JPH09281229A - 埋設物の探査方法および装置 - Google Patents
埋設物の探査方法および装置Info
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- JPH09281229A JPH09281229A JP8091137A JP9113796A JPH09281229A JP H09281229 A JPH09281229 A JP H09281229A JP 8091137 A JP8091137 A JP 8091137A JP 9113796 A JP9113796 A JP 9113796A JP H09281229 A JPH09281229 A JP H09281229A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 土壌断面の走査の間隔Ｄを大きくしてその走
査回数を減少しても、Ｓ／Ｎ比の劣化の影響を少なくし
た３次元可視化表示を可能とする。 【解決手段】 第１方向ｘに広い指向性を有するアンテ
ナを走査して土壌断面画像を得、このような走査を、第
２方向ｙに比較的大きな間隔Ｄ＝０．２〜１．０ｍ毎の
各走査位置で行い、その各断面画像をメモリにストア
し、合成開口演算処理によって地中埋設管の頂部に像を
集積し、この合成開口演算処理されたデータを用いて、
第２方向ｙに隣接する走査位置間で補間演算して複数階
調の３次元強度分布を求める。こうして得られた強度を
そのままレベル弁別して２値化して強度の大きい各座標
位置だけを点状に目視表示し、または予め定める多数の
線分上の強度の加算値が予め定めるレベル以上である線
分だけを表示する。
査回数を減少しても、Ｓ／Ｎ比の劣化の影響を少なくし
た３次元可視化表示を可能とする。 【解決手段】 第１方向ｘに広い指向性を有するアンテ
ナを走査して土壌断面画像を得、このような走査を、第
２方向ｙに比較的大きな間隔Ｄ＝０．２〜１．０ｍ毎の
各走査位置で行い、その各断面画像をメモリにストア
し、合成開口演算処理によって地中埋設管の頂部に像を
集積し、この合成開口演算処理されたデータを用いて、
第２方向ｙに隣接する走査位置間で補間演算して複数階
調の３次元強度分布を求める。こうして得られた強度を
そのままレベル弁別して２値化して強度の大きい各座標
位置だけを点状に目視表示し、または予め定める多数の
線分上の強度の加算値が予め定めるレベル以上である線
分だけを表示する。
Description
【０００１】
【発明が属する技術分野】本発明は、土壌などの隠蔽場
所に埋設されている管などの埋設物を地上で探査するた
めの方法および装置に関する。
所に埋設されている管などの埋設物を地上で探査するた
めの方法および装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】典型的な先行技術は、昭和６２年電子情
報通信学会半導体・材料部門全国大会第２−２９７頁〜
２−２９８頁に記載された「電波ホログラフィー法雪中
レーダにおける三次元画像データの表示法」である。こ
の先行技術では、マイクロ波の周波数を掃引しながら送
受信アンテナを２次元平面で走査し３次元的ホログラム
データを得て、これを数値的に像再生を行って３次元レ
ーダ像を得ている。したがって、ホログラムも再生レー
ダ像も３次元データであり、ｘ−ｙ−ｚで示される空間
に割り当てられたデータである。しかし、陰極線管（Ｃ
ＲＴ）のような２次元表示装置で、この３次元データを
表示する場合、３次元を２次元に次元を落とす必要があ
る。その１つの方法としては２次元のスクリーン上の画
素（Pixe1）から出発する視線が３次元データの値のあ
る体素（voxe1）にぶつかったときこのデータの値を表
示する。これはいわば３次元物体の表面を２次元表面に
投影して表示していることになる。さらに奥行き方向は
画像の濃淡に変換して表示する。つまりスクリーンから
近くにある画素ほど明るく、遠くにある画素ほど暗く表
示する。このため３次元物体（あるいはホログラム）
は、しきい値により強度がある、なしに２値化され、ス
クリーンの位置が定められると視線とぶつかる最初の強
度のある場所が探索され、濃淡値が付加され表示され
る。
報通信学会半導体・材料部門全国大会第２−２９７頁〜
２−２９８頁に記載された「電波ホログラフィー法雪中
レーダにおける三次元画像データの表示法」である。こ
の先行技術では、マイクロ波の周波数を掃引しながら送
受信アンテナを２次元平面で走査し３次元的ホログラム
データを得て、これを数値的に像再生を行って３次元レ
ーダ像を得ている。したがって、ホログラムも再生レー
ダ像も３次元データであり、ｘ−ｙ−ｚで示される空間
に割り当てられたデータである。しかし、陰極線管（Ｃ
ＲＴ）のような２次元表示装置で、この３次元データを
表示する場合、３次元を２次元に次元を落とす必要があ
る。その１つの方法としては２次元のスクリーン上の画
素（Pixe1）から出発する視線が３次元データの値のあ
る体素（voxe1）にぶつかったときこのデータの値を表
示する。これはいわば３次元物体の表面を２次元表面に
投影して表示していることになる。さらに奥行き方向は
画像の濃淡に変換して表示する。つまりスクリーンから
近くにある画素ほど明るく、遠くにある画素ほど暗く表
示する。このため３次元物体（あるいはホログラム）
は、しきい値により強度がある、なしに２値化され、ス
クリーンの位置が定められると視線とぶつかる最初の強
度のある場所が探索され、濃淡値が付加され表示され
る。
【０００３】この先行技術では、３次元データを用いて
ホログラフィー処理を行うためには、複数の土壌断面の
画像を、充分細かい間隔で得る必要がある。したがって
多数回の走査を行わなければならず、作業に手間がかか
るという問題がある。
ホログラフィー処理を行うためには、複数の土壌断面の
画像を、充分細かい間隔で得る必要がある。したがって
多数回の走査を行わなければならず、作業に手間がかか
るという問題がある。
【０００４】他の先行技術は、昭和６３年電気学会全国
大会第１３７２頁「地中埋設物探査レーダシステム（そ
の３）三次元探査画像処理」である。この先行技術で
は、複数回の走査による測定断面情報を用い、複数のす
べての断面画像中の同一位置に埋設物の像が得られたと
きには、管が埋設されているものと判断し、またそれよ
りも少ない数の断面の同一位置に埋設物の像が得られる
ときには塊状物が埋設されたものと判断し、このように
して異なる断面に存在する像との結合是非を判断し、３
次元的構造を求める。
大会第１３７２頁「地中埋設物探査レーダシステム（そ
の３）三次元探査画像処理」である。この先行技術で
は、複数回の走査による測定断面情報を用い、複数のす
べての断面画像中の同一位置に埋設物の像が得られたと
きには、管が埋設されているものと判断し、またそれよ
りも少ない数の断面の同一位置に埋設物の像が得られる
ときには塊状物が埋設されたものと判断し、このように
して異なる断面に存在する像との結合是非を判断し、３
次元的構造を求める。
【０００５】この先行技術では、各断面のシンボル表示
を３次元的に連結しているので、Ｓ／Ｎ比の低いデータ
がある場合には、管または塊状物の判定を誤ることが多
い。
を３次元的に連結しているので、Ｓ／Ｎ比の低いデータ
がある場合には、管または塊状物の判定を誤ることが多
い。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、隠蔽
場所の表面上における電磁波の放射および埋設物による
反射波の受信を行いつつ走査する回数を、できるだけ減
少して、作業性を良好にし、しかもＳ／Ｎ比に左右され
ることなく、埋設物を正確に探査することができるよう
にした埋設物の探査方法および装置を提供することであ
る。
場所の表面上における電磁波の放射および埋設物による
反射波の受信を行いつつ走査する回数を、できるだけ減
少して、作業性を良好にし、しかもＳ／Ｎ比に左右され
ることなく、埋設物を正確に探査することができるよう
にした埋設物の探査方法および装置を提供することであ
る。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、埋設物の埋設
されている隠蔽場所の表面に向けて指向性を有するアン
テナを、表面上で第１方向に沿って走査するとともに、
その走査を、第１方向に交差する第２方向にずれた複数
の各走査位置毎に行ない、アンテナ走査中に、アンテナ
にパルスを与え、埋設物による反射波を受信し、放射し
た電磁波と受信した反射波との時間差に対応する深度
と、その深度における反射波の強度とを求めて、各走査
位置の断面画像をメモリにストアし、メモリのストア内
容を合成開口演算処理して、前記アンテナに比べて狭い
第１方向の指向性を有する仮想アンテナによって得られ
る等価な反射波による深度に対応する反射波の強度のデ
ータに変換し、合成開口演算処理されたデータを、第２
方向に隣接する走査位置間で補間演算して３次元の各座
標位置における複数階調の３次元の強度分布を求め、こ
うして得られた３次元の各位置の強度を、そのまま、ま
たは演算して、予め定めるレベルでレベル弁別し、強度
が前記レベル以上である位置またはその位置に対応する
値を、判別することを特徴とする埋設物の探査方法であ
る。また本発明は、前記判別して得られた前記位置また
はその位置に関連する値を２次元の目視表示手段に表示
することを特徴とする。また本発明は、前記補間演算
は、第２方向の座標ｙの前後に隣接する複数ｎの各走査
位置の間隔をＤとし、強度をｆｉとするとき、補間して
得られる強度Ｑ、
されている隠蔽場所の表面に向けて指向性を有するアン
テナを、表面上で第１方向に沿って走査するとともに、
その走査を、第１方向に交差する第２方向にずれた複数
の各走査位置毎に行ない、アンテナ走査中に、アンテナ
にパルスを与え、埋設物による反射波を受信し、放射し
た電磁波と受信した反射波との時間差に対応する深度
と、その深度における反射波の強度とを求めて、各走査
位置の断面画像をメモリにストアし、メモリのストア内
容を合成開口演算処理して、前記アンテナに比べて狭い
第１方向の指向性を有する仮想アンテナによって得られ
る等価な反射波による深度に対応する反射波の強度のデ
ータに変換し、合成開口演算処理されたデータを、第２
方向に隣接する走査位置間で補間演算して３次元の各座
標位置における複数階調の３次元の強度分布を求め、こ
うして得られた３次元の各位置の強度を、そのまま、ま
たは演算して、予め定めるレベルでレベル弁別し、強度
が前記レベル以上である位置またはその位置に対応する
値を、判別することを特徴とする埋設物の探査方法であ
る。また本発明は、前記判別して得られた前記位置また
はその位置に関連する値を２次元の目視表示手段に表示
することを特徴とする。また本発明は、前記補間演算
は、第２方向の座標ｙの前後に隣接する複数ｎの各走査
位置の間隔をＤとし、強度をｆｉとするとき、補間して
得られる強度Ｑ、
【０００８】
【数４】
【０００９】を求めることを特徴とする。また本発明
は、前記補間演算のために、第２方向に隣接する２つの
前記走査位置間で、Ｍ次（Ｍは自然数）のスプライン関
数を設定し、このスプライン関数は、そのスプライン関
数の値と微分値とが前記２つの走査位置で連続するよう
に各次の変数の係数が定められ、このスプライン関数に
よって補間演算を行うことを特徴とする。また本発明
は、前記補間演算は、第２方向に隣接する２つの前記走
査位置間で、その隣接する前記走査位置の強度を線形補
間することを特徴とする。また本発明は、レベル弁別
は、各座標位置の強度を、予め定めるレベルで２値化
し、強度が予め定めるレベル以上である座標位置を点状
に表示することを特徴とする。また本発明は、第２方向
に隣接する２つの予め定める位置間で、前記２つの予め
定める各位置における座標位置の相互間を結ぶ線分上に
存在する座標位置の強度を加算し、加算した強度を予め
定めるレベルで２値化し、加算した強度がその予め定め
るレベル以上である線分を表示することを特徴とする。
また本発明は、埋設物の埋設されている隠蔽場所の表面
上を第１方向に走査する移動体と、移動体に設けられ、
前記表面に向けて指向性を有するアンテナと、アンテナ
にパルスを与えてアンテナから隠蔽場所に電磁波を放射
させ、その埋設物による反射波をアンテナで受信する送
受信手段と、送受信手段の出力に応答し、放射した電磁
波と受信した反射波との時間差に基づいて、第１方向に
走査した走査位置の断面における深度と反射波の強度と
を、前記表面上の第１方向に垂直な第２方向にずれた走
査位置毎に、ストアするメモリと、メモリのストア内容
を、合成開口演算処理して、前記アンテナに比べて狭い
第１方向の指向性を有する仮想アンテナによって得られ
る等価な反射波による強度のデータに変換する合成開口
演算処理手段と、合成開口演算処理手段の出力に応答
し、第２方向に隣接する走査位置間で補間演算して、３
次元の各座標位置における複数階調の３次元の強度分布
を求める補間演算手段と、補間演算手段の出力に応答
し、３次元の各位置の強度を、そのまま、または演算し
て、予め定めるレベルでレベル弁別し、強度が前記レベ
ル以上である位置またはその位置に関連する値を、判別
する判別手段と、判別手段の出力に応答し、判別して得
られた前記位置またはその位置に関連する値を２次元画
面に目視表示する手段とを含むことを特徴とする埋設物
の探査装置である。また本発明は、補間演算手段は、第
２方向の座標ｙの前後に隣接する複数ｎの各走査位置の
間隔をＤとし、強度をｆｉとするとき、補間して得られ
る強度Ｑ、
は、前記補間演算のために、第２方向に隣接する２つの
前記走査位置間で、Ｍ次（Ｍは自然数）のスプライン関
数を設定し、このスプライン関数は、そのスプライン関
数の値と微分値とが前記２つの走査位置で連続するよう
に各次の変数の係数が定められ、このスプライン関数に
よって補間演算を行うことを特徴とする。また本発明
は、前記補間演算は、第２方向に隣接する２つの前記走
査位置間で、その隣接する前記走査位置の強度を線形補
間することを特徴とする。また本発明は、レベル弁別
は、各座標位置の強度を、予め定めるレベルで２値化
し、強度が予め定めるレベル以上である座標位置を点状
に表示することを特徴とする。また本発明は、第２方向
に隣接する２つの予め定める位置間で、前記２つの予め
定める各位置における座標位置の相互間を結ぶ線分上に
存在する座標位置の強度を加算し、加算した強度を予め
定めるレベルで２値化し、加算した強度がその予め定め
るレベル以上である線分を表示することを特徴とする。
また本発明は、埋設物の埋設されている隠蔽場所の表面
上を第１方向に走査する移動体と、移動体に設けられ、
前記表面に向けて指向性を有するアンテナと、アンテナ
にパルスを与えてアンテナから隠蔽場所に電磁波を放射
させ、その埋設物による反射波をアンテナで受信する送
受信手段と、送受信手段の出力に応答し、放射した電磁
波と受信した反射波との時間差に基づいて、第１方向に
走査した走査位置の断面における深度と反射波の強度と
を、前記表面上の第１方向に垂直な第２方向にずれた走
査位置毎に、ストアするメモリと、メモリのストア内容
を、合成開口演算処理して、前記アンテナに比べて狭い
第１方向の指向性を有する仮想アンテナによって得られ
る等価な反射波による強度のデータに変換する合成開口
演算処理手段と、合成開口演算処理手段の出力に応答
し、第２方向に隣接する走査位置間で補間演算して、３
次元の各座標位置における複数階調の３次元の強度分布
を求める補間演算手段と、補間演算手段の出力に応答
し、３次元の各位置の強度を、そのまま、または演算し
て、予め定めるレベルでレベル弁別し、強度が前記レベ
ル以上である位置またはその位置に関連する値を、判別
する判別手段と、判別手段の出力に応答し、判別して得
られた前記位置またはその位置に関連する値を２次元画
面に目視表示する手段とを含むことを特徴とする埋設物
の探査装置である。また本発明は、補間演算手段は、第
２方向の座標ｙの前後に隣接する複数ｎの各走査位置の
間隔をＤとし、強度をｆｉとするとき、補間して得られ
る強度Ｑ、
【００１０】
【数５】
【００１１】を求め、前記判別手段は、各座標位置の強
度を、予め定めるレベルで２値化し、強度が予め定める
レベル以上である座標位置を出力して目視表示手段によ
って表示させることを特徴とする。また本発明は、補間
演算手段は、第２方向の座標ｙの前後に隣接する複数ｎ
の各走査位置の間隔をＤとし、強度をｆｉとするとき、
補間して得られる強度Ｑ、
度を、予め定めるレベルで２値化し、強度が予め定める
レベル以上である座標位置を出力して目視表示手段によ
って表示させることを特徴とする。また本発明は、補間
演算手段は、第２方向の座標ｙの前後に隣接する複数ｎ
の各走査位置の間隔をＤとし、強度をｆｉとするとき、
補間して得られる強度Ｑ、
【００１２】
【数６】
【００１３】を求め、前記判別手段は、第２方向に隣接
する２つの予め定める位置間で、前記２つの予め定める
各位置における座標位置の相互間を結ぶ線分上に存在す
る座標位置の強度を加算する手段と、加算手段の出力に
応答し、その加算した強度を予め定めるレベルで２値化
し、加算した強度が予め定めるレベル以上である線分を
出力して目視表示手段によってその線分を表示させる手
段とを含むことを特徴とする。また本発明は、前記補間
演算手段は、第２方向に隣接する２つの前記走査位置間
で、Ｍ次（Ｍは自然数）のスプライン関数を設定し、こ
のスプライン関数は、そのスプライン関数の値と微分値
とが前記２つの走査位置で連続するように各次の変数の
係数が定められ、このスプライン関数によって補間演算
を行い、前記判別手段は、各座標位置の強度を、予め定
めるレベルで２値化し、強度が予め定めるレベル以上で
ある座標位置を出力して目視表示手段によって表示させ
ることを特徴とする。また本発明は、前記補間演算手段
は、第２方向に隣接する２つの前記走査位置間で、Ｍ次
（Ｍは自然数）のスプライン関数を設定し、このスプラ
イン関数は、そのスプライン関数の値と微分値とが前記
２つの走査位置で連続するように各次の変数の係数が定
められ、このスプライン関数によって補間演算を行い、
前記判別手段は、第２方向に隣接する２つの予め定める
位置間で、前記２つの予め定める各位置における座標位
置の相互間を結ぶ線分上に存在する座標位置の強度を加
算する手段と、加算手段の出力に応答し、その加算した
強度を予め定めるレベルで２値化し、加算した強度が予
め定めるレベル以上である線分を出力して目視表示手段
によってその線分を表示させる手段とを含むことを特徴
とする。また本発明は、前記補間演算手段は、第２方向
に隣接する２つの前記走査位置間で、その隣接する前記
走査位置の強度を線形補間し、前記判別手段は、各座標
位置の強度を、予め定めるレベルで２値化し、強度が予
め定めるレベル以上である座標位置を出力して目視表示
手段によって表示させることを特徴とする。また本発明
は、前記補間演算手段は、第２方向に隣接する２つの前
記走査位置間で、その隣接する前記走査位置の強度を線
形補間し、前記判別手段は、第２方向に隣接する２つの
予め定める位置間で、前記２つの予め定める各位置にお
ける座標位置の相互間を結ぶ線分上に存在する座標位置
の強度を加算する手段と、加算手段の出力に応答し、そ
の加算した強度を予め定めるレベルで２値化し、加算し
た強度が予め定めるレベル以上である線分を出力して目
視表示手段によってその線分を表示させる手段とを含む
ことを特徴とする。
する２つの予め定める位置間で、前記２つの予め定める
各位置における座標位置の相互間を結ぶ線分上に存在す
る座標位置の強度を加算する手段と、加算手段の出力に
応答し、その加算した強度を予め定めるレベルで２値化
し、加算した強度が予め定めるレベル以上である線分を
出力して目視表示手段によってその線分を表示させる手
段とを含むことを特徴とする。また本発明は、前記補間
演算手段は、第２方向に隣接する２つの前記走査位置間
で、Ｍ次（Ｍは自然数）のスプライン関数を設定し、こ
のスプライン関数は、そのスプライン関数の値と微分値
とが前記２つの走査位置で連続するように各次の変数の
係数が定められ、このスプライン関数によって補間演算
を行い、前記判別手段は、各座標位置の強度を、予め定
めるレベルで２値化し、強度が予め定めるレベル以上で
ある座標位置を出力して目視表示手段によって表示させ
ることを特徴とする。また本発明は、前記補間演算手段
は、第２方向に隣接する２つの前記走査位置間で、Ｍ次
（Ｍは自然数）のスプライン関数を設定し、このスプラ
イン関数は、そのスプライン関数の値と微分値とが前記
２つの走査位置で連続するように各次の変数の係数が定
められ、このスプライン関数によって補間演算を行い、
前記判別手段は、第２方向に隣接する２つの予め定める
位置間で、前記２つの予め定める各位置における座標位
置の相互間を結ぶ線分上に存在する座標位置の強度を加
算する手段と、加算手段の出力に応答し、その加算した
強度を予め定めるレベルで２値化し、加算した強度が予
め定めるレベル以上である線分を出力して目視表示手段
によってその線分を表示させる手段とを含むことを特徴
とする。また本発明は、前記補間演算手段は、第２方向
に隣接する２つの前記走査位置間で、その隣接する前記
走査位置の強度を線形補間し、前記判別手段は、各座標
位置の強度を、予め定めるレベルで２値化し、強度が予
め定めるレベル以上である座標位置を出力して目視表示
手段によって表示させることを特徴とする。また本発明
は、前記補間演算手段は、第２方向に隣接する２つの前
記走査位置間で、その隣接する前記走査位置の強度を線
形補間し、前記判別手段は、第２方向に隣接する２つの
予め定める位置間で、前記２つの予め定める各位置にお
ける座標位置の相互間を結ぶ線分上に存在する座標位置
の強度を加算する手段と、加算手段の出力に応答し、そ
の加算した強度を予め定めるレベルで２値化し、加算し
た強度が予め定めるレベル以上である線分を出力して目
視表示手段によってその線分を表示させる手段とを含む
ことを特徴とする。
【００１４】本発明に従えば、隠蔽場所の表面に第１方
向ｘに沿う指向性が広くてもよいアンテナを用いて、そ
のアンテナにパルスを与えて電磁波を放射し、埋設物に
よる反射波を受信して時間差に対応する深度と、その深
度における反射波の複数階調の強度とをメモリにストア
して原画像を得る。このメモリのストア内容を合成開口
演算処理して、たとえば地中埋設管である物標に対応し
た双曲線毎にそのデータの頂点に集積し、その映像の重
みによる物標スポットを形成する。こうして得られた第
２方向に間隔Ｄをあけて得られた各走査位置毎の合成開
口演算処理されたデータを用いて、その第２方向ｙに隣
接する２つの走査位置間で、ｓｉｎｃ関数を用い、スプ
ライン関数を用い、または線形で、補間演算し、３次元
の各座標位置における複数階調の３次元の強度分布を求
める。第１方向ｘと第２方向ｙとは、直角以内の角度で
交差していてもよい。
向ｘに沿う指向性が広くてもよいアンテナを用いて、そ
のアンテナにパルスを与えて電磁波を放射し、埋設物に
よる反射波を受信して時間差に対応する深度と、その深
度における反射波の複数階調の強度とをメモリにストア
して原画像を得る。このメモリのストア内容を合成開口
演算処理して、たとえば地中埋設管である物標に対応し
た双曲線毎にそのデータの頂点に集積し、その映像の重
みによる物標スポットを形成する。こうして得られた第
２方向に間隔Ｄをあけて得られた各走査位置毎の合成開
口演算処理されたデータを用いて、その第２方向ｙに隣
接する２つの走査位置間で、ｓｉｎｃ関数を用い、スプ
ライン関数を用い、または線形で、補間演算し、３次元
の各座標位置における複数階調の３次元の強度分布を求
める。第１方向ｘと第２方向ｙとは、直角以内の角度で
交差していてもよい。
【００１５】ｓｉｎｃ関数を用いて補間演算することに
よって、第２方向に沿う反射波の強度のオーバシュート
またはアンダーシュートなどを抑制することができ、第
２方向に沿う滑らかな補間演算を行うことができる。ま
たスプライン関数を用いる補間によれば、第２方向の走
査間隔Ｄが異なっている走査位置間においても第２方向
に沿う反射波強度の滑らかな補間演算を行うことができ
る。また線形補間によれば、演算が明らかに容易であ
る。
よって、第２方向に沿う反射波の強度のオーバシュート
またはアンダーシュートなどを抑制することができ、第
２方向に沿う滑らかな補間演算を行うことができる。ま
たスプライン関数を用いる補間によれば、第２方向の走
査間隔Ｄが異なっている走査位置間においても第２方向
に沿う反射波強度の滑らかな補間演算を行うことができ
る。また線形補間によれば、演算が明らかに容易であ
る。
【００１６】本発明に従えば、補間演算によって得られ
た３次元の各位置の反射波の強度を、そのまま用いてレ
ベル弁別して２値化し、前記予め定めるレベル以上であ
る座標位置を求め、たとえば２次元目視表示手段によっ
て隠蔽場所の第２方向に垂直な画像または第１方向に垂
直な画像を得ることができ、またさらに斜視図で３次元
透視図を得ることができる。
た３次元の各位置の反射波の強度を、そのまま用いてレ
ベル弁別して２値化し、前記予め定めるレベル以上であ
る座標位置を求め、たとえば２次元目視表示手段によっ
て隠蔽場所の第２方向に垂直な画像または第１方向に垂
直な画像を得ることができ、またさらに斜視図で３次元
透視図を得ることができる。
【００１７】本発明の他の考え方に従えば、第２方向に
隣接する２つの予め定める位置、たとえば２つの走査位
置間で、それらの各位置における座標位置の相互間を結
ぶ多数の線分上に存在する複数の座標位置上の反射波の
強度を加算し、加算して得られた値を予め定めるレベル
でレベル弁別して２値化し、加算した強度が予め定める
レベル以上である線分を２次元目視表示手段に表示す
る。たとえば第２方向に垂直な画面に表示し、または第
１方向に垂直な断面画像を表示し、さらには斜視図によ
る３次元透視画像を表示するようにしてもよい。２次元
目視表示手段は、たとえば陰極線管または液晶パネルに
よって実現することができる。この手法によれば、線分
上の各座標位置における反射波の強度の加算値が予め定
めるレベル以上である線分だけが目視表示されるので、
隠蔽場所、たとえば土壌中の空洞または塊状物などを容
易に判定し、したがって連続的に比較的長く延びる地中
埋設管との区別をして、そのような空洞および塊状物な
どのノイズとなる像を除去するのに都合がよい。
隣接する２つの予め定める位置、たとえば２つの走査位
置間で、それらの各位置における座標位置の相互間を結
ぶ多数の線分上に存在する複数の座標位置上の反射波の
強度を加算し、加算して得られた値を予め定めるレベル
でレベル弁別して２値化し、加算した強度が予め定める
レベル以上である線分を２次元目視表示手段に表示す
る。たとえば第２方向に垂直な画面に表示し、または第
１方向に垂直な断面画像を表示し、さらには斜視図によ
る３次元透視画像を表示するようにしてもよい。２次元
目視表示手段は、たとえば陰極線管または液晶パネルに
よって実現することができる。この手法によれば、線分
上の各座標位置における反射波の強度の加算値が予め定
めるレベル以上である線分だけが目視表示されるので、
隠蔽場所、たとえば土壌中の空洞または塊状物などを容
易に判定し、したがって連続的に比較的長く延びる地中
埋設管との区別をして、そのような空洞および塊状物な
どのノイズとなる像を除去するのに都合がよい。
【００１８】
【発明の実施の形態】図１は、本発明の実施の一形態の
全体の電気的構成を示すブロック図である。土壌１に
は、ガスなどの流体を輸送する鋼管などの管２が埋設さ
れている。地上で、この管２の探知を行うために、送信
回路４は、図２（１）に示されるパルスを発生し、送信
アンテナ３に与える。これによって送信アンテナ３は、
電波である電磁波を、土壌１に向けて放射する、この送
信アンテナ３から放射された電磁波は、参照符５で示さ
れるように土壌１内を進み、管２のたとえば頂部２ａの
近傍で反射され、その反射波は、参照符６で示されるよ
うに進んで、受信アンテナ７によって受信され、その受
信アンテナ７の出力は受信回路８に与えられる。受信ア
ンテナ７の出力は、図２（２）に示されるとおりであ
る。送信アンテナ３に図２（１）で示されるパルスであ
る信号が与えられて電磁波が送信アンテナ３から放射さ
れ、受信アンテナ７によって図２（２）で示される信号
が受信されるまでの時間差ΔＴは、土壌１の表面と管２
との距離に対応している。送信アンテナ３と受信アンテ
ナ７とを一体的に移動体に固定して、図１の参照符１０
で示す第１方向ｘに、土壌１の表面に沿って地中埋設管
２を横切るように移動することによって、管２を含む土
壌１の鉛直面内での断面を検出することができる。アン
テナ３，７を１つに兼用してもよい。
全体の電気的構成を示すブロック図である。土壌１に
は、ガスなどの流体を輸送する鋼管などの管２が埋設さ
れている。地上で、この管２の探知を行うために、送信
回路４は、図２（１）に示されるパルスを発生し、送信
アンテナ３に与える。これによって送信アンテナ３は、
電波である電磁波を、土壌１に向けて放射する、この送
信アンテナ３から放射された電磁波は、参照符５で示さ
れるように土壌１内を進み、管２のたとえば頂部２ａの
近傍で反射され、その反射波は、参照符６で示されるよ
うに進んで、受信アンテナ７によって受信され、その受
信アンテナ７の出力は受信回路８に与えられる。受信ア
ンテナ７の出力は、図２（２）に示されるとおりであ
る。送信アンテナ３に図２（１）で示されるパルスであ
る信号が与えられて電磁波が送信アンテナ３から放射さ
れ、受信アンテナ７によって図２（２）で示される信号
が受信されるまでの時間差ΔＴは、土壌１の表面と管２
との距離に対応している。送信アンテナ３と受信アンテ
ナ７とを一体的に移動体に固定して、図１の参照符１０
で示す第１方向ｘに、土壌１の表面に沿って地中埋設管
２を横切るように移動することによって、管２を含む土
壌１の鉛直面内での断面を検出することができる。アン
テナ３，７を１つに兼用してもよい。
【００１９】受信回路８の出力は、マイクロコンピュー
タなどによって実現される処理回路９に与えられる。こ
の処理回路９にはメモリ１１が接続され、このメモリ１
１には、管２を含む土壌１の鉛直断面の原画像がストア
される。このメモリ１１に示される原画像は、たとえば
図３に示されるとおりである。この原画像およびその演
算処理の結果得られる画像がストアされたメモリ２１の
内容は、キーボードなどの入力手段１７の操作などによ
って、目視表示手段１２によって目視表示される。
タなどによって実現される処理回路９に与えられる。こ
の処理回路９にはメモリ１１が接続され、このメモリ１
１には、管２を含む土壌１の鉛直断面の原画像がストア
される。このメモリ１１に示される原画像は、たとえば
図３に示されるとおりである。この原画像およびその演
算処理の結果得られる画像がストアされたメモリ２１の
内容は、キーボードなどの入力手段１７の操作などによ
って、目視表示手段１２によって目視表示される。
【００２０】受信アンテナ７によって受信される図２
（２）で示される波形では、中間階調を零とし、土壌１
の座標位置の信号強度、すなわち輝度レベルをたとえば
２５６の複数階調で表し、たとえば白を正とし、黒を負
とする。図３に示されるように、メモリ１１にストアさ
れる原画像は管２に対応して白の円弧状の像１３と黒の
円弧状の像１４とを有し、白の像１３の円弧頂部を参照
符Ｐ０で示す。これらの像１３，１４は土壌１のｚ方
向、すなわち深さ方向に平行な対称線１５に関して左右
対称である。管２は、直円筒状に形成され、水平軸線を
有する。送受信アンテナ３，７の移動走査方向１０を第
１方向ｘと定める。
（２）で示される波形では、中間階調を零とし、土壌１
の座標位置の信号強度、すなわち輝度レベルをたとえば
２５６の複数階調で表し、たとえば白を正とし、黒を負
とする。図３に示されるように、メモリ１１にストアさ
れる原画像は管２に対応して白の円弧状の像１３と黒の
円弧状の像１４とを有し、白の像１３の円弧頂部を参照
符Ｐ０で示す。これらの像１３，１４は土壌１のｚ方
向、すなわち深さ方向に平行な対称線１５に関して左右
対称である。管２は、直円筒状に形成され、水平軸線を
有する。送受信アンテナ３，７の移動走査方向１０を第
１方向ｘと定める。
【００２１】第１方向ｘにたとえば直角の角度で交差す
る第２方向ｙ方向に、たとえば等しい間隔Ｄをあけて、
第１方向ｘの走査が繰返し各走査位置における原画像が
メモリ１１にストアされる。間隔Ｄは、０．２〜１ｍで
あってもよく、約０．５ｍであってもよい。
る第２方向ｙ方向に、たとえば等しい間隔Ｄをあけて、
第１方向ｘの走査が繰返し各走査位置における原画像が
メモリ１１にストアされる。間隔Ｄは、０．２〜１ｍで
あってもよく、約０．５ｍであってもよい。
【００２２】図４は、処理回路９の全体の動作を簡略化
して示すフローチャートである。ステップａ１において
上述のように第２方向ｙ毎の各位置で第１方向ｘに走査
されて得られた複数断面の原画像が上述のようにメモリ
１１にストアされて読込まれ、その後、ステップａ２に
おいてメモリ１１の内容の前処理が行われる。この前処
理は、合成開口演算処理であって、これによって鋼管２
の特徴を抽出する。こうして合成開口演算処理された結
果は、各原画像に対応してメモリ２１にストアされる。
して示すフローチャートである。ステップａ１において
上述のように第２方向ｙ毎の各位置で第１方向ｘに走査
されて得られた複数断面の原画像が上述のようにメモリ
１１にストアされて読込まれ、その後、ステップａ２に
おいてメモリ１１の内容の前処理が行われる。この前処
理は、合成開口演算処理であって、これによって鋼管２
の特徴を抽出する。こうして合成開口演算処理された結
果は、各原画像に対応してメモリ２１にストアされる。
【００２３】ステップａ３では、このメモリ２１のスト
ア内容に基づいて、第２方向ｙの間隔Ｄを有する各空間
毎に、その第２方向ｙに垂直な横断画像および第１方向
ｘに垂直な縦断画像の各画像間を、データ補間する。こ
の補間演算のために、ｓｉｎｃ関数、スプライン関数で
補間演算を行い、または線形補間を行う。こうして第２
方向ｙ間でたとえば１０個の各位置における各断面画像
の各座標位置における反射波の振幅強度の補間演算をし
て求める。第２方向ｙに隣接する各走査位置の間におけ
る補間演算によって得られた３次元の各座標位置におけ
る複数階調の３次元の強度分布を求める。
ア内容に基づいて、第２方向ｙの間隔Ｄを有する各空間
毎に、その第２方向ｙに垂直な横断画像および第１方向
ｘに垂直な縦断画像の各画像間を、データ補間する。こ
の補間演算のために、ｓｉｎｃ関数、スプライン関数で
補間演算を行い、または線形補間を行う。こうして第２
方向ｙ間でたとえば１０個の各位置における各断面画像
の各座標位置における反射波の振幅強度の補間演算をし
て求める。第２方向ｙに隣接する各走査位置の間におけ
る補間演算によって得られた３次元の各座標位置におけ
る複数階調の３次元の強度分布を求める。
【００２４】ステップａ４では、レベル弁別を行って後
処理を行う。すなわち補間演算して得られた３次元の各
位置の強度を、そのまま予め定めるレベルでレベル弁別
して、強度が前記レベル以上である位置を判別する。こ
れによって３次元ボリウムデータの体素（voxel）の信
号強度が予め定める前記レベルより強い信号だけを拾い
上げる。また本発明の実施の他の形態では、この後処理
では、補間演算して得られた３次元の各走査位置間にお
ける多数の直線状の各線分が通る座標位置における強度
を加算し、その加算値が予め定める値であるレベル以上
である線分だけを拾い上げる。こうしてレベル弁別を行
う後処理をステップａ４において行うことによって、位
置を探索すべき鋼管２だけを見付け、それ以外の埋設物
による反射波の信号レベルを低減してＳ／Ｎ比を向上す
ることができる。
処理を行う。すなわち補間演算して得られた３次元の各
位置の強度を、そのまま予め定めるレベルでレベル弁別
して、強度が前記レベル以上である位置を判別する。こ
れによって３次元ボリウムデータの体素（voxel）の信
号強度が予め定める前記レベルより強い信号だけを拾い
上げる。また本発明の実施の他の形態では、この後処理
では、補間演算して得られた３次元の各走査位置間にお
ける多数の直線状の各線分が通る座標位置における強度
を加算し、その加算値が予め定める値であるレベル以上
である線分だけを拾い上げる。こうしてレベル弁別を行
う後処理をステップａ４において行うことによって、位
置を探索すべき鋼管２だけを見付け、それ以外の埋設物
による反射波の信号レベルを低減してＳ／Ｎ比を向上す
ることができる。
【００２５】ステップａ５では、ステップａ４で後処理
された画像を、表示手段１２によって目視表示し、こう
して３次元画像の任意断面を表示することができ、また
３次元透視図を表示し、この表示をするに当たっては、
３次元的に拡大、縮小および回転を可能とするようにし
てもよい。
された画像を、表示手段１２によって目視表示し、こう
して３次元画像の任意断面を表示することができ、また
３次元透視図を表示し、この表示をするに当たっては、
３次元的に拡大、縮小および回転を可能とするようにし
てもよい。
【００２６】先ず、前述のステップａ２における前処理
に関してさらに説明する。メモリ１１にストアされた原
画像のストア内容に基づいて、次に述べるように、合成
開口処理演算を行う。図４を参照して、送受信アンテナ
３，７をｘ軸に沿って、矢符１０のように走査すると、
鋼管２の反射信号が次々に受信され、そのときの信号の
前縁は、次の式１上に配置される。図４の参照符１６で
示されるラインは、前述の式１で示される双曲線であ
る。
に関してさらに説明する。メモリ１１にストアされた原
画像のストア内容に基づいて、次に述べるように、合成
開口処理演算を行う。図４を参照して、送受信アンテナ
３，７をｘ軸に沿って、矢符１０のように走査すると、
鋼管２の反射信号が次々に受信され、そのときの信号の
前縁は、次の式１上に配置される。図４の参照符１６で
示されるラインは、前述の式１で示される双曲線であ
る。
【００２７】 ｚ2 ＝ （ｘ−ｘｉ）2 ＋ｚｊ2 …（１） ここで原点Ｏをとり、管２の頂点２ａの座標Ｐ０（ｘ
ｉ，ｚｊ）を設定する。
ｉ，ｚｊ）を設定する。
【００２８】この式１上に分散した信号の座標Ｐ（ｘ，
ｚ）を次の式２で加算すれば、それらは再び座標Ｐ０
（ｘｉ，ｚｊ）に集められ、その座標Ｐ０における信号
レベルＱ（ｘｉ，ｚｊ）は成長する。
ｚ）を次の式２で加算すれば、それらは再び座標Ｐ０
（ｘｉ，ｚｊ）に集められ、その座標Ｐ０における信号
レベルＱ（ｘｉ，ｚｊ）は成長する。
【００２９】
【数７】
【００３０】ここで、 ｚｍ ＝ √｛（ｘ1+m−ｘｉ）2＋ｚｊ2｝ …（３） であり、ρｍは重み関数である。この加算処理は、ｘ軸
上に配列した（２Ｒ＋１）個のアンテナが、座標Ｐ０
（ｘｉ，ｚｊ）の位置に焦点が合っている状態、すなわ
ち同相加算になるので、等価ビーム幅は、１個のアンテ
ナより鋭くなる。
上に配列した（２Ｒ＋１）個のアンテナが、座標Ｐ０
（ｘｉ，ｚｊ）の位置に焦点が合っている状態、すなわ
ち同相加算になるので、等価ビーム幅は、１個のアンテ
ナより鋭くなる。
【００３１】次に、図６および図７を参照して、メモリ
１１にストアされた各走査位置毎の原画像を用いてｓｉ
ｎｃ関数による補間演算動作を説明する。予め定める座
標位置（ｘ，ｙ，ｚ）の強度をｆとし、その平面（ｘ，
ｚ）が共通である第２方向ｙが異なる各座標位置の強度
を、（ｙ，ｆ）で表すことにする。
１１にストアされた各走査位置毎の原画像を用いてｓｉ
ｎｃ関数による補間演算動作を説明する。予め定める座
標位置（ｘ，ｙ，ｚ）の強度をｆとし、その平面（ｘ，
ｚ）が共通である第２方向ｙが異なる各座標位置の強度
を、（ｙ，ｆ）で表すことにする。
【００３２】第２方向ｙに沿う各走査位置の間隔を同一
の値Ｄとしたとき、図６に示されるようにｘ，ｚの各座
標が同一であってｙ座標がそれぞれ異なる各走査位置毎
の強度は、図６に示されるように、（ｙ１，ｆ１），
（ｙ２，ｆ２），（ｙ３，ｆ３），…，（ｙ６，ｆ６）
のように、得られたものとする。ここでｓｉｎｃ関数を
定義する。式４で示されるｓｉｎｃ関数は、図７に示さ
れるとおりである。
の値Ｄとしたとき、図６に示されるようにｘ，ｚの各座
標が同一であってｙ座標がそれぞれ異なる各走査位置毎
の強度は、図６に示されるように、（ｙ１，ｆ１），
（ｙ２，ｆ２），（ｙ３，ｆ３），…，（ｙ６，ｆ６）
のように、得られたものとする。ここでｓｉｎｃ関数を
定義する。式４で示されるｓｉｎｃ関数は、図７に示さ
れるとおりである。
【００３３】
【数８】
【００３４】図６における補間されるべき位置１７の強
度ｆは、第２方向ｙの左右両側に３つの位置の値を用
い、合計６つの位置の値を用いて、式５によって得られ
る。
度ｆは、第２方向ｙの左右両側に３つの位置の値を用
い、合計６つの位置の値を用いて、式５によって得られ
る。
【００３５】
【数９】
【００３６】上述の実施の形態では、たとえばｎ＝６で
ある。
ある。
【００３７】本発明の実施の他の形態では、補間演算の
ためにスプライン関数が用いられる。第２方向ｙの走査
間隔Ｄ間で、Ｍ次（Ｍは自然数）のスプライン関数ｆ
を、式６のように設定し、その１〜（Ｍ−１）階の微分
関数を式７〜式９のように得る。この実施の一形態で
は、スプライン関数ｆは、たとえば３次式とし、その変
数ｙの３次、２次、１次の変数の各係数をａ，ｂ，ｃと
し、定数をｄとする。 ｆ ＝ ａ・ｙ３＋ｂ・ｙ２＋ｃ・ｙ＋ｄ …（６） ｆ′＝ ３・ａｙ２＋２ｂ・ｙ＋Ｃ …（７） ｆ′′＝ ６・ａｙ＋２ｂ …（８） ｆ′′′＝ ６ａ …（９） これらの式６〜式９は、第２方向ｙに間隔Ｄをあけた各
走査位置で実測された強度ｆを有して連続するので、前
記４つの方程式から、各係数ａ〜ｃと定数ｄを求めるこ
とができる。したがってこれらの係数ａ〜ｃと定数ｄが
得られた式６で示されるスプライン関数ｆに、各走査位
置間における座標ｙを代入することによって、補間され
た強度ｆを演算して求めることができる。
ためにスプライン関数が用いられる。第２方向ｙの走査
間隔Ｄ間で、Ｍ次（Ｍは自然数）のスプライン関数ｆ
を、式６のように設定し、その１〜（Ｍ−１）階の微分
関数を式７〜式９のように得る。この実施の一形態で
は、スプライン関数ｆは、たとえば３次式とし、その変
数ｙの３次、２次、１次の変数の各係数をａ，ｂ，ｃと
し、定数をｄとする。 ｆ ＝ ａ・ｙ３＋ｂ・ｙ２＋ｃ・ｙ＋ｄ …（６） ｆ′＝ ３・ａｙ２＋２ｂ・ｙ＋Ｃ …（７） ｆ′′＝ ６・ａｙ＋２ｂ …（８） ｆ′′′＝ ６ａ …（９） これらの式６〜式９は、第２方向ｙに間隔Ｄをあけた各
走査位置で実測された強度ｆを有して連続するので、前
記４つの方程式から、各係数ａ〜ｃと定数ｄを求めるこ
とができる。したがってこれらの係数ａ〜ｃと定数ｄが
得られた式６で示されるスプライン関数ｆに、各走査位
置間における座標ｙを代入することによって、補間され
た強度ｆを演算して求めることができる。
【００３８】補間演算はまた、図８に示されるように、
第２方向ｙの各走査間隔Ｄ間において、線形補間によっ
て求めるようにしてもよい。線形補間のために、第２方
向の座標ｙの強度ｆは、式１０から求めることができ
る。
第２方向ｙの各走査間隔Ｄ間において、線形補間によっ
て求めるようにしてもよい。線形補間のために、第２方
向の座標ｙの強度ｆは、式１０から求めることができ
る。
【００３９】
【数１０】
【００４０】前述のレベル弁別をさらに説明する。この
レベル弁別は、３次元の各座標位置の実測および補間演
算された強度であるvoxel値を、予め定めるレベルで２
値化することであり、その強度が予め定めるレベル以上
である座標位置を、表示手段１２で点状に表示すること
ができる。すなわち図９の参照符１８で示されるように
３次元配列データの離散的なボリウムデータにおいて、
図９の参照符１９で示されるように、補間演算を行い、
その２値化のレベル弁別を行って断面図を表示する電気
回路であるモジュール２７を用いて表示手段１２で表示
してもよく、また透視図表示の電気回路であるモジュー
ル２７を用いて表示手段１２で表示するようにしてもよ
い。
レベル弁別は、３次元の各座標位置の実測および補間演
算された強度であるvoxel値を、予め定めるレベルで２
値化することであり、その強度が予め定めるレベル以上
である座標位置を、表示手段１２で点状に表示すること
ができる。すなわち図９の参照符１８で示されるように
３次元配列データの離散的なボリウムデータにおいて、
図９の参照符１９で示されるように、補間演算を行い、
その２値化のレベル弁別を行って断面図を表示する電気
回路であるモジュール２７を用いて表示手段１２で表示
してもよく、また透視図表示の電気回路であるモジュー
ル２７を用いて表示手段１２で表示するようにしてもよ
い。
【００４１】図１０は、各座標位置毎の強度であるvoxe
l値と、その座標位置の数とを表す。強度が予め定める
値Ｌ１以上である斜線２９で示す座標位置は、地中埋設
鋼管２の画像である可能性が大きいことになる。
l値と、その座標位置の数とを表す。強度が予め定める
値Ｌ１以上である斜線２９で示す座標位置は、地中埋設
鋼管２の画像である可能性が大きいことになる。
【００４２】さらに本発明の他の考え方では、図９の参
照符２２で示されるように、第２方向ｙに隣接する２つ
の予め定める位置間、たとえば前述の間隔Ｄをあけた走
査位置間で、各位置２３，２４における座標位置の相互
間を結ぶ線分２５上に存在する座標位置２６の強度を求
めて加算し、その加算した強度を予め定めるレベルでレ
ベル弁別して２値化する。
照符２２で示されるように、第２方向ｙに隣接する２つ
の予め定める位置間、たとえば前述の間隔Ｄをあけた走
査位置間で、各位置２３，２４における座標位置の相互
間を結ぶ線分２５上に存在する座標位置２６の強度を求
めて加算し、その加算した強度を予め定めるレベルでレ
ベル弁別して２値化する。
【００４３】図１１は、この線分２５をさらに説明する
ための簡略化した斜視図である。第２方向ｙの各位置２
２，２３における座標Ｐ１（ｘ１，ｙ１，ｚ１）と座標
Ｐ２（ｘ２，ｙ２，ｚ２）を設定する。多数の線分２５
上に存在する座標位置の各強度を加算するために、図１
２の動作が行われる。
ための簡略化した斜視図である。第２方向ｙの各位置２
２，２３における座標Ｐ１（ｘ１，ｙ１，ｚ１）と座標
Ｐ２（ｘ２，ｙ２，ｚ２）を設定する。多数の線分２５
上に存在する座標位置の各強度を加算するために、図１
２の動作が行われる。
【００４４】図１２を参照して、ステップｂ１からステ
ップｂ２に移り、図１に示されるメモリ２８のアドレス
ｋを零にリセットし、ステップｂ３，ｂ４では、各断面
２２，２３における初期座標Ｐ１，Ｐ２を設定する。こ
れらの座標Ｐ１，Ｐ２を結ぶ直線は式１１で示される。
ップｂ２に移り、図１に示されるメモリ２８のアドレス
ｋを零にリセットし、ステップｂ３，ｂ４では、各断面
２２，２３における初期座標Ｐ１，Ｐ２を設定する。こ
れらの座標Ｐ１，Ｐ２を結ぶ直線は式１１で示される。
【００４５】
【数１１】
【００４６】ステップｂ５では、先ず第２方向ｙの座標
をｙ１に設定し、次のステップｂ６，ｂ７で、ｘ座標お
よびｚ座標をそれぞれ求める。
をｙ１に設定し、次のステップｂ６，ｂ７で、ｘ座標お
よびｚ座標をそれぞれ求める。
【００４７】
【数１２】
【００４８】ステップｂ８では、メモリ２８のアドレス
ｋに、ステップｂ５〜ｂ７で設定した座標（ｘ，ｙ，
ｚ）の強度である階調値を足し込んで加算する。
ｋに、ステップｂ５〜ｂ７で設定した座標（ｘ，ｙ，
ｚ）の強度である階調値を足し込んで加算する。
【００４９】ステップｂ９では、ｙを１だけインクリメ
ントし、そのインクリメントした値がｙ２でなければ、
ステップｂ６に戻る。こうして１つの線分上に存在する
各座標位置の強度がアドレスｋを有するストア領域に加
算されてゆく。
ントし、そのインクリメントした値がｙ２でなければ、
ステップｂ６に戻る。こうして１つの線分上に存在する
各座標位置の強度がアドレスｋを有するストア領域に加
算されてゆく。
【００５０】ステップｂ９でインクリメントされた値が
ｙ２に達すると、次のステップｂ１１においてアドレス
ｋを１だけインクリメントし、ステップｂ１２では、座
標ｘ２を予め定める値Δｘだけ加算してインクリメント
し、その座標ｘが、その座標ｘ２に関する最大値ｘ２ｍ
ａｘ以下であれば、ステップｂ５に戻って演算を繰返
す。
ｙ２に達すると、次のステップｂ１１においてアドレス
ｋを１だけインクリメントし、ステップｂ１２では、座
標ｘ２を予め定める値Δｘだけ加算してインクリメント
し、その座標ｘが、その座標ｘ２に関する最大値ｘ２ｍ
ａｘ以下であれば、ステップｂ５に戻って演算を繰返
す。
【００５１】ステップｂ１３において ｘ２ ＞ ｘ２ｍａｘ …（14） であれば、次のステップｂ１４においてアドレスｋを１
だけインクリメントし、次のステップｂ１５では、座標
ｚ２を予め定める値Δｚだけ加算してインクリメント
し、そのインクリメントした座標ｚ２が、座標ｚ２に関
する最大値ｚ２ｍａｘ以下であれば、ステップｂ５に戻
って演算を繰返す。
だけインクリメントし、次のステップｂ１５では、座標
ｚ２を予め定める値Δｚだけ加算してインクリメント
し、そのインクリメントした座標ｚ２が、座標ｚ２に関
する最大値ｚ２ｍａｘ以下であれば、ステップｂ５に戻
って演算を繰返す。
【００５２】ステップｂ１６において、 ｚ２ ＞ Ｚ２ｍａｘ …（15） であれば、次のステップｂ１７でアドレスｋを１だけイ
ンクリメントし、次のステップｂ１８では、座標ｘ１を
予め定めるΔｘだけ加算してインクリメントし、その加
算した座標ｘ１が座標ｘ１に関する最大値ｘ１ｍａｘ以
下であれば、ステップｂ５に移り、演算を繰返す。
ンクリメントし、次のステップｂ１８では、座標ｘ１を
予め定めるΔｘだけ加算してインクリメントし、その加
算した座標ｘ１が座標ｘ１に関する最大値ｘ１ｍａｘ以
下であれば、ステップｂ５に移り、演算を繰返す。
【００５３】ステップｂ１９において、 ｘ１ ＞ ｘ１ｍａｘ …（16） であれば、次のステップｂ２０に移り、アドレスｋを１
だけインクリメントし、次のステップｂ２１では、座標
ｚ１を予め定めるΔｚだけ加算してインクリメントし、
そのインクリメントした座標ｚ１が座標ｚ１に関する最
大値ｚ１ｍａｘ以下であれば、ステップｂ５に戻って演
算を繰返す。
だけインクリメントし、次のステップｂ２１では、座標
ｚ１を予め定めるΔｚだけ加算してインクリメントし、
そのインクリメントした座標ｚ１が座標ｚ１に関する最
大値ｚ１ｍａｘ以下であれば、ステップｂ５に戻って演
算を繰返す。
【００５４】ステップｂ２２において、 ｚ１ ＞ ｚ１ｍａｘ …（17） であれば、一連の動作をステップｂ２３で終了する。
【００５５】こうしてメモリ２８には、アドレスｋに対
応した各線分の加算値が得られる。こうして得られた各
アドレスｋ毎の加算値は、線分のライン数に対応して、
図１３のグラフが得られる。各線分毎の加算値が予め定
めるレベル以上である斜線を施して示す領域２８を有す
る線分だけを、表示手段１２によって表示する。こうし
て得られた多数の線分によって表示される画像は、長手
方向に延びる地中埋設鋼管２である。
応した各線分の加算値が得られる。こうして得られた各
アドレスｋ毎の加算値は、線分のライン数に対応して、
図１３のグラフが得られる。各線分毎の加算値が予め定
めるレベル以上である斜線を施して示す領域２８を有す
る線分だけを、表示手段１２によって表示する。こうし
て得られた多数の線分によって表示される画像は、長手
方向に延びる地中埋設鋼管２である。
【００５６】図１４は、アンテナ３または７の具体的な
構成を示す。誘電体３１の一方表面に一対の細長いかつ
広幅の導体３２が形成される。アンテナ３または７はこ
の細長い導体３２の長手方向に垂直な第１方向ｘに沿っ
て移動されて走査される。
構成を示す。誘電体３１の一方表面に一対の細長いかつ
広幅の導体３２が形成される。アンテナ３または７はこ
の細長い導体３２の長手方向に垂直な第１方向ｘに沿っ
て移動されて走査される。
【００５７】本発明の実施の他の形態では、アンテナ３
または７は、図１５に示されるように誘電体３１の一方
表面に細長い直線状の導体３４が形成される。
または７は、図１５に示されるように誘電体３１の一方
表面に細長い直線状の導体３４が形成される。
【００５８】図１４および図１５に示される各アンテナ
３または７において、誘電体３１は、合成樹脂材料であ
ってもよいけれども、空気であってもよい。アンテナ３
または７は、図１４および図１５に示される構成であっ
てもよいけれども、その他の構成であってもよい。
３または７において、誘電体３１は、合成樹脂材料であ
ってもよいけれども、空気であってもよい。アンテナ３
または７は、図１４および図１５に示される構成であっ
てもよいけれども、その他の構成であってもよい。
【００５９】
【発明の効果】本発明によれば、第１方向ｘに走査する
走査位置を、その第１方向に交差する第２方向ｙに比較
的大きな間隔Ｄをあけて走査をしても、補間演算によっ
て隠蔽場所の３次元空間の反射波の強度分布を求めるこ
とができ、したがって隠蔽場所の走査回数を減少するこ
とができ、作業性が良好である。本件発明者によれば、
たとえばこの第２方向ｙの走査位置の間隔Ｄは、たとえ
ば０．２〜１．０ｍであっても、地中埋設管などの探査
を充分行うことができた。
走査位置を、その第１方向に交差する第２方向ｙに比較
的大きな間隔Ｄをあけて走査をしても、補間演算によっ
て隠蔽場所の３次元空間の反射波の強度分布を求めるこ
とができ、したがって隠蔽場所の走査回数を減少するこ
とができ、作業性が良好である。本件発明者によれば、
たとえばこの第２方向ｙの走査位置の間隔Ｄは、たとえ
ば０．２〜１．０ｍであっても、地中埋設管などの探査
を充分行うことができた。
【００６０】また本発明によれば、補間演算して得られ
た隠蔽場所の３次元空間の反射波の強度が予め定めるレ
ベル以上の座標位置だけが得られ、または予め定める線
分上の強度の加算値が予め定めるレベル以上である線分
だけを得ることができるようにしたので、ノイズを軽減
し、Ｓ／Ｎ比を向上することができ、管などの長尺物と
空洞または岩石などの塊状物との判定を誤ることなく行
うことができるという優れた効果が達成される。こうし
て第２方向ｙに比較的大きな間隔Ｄで走査しても、Ｓ／
Ｎ比の劣化の影響が少ない隠蔽場所の３次元可視化表示
を行うことができ、また地中埋設管などの構造物と岩石
などの塊状物との識別を充分正確に行うことができ、さ
らに隠蔽場所の表面に対して傾斜した斜め管および上下
に屈曲した伏越し管などの探査も確実に可能になる。
た隠蔽場所の３次元空間の反射波の強度が予め定めるレ
ベル以上の座標位置だけが得られ、または予め定める線
分上の強度の加算値が予め定めるレベル以上である線分
だけを得ることができるようにしたので、ノイズを軽減
し、Ｓ／Ｎ比を向上することができ、管などの長尺物と
空洞または岩石などの塊状物との判定を誤ることなく行
うことができるという優れた効果が達成される。こうし
て第２方向ｙに比較的大きな間隔Ｄで走査しても、Ｓ／
Ｎ比の劣化の影響が少ない隠蔽場所の３次元可視化表示
を行うことができ、また地中埋設管などの構造物と岩石
などの塊状物との識別を充分正確に行うことができ、さ
らに隠蔽場所の表面に対して傾斜した斜め管および上下
に屈曲した伏越し管などの探査も確実に可能になる。
【図１】本発明の実施の一形態の全体の電気的構成を示
すブロック図である。
すブロック図である。
【図２】送信アンテナ３および受信アンテナ７に関する
信号の波形図である。
信号の波形図である。
【図３】第１方向ｘに走査することによって得られる地
中埋設鋼管２の原画像を示す図である。
中埋設鋼管２の原画像を示す図である。
【図４】処理回路９の全体の動作を説明するためのフロ
ーチャートである。
ーチャートである。
【図５】合成開口演算処理を説明するための断面図であ
る。
る。
【図６】各走査位置毎の原画像を用いてｓｉｎｃ関数に
よる補間演算動作を説明する図である。
よる補間演算動作を説明する図である。
【図７】ｓｉｎｃ関数を示す図である。
【図８】補間演算する線形補間によって求める手法を説
明する図である。
明する図である。
【図９】２値化のレベル弁別を行う手法を説明する図で
ある。
ある。
【図１０】各座標位置毎の強度であるｖｏｘｅｌ値と、
その座標位置の数とを表すグラフである。
その座標位置の数とを表すグラフである。
【図１１】線分２５をさらに説明するための簡略化した
斜視図である。
斜視図である。
【図１２】多数の線分２５上の強度を加算する動作を説
明するためのフローチャートである。
明するためのフローチャートである。
【図１３】図１１および図１２によって得られる各線分
上の加算値とそのライン数とを示すグラフである。
上の加算値とそのライン数とを示すグラフである。
【図１４】アンテナ３または７の具体的な構成を示す斜
視図である。
視図である。
【図１５】本発明の実施の他の形態のアンテナ３または
７具体的な構成を示す斜視図である。
７具体的な構成を示す斜視図である。
１ 土壌 ２ 地中埋設鋼管 ３ 送信アンテナ ４ 送信回路 ７ 受信アンテナ ８ 受信回路 ９ 処理回路 １１，２１，２８ メモリ １２ 表示手段 １７ 入力手段 ２５ 線分
Claims (14)
- 【請求項１】 埋設物の埋設されている隠蔽場所の表面
に向けて指向性を有するアンテナを、表面上で第１方向
に沿って走査するとともに、 その走査を、第１方向に交差する第２方向にずれた複数
の各走査位置毎に行ない、 アンテナ走査中に、アンテナにパルスを与え、埋設物に
よる反射波を受信し、放射した電磁波と受信した反射波
との時間差に対応する深度と、その深度における反射波
の強度とを求めて、各走査位置の断面画像をメモリにス
トアし、 メモリのストア内容を合成開口演算処理して、前記アン
テナに比べて狭い第１方向の指向性を有する仮想アンテ
ナによって得られる等価な反射波による深度に対応する
反射波の強度のデータに変換し、 合成開口演算処理されたデータを、第２方向に隣接する
走査位置間で補間演算して３次元の各座標位置における
複数階調の３次元の強度分布を求め、 こうして得られた３次元の各位置の強度を、そのまま、
または演算して、予め定めるレベルでレベル弁別し、強
度が前記レベル以上である位置またはその位置に対応す
る値を、判別することを特徴とする埋設物の探査方法。 - 【請求項２】 前記判別して得られた前記位置またはそ
の位置に関連する値を２次元の目視表示手段に表示する
ことを特徴とする請求項１記載の埋設物の探査方法。 - 【請求項３】 前記補間演算は、第２方向の座標ｙの前
後に隣接する複数ｎの各走査位置の間隔をＤとし、強度
をｆｉとするとき、補間して得られる強度Ｑ、 【数１】 を求めることを特徴とする請求項１または２記載の埋設
物の探査方法。 - 【請求項４】 前記補間演算のために、第２方向に隣接
する２つの前記走査位置間で、Ｍ次（Ｍは自然数）のス
プライン関数を設定し、 このスプライン関数は、そのスプライン関数の値と微分
値とが前記２つの走査位置で連続するように各次の変数
の係数が定められ、 このスプライン関数によって補間演算を行うことを特徴
とする請求項１または２記載の埋設物の探査方法。 - 【請求項５】 前記補間演算は、第２方向に隣接する２
つの前記走査位置間で、その隣接する前記走査位置の強
度を線形補間することを特徴とする請求項１または２記
載の埋設物の探査方法。 - 【請求項６】 レベル弁別は、各座標位置の強度を、予
め定めるレベルで２値化し、 強度が予め定めるレベル以上である座標位置を点状に表
示することを特徴とする請求項２記載の埋設物の探査方
法。 - 【請求項７】 第２方向に隣接する２つの予め定める位
置間で、前記２つの予め定める各位置における座標位置
の相互間を結ぶ線分上に存在する座標位置の強度を加算
し、 加算した強度を予め定めるレベルで２値化し、加算した
強度がその予め定めるレベル以上である線分を表示する
ことを特徴とする請求項２記載の埋設物の探査方法。 - 【請求項８】 埋設物の埋設されている隠蔽場所の表面
上を第１方向に走査する移動体と、 移動体に設けられ、前記表面に向けて指向性を有するア
ンテナと、 アンテナにパルスを与えてアンテナから隠蔽場所に電磁
波を放射させ、その埋設物による反射波をアンテナで受
信する送受信手段と、 送受信手段の出力に応答し、放射した電磁波と受信した
反射波との時間差に基づいて、第１方向に走査した走査
位置の断面における深度と反射波の強度とを、前記表面
上の第１方向に垂直な第２方向にずれた走査位置毎に、
ストアするメモリと、 メモリのストア内容を、合成開口演算処理して、前記ア
ンテナに比べて狭い第１方向の指向性を有する仮想アン
テナによって得られる等価な反射波による強度のデータ
に変換する合成開口演算処理手段と、 合成開口演算処理手段の出力に応答し、第２方向に隣接
する走査位置間で補間演算して、３次元の各座標位置に
おける複数階調の３次元の強度分布を求める補間演算手
段と、 補間演算手段の出力に応答し、３次元の各位置の強度
を、そのまま、または演算して、予め定めるレベルでレ
ベル弁別し、強度が前記レベル以上である位置またはそ
の位置に関連する値を、判別する判別手段と、 判別手段の出力に応答し、判別して得られた前記位置ま
たはその位置に関連する値を２次元画面に目視表示する
手段とを含むことを特徴とする埋設物の探査装置。 - 【請求項９】 補間演算手段は、第２方向の座標ｙの前
後に隣接する複数ｎの各走査位置の間隔をＤとし、強度
をｆｉとするとき、補間して得られる強度Ｑ、 【数２】 を求め、 前記判別手段は、各座標位置の強度を、予め定めるレベ
ルで２値化し、強度が予め定めるレベル以上である座標
位置を出力して目視表示手段によって表示させることを
特徴とする請求項８記載の埋設物の探査装置。 - 【請求項１０】 補間演算手段は、第２方向の座標ｙの
前後に隣接する複数ｎの各走査位置の間隔をＤとし、強
度をｆｉとするとき、補間して得られる強度Ｑ、 【数３】 を求め、 前記判別手段は、 第２方向に隣接する２つの予め定める位置間で、前記２
つの予め定める各位置における座標位置の相互間を結ぶ
線分上に存在する座標位置の強度を加算する手段と、 加算手段の出力に応答し、その加算した強度を予め定め
るレベルで２値化し、加算した強度が予め定めるレベル
以上である線分を出力して目視表示手段によってその線
分を表示させる手段とを含むことを特徴とする請求項８
記載の埋設物の探査装置。 - 【請求項１１】 前記補間演算手段は、第２方向に隣接
する２つの前記走査位置間で、Ｍ次（Ｍは自然数）のス
プライン関数を設定し、 このスプライン関数は、そのスプライン関数の値と微分
値とが前記２つの走査位置で連続するように各次の変数
の係数が定められ、 このスプライン関数によって補間演算を行い、 前記判別手段は、各座標位置の強度を、予め定めるレベ
ルで２値化し、強度が予め定めるレベル以上である座標
位置を出力して目視表示手段によって表示させることを
特徴とする請求項８記載の埋設物の探査装置。 - 【請求項１２】 前記補間演算手段は、第２方向に隣接
する２つの前記走査位置間で、Ｍ次（Ｍは自然数）のス
プライン関数を設定し、 このスプライン関数は、そのスプライン関数の値と微分
値とが前記２つの走査位置で連続するように各次の変数
の係数が定められ、 このスプライン関数によって補間演算を行い、 前記判別手段は、 第２方向に隣接する２つの予め定める位置間で、前記２
つの予め定める各位置における座標位置の相互間を結ぶ
線分上に存在する座標位置の強度を加算する手段と、 加算手段の出力に応答し、その加算した強度を予め定め
るレベルで２値化し、加算した強度が予め定めるレベル
以上である線分を出力して目視表示手段によってその線
分を表示させる手段とを含むことを特徴とする請求項８
記載の埋設物の探査装置。 - 【請求項１３】 前記補間演算手段は、第２方向に隣接
する２つの前記走査位置間で、その隣接する前記走査位
置の強度を線形補間し、 前記判別手段は、各座標位置の強度を、予め定めるレベ
ルで２値化し、強度が予め定めるレベル以上である座標
位置を出力して目視表示手段によって表示させることを
特徴とする請求項８記載の埋設物の探査装置。 - 【請求項１４】 前記補間演算手段は、第２方向に隣接
する２つの前記走査位置間で、その隣接する前記走査位
置の強度を線形補間し、 前記判別手段は、 第２方向に隣接する２つの予め定める位置間で、前記２
つの予め定める各位置における座標位置の相互間を結ぶ
線分上に存在する座標位置の強度を加算する手段と、 加算手段の出力に応答し、その加算した強度を予め定め
るレベルで２値化し、加算した強度が予め定めるレベル
以上である線分を出力して目視表示手段によってその線
分を表示させる手段とを含むことを特徴とする請求項８
記載の埋設物の探査装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP09113796A JP3256655B2 (ja) | 1996-04-12 | 1996-04-12 | 埋設物の探査方法および装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP09113796A JP3256655B2 (ja) | 1996-04-12 | 1996-04-12 | 埋設物の探査方法および装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09281229A true JPH09281229A (ja) | 1997-10-31 |
| JP3256655B2 JP3256655B2 (ja) | 2002-02-12 |
Family
ID=14018150
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP09113796A Expired - Fee Related JP3256655B2 (ja) | 1996-04-12 | 1996-04-12 | 埋設物の探査方法および装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3256655B2 (ja) |
Cited By (7)
| 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 |
| JP2003035772A (ja) * | 2001-07-23 | 2003-02-07 | Osaka Gas Co Ltd | 隠蔽物体探査方法 |
| JP2005518547A (ja) * | 2002-02-21 | 2005-06-23 | ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツング | 閉じ込められている物体の位置を求める方法および装置 |
| JP5182676B2 (ja) * | 2008-03-07 | 2013-04-17 | 独立行政法人海洋研究開発機構 | 合成開口処理システム及び合成開口処理方法 |
| JP2013088329A (ja) * | 2011-10-20 | 2013-05-13 | Mitsubishi Electric Corp | 超音波距離画像生成装置 |
| JP2016080483A (ja) * | 2014-10-15 | 2016-05-16 | 大阪瓦斯株式会社 | 探査方法 |
| JP7218471B1 (ja) * | 2022-10-24 | 2023-02-06 | 応用地質株式会社 | コヒーレントノイズ特定方法及び埋設管の位置検出方法 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4504646B2 (ja) | 2003-08-29 | 2010-07-14 | 古野電気株式会社 | レーダ装置および類似装置 |
-
1996
- 1996-04-12 JP JP09113796A patent/JP3256655B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (8)
| 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 |
| JP2003035772A (ja) * | 2001-07-23 | 2003-02-07 | Osaka Gas Co Ltd | 隠蔽物体探査方法 |
| JP2005518547A (ja) * | 2002-02-21 | 2005-06-23 | ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツング | 閉じ込められている物体の位置を求める方法および装置 |
| JP5182676B2 (ja) * | 2008-03-07 | 2013-04-17 | 独立行政法人海洋研究開発機構 | 合成開口処理システム及び合成開口処理方法 |
| JP2013088329A (ja) * | 2011-10-20 | 2013-05-13 | Mitsubishi Electric Corp | 超音波距離画像生成装置 |
| JP2016080483A (ja) * | 2014-10-15 | 2016-05-16 | 大阪瓦斯株式会社 | 探査方法 |
| JP7218471B1 (ja) * | 2022-10-24 | 2023-02-06 | 応用地質株式会社 | コヒーレントノイズ特定方法及び埋設管の位置検出方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3256655B2 (ja) | 2002-02-12 |
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