JPH0854477A - 地中レーダ装置 - Google Patents
地中レーダ装置Info
- Publication number
- JPH0854477A JPH0854477A JP19060394A JP19060394A JPH0854477A JP H0854477 A JPH0854477 A JP H0854477A JP 19060394 A JP19060394 A JP 19060394A JP 19060394 A JP19060394 A JP 19060394A JP H0854477 A JPH0854477 A JP H0854477A
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- JP
- Japan
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- maximum value
- data
- echo
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- Pending
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- Geophysics And Detection Of Objects (AREA)
- Image Processing (AREA)
- Radar Systems Or Details Thereof (AREA)
- Image Analysis (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 埋設物等を直観的に把握可能にする。
【構成】 探査ビームの方向を走査することにより得ら
れるエコー強度のボリュームデータから、各探査ビーム
方向毎に最大値を抽出する。最大値が抽出された深より
浅い位置は“０”、深い位置は“１”に二値化する。得
られた二値化データについてボリュームレンダリングを
施すことにより、任意の視点から見た三次元的な二次元
画像を表示できる。
れるエコー強度のボリュームデータから、各探査ビーム
方向毎に最大値を抽出する。最大値が抽出された深より
浅い位置は“０”、深い位置は“１”に二値化する。得
られた二値化データについてボリュームレンダリングを
施すことにより、任意の視点から見た三次元的な二次元
画像を表示できる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、地中（壁等の内部も含
む）に探査ビームを発射しエコーを受信することにより
地中の埋設物や地質不均質部位を検出する地中レーダ装
置に関する。
む）に探査ビームを発射しエコーを受信することにより
地中の埋設物や地質不均質部位を検出する地中レーダ装
置に関する。
【０００２】
【従来の技術】地中レーダ装置は、金属パイプその他の
埋設物を探索したり、地質が不均質な箇所を探索するた
めに有効な手段である。この装置は、送信アンテナから
地中に探査ビームを発射し、埋設物等からのエコーを受
信アンテナにより受信し、エコー強度に応じた画像を表
示する機能を有している。従って、表示された画像を観
察しあるいはそのハードコピーを検討することにより、
埋設物等を非接触・非破壊にて探査できる。
埋設物を探索したり、地質が不均質な箇所を探索するた
めに有効な手段である。この装置は、送信アンテナから
地中に探査ビームを発射し、埋設物等からのエコーを受
信アンテナにより受信し、エコー強度に応じた画像を表
示する機能を有している。従って、表示された画像を観
察しあるいはそのハードコピーを検討することにより、
埋設物等を非接触・非破壊にて探査できる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
装置においては、エコー強度と比例した輝度等による単
純な表示が行われるのみであったため、表示された画像
を見るのみでは埋設物等を簡単には把握できなかった。
埋設物等を把握するためには、通常、ビームと平行な面
に沿って得られる画像を多数表示し比較検証するという
膨大な作業が必要であった。
装置においては、エコー強度と比例した輝度等による単
純な表示が行われるのみであったため、表示された画像
を見るのみでは埋設物等を簡単には把握できなかった。
埋設物等を把握するためには、通常、ビームと平行な面
に沿って得られる画像を多数表示し比較検証するという
膨大な作業が必要であった。
【０００４】本発明は、このような問題点を解決するこ
とを課題としてなされたものであり、画像処理技術の応
用により、使用者が埋設物等を直観的にかつ簡便に把握
でき、膨大な作業を廃止できる地中レーダ装置を実現す
ることを目的とする。
とを課題としてなされたものであり、画像処理技術の応
用により、使用者が埋設物等を直観的にかつ簡便に把握
でき、膨大な作業を廃止できる地中レーダ装置を実現す
ることを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために、本発明の地中レーダ装置は、発射方向を走査
しながら地中に探査ビームを発射しエコーを受信する手
段と、受信したエコーをデータとして記憶する手段と、
記憶しているデータの最大値を各発射方向毎に抽出する
手段と、最大値が抽出された深さより浅い位置と深い位
置とに異なる値が割り当てられるようデータを２値化す
る手段と、２値化されたデータに基づき三次元的な二次
元画像を表示する手段と、を備えることを特徴とする。
るために、本発明の地中レーダ装置は、発射方向を走査
しながら地中に探査ビームを発射しエコーを受信する手
段と、受信したエコーをデータとして記憶する手段と、
記憶しているデータの最大値を各発射方向毎に抽出する
手段と、最大値が抽出された深さより浅い位置と深い位
置とに異なる値が割り当てられるようデータを２値化す
る手段と、２値化されたデータに基づき三次元的な二次
元画像を表示する手段と、を備えることを特徴とする。
【０００６】本発明は、さらに、最大値を抽出する際所
定深さより浅い位置のデータを無視することを特徴とす
る。
定深さより浅い位置のデータを無視することを特徴とす
る。
【０００７】
【作用】本発明においては、地中に探査ビームが発射さ
れエコーが受信される。その際、発射方向を走査してい
るため、得られるエコーは三次元的な広がりを持ったデ
ータ（ボリュームデータ）となる。このボリュームデー
タは一旦記憶され、本発明における画像処理に供され
る。すなわち、まず記憶しているデータの最大値が各発
射方向毎に抽出される。受信されるエコーが最大強度と
なるのは概ね埋設物等の強反射体が存在している箇所で
あると見なすことができるから、この最大値検出により
埋設物等の表面の存在位置を検出できる。さらに、最大
値が抽出された深さより浅い位置と深い位置とに異なる
値が割り当てられるようこのデータが２値化される。こ
のようにして得られるデータは、埋設物等の表面を境に
二値化されたボリュームデータであるから、このデータ
に基づき三次元的な二次元画像を表示することができ
る。従って、本発明においては、使用者が埋設物等を直
観的にかつ簡便に把握でき、膨大な作業を廃止できる。
れエコーが受信される。その際、発射方向を走査してい
るため、得られるエコーは三次元的な広がりを持ったデ
ータ（ボリュームデータ）となる。このボリュームデー
タは一旦記憶され、本発明における画像処理に供され
る。すなわち、まず記憶しているデータの最大値が各発
射方向毎に抽出される。受信されるエコーが最大強度と
なるのは概ね埋設物等の強反射体が存在している箇所で
あると見なすことができるから、この最大値検出により
埋設物等の表面の存在位置を検出できる。さらに、最大
値が抽出された深さより浅い位置と深い位置とに異なる
値が割り当てられるようこのデータが２値化される。こ
のようにして得られるデータは、埋設物等の表面を境に
二値化されたボリュームデータであるから、このデータ
に基づき三次元的な二次元画像を表示することができ
る。従って、本発明においては、使用者が埋設物等を直
観的にかつ簡便に把握でき、膨大な作業を廃止できる。
【０００８】本発明においては、さらに、最大値を抽出
する際所定深さより浅い位置のデータが無視される。こ
れにより、地表からのエコー強度等が埋設物等からのエ
コー強度より強くなった場合でも、地表を埋設物等と誤
認することがなくなる。
する際所定深さより浅い位置のデータが無視される。こ
れにより、地表からのエコー強度等が埋設物等からのエ
コー強度より強くなった場合でも、地表を埋設物等と誤
認することがなくなる。
【０００９】
【実施例】以下、本発明の好適な実施例について図面に
基づき説明する。
基づき説明する。
【００１０】図１には、本発明の一実施例に係る地中レ
ーダ装置の構成が示されている。この図に示される装置
は、センサ部１、記憶部２、最大値抽出部３、画像作成
部４及び表示部５から構成されている。センサ部１は、
図２に示されるように送信アンテナ１１及び受信アンテ
ナ１２を有しており、送信アンテナ１１から地中に探査
ビームを送信し、地中の埋設物等の強反射体からのエコ
ーを受信アンテナ１２により受信する。その際、センサ
部１は、ある走査線に沿い探査ビーム発射方向を走査
し、この走査が終わると隣接する走査線に沿い探査ビー
ム発射方向を走査する、といった動作を繰り返す。記憶
部２はこのようにして得られるエコーの強度等を記憶す
る手段であり、上述のように走査が行われているため、
記憶部２上のエコーデータはボリュームデータとなる。
ーダ装置の構成が示されている。この図に示される装置
は、センサ部１、記憶部２、最大値抽出部３、画像作成
部４及び表示部５から構成されている。センサ部１は、
図２に示されるように送信アンテナ１１及び受信アンテ
ナ１２を有しており、送信アンテナ１１から地中に探査
ビームを送信し、地中の埋設物等の強反射体からのエコ
ーを受信アンテナ１２により受信する。その際、センサ
部１は、ある走査線に沿い探査ビーム発射方向を走査
し、この走査が終わると隣接する走査線に沿い探査ビー
ム発射方向を走査する、といった動作を繰り返す。記憶
部２はこのようにして得られるエコーの強度等を記憶す
る手段であり、上述のように走査が行われているため、
記憶部２上のエコーデータはボリュームデータとなる。
【００１１】最大値抽出部３は、記憶部２に記憶されて
いるエコーデータから最大値を抽出する手段である。図
３に示されるように、最大値抽出部３は、各探査ビーム
毎に（各発射方向毎に）エコーデータの最大値を抽出す
る。エコーデータが最大値となるのは、通常は、目的と
する強反射体（埋設物等）が存在する深さ（時間）であ
る。従って、最大値抽出部３による最大値抽出処理を各
探査ビーム毎に実行することにより、図４に示される多
重反射波等の影響を受けず、正確に、目的物の表面を検
出できる。また、最大値抽出部３は、最大値を抽出する
に当たって所定深さより浅い領域のデータを無視する。
これにより、図４に示される直接波、地表反射波等、目
的物からのエコーより強くなることのある波（エコー）
の影響を受けにくくなる。最大値抽出部３は、抽出した
最大値を境に、より浅い深さには“０”を、より深い深
さには“１”をそれぞれ割り当てる（２値化）。
いるエコーデータから最大値を抽出する手段である。図
３に示されるように、最大値抽出部３は、各探査ビーム
毎に（各発射方向毎に）エコーデータの最大値を抽出す
る。エコーデータが最大値となるのは、通常は、目的と
する強反射体（埋設物等）が存在する深さ（時間）であ
る。従って、最大値抽出部３による最大値抽出処理を各
探査ビーム毎に実行することにより、図４に示される多
重反射波等の影響を受けず、正確に、目的物の表面を検
出できる。また、最大値抽出部３は、最大値を抽出する
に当たって所定深さより浅い領域のデータを無視する。
これにより、図４に示される直接波、地表反射波等、目
的物からのエコーより強くなることのある波（エコー）
の影響を受けにくくなる。最大値抽出部３は、抽出した
最大値を境に、より浅い深さには“０”を、より深い深
さには“１”をそれぞれ割り当てる（２値化）。
【００１２】画像作成部４は、最大値抽出部３により二
値化されたエコーデータ、すなわち目的物たる強反射体
の表面を境に二値化されたボリュームデータについて、
ボリュームレイキャスティング法、等値面化法等による
ボリュームレンダリングを施し、任意の視点から立体
（目的物）を見た二次元画像を表示部５の画面上に表示
させる。
値化されたエコーデータ、すなわち目的物たる強反射体
の表面を境に二値化されたボリュームデータについて、
ボリュームレイキャスティング法、等値面化法等による
ボリュームレンダリングを施し、任意の視点から立体
（目的物）を見た二次元画像を表示部５の画面上に表示
させる。
【００１３】図５には、ボリュームレイキャスティング
法の概要が示されている。この手法においては、表示面
が視点とボリュームデータの間に設定される。表示面の
各画素の輝度値は、その画素をよぎる視線がボリューム
データの表面と交わる点と、視点との、距離に応じて決
定される。すなわち、距離が大きいほど輝度は暗く設定
される。また、ボリュームデータの表面の検出は、ボリ
ュームデータを構成する単位要素（ボクセル）の値と所
定のしきい値との比較、この実施例の場合にはボクセル
値が０から１へ変わる点の検出にて行う。さらに、表示
面の各画素に割り当てられた輝度値は、最大値を２５
５、最小値を０として線形変換される。これにより、表
示面上には、任意の視点から見たボリュームデータの表
面までの距離に応じ明暗が付せられた画像が表示され
る。
法の概要が示されている。この手法においては、表示面
が視点とボリュームデータの間に設定される。表示面の
各画素の輝度値は、その画素をよぎる視線がボリューム
データの表面と交わる点と、視点との、距離に応じて決
定される。すなわち、距離が大きいほど輝度は暗く設定
される。また、ボリュームデータの表面の検出は、ボリ
ュームデータを構成する単位要素（ボクセル）の値と所
定のしきい値との比較、この実施例の場合にはボクセル
値が０から１へ変わる点の検出にて行う。さらに、表示
面の各画素に割り当てられた輝度値は、最大値を２５
５、最小値を０として線形変換される。これにより、表
示面上には、任意の視点から見たボリュームデータの表
面までの距離に応じ明暗が付せられた画像が表示され
る。
【００１４】図６及び図７には、等値面化法の概要が示
されている。この手法においては、まず、図６に示され
るようにマーチングキューブス法により三角形パッチ化
が行われ、次に視点、光源ベクトルＬ、環境光強度Ｋ
α、拡散光強度Ｋｄ、光源方向と表面法線のなす角ｓ、
鏡面反射光強度Ｋｓ、鏡面反射光方向と視点方向のなす
角ｔ、鏡面反射係数ｎ等のシェーディングパラメータを
設定した上で図７に示されるフォンシェーディングが実
行される。
されている。この手法においては、まず、図６に示され
るようにマーチングキューブス法により三角形パッチ化
が行われ、次に視点、光源ベクトルＬ、環境光強度Ｋ
α、拡散光強度Ｋｄ、光源方向と表面法線のなす角ｓ、
鏡面反射光強度Ｋｓ、鏡面反射光方向と視点方向のなす
角ｔ、鏡面反射係数ｎ等のシェーディングパラメータを
設定した上で図７に示されるフォンシェーディングが実
行される。
【００１５】ここに、マーチングキューブス法において
は、隣接する８個のボクセルの中心を頂点とする六面体
が想定され、その六面体の内部に存在する等値面（所定
のしきい値を有する面。この実施例では、二値化された
エコーデータの値が０から１へと変わる面）が三角形パ
ッチにより表現される。等値面がこの六面体をどの様に
よぎるかにより、図６に示されるような１５通りのパタ
ーンに類型化できる。図中、黒丸が付せられている頂点
はしきい値以上のボクセル（ボクセル値＝１のボクセ
ル）の中心を、黒丸が付せられていない頂点はしきい値
以下のボクセル（ボクセル値＝０のボクセル）の中心
を、それぞれ示している。フォンシェーディングを実行
する際には、このような三角形パッチに置き換えられた
ボリュームデータに基づき、次の式に基づき表示面上の
輝度値Ｉが設定される。このような方法を採用すること
により、質感のある画像が得られる。
は、隣接する８個のボクセルの中心を頂点とする六面体
が想定され、その六面体の内部に存在する等値面（所定
のしきい値を有する面。この実施例では、二値化された
エコーデータの値が０から１へと変わる面）が三角形パ
ッチにより表現される。等値面がこの六面体をどの様に
よぎるかにより、図６に示されるような１５通りのパタ
ーンに類型化できる。図中、黒丸が付せられている頂点
はしきい値以上のボクセル（ボクセル値＝１のボクセ
ル）の中心を、黒丸が付せられていない頂点はしきい値
以下のボクセル（ボクセル値＝０のボクセル）の中心
を、それぞれ示している。フォンシェーディングを実行
する際には、このような三角形パッチに置き換えられた
ボリュームデータに基づき、次の式に基づき表示面上の
輝度値Ｉが設定される。このような方法を採用すること
により、質感のある画像が得られる。
【００１６】
【数１】 Ｉ＝Ｋα＋Ｋｄ＊ｃｏｓ（ｓ）＋Ｋｓ＊ｃｏｓｎ（ｔ）
【００１７】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
地中に探査ビームを発射する際発射方向を走査している
ため得られるエコーデータがボリュームデータとなり、
またこのデータの最大値を各発射方向毎に抽出し最大値
が得られた深さを境にデータを２値化するようにしたた
め、得られたデータに基づき三次元的な二次元画像を表
示することが可能になり、使用者が埋設物等を直観的に
かつ簡便に把握でき、膨大な作業を廃止できる地中レー
ダ装置を実現できる。
地中に探査ビームを発射する際発射方向を走査している
ため得られるエコーデータがボリュームデータとなり、
またこのデータの最大値を各発射方向毎に抽出し最大値
が得られた深さを境にデータを２値化するようにしたた
め、得られたデータに基づき三次元的な二次元画像を表
示することが可能になり、使用者が埋設物等を直観的に
かつ簡便に把握でき、膨大な作業を廃止できる地中レー
ダ装置を実現できる。
【００１８】本発明によれば、さらに、最大値を抽出す
る際所定深さより浅い位置のデータを無視するようにし
たため、地表からのエコー強度等が埋設物等からのエコ
ー強度より強くなった場合でも、地表を埋設物等と誤認
することがなくなる。
る際所定深さより浅い位置のデータを無視するようにし
たため、地表からのエコー強度等が埋設物等からのエコ
ー強度より強くなった場合でも、地表を埋設物等と誤認
することがなくなる。
【図１】本発明の一実施例に係る装置の構成を示すブロ
ック図である。
ック図である。
【図２】この実施例におけるセンサ部の構成を示す図で
ある。
ある。
【図３】最大値抽出部の動作を示す図である。
【図４】不要波の種類を示す図である。
【図５】ボリュームレイキャスティング法の原理を示す
図である。
図である。
【図６】マーチングキューブス法の原理を示す図であ
る。
る。
【図７】フォンシェーディングの原理を示す図である。
１ センサ部 ２ 記憶部 ３ 最大値抽出部 ４ 画像作成部 ５ 表示部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 石川 正司 東京都三鷹市下連雀五丁目１番１号 日本 無線株式会社内 (72)発明者 草野 裕久 東京都三鷹市下連雀五丁目１番１号 日本 無線株式会社内
Claims (2)
- 【請求項１】 発射方向を走査しながら地中に探査ビー
ムを発射しエコーを受信する手段と、 受信したエコーをデータとして記憶する手段と、 記憶しているデータの最大値を各発射方向毎に抽出する
手段と、 最大値が抽出された深さより浅い位置と深い位置とに異
なる値が割り当てられるようデータを２値化する手段
と、 ２値化されたデータに基づき三次元的な二次元画像を表
示する手段と、 を備えることを特徴とする地中レーダ装置。 - 【請求項２】 請求項１記載の地中レーダ装置におい
て、 最大値を抽出する際所定深さより浅い位置のデータを無
視することを特徴とする地中レーダ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19060394A JPH0854477A (ja) | 1994-08-12 | 1994-08-12 | 地中レーダ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19060394A JPH0854477A (ja) | 1994-08-12 | 1994-08-12 | 地中レーダ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0854477A true JPH0854477A (ja) | 1996-02-27 |
Family
ID=16260822
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19060394A Pending JPH0854477A (ja) | 1994-08-12 | 1994-08-12 | 地中レーダ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0854477A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2000013037A1 (fr) * | 1998-08-31 | 2000-03-09 | Osaka Gas Co., Ltd. | Procede de recherche tridimensionnel, procede d'affichage de donnees de voxels tridimensionnelles, et dispositif de realisation de ces procedes |
| KR100603027B1 (ko) * | 2004-09-03 | 2006-07-24 | 이규형 | 지중 매설물 3차원 디스플레이방법. |
| JP2021012167A (ja) * | 2019-07-09 | 2021-02-04 | オムロン株式会社 | 埋設物検出装置および埋設物検出方法 |
-
1994
- 1994-08-12 JP JP19060394A patent/JPH0854477A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2000013037A1 (fr) * | 1998-08-31 | 2000-03-09 | Osaka Gas Co., Ltd. | Procede de recherche tridimensionnel, procede d'affichage de donnees de voxels tridimensionnelles, et dispositif de realisation de ces procedes |
| US6573855B1 (en) | 1998-08-31 | 2003-06-03 | Osaka Gas Co., Ltd. | Three-dimensional questing method, three-dimensional voxel data displaying method, and device therefor |
| KR100603027B1 (ko) * | 2004-09-03 | 2006-07-24 | 이규형 | 지중 매설물 3차원 디스플레이방법. |
| JP2021012167A (ja) * | 2019-07-09 | 2021-02-04 | オムロン株式会社 | 埋設物検出装置および埋設物検出方法 |
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