JPH0914958A - 位置検出方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 任意の観測地点より、被測定物の位置する方
向を精度よく、多大な労力を必要とすることなく、簡単
に検出することができる位置検出方法を提供する。 【構成】 観測地点に、同一直線上に磁気検出面の中心
を有する第１および第２受信コイル１６，１７が配列さ
れ、地下埋設配管１内に、同一中心点を有し、直交した
第１送信コイル６および第２送信コイル７が挿入され、
第１および第２送信コイル６，７にＡＭ変調された交流
電流を与え、磁界を発生させ、第１および第２送信コイ
ル６，７の磁界強度を第１および第２受信コイル１６，
１７により計測し、第１および第２受信コイル１６，１
７が計測した個々の計測信号の位相を比較し、位相が一
致するような第１および第２受信コイル１６，１７の配
列方向を求めることにより、地下埋設配管１の位置を検
出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、磁界強度を計測して２
点間の位置を検出する位置検出方法に関し、特に、地下
埋設配管などの位置を検出する位置検出方法に適用して
有効な技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の位置検出方法としては、
磁界測定器を地上で移動走査し、地中より発せられる磁
界の垂直成分を計測し、地下埋設配管の位置を探知する
ものが、たとえば特開昭５７−１３３３７３号公報に開
示されている。また、磁界発生素子をその中心磁力線が
常に鉛直方向に向くように、掘進機に取り付け、基板に
は水平に固定した直線上の磁界検出素子ガイドを設け、
磁界検出素子ガイドに鎖交面が鉛直かつ移動方向に対し
て直角をなし、移動可能に磁界検出素子を装着した磁界
検出装置を設け、磁界検出素子を磁界検出素子ガイド上
に移動させ、磁界強度がゼロ値となる位置を計測するも
のが、たとえば特開昭５９−１５３１１２号公報に開示
されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、前述した位
置検出方法においては、次のような問題点があることが
本発明者により見い出された。すなわち、特開昭５７−
１３３３７３号公報の位置検出方法では、磁界発生素子
の真上の地上に、植え込み、ガードレールまたは電柱な
どの障害物があると、計測が不可能となる。測定を多回
数必要とし、多大な時間と労力を必要とする。

【０００４】また、特開昭５９−１５３１１２号公報の
位置検出方法では、送信側コイルと受信側コイルとが正
確に直交していなくてもゼロ値を得る位置は存在するの
で、測定誤差が生じ易い。水平方向のみの検知、すなわ
ち地下埋設配管の管軸上の位置のみ検知が可能であり、
任意の測定値から管の埋設されている方向が検知できな
いため、たとえば下水本管に枝管を非開削で施工しよう
とする場合、施工開始位置からどの方向に掘削すればよ
いかが判別できない。

【０００５】また、前述した２つの方法は、いずれも送
信コイルの送信面を、その中心磁界が観測地点に直交す
るように調整する必要があり、労力が掛かると共に、誤
差の原因となる。本発明の目的は、前述した問題点に鑑
み、任意の観測地点より、被測定物の位置する方向を精
度よく、多大な労力を必要とすることなく、簡単に検出
することができる位置検出方法を提供することにある。

【０００６】本発明の前記ならびにその他の目的と新規
な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかに
なるであろう。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明の概要を簡単に説明すれば、以下のとおりである。
本発明の位置検出方法は、観測地点に、同一直線上に磁
気検出面の中心を有する複数の受信コイルが配列され、
被測定物内に、同一中心点を有し、直交した第１送信コ
イルおよび第２送信コイルが挿入され、前記第１および
第２送信コイルにＡＭ変調された交流電流を与え、磁界
を発生させ、前記第１および第２送信コイルの磁界強度
を前記複数の受信コイルにより計測し、前記複数の受信
コイルが計測した個々の計測信号の位相を比較し、前記
位相が一致するような前記複数の受信コイルの配列方向
を求めることにより、前記被測定物の位置を検出するも
のである。

【０００８】

【作 用】前述した手段によれば、第１および第２送信
コイルの磁界強度を、同一直線上に磁気検出面の中心を
有する複数の受信コイルにより計測し、複数の受信コイ
ルが計測した個々の計測信号の位相が一致するような受
信コイルの配列方向を求め、被測定物の位置を検出する
ので、第１および第２送信コイルの姿勢制御を不要と
し、計測信号は信号波の周波数によるため、送信波の周
波数が高くなっても、低い周波数の観測だけで済む。

【０００９】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基づいて詳
細に説明する。ここで、図１は本発明の一実施例に係る
位置検出システムの概略構成図、図２は本発明の一実施
例に係る位置検出方法を説明するブロック図、図３は本
発明の一実施例に係る送受信コイルの相対位置とそのと
きの観測信号の波形図である。また、実施例を説明する
ための全図において同一の機能を有するものは同一の符
号を付け、その繰り返しの説明は省略する。

【００１０】図１において、位置検出システムは、被測
定物である地下埋設配管１内に、その長手方向へ移動可
能な移動台車２が導入され、移動台車２の車輪３にはロ
ータリーエンコーダーなどの車輪回転量センサー（図示
略す）が装着されると共に、この車輪回転量センサーが
出力する信号により移動台車２の走行距離を測定する制
御装置４が信号線５を介して接続されている。

【００１１】移動台車２上には、磁気発生手段として、
第１送信コイル６および第２送信コイル７が、地下埋設
配管１の中心軸線Ｘと同一軸線上の、同一点を中心とし
て直交するように搭載されている。第１送信コイル６
は、信号線８を介して地下埋設配管１の外部に配設され
た発振器などの交流電流を供給する信号供給装置１０に
接続されている。第２送信コイル７は、信号線９を介し
て信号供給装置１０に接続されている。

【００１２】一方、地上の観測地点には、磁気検出装置
１１が移動可能に配置されている。磁気検出装置１１
は、基台１２上に１対の支持板１３が対峙して立設さ
れ、これら１対の支持板１３間には、変位棒１４が移動
手段１５によって、地下埋設配管１の中心軸線Ｘと平行
な軸線周りに回転し、かつ変位棒１４の周面に対して直
角方向に平行移動するように支持されている。

【００１３】変位棒１４の両端部には、磁気検出コイル
として、磁気検出面の中心位置が同一直線上にある第１
受信コイル１６および第２受信コイル１７がそれぞれ巻
回されている。また、第１および第２受信コイル１６，
１７には、信号線１８，１９を介して第１および第２信
号測定器２０，２１が接続され、第１および第２信号測
定器２０，２１には、信号線２２，２３を介して信号波
を表示するオシロスコープなどの信号表示器２４が接続
されている。さらに、第１および第２信号測定器２０，
２１と信号供給装置１０とは信号線２５により接続され
ている。

【００１４】次に、かかる位置検出システムによる位置
検出方法について、図２および図３を参照して説明す
る。まず、第１および第２送信コイル６，７を、その中
心位置が地下埋設配管１の中心軸線Ｘ上に位置するよう
に移動台車２を移動させる。次いで、信号供給装置１０
より、第１送信コイル６に、ＳＩＮ変調された交流電流
が与えられ、第１送信コイル６は、何れの位相において
も中心磁力線Ｍｃが地下埋設配管１の中心軸線Ｘと直交
する方向に磁界を発生する。また、第２送信コイル７に
は、ＣＯＳ変調された交流電流が与えられる。なお、こ
の場合、搬送波は、たとえば２００ＫＨｚを使用し、変
調波は、たとえば４００Ｈｚを使用する。これにより、
第１および第２送信コイル６，７から、１つのコイルが
回転しているときと同じ回転磁界となるように、ＳＩＮ
変調波およびＣＯＳ変調波が送信される。

【００１５】その後、第１受信コイル１６および第２受
信コイル１７は、第１および第２送信コイル６，７の磁
界強度を計測し、その計測信号を第１および第２信号測
定器２０，２１に伝送する。第１および第２信号測定器
２０，２１は、第１および第２受信コイル１６，１７か
らの計測信号と、信号供給装置１０から得られる搬送波
と同一の周波数である基準信号とを、２００ＫＨｚで、
同期検波し、第１および第２送信コイル６，７と、第１
および第２受信コイル１６，１７との相対位置および信
号波の位相に応じた受信レベル（磁界強度）を信号表示
器２４に出力する。

【００１６】これにより、信号表示器２４の表示画面２
４ａには、第１および第２受信コイル１６，１７の計測
信号が４００Ｈｚの正弦波として得られる。なお、表示
画面２４ａ上では、縦軸に受信レベル、横軸に時間がと
られている。次に、複数の第１および第２受信コイル１
６，１７より検出される同期検波後の信号の位相が一致
するように、変位棒１４を回転または平行移動する。

【００１７】このとき、第１受信コイル１６および第２
受信コイル１７より得られる観測信号は、第１および第
２受信コイル１６，１７と第１および第２送信コイル
６，７との相対位置関係を位相差として表し、両者が一
致した場合に、第１受信コイル１６および第２受信コイ
ル１７の配列直線の方向が第１および第２送信コイル
６，７の中心を示すことになる（図３（ａ）参照）。ま
た、両者が一致していない場合には、その位相のずれ方
向から、第１受信コイル１６および第２受信コイル１７
の姿勢制御方向が決定される。

【００１８】たとえば、第１受信コイル１６の位相が進
んでいる場合には、第２受信コイル１７を上側に移動す
るか、第１受信コイル１６を下側に移動することによ
り、補正する（図３（ｂ）参照）。また、第１受信コイ
ル１６の位相が遅れている場合には、第１受信コイル１
６を上側に移動するか、第２受信コイル１７を下側に移
動することにより、補正する（図３（ｃ）参照）。

【００１９】なお、第１および第２送信コイル６，７な
らびに第１および第２受信コイル１６，１７の位相の方
向は、その巻き方向などによって決定される。かくし
て、第１受信コイル１６および第２受信コイル１７の配
列方向が、地下埋設配管１の位置を示すことになり、観
測地点より地下埋設配管１の位置する方向が検出され
る。

【００２０】このように、本実施例によれば、第１およ
び第２受信コイル１６，１７が計測した個々の計測信号
の位相が一致する第１および第２受信コイル１６，１７
の配列の向きが、第１および第２送信コイル６，７の中
心位置を示す。これにより、任意の観測地点からの地下
埋設配管１の位置が作業性よく、確実に検出される。以
上、本発明者によってなされた発明を、実施例に基づき
具体的に説明したが、本発明は、前記実施例に限定され
るものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で、種々変
更可能であることは、言うまでもない。

【００２１】

【発明の効果】本願によって開示される発明のうち、代
表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、
以下のとおりである。本発明によれば、第１および第２
送信コイルの磁界強度を、同一直線上に磁気検出面の中
心を有する複数の受信コイルにより計測し、複数の受信
コイルが計測した個々の計測信号の位相が一致するよう
な受信コイルの配列方向を求め、被測定物の位置を検出
するので、ノイズや測定誤差を低減することができ、任
意の観測地点より被測定物の位置する方向を精度よく、
多大な労力を必要とすることなく、簡単に検出すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例である位置検出システムの概
略構成図である。

【図２】本発明の一実施例である位置検出方法を説明す
るブロック図である。

【図３】（ａ）〜（ｃ）は本発明の一実施例である送受
信コイルの相対位置とそのときの観測信号の波形図であ
る。

【符号の説明】

１ 地下埋設配管 ２ 移動台車 ３ 車輪 ４ 制御装置 ５，１８，１９，２２，２３，２５ 信号線 ６ 第１送信コイル ７ 第２送信コイル ８，９ 電力線 １０ 信号供給装置 １１ 磁気検出装置 １２ 基台 １３ 支持板 １４ 変位棒 １５ 移動手段 １６ 第１受信コイル １７ 第２受信コイル ２０ 第１信号測定器 ２１ 第２信号測定器 ２４ 信号表示器 ２４ａ 表示画面

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 観測地点に、同一直線上に磁気検出面の
   中心を有する複数の受信コイルが配列され、被測定物内
   に、同一中心点を有し、直交した第１送信コイルおよび
   第２送信コイルが挿入され、前記第１および第２送信コ
   イルにＡＭ変調された交流電流を与え、磁界を発生させ
   る工程と、前記第１および第２送信コイルの磁界強度を
   前記複数の受信コイルにより計測し、前記複数の受信コ
   イルが計測した個々の計測信号の位相を比較し、前記位
   相が一致するような前記複数の受信コイルの配列方向を
   求めることにより、前記被測定物の位置を検出する工程
   とを含むことを特徴とする位置検出方法。