JPH11142513A - Method for displaying output of underground radar device - Google Patents

Method for displaying output of underground radar device

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JPH11142513A
JPH11142513A JP9310884A JP31088497A JPH11142513A JP H11142513 A JPH11142513 A JP H11142513A JP 9310884 A JP9310884 A JP 9310884A JP 31088497 A JP31088497 A JP 31088497A JP H11142513 A JPH11142513 A JP H11142513A
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underground
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Noriaki Kimura
憲明 木村
Kyoji Doi
恭二 土井
Yasunari Mori
康成 森
Shingo Kumabe
伸吾 隈部
Akira Kawamoto
晃 川本
Seiichi Yoshii
誠一 吉井
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Chugoku Electric Power Co Inc
Chubu Electric Power Co Inc
Mitsui Engineering and Shipbuilding Co Ltd
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Chugoku Electric Power Co Inc
Chubu Electric Power Co Inc
Mitsui Engineering and Shipbuilding Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a clear underground cross-section image at a specified depth along a ground surface. SOLUTION: An output data from an underground radar device of FMWC method is obtained (11), which is converted into a time-series data by Fourier transformation process, then a low frequency component is removed by a time- axis window process to generate a corrected time-series data (13), a corrected complex spectrum data is generated by an inverse Fourier transformation process (14), and from here, a frequency component corresponding to a desired depth is extracted (15), and processed with a synthetic aperture process (16). By this, a C mode image at a specified depth along a ground surface is obtained.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、地中レーダ装置の
出力表示方法に関し、特に地中に電磁波を送信しその反
射波を受信して埋設管などを探査する地中レーダ装置の
出力表示方法に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an output display method of an underground radar apparatus, and more particularly to an output display method of an underground radar apparatus which transmits electromagnetic waves under the ground, receives reflected waves thereof, and searches for a buried pipe or the like. It is about.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、この種の地中レーダ装置の出力を
表示する表示方法として、図11に示すように、地中レ
ーダ装置の側線(走査線)を含む断面の映像、すなわち
Bモード映像が中心であった。図12は地中レーダ装置
の原理を示す説明図である。電磁波を所定の周期で所定
周波数帯域幅だけ周波数を掃引することにより周波数変
調(FM)して地中に送信するFMCWレーダ装置の場
合、ある時点における送信波と、そのとき受信した反射
波の振幅の比と位相の差を抽出する。
2. Description of the Related Art Conventionally, as a display method for displaying the output of this type of underground radar apparatus, as shown in FIG. 11, an image of a section including a side line (scanning line) of the underground radar apparatus, that is, a B-mode image. Was central. FIG. 12 is an explanatory diagram showing the principle of the underground radar device. In the case of an FMCW radar device that performs frequency modulation (FM) by sweeping the frequency of an electromagnetic wave by a predetermined frequency bandwidth at a predetermined period and transmits the electromagnetic wave to the ground, the transmission wave at a certain time and the amplitude of the reflected wave received at that time The difference between the ratio and the phase is extracted.

【0003】そして、得られた信号をフーリエ変換によ
り時間領域の信号に変換し、送信から受信までの遅延時
間とその振幅に基づいて、埋設物までの距離を求めるも
のとなっている。実際には、図13に示すように、地中
レーダ装置の測線に沿ったトラバース方向の各地点で、
電磁波の送受信が行われ、横軸が送信から受信までの遅
延時間を示し、縦軸が振幅を示す信号波形、すなわちA
モード波形が得れる。
[0003] The obtained signal is converted into a signal in the time domain by Fourier transform, and the distance to the buried object is obtained based on the delay time from transmission to reception and its amplitude. Actually, as shown in FIG. 13, at each point in the traverse direction along the survey line of the underground radar device,
The transmission and reception of electromagnetic waves are performed, the horizontal axis indicates the delay time from transmission to reception, and the vertical axis indicates the signal waveform indicating the amplitude,
A mode waveform can be obtained.

【0004】このようにして得られた各地点のAモード
波形を並べて、横軸をトラバース方向とし、縦軸に遅延
時間すなわち地表面からの深さをとって示すことによ
り、地中レーダ装置の側線(走査線)を含む断面の映
像、すなわちBモード映像が得られるものとなってい
た。しかし、平面的広がりのあるもの、例えば、埋設管
のように地表面に対して平行に埋設されているものを探
査対象物とする場合には、その埋設状況が把握し難く、
図12に示すように、地表面に沿った映像、すなわちC
モード映像のほうが埋設状況を把握しやすい。
By arranging the A-mode waveforms obtained at the respective points in this manner and setting the horizontal axis to the traverse direction and the vertical axis to indicate the delay time, that is, the depth from the ground surface, the underground radar apparatus is used. An image of a cross section including a side line (scanning line), that is, a B-mode image has been obtained. However, when the exploration target is a thing having a planar spread, for example, a thing buried parallel to the ground surface such as a buried pipe, it is difficult to grasp the burial state,
As shown in FIG. 12, an image along the ground surface, that is, C
The mode video makes it easier to grasp the burial situation.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の地中レーダ装置の出力表示方法では、地中レ
ーダ装置の側線を含む断面を示すBモード映像であるた
め、多数の測線から得られた双曲線状のBモード映像を
水平に切り出した場合には、1つの埋設管が分割された
不自然な映像となり、分解能が低下するという問題点が
あった。また、得られた信号の振幅および位相情報をベ
クトル合成処理する合成開口法などの信号処理技術を用
いた場合であっても、地中の伝搬速度などの非一様性の
ために、埋設物のフォーカス点が上下し、切り出した面
上にフォーカスした点があるとは限らず、同一深さの連
続したCモード映像が安定して得られないという問題点
があった。本発明はこのような課題を解決するためのも
のであり、地表面に沿った所定深さの鮮明な地中断面映
像が得られる地中レーダ装置の出力表示方法を提供する
ことを目的としている。
However, in such a conventional output display method of the underground radar apparatus, since it is a B-mode image showing a cross section including a side line of the underground radar apparatus, it can be obtained from many survey lines. When the hyperbolic B-mode image is cut out horizontally, one buried pipe becomes an unnatural image which is divided, and there is a problem that the resolution is reduced. Even when using signal processing technology such as the synthetic aperture method that performs vector synthesis processing on the amplitude and phase information of the obtained signal, due to non-uniformity such as underground propagation speed, buried objects The focus point moves up and down, and there is not always a focused point on the cut surface, and there is a problem that a continuous C-mode image having the same depth cannot be stably obtained. An object of the present invention is to solve such a problem, and an object of the present invention is to provide an output display method of an underground radar apparatus capable of obtaining a clear underground cross-sectional image at a predetermined depth along the ground surface. .

【0006】[0006]

【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、本発明による地中レーダ装置の出力表示方法
は、周波数領域の出力データをフーリエ変換処理するこ
とにより時間領域の時系列データに変換し、得られた時
系列データを逆フーリエ変換処理することにより複素ス
ペクトラムデータに変換し、得られた複素スペクトラム
データのうち所望深さに対応する特定周波数(利用者が
指定する周波数であり、通常、地中レーダ装置の周波数
帯域の中心周波数を用いる)の複素スペクトラムデータ
を抽出し、抽出した特定周波数の複素スペクトラムデー
タを用いて合成開口処理を行うことにより所望深さのフ
ォーカス像を生成し、地中レーダ装置の所定トラバース
方向に沿った複数の測線ごとに得られた所望深さのフォ
ーカス像を合成することにより、所望深さでの埋設状況
を示す平面映像を表示するようにしたものである。した
がって、所定深さに対応する特定周波数の複素スペクト
ラムデータを用いて合成開口処理が行われて所望深さの
フォーカス像が生成され、地中レーダ装置の所定トラバ
ース方向に沿った複数の測線ごとに得られた所望深さの
フォーカス像が合成されて、所望深さでの埋設状況を示
す平面映像が表示される。
In order to achieve the above object, an output display method of an underground radar apparatus according to the present invention provides a time domain time series data by performing a Fourier transform process on a frequency domain output data. , And the obtained time-series data is converted to complex spectrum data by performing an inverse Fourier transform process. The obtained complex spectrum data has a specific frequency corresponding to a desired depth (a frequency designated by a user. (Usually using the center frequency of the frequency band of the underground radar device) to generate a focus image of a desired depth by performing a synthetic aperture process using the extracted complex spectrum data of a specific frequency. Then, a focus image of a desired depth obtained for each of a plurality of survey lines along a predetermined traverse direction of the underground radar device is synthesized. By, in which so as to display the plane image indicating the embedding status at the desired depth. Therefore, a synthetic aperture process is performed using complex spectrum data of a specific frequency corresponding to a predetermined depth to generate a focus image of a desired depth, and for each of a plurality of survey lines along a predetermined traverse direction of the underground radar device. The obtained focus images at the desired depth are combined, and a planar image showing the embedding state at the desired depth is displayed.

【0007】また、得られた時間領域の時系列データの
うち所望深さより浅い深さに対応する時間領域のデータ
を除去することにより修正時系列データを生成し、得ら
れた修正時系列データを逆フーリエ変換処理することに
より複素スペクトラムデータに変換するようにしたもの
である。したがって、比較的浅い部分のデータを含まな
い修正時系列データから得られた複素スペクトラムデー
タのうち、所定深さに対応する特定周波数(利用者が指
定する周波数であり、通常、地中レーダ装置の周波数帯
域の中心周波数を用いる)の複素スペクトラムデータを
用いて合成開口処理が行われて所望深さのフォーカス像
が生成され、地中レーダ装置の所定トラバース方向に沿
った複数の測線ごとに得られた所望深さのフォーカス像
が合成されて、所望深さでの埋設状況を示す平面映像が
表示される。
Further, by removing data in the time domain corresponding to a depth smaller than the desired depth from the obtained time-series data in the time domain, corrected time-series data is generated. The data is converted to complex spectrum data by performing an inverse Fourier transform process. Therefore, of the complex spectrum data obtained from the corrected time-series data that does not include the data of the relatively shallow portion, the specific frequency corresponding to the predetermined depth (the frequency specified by the user, usually the Synthetic aperture processing is performed using the complex spectrum data (using the center frequency of the frequency band) to generate a focus image of a desired depth, which is obtained for each of a plurality of survey lines along a predetermined traverse direction of the underground radar device. The focus image at the desired depth is synthesized, and a planar image showing the embedding state at the desired depth is displayed.

【0008】[0008]

【発明の実施の形態】次に、本発明について図面を参照
して説明する。図1は本発明の一実施の形態である地中
レーダ装置の出力表示方法による信号処理を示すフロー
チャート、図2は一般的なFMCW方式の地中レーダ装
置を示すブロック図である。まず、図2を参照して、本
発明が適用されるFMWC方式の地中レーダ装置につい
て説明する。
Next, the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a flowchart showing signal processing according to an output display method of an underground radar apparatus according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a block diagram showing a general FMCW type underground radar apparatus. First, with reference to FIG. 2, an underground radar apparatus of the FMWC system to which the present invention is applied will be described.

【0009】図2において、操作部1からの所定操作入
力に応じて、制御部8は送信信号発生部3を制御して、
所定周期で例えばゼロから数GHzまで掃引することに
より周波数変調(FM)した送信信号を発生させる。こ
の送信信号は、方向性結合器からなるカプラ4に入力さ
れて、後述する参照信号と分岐され、送信アンテナ5か
ら地中に送信される。
In FIG. 2, a control unit 8 controls a transmission signal generation unit 3 in response to a predetermined operation input from an operation unit 1,
A frequency-modulated (FM) transmission signal is generated by sweeping, for example, from zero to several GHz in a predetermined cycle. This transmission signal is input to the coupler 4 composed of a directional coupler, is branched from a reference signal described later, and is transmitted from the transmission antenna 5 to the ground.

【0010】地中に埋設管が存在した場合、送信された
電磁波の一部が、その埋設管により地表面側に反射す
る。この反射波は、受信アンテナ6で受信され、受信信
号として混合器からなる検波回路7に入力される。ここ
で、受信信号は、カプラ4から分岐された参照信号と混
合され、両信号の振幅の積と位相の差のみが抽出され
る。なお、振幅の積が抽出されるが、参照信号と送信信
号の振幅が既知の場合には、それらの比すなわち反射率
に換算できる。
When a buried pipe exists in the ground, a part of the transmitted electromagnetic wave is reflected by the buried pipe toward the ground surface. This reflected wave is received by the receiving antenna 6 and is input as a received signal to a detection circuit 7 including a mixer. Here, the received signal is mixed with the reference signal branched from the coupler 4, and only the difference between the product of the amplitude and the phase of the two signals is extracted. Although the product of the amplitudes is extracted, if the amplitudes of the reference signal and the transmission signal are known, the ratio can be converted to the reflectance, that is, the reflectance.

【0011】この場合、埋設管からの反射波は、送信ア
ンテナから受信アンテナまでの伝搬経路が長く、その分
だけ位相が遅れるため、掃引周波数に対しては交流成分
として得られ、この交流成分の周波数が埋設管の深さに
比例するものとなる。検波回路7からの出力は、制御部
8のIFアンプにより増幅され、信号処理部9に入力さ
れる。
In this case, the reflected wave from the buried pipe has a long propagation path from the transmitting antenna to the receiving antenna, and its phase is delayed by that much. Therefore, the reflected wave is obtained as an AC component with respect to the sweep frequency. The frequency is proportional to the depth of the buried pipe. The output from the detection circuit 7 is amplified by the IF amplifier of the control unit 8 and input to the signal processing unit 9.

【0012】信号処理部9では、制御部8からの出力信
号に対して、図1に示すような手順で各種信号処理が行
われる。これにより、地表から所望の深さにおけるCモ
ード映像が生成され、画像表示部10の画面に表示出力
される。
The signal processing section 9 performs various signal processings on the output signal from the control section 8 according to the procedure shown in FIG. As a result, a C-mode image at a desired depth is generated from the ground surface, and is displayed and output on the screen of the image display unit 10.

【0013】次に、図1を参照して、本発明の動作とし
て、信号処理部における信号処理について説明する。ま
ず、制御部8のIFアンプから出力された信号が取得さ
れ(ステップ11)、フーリエ変換処理により時系列デ
ータへ変換される(ステップ12)。図3は制御部から
の出力信号の例を示す波形図であり、横軸が埋設管の深
さに対応する周波数を示し、縦軸が信号の振幅を示して
いる。
Next, signal processing in the signal processing section will be described as an operation of the present invention with reference to FIG. First, a signal output from the IF amplifier of the control unit 8 is obtained (Step 11), and is converted into time-series data by Fourier transform processing (Step 12). FIG. 3 is a waveform diagram showing an example of an output signal from the control unit. The horizontal axis indicates the frequency corresponding to the depth of the buried pipe, and the vertical axis indicates the signal amplitude.

【0014】この信号がフーリエ変換処理されて、図4
に示すように、横軸が送信から受信までの遅延時間に対
応する時間軸に変換された時系列データ、すなわちAモ
ード波形が生成される。次に、この時系列データに対し
て、利用者により設定入力された所望の深さ(z方向座
標値)に応じた時間軸ウインドウ処理が実施され、図5
に示すような、修正時系列データが生成される(ステッ
プ13)。
This signal is subjected to Fourier transform processing, and FIG.
As shown in (1), time-series data in which the horizontal axis is converted to a time axis corresponding to a delay time from transmission to reception, that is, an A-mode waveform is generated. Next, a time axis window process corresponding to a desired depth (coordinate value in the z direction) set and input by the user is performed on the time-series data, and FIG.
(Step 13).

【0015】ここでいう時間軸ウインドウ処理とは、各
時系列データのうち、所望の深さ(z方向)より浅い部
分のデータを削除する処理である。後述の合成開口処理
において、固定的な特定周波数を用いた場合に、焦点深
度が深くなって鮮明な像が得られるが、その欠点とし
て、地表面付近の物体からの強い反射信号が非フォーカ
スの状態で重なってしまい、結果として得られる像がぼ
やける。
The time axis window processing referred to here is a processing for deleting data of a portion shallower than a desired depth (z direction) from each time series data. In the synthetic aperture processing described later, when a fixed specific frequency is used, the depth of focus is deep and a clear image can be obtained, but the disadvantage is that a strong reflection signal from an object near the ground surface is unfocused. The states overlap and the resulting image is blurred.

【0016】したがって、時間軸ウィンドウ処理によ
り、地表面付近の物体からの強い反射信号が存在する部
分、例えば所望の深さ(z方向)より浅い部分のデータ
を削除することにより、鮮明な像が得られる。FMCW
方式において、それぞれ深さL1 ,L2 なる地点に2つ
の物体が埋設されており、送信信号の反射率をそれぞれ
1 ,r2 とすると、周波数ωにおける受信信号は、検
波された後、数1のように表される。
Therefore, a clear image can be obtained by deleting data in a portion where a strong reflection signal from an object near the ground surface exists, for example, in a portion shallower than a desired depth (z direction) by the time axis window processing. can get. FMCW
In the method, two objects are buried at the points of depths L 1 and L 2 , respectively, and if the reflectances of the transmission signals are r 1 and r 2 , respectively, the reception signal at the frequency ω is detected, It is expressed as in Equation 1.

【0017】[0017]

【数1】 (Equation 1)

【0018】ここで、周波数ωを一定(すなわち固定周
波数)とすると、これら1つの信号を分離することは不
可能となる。一方、周波数ωを掃引した場合は、時間の
関数ω(t)=atで表されることから、この場合の受
信信号は、数2のように、それぞれの深さL1 ,L2
対応した2の異なった周波数の信号の和で表され、高域
通過フィルタなどにより、分離可能となる。
Here, if the frequency ω is fixed (that is, a fixed frequency), it becomes impossible to separate these one signal. On the other hand, when the frequency ω is swept, since the time function ω (t) = at, the received signal in this case corresponds to the respective depths L 1 and L 2 as shown in Expression 2 . It is represented by the sum of the two signals of different frequencies, and can be separated by a high-pass filter or the like.

【0019】[0019]

【数2】 (Equation 2)

【0020】続いて、信号処理部9では、この修正時系
列データを逆フーリエ変換処理することにより、図6に
示すような、修正複素スペクトラムデータを生成する
(ステップ14)。そして、この修正複素スペクトラム
データのうち、所望の深さに対応する特定周波数におけ
る修正複素スペクトラムデータ(実部および虚部)を抽
出する(ステップ15)。
Subsequently, the signal processing unit 9 generates the modified complex spectrum data as shown in FIG. 6 by performing an inverse Fourier transform on the modified time series data (step 14). Then, from the corrected complex spectrum data, the corrected complex spectrum data (real part and imaginary part) at a specific frequency corresponding to a desired depth is extracted (step 15).

【0021】次に、この固定的な特定周波数成分を用い
て合成開口処理を実施する(ステップ16)。通常、波
動関数φは、x,y,z,kの4つの変数を持つ関数で
与えられるが、本発明において、前述の時間軸ウインド
ウ処理を行い、特定周波数成分のみを処理対象としてい
るため、変数kは定数と考えることができる。
Next, a synthetic aperture process is performed using the fixed specific frequency component (step 16). Normally, the wave function φ is given by a function having four variables of x, y, z, and k. In the present invention, since the above-described time axis window processing is performed and only a specific frequency component is to be processed, The variable k can be considered as a constant.

【0022】したがって、波動関数φ(x,y,z,
k)はφ(x,y,z)となる。この波動関数が満たす
方程式は、時間に依存する因子をe2ωt とすると、数
3のようになる。ここで、φ(x,y,z)に対してフ
ーリエ展開を行うと、数4となる。
Therefore, the wave function φ (x, y, z,
k) becomes φ (x, y, z). Equation this wave function is satisfied by a factor that depends on the time when the e 2 omega t, so the number 3. Here, when Fourier expansion is performed on φ (x, y, z), Equation 4 is obtained.

【0023】[0023]

【数3】 (Equation 3)

【0024】[0024]

【数4】 (Equation 4)

【0025】この数4を方程式数3に代入して、数5が
得られ、Qに対する一般解は、数6のように表される。
By substituting equation (4) into equation (3), equation (5) is obtained. A general solution to Q is expressed as equation (6).

【0026】[0026]

【数5】 (Equation 5)

【0027】[0027]

【数6】 (Equation 6)

【0028】ここで、数6からは2つの解が得られる
が、1つはz軸の負方向に埋設管が存在するときの解
で、もう1つは正方向に埋設管が存在するときの解とな
る。したがって、2つの解のうち、実際に物理的な意味
を有するのは、第1項であることから、波動関数φ
(x,y,z)の一般解は、数7,8のようになる。
Here, two solutions can be obtained from equation (6). One is a solution when the buried pipe exists in the negative direction of the z-axis, and the other is a solution when the buried pipe exists in the positive direction. Is the solution. Therefore, of the two solutions, since the first term actually has physical meaning, the wave function φ
The general solution of (x, y, z) is as shown in Expressions 7 and 8.

【0029】[0029]

【数7】 (Equation 7)

【0030】[0030]

【数8】 (Equation 8)

【0031】さらに、z=0の測定値でaを置き換え、
zの値を埋設管の深さz=z0 に合わせることにより、
z=0で測定したデータφ(x,y,0)は、z=z0
にある埋設管のすぐ上で測定した場合と等価な値、すな
わちφ(x,y,z0 )に変換される。
Further, a is replaced by the measured value of z = 0,
by matching the value of z in the depth z = z 0 of buried pipe,
Data φ (x, y, 0) measured at z = 0 is z = z 0
Is converted to a value equivalent to the value measured just above the buried pipe, that is, φ (x, y, z 0 ).

【0032】このように、固定的な特定周波数成分を用
いて合成開口処理を行うことにより、深い焦点深度が得
られ、任意の測線(y=固定)では、図7に示すよう
に、比較的大きな幅の深さで、焦点のあった埋設管のフ
ォーカス像が得られ、所望の深さと埋設管の深さに多少
差があっても鮮明な像が得られる。
As described above, by performing the synthetic aperture processing using the fixed specific frequency component, a deep depth of focus can be obtained. In an arbitrary survey line (y = fixed), as shown in FIG. At a large depth, a focused image of the buried pipe with focus can be obtained, and a clear image can be obtained even if there is a slight difference between the desired depth and the depth of the buried pipe.

【0033】なお、Cモード映像を得たい所望の深さの
特定周波数は、利用者により指定されるものであり、通
常、地中レーダ装置の周波数帯域の中心周波数が用いら
れる。また、深い位置を探査する場合には、比較的低め
の周波数を用い、浅い位置を探査する場合には、比較的
高めの周波数を用いることにより、地中による電磁波の
減衰の影響を抑制できる。
The specific frequency at a desired depth for obtaining a C-mode image is specified by the user, and the center frequency of the frequency band of the underground radar device is usually used. In addition, when a deep position is searched, a relatively low frequency is used. When a shallow position is searched, a relatively high frequency is used, so that the influence of electromagnetic wave attenuation due to underground can be suppressed.

【0034】以上の処理を全測線で繰り返し実施し(ス
テップ17)、yが異なる各測線ごとに得られたデータ
φ(x,y,z0 )を合成して平面図を生成することに
より、図8に示すような、深さz=z0 におけるx,y
平面上の強度分布、すなわちCモード画像が得られる。
The above processing is repeated for all the survey lines (step 17), and data φ (x, y, z 0 ) obtained for each survey line having a different y is combined to generate a plan view. X, y at depth z = z 0 as shown in FIG.
An intensity distribution on a plane, that is, a C-mode image is obtained.

【0035】したがって、Cモードのための計測を行う
場合には、図9に示すように、トラバース方向(x軸方
向)に並行した複数本の測線に沿って、各地点で計測を
行い、得られたデータに対して図1に示す信号処理を行
うことにより、図10に示すような、埋設状況が把握し
易い、水平平面に沿ったCモード画像が表示出力され
る。
Therefore, when performing measurement for the C mode, as shown in FIG. 9, measurement is performed at each point along a plurality of measurement lines parallel to the traverse direction (x-axis direction). By performing the signal processing shown in FIG. 1 on the obtained data, a C-mode image along a horizontal plane is displayed and output as shown in FIG.

【0036】なお、以上の説明では、探査対象物とし
て、水道管やガス管などの埋設管を例にしたが、これに
限定されるものではなく、他の探査対象物であっても、
前述と同様の作用効果を奏する。
In the above description, a buried pipe such as a water pipe or a gas pipe is taken as an example of an object to be searched. However, the present invention is not limited to this.
The same operation and effect as described above can be obtained.

【0037】[0037]

【発明の効果】以上説明したように、本発明は、時間領
域の時系列データを逆フーリエ変換処理して得られた複
素スペクトルデータのうち、所定深さに対応する特定周
波数(利用者が指定する周波数であり、通常、地中レー
ダ装置の周波数帯域の中心周波数を用いる)の複素スペ
クトラムデータを用いて合成開口処理を行うことにより
所望深さのフォーカス像を生成し、地中レーダ装置の所
定トラバース方向に沿った複数の測線ごとに得られた所
望深さのフォーカス像を合成して表示するようにしたの
で、従来のように、測線を含む断面を示すBモード映像
と比較して、所望深さでの埋設状況を示すCモード映像
を得ることができ、探査した地中の埋設状況を的確に把
握できるとともに、焦点深度が深くなり、地中の伝搬速
度などの非一様性のために埋設物のフォーカス点が上下
しても、鮮明な画像が得られる。
As described above, according to the present invention, of the complex spectrum data obtained by performing the inverse Fourier transform on the time-series time-series data, the specific frequency corresponding to the predetermined depth (specified by the user) A focus image of a desired depth is generated by performing a synthetic aperture process using complex spectrum data of the underground radar device. Since a focus image of a desired depth obtained for each of a plurality of measurement lines along the traverse direction is synthesized and displayed, compared with a conventional B-mode image showing a cross section including a measurement line, a desired image is obtained. A C-mode image showing the burial condition at the depth can be obtained, and the buried condition underground can be accurately grasped, and the depth of focus becomes deep, and the unevenness such as the propagation speed in the ground Focus point of the buried object is also vertically, clear image is obtained for.

【0038】また、比較的浅い部分のデータを含まない
修正時系列データから得られた複素スペクトラムデータ
のうち、所定深さに対応する特定周波数(利用者が指定
する周波数であり、通常、地中レーダ装置の周波数帯域
の中心周波数を用いる)の複素スペクトラムデータを用
いて合成開口処理を行うようにしたので、地表面付近の
物体からの強い反射信号による非フォーカス映像の重複
を回避でき、さらに鮮明なCモード映像が得られる。
Also, of the complex spectrum data obtained from the corrected time-series data that does not include the data of the relatively shallow portion, a specific frequency corresponding to a predetermined depth (a frequency designated by a user, usually an underground Since the synthetic aperture processing is performed using complex spectrum data (using the center frequency of the radar device's frequency band), overlapping of non-focused images due to strong reflection signals from objects near the ground surface can be avoided, and the image is sharper. A good C-mode image can be obtained.

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

【図1】 本発明の一実施の形態による地中レーダ装置
の出力表示方法を示すフローチャートである。
FIG. 1 is a flowchart illustrating an output display method of an underground radar device according to an embodiment of the present invention.

【図2】 FMWC方式の地中レーダ装置を示すブロッ
ク図である。
FIG. 2 is a block diagram showing an underground radar apparatus of the FMWC system.

【図3】 レーダ出力データ例を示す説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram showing an example of radar output data.

【図4】 時系列データ例を示す説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram showing an example of time-series data.

【図5】 修正時系列データ例を示す説明図である。FIG. 5 is an explanatory diagram showing an example of corrected time-series data.

【図6】 修正複素スペクトラムデータ例を示す説明図
である。
FIG. 6 is an explanatory diagram showing an example of modified complex spectrum data.

【図7】 任意測線でのフォーカス像の例を示す説明図
である。
FIG. 7 is an explanatory diagram illustrating an example of a focus image along an arbitrary measurement line.

【図8】 所定深さにおける埋設管像の例を示す説明図
である。
FIG. 8 is an explanatory diagram showing an example of a buried pipe image at a predetermined depth.

【図9】 Cモードのための計測例を示す説明図であ
る。
FIG. 9 is an explanatory diagram showing a measurement example for the C mode.

【図10】 本発明により得られるCモード映像例を示
す説明図である。
FIG. 10 is an explanatory diagram showing an example of a C-mode image obtained by the present invention.

【図11】 地中レーダ装置の出力表示方法を示す説明
図である。
FIG. 11 is an explanatory diagram showing an output display method of the underground radar device.

【図12】 地中レーダ装置の原理を示す説明図であ
る。
FIG. 12 is an explanatory diagram illustrating the principle of an underground radar device.

【図13】 従来の出力表示例を示す説明図である。FIG. 13 is an explanatory diagram showing a conventional output display example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…操作部、2…エンコーダ、3…送信信号発生部、4
…カプラ、5…送信アンテナ、6…受信アンテナ、7…
検波回路、8…制御部、9…信号処理部、10…画像表
示部。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Operation part, 2 ... Encoder, 3 ... Transmission signal generation part, 4
... Coupler, 5 ... Transmission antenna, 6 ... Reception antenna, 7 ...
Detection circuit, 8: control unit, 9: signal processing unit, 10: image display unit.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 土井 恭二 岡山県玉野市玉3丁目1番1号 三井造船 株式会社玉野事業所内 (72)発明者 森 康成 岡山県玉野市玉3丁目1番1号 三井造船 株式会社玉野事業所内 (72)発明者 隈部 伸吾 愛知県名古屋市緑区大高町字北関山20番地 の1 中部電力株式会社技術開発本部電力 技術研究所内 (72)発明者 川本 晃 広島県東広島市鏡山三丁目9番1号 中国 電力株式会社技術研究センター内 (72)発明者 吉井 誠一 広島県東広島市鏡山三丁目9番1号 中国 電力株式会社技術研究センター内 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Kyoji Doi 3-1-1 Tama, Tamano-shi, Okayama Mitsui Engineering & Shipbuilding Co., Ltd. (72) Inventor Yasunari Mori 3-1-1 Tamama, Tamano-shi, Okayama Mitsui Engineering & Shipbuilding Co., Ltd. Tamano Plant (72) Inventor Shingo Kumabe 20-1, Kitakanyama, Odaka-cho, Midori-ku, Nagoya City, Aichi Prefecture Chubu Electric Power Co., Inc. 3-9-1 Kagamiyama, Higashihiroshima-shi China Electric Power Research Institute (72) Inventor Seiichi Yoshii 3-9-1 Kagamiyama Higashihiroshima-shi, Hiroshima China Electric Power Corporation Technical Research Center

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 電磁波を所定の周期で所定周波数帯域幅
だけ周波数を掃引することにより周波数変調して地中に
送信し、その送信波と受信した反射波の振幅の比と位相
の差を示す周波数領域の出力データを取得し、地表面に
沿って走査することにより各地点で得られた複数の出力
データに基づいて、地中埋設物の埋設状況を示す映像を
出力する地中レーダ装置において、 周波数領域の出力データをフーリエ変換処理することに
より時間領域の時系列データに変換し、 得られた時系列データを逆フーリエ変換処理することに
より複素スペクトラムデータに変換し、 得られた複素スペクトラムデータのうち所望深さに対応
する特定周波数の複素スペクトラムデータを抽出し、 抽出した特定周波数の複素スペクトラムデータを用いて
合成開口処理を行うことにより所望深さのフォーカス像
を生成し、 地中レーダ装置の所定トラバース方向に沿った複数の測
線ごとに得られた所望深さのフォーカス像を合成するこ
とにより、所望深さでの埋設状況を示す平面映像を表示
することを特徴とする地中レーダ装置の出力表示方法。
1. An electromagnetic wave is frequency-modulated by sweeping a frequency by a predetermined frequency bandwidth at a predetermined cycle and transmitted underground, and the difference between the amplitude ratio and phase of the transmitted wave and the received reflected wave is indicated. Underground radar device that obtains output data in the frequency domain and outputs an image showing the burial status of an underground buried object based on a plurality of output data obtained at each point by scanning along the ground surface The output data in the frequency domain is converted to time-series data in the time domain by performing a Fourier transform process, and the obtained time-series data is converted to complex spectrum data by performing an inverse Fourier transform process, and the obtained complex spectrum data Of complex frequency data of a specific frequency corresponding to the desired depth from among the extracted complex spectrum data using the extracted complex spectrum data of the specific frequency A focus image of a desired depth is generated by performing the above operation, and a focus image of a desired depth obtained for each of a plurality of measurement lines along a predetermined traverse direction of the underground radar apparatus is combined, thereby embedding at a desired depth. An output display method of an underground radar device, wherein a planar image showing a situation is displayed.
【請求項2】 請求項1記載の地中レーダ装置の出力表
示方法において、 得られた時間領域の時系列データのうち所望深さより浅
い深さに対応する時間領域のデータを除去することによ
り修正時系列データを生成し、 得られた修正時系列データを逆フーリエ変換処理するこ
とにより複素スペクトラムデータに変換することを特徴
とする地中レーダ装置の出力表示方法。
2. The output display method of an underground radar device according to claim 1, wherein the correction is performed by removing data in a time domain corresponding to a depth smaller than a desired depth from the obtained time-series data in the time domain. An output display method of an underground radar apparatus, wherein time series data is generated, and the obtained corrected time series data is converted into complex spectrum data by performing an inverse Fourier transform process.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7190302B2 (en) * 2001-09-15 2007-03-13 The Secretary Of State For Defence In Her Britannic Majesty's Government Of The United Kingdom Of Great Britain And Northern Ireland Sub-surface radar imaging
JP2009052960A (en) * 2007-08-24 2009-03-12 Mitsubishi Electric Corp Radar system

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