positioning System) signal, a function of managing the acquired time information and position information, and wireless communication in addition to a function of applying vibration to the ground surface. It has a function to perform and communicates with the data collection device 104. Vibrator 101 applies vibrations based on the parameters transmitted from data collection device 104 to the ground surface.

図2は、本発明の一実施例におけるデータ記録装置103の構成を説明する図である。
データ記録装置は、メムス(MEMS:Micro Electro Mechanical Systems)を用いた受振器とのインタフェースとなる受振器IF(MEMS)208、ジオフォンを用いた受振器とのインタフェースとなる受振器IF(ジオフォン)209、受振器IF(ジオフォン)209から入力されたジオフォンが観測した速度情報のアナログ信号をデジタル信号に変換するA/D変換部210、デジタル信号に変換した速度情報に伝達関数をかけて加速度情報に変換する伝達関数部211、受振器IF208が受信したデータおよび伝達関数部211が加速度情報に変換したデータを保存する取得データ格納部203、隣接する他のデータ記録装置から取得データを格納する隣接データ格納部202、取得データ格納部203に保存されたデータに分割や加算や乗算等の演算処理および隣接データ格納部202に保存されたデータとの比較処理を行う演算部201、演算部201での処理結果等を格納する演算データ格納部204、演算データ格納部204に格納されたデータをWi−Fi(登録商標)やZigBee(登録商標)などの無線方式を用いて中継装置に送信する無線送信部(中継装置)216、中継装置からの無線通信信号を受信する無線受信部(中継装置)215、復調したデータからパラメータを取り出し格納するパラメータ格納部218、隣接する他のデータ記録装置の取得データを受信する無線受信部(隣接データ記録装置)205、隣接する他のデータ記録装置に取得データを送信する無線送信部(隣接データ記録装置)206、GPS信号を受信するGPS信号受信部207、受信したGPS信号から抽出した時刻情報を管理する時刻管理部217、データ記録装置103の各部を駆動させるための電池213、電池213を充電する際の外部装置とのインタフェースとなる充電IF214、取得データ格納部203内のデータを取り出す際の外部装置とのインタフェースとなる外部装置IF212、から構成される。
FIG. 2 is a diagram illustrating the configuration of the data recording apparatus 103 according to an embodiment of the present invention.
The data recording apparatus includes a geophone IF (MEMS) 208 serving as an interface with a geophone using a micro electro mechanical systems (MEMS), and a geophone IF 209 serving as an interface with a geophone. The A / D converter 210 that converts an analog signal of speed information observed by the geophone input from the geophone IF (geophone) 209 into a digital signal, and applies the transfer function to the speed information converted into the digital signal to obtain acceleration information. Transfer function unit 211 for conversion, acquired data storage unit 203 for storing data received by the geophone IF 208 and data converted by the transfer function unit 211 into acceleration information, adjacent data for storing acquired data from other adjacent data recording devices Storage unit 202, acquisition data storage An arithmetic unit 201 that performs arithmetic processing such as division, addition, and multiplication on the data stored in 203, and comparison processing with data stored in the adjacent data storage unit 202, arithmetic data that stores processing results in the arithmetic unit 201, and the like Storage unit 204, wireless transmission unit (relay device) 216 that transmits data stored in operation data storage unit 204 to a relay device using a wireless method such as Wi-Fi (registered trademark) or ZigBee (registered trademark), relay A wireless reception unit (relay device) 215 that receives a wireless communication signal from the device, a parameter storage unit 218 that extracts and stores a parameter from the demodulated data, and a wireless reception unit that receives acquired data of another adjacent data recording device (adjacent Data recording device) 205, wireless transmission unit (adjacent data recording device) 206 for transmitting acquired data to other adjacent data recording devices, GPS signal A GPS signal receiving unit 207 for receiving the signal, a time management unit 217 for managing time information extracted from the received GPS signal, a battery 213 for driving each unit of the data recording device 103, an external device for charging the battery 213, and The charging IF 214 serving as an interface of the external device, and the external device IF 212 serving as an interface with an external device when data in the acquired data storage unit 203 is extracted.

図3は、本発明の一実施例におけるデータ収集装置の構成を説明する図である。
データ収集装置104は、バイブレータを制御するためのパラメータを格納するパラメータ格納部(バイブレータ)301、中継装置105との通信のインタフェースとなる有線IF302、有線IFで受信したデータを格納するデータ格納部303、格納されたデータを表示する表示部304、バイブレータとの無線通信を行う無線送受信部305,データ記録装置103A、103B、103Cを制御するためのパラメータを格納するパラメータ格納部(データ記録装置)306から構成される。
FIG. 3 is a diagram illustrating the configuration of the data collection device according to an embodiment of the present invention.
The data collection device 104 includes a parameter storage unit (vibrator) 301 that stores parameters for controlling the vibrator, a wired IF 302 that serves as an interface for communication with the relay device 105, and a data storage unit 303 that stores data received by the wired IF. , A display unit 304 that displays stored data, a wireless transmission / reception unit 305 that performs wireless communication with a vibrator, and a parameter storage unit (data recording device) 306 that stores parameters for controlling the data recording devices 103A, 103B, and 103C Consists of

次に、本実施例における受振器102A、102B、102Cと、データ記録装置103A、103B、103Cと、データ収集装置104と、バイブレータ101と、中継装置105の動作について、振動印加前、振動印加途中、振動印加後の3ステップに分けて説明する。   Next, regarding the operations of the geophones 102A, 102B, and 102C, the data recording devices 103A, 103B, and 103C, the data collection device 104, the vibrator 101, and the relay device 105 in the present embodiment, before the vibration is applied and during the vibration application. The description will be divided into three steps after applying the vibration.

まず、バイブレータ101による振動印加前における各装置の動作について説明する。
探査エリアに、受振器102A、102B、102C、データ記録装置103A、103B、103C、中継装置105、データ収集装置104、バイブレータ101を配備する。
全てのデータ記録装置にはそれぞれ予めIDが設定されており、各データ記録装置は、そのIDとGPS信号から得たそれぞれの位置情報を中継装置105経由でデータ収集装置104に送信する。
First, the operation of each device before applying vibration by the vibrator 101 will be described.
The geophones 102A, 102B, and 102C, the data recording devices 103A, 103B, and 103C, the relay device 105, the data collection device 104, and the vibrator 101 are arranged in the search area.
An ID is set in advance for each of the data recording devices, and each data recording device transmits the ID and position information obtained from the GPS signal to the data collection device 104 via the relay device 105.

図4(a)は、本発明の一実施例におけるデータ記録装置がデータ収集装置に送信する情報を説明する図である。
図4(b)は、本発明の一実施例におけるデータ収集装置のパラメータ格納部(バイブレータ)のデータ格納イメージを示す図である。
図4(c)は、本発明の一実施例におけるデータ収集装置のパラメータ格納部(データ記録装置)のデータ格納イメージを示す図である。
FIG. 4A is a diagram for explaining information transmitted from the data recording apparatus to the data collection apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 4B is a diagram illustrating a data storage image of the parameter storage unit (vibrator) of the data collection device according to the embodiment of the present invention.
FIG. 4C is a diagram showing a data storage image of the parameter storage unit (data recording device) of the data collection device according to the embodiment of the present invention.

図5(a)は、データ収集装置のデータ記録装置情報の格納テーブルのイメージ図である。
図5(b)は、データ収集装置がデータ記録装置に送信するパラメータを説明する図である。
図5(c)は、データ収集装置がデータ記録装置に送信するパラメータを説明する図である。
FIG. 5A is an image diagram of a data recording device information storage table of the data collection device.
FIG. 5B is a diagram illustrating parameters that the data collection device transmits to the data recording device.
FIG. 5C is a diagram illustrating parameters that the data collection device transmits to the data recording device.

図4(a)に送信情報のテーブルを示すように、103A、103B、103Cを含むデータ記録装置は、中継装置経由でデータ収集装置104にデータ記録装置のIDと、データ記録装置の位置情報を送信する。各データ記録装置103からデータ記録装置のIDと位置情報を受信したデータ収集装置104は、図5(a)に示すように、受信した情報をテーブルに記録する。   As shown in the transmission information table in FIG. 4A, the data recording apparatus including 103A, 103B, and 103C sends the data recording apparatus ID and the position information of the data recording apparatus to the data collection apparatus 104 via the relay apparatus. Send. The data collection device 104 that has received the ID and position information of the data recording device from each data recording device 103 records the received information in a table as shown in FIG.

データ収集装置104は、図5(a)に示したテーブルに格納したデータ記録装置の位置情報を基に、全てのデータ記録装置を複数のグループに分割する。その際、データ収集装置104は一つのグループに属する全てのデータ記録装置は近接しており、Wi−Fi(登録商標)などで直接通信が可能なように分割する。本実施例では、データ記録装置103A、103B、103Cで一つのグループを構成する。また、データ収集装置104は、隣接するグループ間での干渉などを考慮し、それぞれのデータ記録装置がグループ内でデータ記録装置間通信を行うための設定情報、例えばWi−Fi(登録商標)であればSSID(Service Set Identifier)、データを送信するタイミング、データ送信に用いる周波数、グループ内でのデータ送信の優先順位などを決定し、パラメータ格納部(データ記録装置)306に格納する。格納されているグループ内のデータ記録装置間通信用パラメータを図4(c)に示す。この例では、データ収集装置103A、103B、103Cがそれぞれグループ内でのデータ送信の優先順位1,2,3に対応していると仮定する。   The data collection device 104 divides all the data recording devices into a plurality of groups based on the position information of the data recording devices stored in the table shown in FIG. At this time, the data collection device 104 is divided so that all data recording devices belonging to one group are close to each other and can directly communicate with each other by Wi-Fi (registered trademark) or the like. In this embodiment, the data recording apparatuses 103A, 103B, and 103C constitute one group. In addition, the data collection device 104 considers interference between adjacent groups, and setting information for each data recording device to perform communication between the data recording devices within the group, for example, Wi-Fi (registered trademark). If there is, a service set identifier (SSID), data transmission timing, frequency used for data transmission, priority of data transmission within the group, and the like are determined and stored in the parameter storage unit (data recording device) 306. FIG. 4C shows the parameters for communication between data recording devices in the stored group. In this example, it is assumed that the data collection devices 103A, 103B, and 103C correspond to data transmission priorities 1, 2, and 3, respectively.

データ収集装置104は、図4(b)に示すように、予めオペレータが設定した、バイブレータ101が地表に印加する振動の印加回数、各回の印加開始時刻、各回の印加時間長、バイブレータ101から受信したバイブレータ101の位置情報をパラメータ格納部(バイブレータ)301に格納している。また、データ収集装置104は、バイブレータ101が地表に印加する振動の印加回数、各回の印加開始時刻、各回の印加時間長の情報と、データ記録装置103A、103B、103Cがデータを取得する際のサンプリング時間をパラメータ格納部(データ記録装置)306に格納する。
データ収集装置104は、図4(b)に示したパラメータ格納部(バイブレータ)301に格納している印加回数、各回の印加開始時刻、各回の印加時間長の情報をバイブレータ101に送信する。また、データ収集装置104はパラメータ格納部(データ記録装置)306にある情報をデータ記録装置103A、103B、103Cに送信し、データ記録装置103A、103B、103Cは送信された情報を装置内のパラメータ格納部218に格納する。データ記録装置103が装置内のパラメータ格納部218に格納する情報のテーブルを図5(b)(c)に示す。
As shown in FIG. 4B, the data collection device 104 receives from the vibrator 101 the number of vibrations applied by the vibrator 101 to the ground surface, the application start time of each time, the application time length of each time, which is set in advance by the operator. The position information of the vibrator 101 is stored in a parameter storage unit (vibrator) 301. The data collection device 104 also includes information on the number of vibrations applied by the vibrator 101 to the ground surface, each application start time, each application time length information, and when the data recording devices 103A, 103B, and 103C acquire data. The sampling time is stored in the parameter storage unit (data recording device) 306.
The data collection device 104 transmits to the vibrator 101 information on the number of application times, the application start time of each time, and the application time length of each time stored in the parameter storage unit (vibrator) 301 shown in FIG. The data collection device 104 transmits information in the parameter storage unit (data recording device) 306 to the data recording devices 103A, 103B, and 103C, and the data recording devices 103A, 103B, and 103C send the transmitted information to the parameters in the device. Store in the storage unit 218. Tables of information stored in the parameter storage unit 218 in the data recording apparatus 103 are shown in FIGS.

バイブレータ101は、データ収集装置104が送信した振動の印加回数、各回の印加開始時刻、各回の印加時間長を受信して保持する。
またデータ記録装置103A、103B、103Cは、GPS信号受信部207から得た時刻情報を時刻管理部217に格納する。
Vibrator 101 receives and holds the number of vibration applications transmitted by data collection device 104, the application start time of each application, and the application time length of each application.
The data recording devices 103 </ b> A, 103 </ b> B, and 103 </ b> C store the time information obtained from the GPS signal receiving unit 207 in the time management unit 217.

次にバイブレータ101による振動印加途中における各装置の動作について説明する。
バイブレータ101は、データ収集装置から受信し、バイブレータ内部に保持している印加回数、各回の印加開始時刻、各回の印加時間長に従って、地表に振動を印加する。
データ記録装置103A、103B、103Cは、データ収集装置から受信しデータ記録装置内のパラメータ格納部218に格納した振動の印加開始時刻と印加時間長とサンプリング時間に従い、初回振動開始から最終振動回の間、印加開始時刻から印加時間長後の予め設定した時間まで振動波データを取得し続け、データ記録装置103A、103B、103Cの取得データ格納部203に保存する。
Next, the operation of each device during vibration application by the vibrator 101 will be described.
Vibrator 101 applies vibration to the ground surface in accordance with the number of times of application received from the data collection device, the application start time of each time, and the length of time of each application.
The data recording devices 103A, 103B, and 103C receive from the data collection device and store in the parameter storage unit 218 in the data recording device according to the vibration application start time, the application time length, and the sampling time. During this time, the vibration wave data is continuously acquired from the application start time to a preset time after the application time length, and is stored in the acquired data storage unit 203 of the data recording devices 103A, 103B, and 103C.

最後に、バイブレータ101による振動の印加後における各装置の動作について説明する。   Finally, the operation of each device after application of vibration by the vibrator 101 will be described.

データ記録装置103A、103B、103Cは、取得した振動波データに前処理を行う。その後、データ記録装置103B、103Cは、データ収集装置104から指定された優先順位に従い、データ記録装置103Aに対して無線通信を用いて振動波データを送信する。データ記録装置103Aは、受信したデータ記録装置103B、103Cの振動波データと自己の振動波データの相関処理を行い、結果を中継装置105に無線通信を用いて送信する。中継装置105は有線通信を用いてデータ収集装置104に相関処理を行った結果を送信する。   The data recording devices 103A, 103B, and 103C perform preprocessing on the acquired vibration wave data. Thereafter, the data recording devices 103B and 103C transmit vibration wave data to the data recording device 103A using wireless communication in accordance with the priority order specified by the data collection device 104. The data recording device 103A performs correlation processing between the received vibration wave data of the data recording devices 103B and 103C and its own vibration wave data, and transmits the result to the relay device 105 using wireless communication. The relay device 105 transmits the result of the correlation processing to the data collection device 104 using wired communication.

次に、前処理の方法について説明する。
図6は、本発明の一実施例における振動波データの前処理の内容を説明する図である。
バイブレータ101は、全く同じ振動パターンを再現し、その振動パターンを複数回印加することができる。そのため、受振器102A、102B、102Cは、全く同じパターンの反射波にノイズが重畳した振動波を観測することになる。また、図6に示すように、データ記録装置103A、103B、103Cに保存されたデータをバイブレータの各振動印加開始時刻を先頭に分割すると、それぞれの分割データの同じ位置に反射波データが含まれることになる。
データ記録装置103A、103B、103Cの演算部201は、取得データ格納部203に保存されたデータを、バイブレータ101の各振動印加開始時刻を先頭にデータを分割し、それらのデータを足し合わせ、演算データ格納部204に加算データとして格納する。
Next, a preprocessing method will be described.
FIG. 6 is a diagram for explaining the contents of preprocessing of vibration wave data in one embodiment of the present invention.
Vibrator 101 can reproduce the same vibration pattern and apply the vibration pattern a plurality of times. Therefore, the geophones 102A, 102B, and 102C observe vibration waves in which noise is superimposed on reflected waves having the same pattern. As shown in FIG. 6, when the data stored in the data recording devices 103A, 103B, and 103C is divided at the beginning of each vibration application start time of the vibrator, the reflected wave data is included at the same position of each divided data. It will be.
The calculation unit 201 of the data recording devices 103A, 103B, and 103C divides the data stored in the acquired data storage unit 203, starting with each vibration application start time of the vibrator 101, and adds the data to calculate Stored in the data storage unit 204 as addition data.

受振器が観測した振動波データに含まれる反射波のパターンは毎回同じである一方、ノイズは回毎に異なる。従って、上記の加算処理により、反射波部分が強められたデータを生成することができ、データの有効性を失わずにデータ量を1/印加回数に削減することができる。また、反射波部分が強められることにより、反射波とノイズのSN比が向上する。   While the reflected wave pattern included in the vibration wave data observed by the geophone is the same every time, the noise is different every time. Therefore, by the above addition processing, data with an enhanced reflected wave portion can be generated, and the data amount can be reduced to 1 / number of applications without losing the validity of the data. Further, by enhancing the reflected wave portion, the SN ratio of the reflected wave and noise is improved.

次に振動波データの相関処理について説明する。
図7は、本発明の一実施例における振動波データの相関処理を説明するフローチャートである。
データ記録装置103A、103B、103Cは近接しているため、それぞれの反射波の波形は類似している。一方、バイブレータ101とデータ記録装置との位置関係の違いのため、それぞれの反射波の到達時間はそれぞれの反射波の伝播経路の長さの差および伝播速度に応じて異なる。振動波データに含まれる振幅の大きな反射波の数は限られるため、データ記録装置間の測定データは、各データ記録装置における振動波の到達時間の差だけずらして相関値を計算すれば、高い相関値が得られると考えられる。図7は最大の相関値と、相関値が最大となる時刻ずれを算出するための処理である。
Next, correlation processing of vibration wave data will be described.
FIG. 7 is a flowchart for explaining correlation processing of vibration wave data in one embodiment of the present invention.
Since the data recording devices 103A, 103B, and 103C are close to each other, the waveforms of the reflected waves are similar to each other. On the other hand, due to the difference in the positional relationship between the vibrator 101 and the data recording device, the arrival time of each reflected wave differs depending on the difference in propagation path length and propagation speed of each reflected wave. Since the number of reflected waves with large amplitude included in the vibration wave data is limited, the measurement data between the data recording devices is high if the correlation value is calculated by shifting the difference in arrival time of the vibration waves in each data recording device. It is thought that a correlation value is obtained. FIG. 7 shows a process for calculating the maximum correlation value and the time shift at which the correlation value is maximum.

具体的には、ステップS1にて、最終的に最大相関値を表すMaxCと最終的に最大時間ずれをあらわすMaxTを初期化する。ステップS2にて時刻ずれをあらわすカウンタτを初期化する。ステップS3にて自己(ここではデータ記録装置103A)の保存データ(以降、データ1)と、τだけずらせた隣接(ここではデータ記録装置103Bもしくは103C)の保存データ(以降、データ2)の相関値を計算する。ステップS4にて算出した相関値が、時刻ずれτ―1までの最大相関値であるMaxCを上回るかどうか確認する。上回った場合、ステップS5にてMaxCにステップS3にて計算した相関値を、MaxTにτを代入する。これをτが時刻Tに到達するまで繰り返すことで、全時間における最大相関値と、相関値が最大となる時刻ずれを算出することができる。データ記録装置103Aは、データ記録装置103Aと103B、103Aと103C、103Bと103Cのそれぞれの組み合わせにおける最大相関値と相関値が最大となる時刻ずれを算出し、データ収集装置104に送信する。   Specifically, in step S1, MaxC that finally represents the maximum correlation value and MaxT that finally represents the maximum time lag are initialized. In step S2, a counter τ representing a time lag is initialized. Correlation between stored data (hereinafter, data 1) of self (here, data recording apparatus 103A) and stored data (hereinafter, data 2) of adjacent (data recording apparatus 103B or 103C) shifted by τ in step S3 Calculate the value. It is confirmed whether or not the correlation value calculated in step S4 exceeds MaxC, which is the maximum correlation value up to the time difference τ-1. If it exceeds, the correlation value calculated in step S3 is substituted for MaxC in step S5, and τ is substituted for MaxT. By repeating this until τ reaches time T, it is possible to calculate the maximum correlation value in all times and the time shift at which the correlation value is maximum. The data recording device 103A calculates the maximum correlation value in each combination of the data recording devices 103A and 103B, 103A and 103C, and 103B and 103C, and the time lag at which the correlation value is maximized, and transmits the data to the data collection device 104.

次に図8を用いて、データ収集装置104におけるデータ表示方法について説明する。
図8は、本発明の一実施例におけるデータ収集装置のデータ表示部の表示イメージを示す図である。
データ収集装置104は、データ記録装置103から受信した各データ記録装置103の位置情報に応じ、表示部304に表示する。
図8の中心にあるバツ印はバイブレータ101の位置を表し、バツ印の周囲にある円はデータ記録装置を表す。
各円の大きさはバイブレータ101からの距離を示している。データ記録装置103A、103B、103Cが位置情報に対応する位置に配置されており、103A、103B、103Cが一つのグループであることを示す点線で囲まれている。データ収集装置は、データ記録装置から受信した相関値情報により、正常に動作していない可能性があるデータ記録装置を表示部304に強調表示する。この例ではデータ記録装置103Cが強調表示されている。
Next, a data display method in the data collection device 104 will be described with reference to FIG.
FIG. 8 is a diagram showing a display image of the data display unit of the data collection device in one embodiment of the present invention.
The data collection device 104 displays the data on the display unit 304 according to the position information of each data recording device 103 received from the data recording device 103.
A cross mark in the center of FIG. 8 represents the position of the vibrator 101, and a circle around the cross mark represents a data recording apparatus.
The size of each circle indicates the distance from the vibrator 101. The data recording devices 103A, 103B, and 103C are arranged at positions corresponding to the position information, and are surrounded by dotted lines indicating that 103A, 103B, and 103C are one group. Based on the correlation value information received from the data recording device, the data collection device highlights on the display unit 304 the data recording device that may not be operating normally. In this example, the data recording device 103C is highlighted.

データ記録装置103Cが強調表示されるケースは例えば、以下の2つがある。
一つは、103Aと103Bの間の相関値が高い一方、103Aと103C、および103Bと103Cの間の相関値が低いケースである。
もう一つは、103Aと103Bの間の時刻ずれが双方の距離から推定される範囲におさまる一方、103Aと103C、および103Bと103Cの間の時刻ずれが双方の距離から推定される範囲を超えるケースである。
For example, there are the following two cases in which the data recording device 103C is highlighted.
One is a case where the correlation value between 103A and 103B is high, while the correlation value between 103A and 103C and between 103B and 103C is low.
The other is that the time lag between 103A and 103B falls within the range estimated from both distances, while the time lag between 103A and 103C and 103B and 103C exceeds the range estimated from both distances. It is a case.

以上のようにデータ収集装置104において、データ記録装置103で取得したデータの正常性を確認することができる。   As described above, in the data collection device 104, the normality of the data acquired by the data recording device 103 can be confirmed.

データ記録装置103の取得データ格納部203に保存されたデータは、データ記録装置103を探査エリアから回収した後に、外部装置IF212から出力することで収集することができる。   Data stored in the acquired data storage unit 203 of the data recording device 103 can be collected by collecting the data recording device 103 from the search area and then outputting it from the external device IF 212.

受振器がジオフォンで構成される場合、上述の前処理の前に、伝達関数処理部211にて相対速度から絶対加速度に変換する処理を行う。
本発明における受振器102とデータ記録装置103は、一体型の装置であってもよい。
When the geophone is composed of a geophone, the transfer function processing unit 211 performs processing for converting from relative speed to absolute acceleration before the above-described preprocessing.
The geophone 102 and the data recording device 103 in the present invention may be an integrated device.

実施例2では、データ記録装置103におけるデータ圧縮方法について説明する。
本実施例における全体のシステム構成は実施例1と同じであるため、説明を省略する。
本実施例における各装置の動作について説明する。なお、振動印加前、振動印加途中、および振動印加後の相関処理までの動作については実施例1と同じため、説明を省略する。
相関処理の段階で、データ記録装置103Aには、データ記録装置103Bと103Cの測定データが存在する。実施例1の図7で説明した通り、データ記録装置103A、103B、103Cの測定データは到達時間の差だけずらせば類似している。そのため、二つの測定データの差分データの情報量は少ない。言い換えれば、差分データにデータ圧縮処理を施すと小さくなることが期待される。このことを利用し、データ記録装置103A、103B、103Cの測定データそれぞれを圧縮して送信する代わりに、データ記録装置103Aの測定データと、103Aと103Bの差分データ、103Aと103Cの差分データそれぞれを圧縮して送信することにより送信するデータ量を削減する。
In the second embodiment, a data compression method in the data recording apparatus 103 will be described.
Since the overall system configuration in the present embodiment is the same as that in the first embodiment, description thereof is omitted.
The operation of each device in this embodiment will be described. Note that the operations up to the correlation process before the vibration application, during the vibration application, and after the vibration application are the same as those in the first embodiment, and thus the description thereof is omitted.
At the stage of the correlation process, the data recording device 103A has the measurement data of the data recording devices 103B and 103C. As described with reference to FIG. 7 of the first embodiment, the measurement data of the data recording devices 103A, 103B, and 103C are similar if they are shifted by the difference in arrival time. Therefore, the information amount of difference data between the two measurement data is small. In other words, it is expected to become smaller when the data compression process is performed on the difference data. By utilizing this, instead of compressing and transmitting the measurement data of the data recording devices 103A, 103B, and 103C, the measurement data of the data recording device 103A, the difference data of 103A and 103B, and the difference data of 103A and 103C, respectively The amount of data to be transmitted is reduced by compressing and transmitting.

図9を用いて、振動波データの圧縮処理について説明する。
図9は、本発明の一実施例における振動波データの相関処理および圧縮処理について説明するフローチャートである。
ステップS1からステップS6までは実施例1の図7と同様のため説明を省略する。ステップS7において、データ1の圧縮を実施する。ステップS8において、データ1とMaxτだけずらしたデータ2の差分を算出し、圧縮を実施する。ステップS9にて、ステップS7の計算結果、ステップS8の計算結果、およびMaxτを中継装置105を介して、データ収集装置104に送信する。受信したデータ収集装置104は、ステップS7の計算結果を解凍することでデータ1を復元し、ステップS8の計算結果をMaxτだけずらしてデータ1に減算することでデータ2を復元する。
このように、データを送信する無線収集システムにおいて、送信するデータ容量を低減し、データ記録装置における消費電力を削減することができる。
The vibration wave data compression process will be described with reference to FIG.
FIG. 9 is a flowchart for explaining correlation processing and compression processing of vibration wave data in one embodiment of the present invention.
Steps S1 to S6 are the same as those in FIG. In step S7, data 1 is compressed. In step S8, the difference between data 1 and data 2 shifted by Maxτ is calculated and compression is performed. In step S9, the calculation result of step S7, the calculation result of step S8, and Maxτ are transmitted to the data collection device 104 via the relay device 105. The received data collection device 104 restores data 1 by decompressing the calculation result of step S7, and restores data 2 by shifting the calculation result of step S8 by Maxτ and subtracting it from data 1.
In this way, in the wireless collection system that transmits data, the data volume to be transmitted can be reduced, and the power consumption in the data recording apparatus can be reduced.

101 バイブレータ
102 受振器
103 データ記録装置
104 データ収集装置
105 中継装置
201 演算部
202 隣接データ格納部
203 取得データ格納部
204 演算データ格納部
205 無線受信部(隣接データ記録装置)
206 無線送信部(隣接データ記録装置)
207 GPS信号受信部
208 受振器IF(MEMS)
209 受振器IF(ジオフォン)
210 A/D変換部
211 伝達関数処理部
212 外部装置IF
213 電池
214 充電IF
215 無線受信部(中継装置)
216 無線送信部(中継装置)
217 時刻管理部
218 パラメータ格納部
301 パラメータ格納部(バイブレータ)
302 有線IF
303 データ格納部
304 表示部
305 無線送受信部
306 パラメータ格納部(データ記録装置)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 101 Vibrator 102 Geophone 103 Data recording device 104 Data collection device 105 Relay device 201 Arithmetic unit 202 Adjacent data storage unit 203 Acquired data storage unit 204 Arithmetic data storage unit 205 Wireless reception unit (adjacent data recording device)
206 Wireless transmitter (adjacent data recording device)
207 GPS signal receiver 208 Geophone IF (MEMS)
209 Geophone IF
210 A / D converter 211 Transfer function processor 212 External device IF
213 Battery 214 Charging IF
215 Wireless receiver (relay device)
216 Wireless transmitter (relay device)
217 Time management unit 218 Parameter storage unit 301 Parameter storage unit (vibrator)
302 Wired IF
303 Data storage unit 304 Display unit 305 Wireless transmission / reception unit 306 Parameter storage unit (data recording device)

Claims (5)

振動を発生させるバイブレータと、振動波データを測定する複数の受振器と、前記受振器が測定した振動波データを保持する複数のデータ記録装置と、前記複数のデータ記録装置が記録した振動波データを収集するデータ収集装置を少なくとも有する物理探査システムであって、
前記データ記録装置は、位置情報取得部を有し、前記位置情報取得部により位置情報を取得して保持するとともに、予め付与された前記物理探査システム内で一意にデータ記録装置を特定するためのIDを保持しており、
前記データ記録装置は、前記IDおよび前記位置情報を前記データ収集装置に送信し、
前記データ収集装置は、前記ID及び前記位置情報に基づいて、前記物理探査システム内のデータ記録装置を、隣接する複数のデータ記録装置からなる複数のグループにグループ化するとともに前記グループ内で通信を行うためのパラメータを設定して前記データ記録装置に通知し、
前記データ記録装置は、前記パラメータに従って、前記グループ内で通信を行い、振動波データをグループ内の指定されたデータ記録装置に送信し、
前記指定されたデータ記録装置は、グループ内のデータ記録装置から受信した振動波データと前記指定されたデータ記録装置自身が保持している振動波データについて相関処理を行い、相関処理を行った結果を前記データ収集装置へ送信することを特徴とする物理探査システム。
Vibrators that generate vibrations, a plurality of geophones that measure vibration wave data, a plurality of data recording devices that hold vibration wave data measured by the geophones, and vibration wave data recorded by the plurality of data recording devices A geophysical exploration system having at least a data collection device for collecting
The data recording apparatus has a position information acquisition unit, acquires and holds position information by the position information acquisition unit, and uniquely identifies the data recording apparatus within the previously assigned physical exploration system I have an ID,
The data recording device transmits the ID and the position information to the data collection device,
The data collection device groups data recording devices in the physical exploration system into a plurality of groups including a plurality of adjacent data recording devices based on the ID and the position information, and communicates within the group. Set the parameters to do and notify the data recording device,
The data recording device performs communication within the group according to the parameter, and transmits vibration wave data to a designated data recording device within the group,
The designated data recording device performs correlation processing on the vibration wave data received from the data recording devices in the group and the vibration wave data held by the designated data recording device itself, and results of performing the correlation processing Is transmitted to the data collection device.
請求項1に記載の物理探査システムであって、
前記指定されたデータ記録装置は、前記指定されたデータ記録装置自身が保持している振動波データおよびグループ内のデータ記録装置から受信した振動波データの差分を算出して前記データ収集装置に送信することを特徴とする物理探査システム。
The geophysical exploration system according to claim 1,
The designated data recording device calculates a difference between the vibration wave data held by the designated data recording device itself and the vibration wave data received from the data recording device in the group and transmits the difference to the data collecting device. A geophysical exploration system characterized by
振動を発生させるバイブレータと、振動波データを測定する複数の受振器と、前記受振器が測定した振動波データを保持する複数のデータ記録装置と、前記データ記録装置が記録した振動波データを収集するデータ収集装置を少なくとも有する物理探査システムにおける前記データ記録装置であって、
前記データ収集装置と無線信号を送受信するための第1の無線送受信部と、前記データ記録装置と隣接するデータ記録装置と無線信号を送受信する第2の無線送受信部とを有し、
前記第2の無線送受信部を介して受信した隣接データ記録装置が保持する振動波データと前記データ記録装置自身が保持している振動波データとで相関処理を行い、相関処理を行った結果を前記データ収集装置へ前記第1の無線送受信部を介して送信することを特徴とするデータ記録装置。
A vibrator that generates vibration, a plurality of geophones that measure vibration wave data, a plurality of data recording devices that hold vibration wave data measured by the geophone, and a collection of vibration wave data recorded by the data recording device The data recording device in a physical exploration system having at least a data collecting device for
A first wireless transmission / reception unit for transmitting / receiving a wireless signal to / from the data collection device; and a second wireless transmission / reception unit for transmitting / receiving a wireless signal to / from a data recording device adjacent to the data recording device;
Correlation processing is performed between the vibration wave data held by the adjacent data recording device received via the second wireless transmission / reception unit and the vibration wave data held by the data recording device itself, and the result of the correlation processing is obtained. A data recording apparatus which transmits to the data collection apparatus via the first wireless transmission / reception unit.
請求項3に記載のデータ記録装置であって、
位置情報取得部を有し、前記位置情報取得部により位置情報を取得して保持するとともに、予め付与された前記物理探査システム内で一意にデータ記録装置を特定するためのIDを保持しており、
前記データ記録装置は、前記IDおよび位置情報を前記データ収集装置に送信し、
前記データ収集装置は、前記データ記録装置のID及び位置情報に基づいて、前記物理探査システム内の複数のデータ記録装置を、隣接する複数のデータ記録装置からなる複数のグループにグループ化するとともに前記グループ内で通信を行うためのパラメータを設定して前記グループ毎に前記データ記録装置に通知し、
前記データ記録装置は、前記通知されたパラメータに従って、前記グループ内で通信を行い、グループ内のデータ記録装置が保持する振動波データをグループ内の指定されたデータ記録装置に送信することを特徴とするデータ記録装置。
The data recording device according to claim 3, wherein
It has a position information acquisition unit, acquires and holds position information by the position information acquisition unit, and holds an ID for uniquely specifying a data recording device in the physical exploration system assigned in advance ,
The data recording device transmits the ID and position information to the data collection device,
The data collection device groups a plurality of data recording devices in the physical exploration system into a plurality of groups of a plurality of adjacent data recording devices based on the ID and position information of the data recording device. Set parameters for communication within the group and notify the data recording device for each group,
The data recording device performs communication within the group according to the notified parameter, and transmits vibration wave data held by the data recording device within the group to a designated data recording device within the group. Data recording device.
請求項3に記載のデータ記録装置であって、
前記データ記録装置が取得した振動波データおよび前記データ記録装置が取得した振動波データと隣接振動波データとの差分データのそれぞれを圧縮して前記データ収集装置に送信することを特徴とするデータ記録装置。
The data recording device according to claim 3, wherein
A data recording comprising compressing each of the vibration wave data acquired by the data recording device and difference data between the vibration wave data acquired by the data recording device and adjacent vibration wave data and transmitting the compressed data to the data collecting device apparatus.
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