JPH05196727A - Underground radar having arbitrary-curve searching function - Google Patents

Underground radar having arbitrary-curve searching function

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JPH05196727A
JPH05196727A JP4025994A JP2599492A JPH05196727A JP H05196727 A JPH05196727 A JP H05196727A JP 4025994 A JP4025994 A JP 4025994A JP 2599492 A JP2599492 A JP 2599492A JP H05196727 A JPH05196727 A JP H05196727A
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pulse
difference
generated
equation
radar
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Shiyougo Hasegawa
正悟 長谷川
Takao Kumazawa
孝夫 熊澤
Noriaki Kimura
憲明 木村
Kanji Murasawa
観治 村沢
Chihiro Kamimuta
千尋 上牟田
Masuo Konishi
益生 小西
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Chubu Electric Power Co Inc
Mitsui Engineering and Shipbuilding Co Ltd
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Chubu Electric Power Co Inc
Mitsui Engineering and Shipbuilding Co Ltd
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Abstract

PURPOSE:To obtain the coordinates data of the moving point by obtaining the difference between the numbers of rotations of the right and left wheels of a truck, and obtaining the moved distance and the advancing angle based on the difference and the number of rotations of one wheel. CONSTITUTION:Rotary encoders 1 and 2 are provided on the right and left wheels of a truck. The encoder 1 is connected to the up-counting terminal of a counter 3, and the encoder 2 is connected to the down-counting terminal of the counter 3 and a signal processor 4. The counter 3 counts the difference between the numbers of rotations of the right and left wheels and outputs the difference into the processor 4. The processor 4 can obtain the actually moved locus based the traverse pich and the treads of both wheels derived from the output signal of the encoder 2 and the counter 3.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、地中埋設物を地上か
ら探査する任意曲線探査機能付地中レーダに関するもの
である。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an underground radar with an arbitrary curve search function for searching underground buried objects from the ground.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、地中の埋設物を探査する方法とし
て各種の方法が提案されているが、基本的には電磁波ま
たは超音波等のパルス波を地中に放射し、埋設物から反
射されてきた反射波を検出する方法によっている。
2. Description of the Related Art Conventionally, various methods have been proposed for exploring buried objects in the ground, but basically, pulse waves such as electromagnetic waves or ultrasonic waves are emitted into the ground and reflected from the buried objects. It depends on the method of detecting the reflected waves that have been received.

【0003】この装置は台車に地中レーダ装置を乗せ移
動しながら地中に向けて電波を発射することによって、
地中に不連続な部分、例えば地層の境あるいは埋設物等
があると、その境界から電波が反射されてくるので、反
射電波を検出することによって地中の状態を知ることが
できる。
This device mounts an underground radar device on a carriage and emits radio waves toward the ground while moving,
If there is a discontinuous portion in the ground, for example, a boundary between strata or an embedded object, radio waves are reflected from the boundary, so that the state of the ground can be known by detecting reflected radio waves.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながらこのよう
な従来の装置は任意に場所を移動したときの位置情報を
検出する機能がないので、台車の移動は直線状に行わな
ければならず、例えばマンホールの周囲の埋設物を探査
するようなときはそのマンホールを含む平面を何度も何
度も行き来して必要な情報を収集する必要があり、非常
に長い時間を要するという課題を有していた。
However, since such a conventional apparatus does not have a function of detecting position information when arbitrarily moving a place, the carriage must be moved linearly, for example, a manhole. When exploring the buried objects around, it was necessary to go back and forth over the plane including the manhole many times, and collect the necessary information, which was a problem that it took a very long time. ..

【0005】本発明はこのような状況に鑑みてなされた
もので、左右の車輪の回転数差情報を知ることによっ
て、移動地点の座標情報を得ることができる装置を提供
するものである。
The present invention has been made in view of such circumstances, and provides an apparatus capable of obtaining coordinate information of a moving point by knowing information on the rotational speed difference between left and right wheels.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】このような課題を解決す
るため本発明は、台車の左側の車輪回転数に対応した数
のパルスを発生する第1のパルス発生装置と、台車の右
側の車輪回転数に対応した数のパルスを発生する第2の
パルス発生装置と、第1のパルス発生装置から発生する
パルスと第2のパルス発生装置から発生するパルスの差
を検出する発生パルス数差検出手段と、第1または第2
のパルス数発生装置から発生するパルス数と発生パルス
数差検出手段出力とから絶対位置座標を求める位置座標
演算手段とを備えたものである。
In order to solve such a problem, the present invention provides a first pulse generator for generating a number of pulses corresponding to the number of rotations of a wheel on the left side of a truck, and a wheel on the right side of a truck. A second pulse generator for generating a number of pulses corresponding to the number of revolutions, and a generated pulse number difference detection for detecting a difference between a pulse generated by the first pulse generator and a pulse generated by the second pulse generator Means and first or second
And a position coordinate calculating means for obtaining absolute position coordinates from the number of pulses generated from the pulse number generator and the output of the generated pulse number difference detecting means.

【0007】[0007]

【作用】台車の左右の車輪の回転数差を求めることによ
って台車の回転情報を知ることができ、その回転情報と
一方の車輪の回転数とから移動距離および進行角度を知
ることができ、これから移動座標が刻々と計算できる。
[Operation] By obtaining the rotational speed difference between the left and right wheels of the bogie, the rotational information of the bogie can be known, and the traveling distance and the traveling angle can be known from the rotational information and the rotational speed of one wheel. The movement coordinates can be calculated moment by moment.

【0008】[0008]

【実施例】図1は本発明の一実施例を示すブロック図で
あり、図示しないアンテナおよびレーダ装置が乗せられ
た台車の位置座標検出部分を示している。図1におい
て、台車の左側車輪にその回転数に応じたパルス数を発
生する左車輪用ロータリエンコーダ(第1のパルス発生
装置)1が設けられ、右側車輪にその回転数に応じたパ
ルス数を発生する右側車輪用ロータリエンコダ(第2の
パルス発生装置)2が設けられ、一方がアップダウンカ
ウンタ3(発生パルス数差検出手段)のアップカウント
信号入力端子に、他方がダウンカント信号入力端子に接
続されている。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the present invention, and shows a position coordinate detecting portion of a carriage on which an antenna and a radar device (not shown) are mounted. In FIG. 1, a left wheel rotary encoder (first pulse generator) 1 for generating a pulse number corresponding to the rotation speed is provided on the left wheel of the truck, and a right wheel is provided with a pulse number according to the rotation speed. A right side wheel rotary encoder (second pulse generator) 2 is provided, one of which is an up-count signal input terminal of an up-down counter 3 (generated pulse number difference detection means), and the other is a down-count signal input terminal. It is connected to the.

【0009】双方のロータリエンコーダの一方、この例
では右側車輪用ロータリエンコーダ2の出力と、アップ
ダウンカウンタ3の出力信号が信号処理器(位置座標演
算手段)4に接続され、供給される2種類の信号に基づ
いて絶対位置座標が演算されるようになっている。
One of the two rotary encoders, in this example, the output of the right wheel rotary encoder 2 and the output signal of the up / down counter 3 are connected to a signal processor (position coordinate calculating means) 4 and supplied. The absolute position coordinates are calculated based on the signal of.

【0010】このように構成された装置において台車を
押してアンテナを移動させると左右の車輪に取り付けら
れたロータリエンコーダ1、2からパルスが発生する。
台車が直線上を移動しているときは左右のロータリエン
コーダから発生するパルス数が同一であるためアップダ
ウンカウンタ3は出力信号が変化しない。しかし、カー
ブして計測を行うと右側車輪の回転数と左側車輪の回転
数が異なるので、アップダウンカウンタ3はその差に対
応し、また右または左方向の何れにカーブしたかに対応
した出力信号を発生する。
In the apparatus constructed as described above, when the carriage is pushed to move the antenna, pulses are generated from the rotary encoders 1 and 2 mounted on the left and right wheels.
When the truck is moving on a straight line, the output signals of the up / down counter 3 do not change because the number of pulses generated from the left and right rotary encoders is the same. However, when the curve is measured, the rotation speed of the right wheel and the rotation speed of the left wheel are different, so the up / down counter 3 outputs an output corresponding to the difference and to the right or left. Generate a signal.

【0011】信号処理器4では右車輪用ロータリエンコ
ーダ2の出力パルスとアップダウンカウンタ3の出力信
号とから、トラバースピッチΔx、両輪のトレットLよ
り実際に移動した軌跡を求めることができる。
In the signal processor 4, the traverse pitch Δx and the locus actually moved from the tret L of both wheels can be obtained from the output pulse of the rotary encoder 2 for the right wheel and the output signal of the up / down counter 3.

【0012】次ぎに移動軌跡の求め方に付いて説明す
る。図2に示すように正三角形ABCの各頂点の位置に
車輪が取り付けてあり、後輪A,Bの軌跡をそれぞれ曲
線1、2とする。静止系をx,yとし、ΔABC(すな
わちアンテナ部)の中心(重心)の軌跡はつぎのように
決まる。
Next, how to obtain the movement locus will be described. As shown in FIG. 2, wheels are attached to the respective vertices of an equilateral triangle ABC, and the loci of the rear wheels A and B are curves 1 and 2, respectively. Letting x and y be the stationary system, the locus of the center (center of gravity) of ΔABC (that is, the antenna part) is determined as follows.

【0013】曲線1のA点での単位接線ベクトルを
(アンダーラインを付した文字はベクトルを表す・・・
・本来ベクトルはアンダーラインでは表さないが、電子
出願では文章中にベクトル文字を使用することが許され
ないので、文章中のみアンダーラインを付してベクトル
であることを表現する。このため、式中および図面中で
はベクトル文字を用いているが、これはアンダーライン
を付したものと同等の意味である)、単位法線ベクトル
(A→Bの方向)とすると(1)式が成立する。
The unit tangent vector at point A on curve 1 ist
(Underlined letters represent vectors ...
・ Although vectors are not originally underlined, they are electronic
The application allows the use of vector characters in the text
Because there is no, underline only in the text vector
Express that. Therefore, in the formulas and drawings
Uses vector characters, but this is underlined
(Meaning the same as the one with), unit normal vector
TonWhen (A → B direction), the equation (1) is established.

【0014】[0014]

【数1】 [Equation 1]

【0015】ここでSは曲線1に沿った長さを表し、k
は曲率である。この曲率kが以下のように、Bに取り
付けた車輪の回転の差に関係する。B点の位置ベクトル
をYとし、AB=lとすると(2)式のようになる。
Where S represents the length along curve 1, k
Is the curvature. This curvature k is related to the difference in rotation of the wheels attached to A and B as follows. When the position vector of the point B is Y and AB = 1, the equation (2) is obtained.

【0016】[0016]

【数2】 [Equation 2]

【0017】これをSで微分すると(3)式のようにな
る。
Differentiating this with respect to S yields the equation (3).

【0018】[0018]

【数3】 [Equation 3]

【0019】曲線2に沿った長さをS’とするとA,B
点の車輪は平行であることから(4)式のようになる。
Letting S ′ be the length along the curve 2, A, B
Since the wheels at the points are parallel, the formula is as shown in equation (4).

【0020】[0020]

【数4】 [Equation 4]

【0021】(3)式を用いると(5)式のようにな
る。
When the equation (3) is used, the equation (5) is obtained.

【0022】[0022]

【数5】 [Equation 5]

【0023】ΔSをA,Bにおける車輪の移動距離の差
とするとS’=S+ΔSであるから(5)式から(6)
式が求まる。
If ΔS is the difference between the moving distances of the wheels in A and B, then S '= S + ΔS. Therefore, from equation (5), (6)
The formula is obtained.

【0024】[0024]

【数6】 [Equation 6]

【0025】(6)式の左辺は車輪Aが単位長さ進むと
きの車輪Bと車輪Aの移動距離の差であって、直ちにロ
ータリエンコーダの出力パルス数nA、nB(車輪A,B
のロータリエンコーダが出したパルス数をnA、nBとす
る)と結び付けることができ(7)式が求まる。
The left side of the equation (6) is the difference between the moving distances of the wheel B and the wheel A when the wheel A travels a unit length, and the output pulse numbers n A and n B (wheels A and B) of the rotary encoder are immediately obtained.
The number of pulses output from the rotary encoder of (1) is defined as n A and n B ), and equation (7) can be obtained.

【0026】[0026]

【数7】 [Equation 7]

【0027】(6)式(あるいは(7)式)から曲率が
求まるので、(1)式の微分方程式は数値的に積分でき
る。
Since the curvature can be obtained from the equation (6) (or the equation (7)), the differential equation of the equation (1) can be numerically integrated.

【0028】[0028]

【数8】 [Equation 8]

【0029】重心Gの軌跡は(9)式によって求めるこ
とができる。
The locus of the center of gravity G can be obtained by the equation (9).

【0030】[0030]

【数9】 [Equation 9]

【0031】以上によりアンテナ部の中心Gの軌跡およ
びその静止系に対する回転量θ(x軸とベクトルのなす
角)が求まる。この角度差θを後述する(12)式に適
用すれば、x−y系での散乱行列を求めることができ
る。
From the above, the locus of the center G of the antenna part and the rotation amount θ (the angle formed by the x axis and the vector) with respect to the stationary system can be obtained. By applying this angle difference θ to the equation (12) described later, the scattering matrix in the xy system can be obtained.

【0032】こうしてカーブした曲線上で計測しても常
に静止系に対するデータに変換可能であるので、埋設管
の絶対的な方向が求まる。
Even if the measurement is performed on the curved line in this way, the absolute direction of the buried pipe can be obtained because the data can always be converted into data for the stationary system.

【0033】この装置をレーダに取り付け、レーダ信号
と同時に処理を行えば、図3に示すように、地中の情報
と動いた軌跡の両方を同時に表示することができる。図
3の左側の表示は地中の状態、右側の表示は移動軌跡を
示している。
By mounting this device on a radar and performing processing simultaneously with the radar signal, both the underground information and the moving trajectory can be displayed at the same time, as shown in FIG. The display on the left side of FIG. 3 shows the underground condition, and the display on the right side shows the movement trajectory.

【0034】以上の説明は本発明の要旨であるが、この
装置はカーブしたコースに沿って台車を移動させても位
置座標を知ることができる。地中埋設物に沿って探査を
行うような場合、カーブしながら探査を行うことが多い
ので、このような用途に特に効力を発揮する。地中埋設
物に沿って探査を行うには座標回転を行いながら探査を
行うものが適しており、以下このことについて説明す
る。
Although the above description is the gist of the present invention, this device can know the position coordinates even if the carriage is moved along a curved course. When conducting an exploration along an underground buried object, the exploration is often performed while curving, which is particularly effective for such an application. In order to carry out the exploration along the underground buried object, it is suitable to perform the exploration while rotating the coordinates, which will be described below.

【0035】図4はこの装置に使用するアンテナの構成
を示す平面図である。図において7〜9は三角状の金属
板をエレメントとし、その頂点を対向させることで構成
したダイポールアンテナであり、それぞれのダイポール
アンテナは矢印で示す偏波面を有し、アンテナ外の点A
を中心としてその偏波面が図のように120度ずつずら
せて回転した状態で配設されている。
FIG. 4 is a plan view showing the structure of the antenna used in this apparatus. In the figure, 7 to 9 are dipole antennas each having a triangular metal plate as an element and having their vertices opposed to each other. Each dipole antenna has a polarization plane indicated by an arrow, and a point A outside the antenna is provided.
Is arranged with the plane of polarization shifted by 120 degrees as shown in the figure and rotated.

【0036】図5はこのアンテナを介して電波を送受信
するレーダ装置である。図において1、2はロータリー
エンコーダであり、所定距離走行する度に図6(a)に
示すような距離パルスを発生するようになっている。1
1はツインエンコーダ回路(図1のアップダウンカウン
タ2および信号処理器4からなる)、12は全体の制御
を行うレーダコントローラ、13は電波を送信する送信
回路、14は地中からの反射波を復調する受信回路、2
5はレーダコントローラ12と信波回路14の双方から
供給された信号をもとに所定の信号処理を行い地中埋設
物に関する情報を収集する信号処理器、16はアンテナ
7〜9のうち、後述する方法で一つを送信回路13に、
他の一つを受信回路14に接続する偏波切換回路、20
および21は車輪である。
FIG. 5 shows a radar device which transmits and receives radio waves via this antenna. In the figure, reference numerals 1 and 2 denote rotary encoders, which generate a distance pulse as shown in FIG. 6A each time the vehicle travels a predetermined distance. 1
1 is a twin encoder circuit (consisting of the up / down counter 2 and the signal processor 4 in FIG. 1), 12 is a radar controller that controls the whole, 13 is a transmission circuit that transmits radio waves, and 14 is a reflected wave from the ground. Receiver circuit for demodulation, 2
Reference numeral 5 is a signal processor that performs predetermined signal processing based on signals supplied from both the radar controller 12 and the wave circuit 14 to collect information about underground buried objects, and 16 is one of the antennas 7 to 9 which will be described later. To the transmitter circuit 13,
A polarization switching circuit for connecting the other one to the receiving circuit 14,
And 21 are wheels.

【0037】このように構成された装置の動作は次の通
りである。この装置の走行に伴い、車輪20、21に取
り付けたロータリーエンコーダ1、2が図6(a)に示
すような距離パルスを発生する。距離パルスはツインエ
ンコーダ回路11を介してレーダコントローラ12に供
給され、その周期Tがある値より長い条件のもとに、そ
の周期の間に図6(b)に示すように3つの偏波切換用
パルスを順次発生させる。このパルスは偏波切換回路1
6に供給され偏波切換回路16は表1に示すように、ア
ンテナ7〜9のうち2つのアンテナを順次選択し、一つ
を受信用、他の一つを送信用とする。
The operation of the apparatus thus configured is as follows. As the device travels, the rotary encoders 1 and 2 attached to the wheels 20 and 21 generate distance pulses as shown in FIG. 6 (a). The distance pulse is supplied to the radar controller 12 via the twin encoder circuit 11, and under the condition that the period T is longer than a certain value, three polarization switching is performed during the period as shown in FIG. 6 (b). Pulses are sequentially generated. This pulse is the polarization switching circuit 1
As shown in Table 1, the polarization switching circuit 16 supplied to 6 sequentially selects two antennas out of the antennas 7 to 9, one for reception and the other for transmission.

【0038】[0038]

【表1】 [Table 1]

【0039】表1において送信用および受信用アンテナ
は相互に逆になっても良い。また、送信用に用いなかっ
た他の2つのアンテナを同時に用いてその2つの信号を
合成しても良い。
In Table 1, the transmitting antenna and the receiving antenna may be reversed. Further, the other two antennas not used for transmission may be simultaneously used to combine the two signals.

【0040】したがって切換パルスが発生する都度、送
信アンテナと受信アンテナが切換えられる。そしてレー
ダコントローラ12は切換パルスが発生してから所定時
間だけ図6(c)に示すように送信波回路13を制御し
て電波を送信させる。そして電波の送信と同時に受信波
回路14を制御して、所定時間だけ受信波回路14を動
作させる。この送信および受信の時間は次の切換パルス
が発生するまでの時間より短く設定されている。
Therefore, each time the switching pulse is generated, the transmitting antenna and the receiving antenna are switched. Then, the radar controller 12 controls the transmission wave circuit 13 as shown in FIG. 6C for a predetermined time after the switching pulse is generated to transmit the radio wave. Then, the reception wave circuit 14 is controlled simultaneously with the transmission of the radio wave, and the reception wave circuit 14 is operated for a predetermined time. The transmission and reception times are set shorter than the time until the next switching pulse is generated.

【0041】このように送信の偏波が120度おきに回
転し、受信の偏波もこれと120度の位相差をもって1
20度おきに回転するので、あらゆる方向に電波が送出
されまたあらゆる方向から反射波が受信されることにな
る。したがって、従来のものは偏波方向が固定されてい
たので埋設方向によっては検出が難しい場合があった
が、この装置は偏波方向が刻々と変わるので、どのよう
な埋設方向の埋設物でも検出することができる。
In this way, the polarization of the transmission rotates every 120 degrees, and the polarization of the reception also has a phase difference of 120 degrees with this.
Since it rotates every 20 degrees, radio waves are transmitted in all directions and reflected waves are received in all directions. Therefore, in the conventional device, the polarization direction was fixed, so it could be difficult to detect depending on the embedding direction.However, this device detects the embedding object in any embedding direction because the polarization direction changes from moment to moment. can do.

【0042】受信回路14で復調された信号とツインエ
ンコーダ回路11cからの信号はレーダコントローラ1
2、電気/光変換ユニット22、光ファイバケーブル2
3、光/電気変換ユニット24を介して信号処理器25
に供給され、距離に対応する埋設物の情報が検出され
る。このように受信アンテナから得られる信号をそのま
ま利用しても、偏波方向が回転するので所望の目的を達
成することができるが、信号処理器15で以下のように
散乱行列を求めることによって、更に効率の良い検出が
行える。
The signal demodulated by the receiving circuit 14 and the signal from the twin encoder circuit 11c are the radar controller 1
2, electrical / optical conversion unit 22, optical fiber cable 2
3. Signal processor 25 through the optical / electrical conversion unit 24
Information of the buried object corresponding to the distance is detected. Even if the signal obtained from the receiving antenna is used as it is, the desired purpose can be achieved because the polarization direction rotates, but by calculating the scattering matrix in the signal processor 15 as follows, Further efficient detection can be performed.

【0043】地表面に直交する軸を想定するとレ
ーダの送信および受信信号は次の散乱行列の関係にあ
る。なお以下に記載する式中で、点線のアンダーライン
を付したものは行列、アンダーラインの付していないも
のはスカラ量を表している(本来、行列はアンダーライ
ンでは表さないが、電子出願の書式との関係で変則的で
あるはがアンダーラインを付して記載する)。
Assuming the x and y axes orthogonal to the ground surface, the radar transmission and reception signals have the following scattering matrix relationship. In the formulas shown below, those with dotted underlines represent matrices, and those without underlines represent scalar quantities. Although it is anomalous in relation to the format, it is described with an underline).

【0044】 Sij(t)・・・・・・・・・・・・・・・(10) ここで、i,jはxまたはy方向の成分であり、(1
0)式は(11)式のように展開できる。
S = Sij (t) (10) where i and j are components in the x or y direction, and (1
Expression (0) can be expanded as expression (11).

【0045】[0045]

【数10】 [Equation 10]

【0046】ここでS11はx方向偏波の電波を出しx方
向偏波の反射波を検出した成分、S12はx方向偏波の電
波を出しy方向偏波の反射波を検出した成分、S21はy
方向偏波の電波を出しx方向偏波の反射波を検出した成
分、S22はy方向偏波の電波を出しy方向偏波の反射波
を検出した成分である。
Here, S11 is a component that emits radio waves of x-direction polarization and detects reflected waves of x-direction polarization, S12 is a component that emits radio waves of x-direction polarization and detects reflected waves of y-direction polarization, and S21. Is y
S22 is a component that emits a directional polarized radio wave and detects a reflected wave of the x direction polarized wave, and S22 is a component that emits a radio wave of the y direction polarized wave and detects a reflected wave of the y directional polarized wave.

【0047】このS11からS22の成分はレーダ受信信号
から求める必要がある。煩雑になるのでその誘導課程の
記載は省略するが、結論としてモード1、2、3におけ
るレーダ受信信号をそれぞれf1(t)、f2(t)、f
3(t)とすると信号処理器15によって(3)式から
(6)式の演算を行えば良い。 S11(t)=−{f1(t)+f3(t)}・・・・・・・・・・・(13) S12(t)=−{f1(t)+4f2(t)+f3(t)}/3・・ (14) S21(t)=S12(t)・・・・・・・・・・・・・・・・・・・(15) S22(t)={f1(t)−f3(t)}/31 /2 ・・・・・・・・(16)
The components from S11 to S22 must be obtained from the radar reception signal. Although the description of the guidance process is omitted because it becomes complicated, the conclusion is that the radar reception signals in modes 1, 2, and 3 are f1 (t), f2 (t), and f, respectively.
If it is 3 (t), the signal processor 15 may perform the calculations of the expressions (3) to (6). S11 (t) =-{f1 (t) + f3 (t)} ... (13) S12 (t) =-{f1 (t) + 4f2 (t) + f3 (t)} / 3 ... (14) S21 (t) = S12 (t) ... (15) S22 (t) = {f1 (t) -f3 (t)} / 3 1/ 2 ········ (16)

【0048】このようにして求められた散乱行列の各成
分のうち送信と受信電波の偏波方向が同じであるS11
(t)、S22(t)は地中において埋設物が特定方向成
分を持たないもの、すなわち地層または空洞のように全
方向成分を有するものの測定に適している。また、送信
と受信電波の偏波方向が直交するS12(t)、S21
(t)は地中における埋設物が特定の方向成分を有する
もの、すなわち埋設管のようなものの測定に適してい
る。
Of the respective components of the scattering matrix thus obtained, the polarization directions of the transmitted and received radio waves are the same S11
(T) and S22 (t) are suitable for the measurement of buried objects having no directional component in the ground, that is, those having omnidirectional components such as formations or cavities. In addition, S12 (t) and S21 in which the polarization directions of the transmitted and received radio waves are orthogonal
(T) is suitable for measuring a buried object in the ground having a specific directional component, that is, a buried pipe.

【0049】埋設管を調査する場合、埋設管はどのよう
な方向に埋設されているか不定であり、例えば送信電波
の偏波方向と埋設管の埋設方向が直交するような状態で
は送信された電波が埋設管から反射しないので、反射波
を検出することができない。また、送信電波の偏波方向
と埋設管の埋設方向が平行な場合、受信電波の偏波方向
が電波受信方向が反射波と直交するのでやはり反射波を
検出することができない。このためには電波の偏波方向
と埋設管の埋設方向を45度に保てば受信レベルは最大
値が得られることになる。
When investigating the buried pipe, it is uncertain in which direction the buried pipe is buried. For example, in the state where the polarization direction of the transmitted radio wave and the buried direction of the buried pipe are orthogonal, Does not reflect from the buried pipe, the reflected wave cannot be detected. Further, when the polarization direction of the transmitted radio wave is parallel to the embedding direction of the buried pipe, the polarization direction of the received radio wave is orthogonal to the reflected wave in the radio wave reception direction, and thus the reflected wave cannot be detected. To this end, if the polarization direction of the radio wave and the buried direction of the buried pipe are kept at 45 degrees, the maximum reception level can be obtained.

【0050】このためには散乱行列を座標変換させれば
良い。すなわち、(12)式の演算をすれば良い。
For this purpose, the scattering matrix may be coordinate-converted. That is, the calculation of the equation (12) may be performed.

【0051】[0051]

【数11】 [Equation 11]

【0052】このように、受信した散乱ベクトルデータ
を任意の角度θだけ回転させたデータを得ることによっ
て埋設管の埋設方向に関わらず受信データを得ることが
できる。従って測定するときは埋設管の埋設方向を考慮
すること無く受信データを収集し、解析時に角度θを変
えながら得られる信号が最大となるような角度を探せ
ば、S/N比の良い信号を得られる。
Thus, by obtaining the data obtained by rotating the received scatter vector data by an arbitrary angle θ, the received data can be obtained regardless of the embedding direction of the embedding pipe. Therefore, when measuring, collect the received data without considering the buried direction of the buried pipe, and search for an angle that maximizes the signal obtained while changing the angle θ during analysis, and obtain a signal with a good S / N ratio. can get.

【0053】[0053]

【発明の効果】以上説明したように本発明は左右の車輪
回転数情報に基づいて位置座標を知ることができるよう
にしたので、任意の移動経路を取ることができ、効率良
い地中埋設物の探査が行えるという効果を有する。
As described above, according to the present invention, the position coordinates can be known on the basis of the left and right wheel rotation speed information, so that an arbitrary movement route can be taken and an underground buried object can be efficiently used. It has the effect that the exploration of

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の一実施例の構成を示すブロック図FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of an embodiment of the present invention.

【図2】移動軌跡の計算方法を説明するための図FIG. 2 is a diagram for explaining a method of calculating a movement track.

【図3】本発明を適用した装置の表示画面の一例を示す
FIG. 3 is a diagram showing an example of a display screen of an apparatus to which the present invention has been applied.

【図4】アンテナの配列状態を示す図FIG. 4 is a diagram showing an array state of antennas.

【図5】レーダ装置全体の構成を示すブロック図FIG. 5 is a block diagram showing the configuration of the entire radar device.

【図6】各部の波形を示す図FIG. 6 is a diagram showing a waveform of each part.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1、2 ロータリエンコーダ 3 アップダウンカウンタ 4 位置座標演算手段 11 ロータリーエンコーダ 12 レーダコントローラ 13 送波回路 14 受波回路 15 信号処理器 16 偏波切換回路 1, 2 rotary encoder 3 up-down counter 4 position coordinate calculation means 11 rotary encoder 12 radar controller 13 wave transmission circuit 14 wave receiving circuit 15 signal processor 16 polarization switching circuit

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 木村 憲明 岡山県玉野市玉原3丁目16番1号 三井造 船株式会社玉野研究所内 (72)発明者 村沢 観治 岡山県玉野市玉原3丁目16番1号 三井造 船株式会社玉野研究所内 (72)発明者 上牟田 千尋 岡山県玉野市玉原3丁目16番1号 三井造 船株式会社玉野研究所内 (72)発明者 小西 益生 岡山県玉野市玉原3丁目16番1号 三井造 船株式会社玉野研究所内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Noriaki Kimura 3-16-1, Tambara, Tamano-shi, Okayama Mitsui Engineering & Shipbuilding Co., Ltd. Tamano Research Institute (72) Inventor Kanji Murasawa 3-16, Tambara, Tamano-shi, Okayama No. 1 Mitsui Engineering & Shipbuilding Co., Ltd. Tamano Research Institute (72) Inventor Chihiro Kamimuta 3-161-1 Tambara, Tamano City, Okayama Prefecture Mitsui Shipbuilding Co., Ltd. Tamano Research Laboratory (72) Inventor Massei Konishi 3 Tamahara, Tamano City, Okayama Prefecture No. 16-1 Mitsui Engineering & Shipbuilding Co., Ltd. Tamano Research Institute

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 台車に送信アンテナを乗せて移動させな
がら地中に電波を送信し、地中から反射されてくる信号
により地中の状態を検出する地中埋設物探査レーダにお
いて、 台車の左側の車輪回転数に対応した数のパルスを発生す
る第1のパルス発生装置と、 台車の右側の車輪回転数に対応した数のパルスを発生す
る第2のパルス発生装置と、 第1のパルス発生装置から発生するパルスと第2のパル
ス発生装置から発生するパルスの差を検出する発生パル
ス数差検出手段と、 第1または第2のパルス数発生装置から発生するパルス
数と発生パルス数差検出手段出力とから絶対位置座標を
求める位置座標演算手段とを備えたことを特徴とする任
意曲線探査機能付地中レーダ。
1. In an underground buried object exploration radar that detects a state of the underground by a signal reflected from the ground while transmitting a radio wave while mounting a transmission antenna on the carriage and moving the left side of the carriage. First pulse generator that generates a number of pulses corresponding to the number of wheel rotations of the vehicle, a second pulse generator that generates a number of pulses corresponding to the number of wheel rotations on the right side of the bogie, and a first pulse generation Generated pulse number difference detecting means for detecting a difference between a pulse generated by the device and a pulse generated by the second pulse generating device, and detecting the number of pulse generated by the first or second pulse number generating device and the generated pulse number difference A subsurface radar with an arbitrary curve exploration function, comprising: position coordinate calculation means for obtaining absolute position coordinates from means output.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017106861A (en) * 2015-12-11 2017-06-15 三井造船株式会社 Wooden structure inspection system and wooden structure inspection method

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6118926A (en) * 1984-07-05 1986-01-27 Seiko Epson Corp Liquid crystal display device
JPS6316267A (en) * 1986-07-08 1988-01-23 Yamaha Motor Co Ltd Measurement system for moving body
JPS63142284A (en) * 1986-12-04 1988-06-14 Komatsu Ltd Buried article finder
JPH01304312A (en) * 1988-06-01 1989-12-07 Mitsubishi Electric Corp Device for calculating azimuth and position of advancing vehicle
JPH02107916A (en) * 1988-10-15 1990-04-19 Nippon Yusoki Co Ltd Apparatus and method for detecting body position

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6118926A (en) * 1984-07-05 1986-01-27 Seiko Epson Corp Liquid crystal display device
JPS6316267A (en) * 1986-07-08 1988-01-23 Yamaha Motor Co Ltd Measurement system for moving body
JPS63142284A (en) * 1986-12-04 1988-06-14 Komatsu Ltd Buried article finder
JPH01304312A (en) * 1988-06-01 1989-12-07 Mitsubishi Electric Corp Device for calculating azimuth and position of advancing vehicle
JPH02107916A (en) * 1988-10-15 1990-04-19 Nippon Yusoki Co Ltd Apparatus and method for detecting body position

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017106861A (en) * 2015-12-11 2017-06-15 三井造船株式会社 Wooden structure inspection system and wooden structure inspection method

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