JPH01142485A - 昆虫および／または昆虫の幼虫の存在の検出方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、固体の基体、例えば木材中に生息する昆虫お
よび／またはその幼虫の存在を検出するための方法およ
び装置であって、その際上記昆虫および／または昆虫の
幼虫に特有の挙動（挙動パターン）を調べる形式の昆虫
および／または昆虫の幼虫の存在の検出方法および装置
に関する。

従来の技術 木材中に生息する昆虫および／または幼虫は有用木材お
よび芸術作品に目下のところ著しい損害を及ぼす。木材
中の有害な昆虫発生の早期の検出は効果的な非破壊検査
方法がないために、駆除手段の効力を確定すること同様
に困難である。検査動物の長い観察時間と結び付く、木
材防護手段の効力を決定するための標準規定は通例、製
造の前段階における新しい使用材の検査の一時間集約的
な一基本としても用いられる。またこの場合検査動物の
挙動の変化を迅速かつ確実に証明することができる検査
方法がない木材中に生息する昆虫（昆虫の幼虫）の挙動
決定は規格ＤＩＮ規格の　ＥＨ２０，ＥＨ２１、ＥＨ１
１およびＥＨ４７に従った工業用の実施方法において行
われる。ここでは生き残った実験動物の数に関して挙動
の変化が推測される。さらに上記の規格ではレントゲン
装置を用いた観察が許容される。生物学的な基礎調査に
おいて炭素マイクロホンの発明以降、木材に巣くう昆虫
（昆虫の幼虫）によって発生される雑音を聴くことを可
能にするかまたはそれを一般的に記録する装置が使用さ
れている（Ａ、Ｅ。

ＥＭＭＥＲＳＯＮ　　ｕｎｄ　　Ｒ，Ｃ，ＳｒＭＰＳＯ
Ｎｌ　９２９　１ｎＳｃｉｅｎｃｅ、　ｌ　９２９　、
　Ｖｏｌ、　６９　＋第６４８−６４９頁）。

発明が解決しようとする問題点 木材中に生息する昆虫（昆虫の幼虫）の挙動変化を決定
するための上記のＤＩＮ方法は部分的に検査動物の非常
に長い観察時間（動物の種類に応じて６週間から５２週
間の間）を必要としかつその際挙動変化の時間経過に関
する確実なデータを提供することができない。実験動物
のその時の挙動の一義的な決定は（実験の中断なしには
）不可能である。

特有の問題設定に対する生物学的な基礎調査において使
用される方法はなべて特定できない雑音および振動を確
認している。実験装置を音響および振動の生じにくい室
に設置した場合、木材中に生息する昆虫（昆虫の幼虫）
によって発生された雑音および振動を所望通りに検出す
ることができる。

本発明の課題は、固体の基体、例えば木材中に生息する
昆虫および／または昆虫の幼虫の存在および挙動を簡単
な手段を用いて非破壊検出することである。

問題点を解決するための手段 この課題は本発明によれば、昆虫および／または昆虫の
幼虫によって発生された基体振動および／または昆虫お
よび／または昆虫の幼虫によって発生された音響を測定
しかつ該基体振動および／または音響を基体振動または
音響を惹き起こす原因となる挙動（挙動パターン）に対
応付けかつ該対応付けの結果を指示することによって解
決される。

本発明の方法を実施する前にまず、動物の挙動レパート
リ−が出来るだけ自然の条件下での観察によって突止め
れる。時間的にこの観察と同時に、動物によって発生さ
れる基体振動および／または音響発生の記録が行われる
。挙動レパートリ−を突止めた後、それぞれの重要な挙
動（挙動パターン）を特徴付ける信号の持続時間、形状
およびスペクトル）が共通に調べられる。ある挙動を出
来るだけ一義的に記述しかつその際別の挙動パターンの
信号特性に対して最適に区別する信号特性が“基準設定
“として固定される。つまりこの設定基準を導く信号処
理ステップが“評価規定“として固定される。動物の挙
動レパートリ−からそれぞれ重要な挙動に“設定基準”
並びに“評価規定”が対応付けられる。

本発明の方法は、信号検出、“評価規定”、“設定基準
”に対するチエツクおよび結果出力を、本発明の装置を
用いてほぼ同時に行うことによって実施される。このよ
うにして（合成信号においても）挙動に典を的なパター
ンが非常に確実に検出されかつパターンを惹き起こす原
因となる挙動に正確に対応付けられる。活動している動
物の存在は即刻指示されるべきであり、かつ動物のその
時の挙動はいつでも呼び出し可能である。というのは結
果“オンライン”を使用することができるからである。

本発明によれば、方法の無接触な実施が効果的である場
合には、動物によって発生される基体振動に代わって動
物によって発生される音響、有利には超音波を利用する
ことができる。

高い雑音レベルを有する検査環境または識別するのが非
常に困難である信号に対して本発明によれば、動物によ
って発生される基体振動と動物によって発生される音響
、例えば超音波とが両方利用される。両信号の同時の評
価により本発明の方法の信頼性は高められ、障害からの
ノイズによる影響は一層低減される。

本発明の方法の有利な実施例によれば、０゜０１ｍＨｚ
ないし１５０ｋＨｚの周波数領域において昆虫および／
または昆虫の幼虫によって発生された基体振動および／
または昆虫および／または昆虫の幼虫によって発生され
る音響の周波数信号が場合に応じて周囲の環境から到来
する振動または音響周波数信号（雑音周波数信号）と一
緒に、必要に応じて先行する増幅の後測定されおよび／
または記録され、雑音周波数信号の除去後評価されかつ
引き続いて０．０１ｍＨｚないし１５０ｋＨｚ、有利に
は１００Ｈ２ないし１５ｋＨｚの周波数領域において得
られた、当該の有害な昆虫のおよび／または昆虫の幼虫
の、固体の基体中における挙動を特徴付けている１つま
たは複数の設定基準、有利には信号形状またはレベルの
分布頻度と比較されかつその結果が自動的に指示される
。

本発明の特に有利な実施例によれば、動物の反応として
特有の種に固有のおよび／または種に無関係な振動また
は音響発生の結果として生じる挙動パターンが評価され
る。この場合まずこの形式の信号は適当な形において基
体、有利には木材中に伝送されかつ引き続いて検査動物
の反応が評価される。この特別な実施例は殊に、種に特
有の通信メカニズム（例えばシロアリにおけるノック信
号）を有している、木材中に生息する昆虫に使用される
。この場合有利には１ｍＨｚないし１５０ｋＨｚ、有利
にはｌＨｚないし１５ｋＨｚの周波数領域にある振動周
波数信号および／または音響周波数信号が伝送される。

実施例 次に本発明を図示の実施例につき図面を用いて詳細に説
明する。

第１図は、挙動パターンの自動検出に対して必要である
方法に典型的な前作業のシーケンスを略示している。

まず、所望の種の動物の挙動レパートリ−が観察により
突止められる（第１図ａ、破線で示すシーケンス）。こ
のために動物は通例、赤色光線、最適な温度および最適
な湿度においてガラスに覆われた侵食観察通路において
観察されかつその活動の調書が作成される。この観察と
同時に動物によって発生される基体振動が測定され、記
録されかつファイルされる（第１図ａ、鎖線で示す経過
）。

動物の挙動レパートリ−が確定された後（第１図および
第２図の例では２つの挙動パターン“虫食い（侵食する
）ｎおよび“運動する”から成っている）、ファイルさ
れた振動信号が観察プロトコルに従って挙動パターンに
対応付けされる。このようにしてそれぞれの挙動パター
ンに対して、引き続く方法ステップに対して基本材料と
なる、振動信号が集められる（第１図ｂ）。

それから続く方法ステップ（第１　［５！Ｑ　ｃ　）の
目的は、一方において挙動パターンの信号を申し分なく
検出できかつ他方において別の挙動パターンの信号（お
よび障害雑音）に対して最適に区別できるようにする信
号処理の規定を見付けることである。この形式の信号処
理規定を見付けるために種々様々な手続きを踏むことが
できる（　Ｗ、ＷＥＨＲＭＡＮＮ　ｉｎ″Ｋｏｒｒｅｌ
ａｔｉｏｎｓｔｅｃｈｎｉｋ”、　Ｅｒｎｓｔ−Ｖｅｒ
ｌａｇｌ　９８０　；　Ｈ，５ＰＡＴＨｉｎ″Ｃ１ｕｓ
ｔｅｒ−Ａｎａｌｙｓｅ−Ａｌｇｏｒｉｔｈｍｅｎ”、
０１ｄｅｎｂｕｒｇ−Ｖｅｒｌａ　　ｇ　１９７７）。

本発明の範囲内で次の処置が効果的と認められている： １、挙動パターンのすべての振動信号の周波数解析 ２、この挙動パターンのすべての信号に現れる周波数バ
ンドの選択 ３、フィルタリングによるこの周波数バンドにおける“
典型的な“信号形状の決定およびこの挙動パターンのす
べての信号の報告。

４、信号開始および信号終了の検出に対する判定基準の
確定（Ｈ，ＮＥＹ　ｉｎ″ＡＵＴＯＭＡＴＩＣＶＯＩＣ
−ＥＰｌ？ＩＮＴ　Ｃ０ＰＡＲＳＩＯＮ　ＢＹ　ＣＯＭ
ＰＵＴＥＲ，Ｉｎｔ−Ｃｏｎｆ。

５ｅｃｕｒｉｔｙ　ｔｈｒｏｕｇｈ　５ｃｉｅｎｃｅ　
ａｎｄ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ、１９８０．１２１−
１３０）。

５、この挙動パターンのすべての（フィルタリングされ
た信号の、ダイナミック最適化（ダイナミックプログラ
ミング）の方法による“典型的な“信号形状に対する信
号比較、および挙動パターン内の（許容）類似係数の決
定（上掲のＨ，５ＰＡＴＨｌ　９７７　、　Ｈ，５ＡＫ
ＯＥ＆Ｓ、ＣＨＩＢＡ　ｉｎ″Ｄｙｎａｍｉｃ　Ｐｒｏ
ｇｒａｍｍｉｎｇ　Ａｌｇｏｒｉｔｈｍ　Ｏｐｔｉｍｉ
ｚａｔｉｏｎ　ｆｏｒ　５ｐｏｋｅｎ　ｗｏｒｄ　ｒｅ
ｃｏｇｎｉｔｉｏｎ”ｏ　ＩＥＥ　Ｔｒａｎｓ、ｏｎ　
Ａｃｏｕｓｔｉｃｓ、５ｐｅｅｃｈ　ａｎｄＳｉｇｎａ
ｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ、Ｖｏｌ、ＡＳＳＰ　−２６
＊　４３−４９）。

６、別の挙動パターンのすべての（フィルタリングされ
た）信号の、同じ方法に従った“典型的な”信号形に対
する信号比較および（許容されない）別の挙動パターン
に対する類似係数の決定。

７、“典型的な“信号形状との信号比較に対する類似係
数の期待領域の確定。

８、期待領域の限定がしにくければ、“典型的な”信号
形状を変形することができるか（°゛ずれているもの“
を消去する）または別の周波数バンドを評価することが
できる。

９、別の挙動パターンに対する上記の点ｌないし８の繰
り返し。

この方法ステップの終了後、正確に定義された準備処理
および処理規定（第１図ｄ）が確定され、これを通して
振動信号が挙動パターンの１つに対応付けられるかまた
はわからないとして斥けられる。信号検出の信頼性は使
用される準備処理のおよび処理規定に依存している。

最後の本発明の方法ステップ（第２図）は殊に信号検出
の自動実施（第１図ｄの準備処理および処理規定による
）およびその結果の出力である。

第２図は本発明の方法のシーケンスおよび同時に実践に
関連付けられた用途（屋根組みにおける害虫発生を突止
める）に基いた挙動パターンを検出するための本発明の
装置の機能原理を示している。

木材から“雑音“信号（周囲環境から）と“有効”信号
（動物から発生された）との合成信号が振動検出器に達
しかつまず増幅される（第２図ａ）。

この合成信号は、アナログ入力信号を測定しかつ（デジ
タルに評価可能な）数列に変換するＡＤ変換器に供給さ
れる（第２図ｂ）。

マイクロコンピュータ系（第２図Ｃ）はこの数列を検出
しかつまず第１図ｄに示された予め与えられたデータに
従った信号のフィルタリングを実施する。使用ハードウ
ェアの計算容量がデジタル信号のフィルタリングに十分
でなければ、この信号フィルタリングはＡＤ変換の前に
既に行われる。

このようにして準備された信号は（第１図ｄに示された
予め与えられたデータに従って）評価されかつ設定基準
（第１図ｄ）と比較される。この合成信号中に挙動に典
型的なパターンを発見することができれば、結果として
挙動（ここでは：“虫食”または“運動Ｈ）が出力され
、そうでない場合には“わからない”等が出力される。

このようにして上述の実際に関連付けられた用途の場合
（屋根組みにおける害虫発生の突止め）迅速、確実かつ
非破壊に、害虫発生が生じているかを明らかにすること
ができる。さらに害虫の種類も（マルチ検査または方法
の変更によって）突止めることができる。

本発明の装置は検査すべき対象にそれだけで完全なユニ
ットとして取り付けるかまたは固定することができる。

別の実施例によれば検出器および前置増幅器をマイクロ
コンピュータおよびＡＤ変換器とは別個に検査対象に固
定することができ、その際捕捉された信号は接続線を介
してマイクロコンピュータに転送される。

本発明の方法を用いて簡単にしかも余り時間をかけずに
、予防的な木材防護処置が施されている場合であれ有害
な昆虫および／または有害な昆虫の幼虫が既に発生して
いる木材であれ、木材防護手段の効力の時間経過が検出
される。

検出すべき時間作用曲線に基いて有害な昆虫および／ま
たは有害な昆虫の幼虫の活動力の低下が検出される。

従って従来のように、実験検査の際に、殺された有害な
昆虫および／または有害な昆虫の幼虫の数を検査するこ
とができるようにするために、害虫が発生した木材片を
分割する必要がない。

さらに、本発明の装置を用いて、特別危険な空間または
地域に設置されている価値の高い木材から成る対象の連
続監視を実施できることが可能である。

本発明の方法の有利な実施例によれば有害な昆虫および
／または有害な昆虫の幼虫の、発生基体、例えば木材に
おける位置も非破壊検出できるようにしたことで、木材
防護手段を用いて長く延びた対象物に所望の処理を施す
ことができる。

第３図には方法を実施するための本発明の装置の構成群
が暗示されており、その際図示の構成群および検出器な
いし発生器すべてが必ず必要というわけではない。つま
り個々の要素を設Ｊするかまたは省略する力）は、（動
物および木材の種類に応じて）信号検出に課せられる要
求によって決まってくる。

さらに例えば、マイクロプロセッサの計算容量がデジタ
ル信号のフィルタリングを許容するときまたはこのフィ
ルタリングが唯一の信号プロセッサによって実施される
とき、信号フィルタリングのための構成群を省略するこ
とができる。

本発明の方法および本発明の装置の有利な実施例によれ
ば、固体の基体（木材）に生息する昆虫および／または
昆虫の幼虫の、その基体、例えば材における位置を検出
することができる。この方法はこれら動物自体によって
発生される基体振動または音響を位置標定のために利用
する。２つまたは複数の振動検出器または音響測定器を
用いて、この振動または音響が基体の少なくとも２つの
相対する側において取り出されかつ信号が検出器に到来
する時間差が測定される。この時間差からおよび木材に
おける信号の伝播速度を考慮して動物の、木材中の存在
場所が標定される。位置評定のためにいわば受動“音響
測深″原理が利用される。

【図面の簡単な説明】

第１図は、動物によって発生される基体振動および／ま
たは音響を使用した場合で本発明の方法を実施するため
の基礎として評価の規定および設定基準を求める際のシ
ーケンスを示す図であり、第２図は方法を実施するため
の本発明の装置に対する機能原理を同時に示す本発明の
方法のシーケンスの略図であり、第３図は挙動パターン
の自動検出のための本発明の装置のブロック図である。 Ａ・・・振動または音響検出器、Ｂ・・・振動または音
響発生器、Ｍ・・・マイクロコンピュータ第３図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、固体の基体中に生息する昆虫および／または昆虫の
   幼虫の存在を検出する方法であって、その際該昆虫およ
   び／または昆虫の幼虫に特有の挙動（挙動パターン）を
   探索する形式の検出方法において、 昆虫および／または昆虫の幼虫によって発生された基体
   振動および／または昆虫および／または昆虫の幼虫によ
   って発生された音響を測定しかつ上記基体振動および／
   または音響を該基体振動および／または音響を惹き起こ
   す原因となる挙動（挙動パターン）に対応付けかつ該対
   応付けの結果を指示することを特徴とする昆虫および／
   または昆虫の幼虫の検出方法。 ２、０．０１ｍＨｚないし１５０ｋＨｚの周波数領域に
   おいて昆虫および／または昆虫の幼虫によって発生され
   た基体振動および／または昆虫および／または昆虫の幼
   虫によって発生された音響の周波数信号を場合に応じて
   周囲の環境から到来する振動または音響周波数信号（雑
   音周波数信号）と一緒に必要に応じて周囲の先行する増
   幅の後に測定および／または記録し、雑音周波数信号の
   除去後に評価しかつ引き続いて上記０．０１ｍＨｚない
   し１５０ｋＨｚの周波数領域において得られた、固体の
   基体中における当該の有害な昆虫のおよび／または有害
   な昆虫の幼虫の挙動を特徴付ける設定基準と比較しかつ
   結果を指示する請求項１記載の昆虫および／または昆虫
   の幼虫の存在検出方法。 ３、昆虫および／または昆虫の幼虫が発生している基体
   に種に固有のおよび／または種に無関係な付加的な振動
   および／または音響を伝送する請求項１または２記載の
   昆虫および／または昆虫の幼虫の存在の検出方法。 ４、請求項１から３までのいずれか１項記載の方法を実
   施するための装置において、 信号測定（振動／音響）のための検出器（Ａ）と、該検
   出器に対する前置増幅器と、信号検出を実施するため、
   信号評価のためおよび結果の出力のためのハードウェア
   、ソフトウェアおよびファームウェアとを備えたマイク
   ロコンピュータ（Ｍ）が設けられていることを特徴とす
   る昆虫および／または昆虫の幼虫の存在の検出装置。 ５、付加的に信号を発生（振動／音響）するための１つ
   または複数の発生器（Ｇ）、該発生器に対する１つまた
   は複数の増幅器および信号発生に対するハードウェア、
   ソフトウェアおよびファームウェアを有している請求項
   ４記載の昆虫および／または昆虫の幼虫の存在の検出装
   置。