JPS6130782A - 地中探査レ−ダ - Google Patents

地中探査レ−ダ

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JPS6130782A
JPS6130782A JP15426884A JP15426884A JPS6130782A JP S6130782 A JPS6130782 A JP S6130782A JP 15426884 A JP15426884 A JP 15426884A JP 15426884 A JP15426884 A JP 15426884A JP S6130782 A JPS6130782 A JP S6130782A
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JP
Japan
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memory
underground
digitizer
display
data
Prior art date
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Pending
Application number
JP15426884A
Other languages
English (en)
Inventor
Akiro Sanemori
実森 彰郎
Yoshifumi Minowa
美濃和 芳文
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Priority to JP15426884A priority Critical patent/JPS6130782A/ja
Publication of JPS6130782A publication Critical patent/JPS6130782A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/88Radar or analogous systems specially adapted for specific applications
    • G01S13/89Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for mapping or imaging

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 この発明は地中探査レーダ、とくに地中の埋設〔従来技
術〕 第1図は波動を用いて地中の埋設管を探査する地中探査
レーダの探査原理を示す原理図であシ、(1)は波動、
例えば短パルス電波を発生させる送信機、(2)は上記
波動を地中にむけて放射する送信アンテナ、(3)は地
中の埋設管(6)や地中の異物で反射させてくる電波を
受ける受信アンテナ、(4)は受信機、(5)は地中を
示す。探査原理は送信アンテナ(2)から短パルス電波
を地中に放射し、埋設管(6)や、地中の異物で反射さ
れてくる電波を受信アンテナ(3)によって受け、送信
から受信までの時間で、埋設管(6)までの距離を測定
するものである。両アンテナ(2) (3)を埋設管(
6)の軸に対して、はぼ直角方向へ走査し、アンテナの
位置(ト)と、反射波の到着時刻(2X)との関係を図
示すると第2図のような地中の断面画像が得られる。図
において、(7)は埋設管(6)の像、(8)は地層の
境界の像、(9)は地中の異物の像である。しかしなが
ら、このような断面画像からは埋設管(6〕以外の異物
や地層の境界からの反射像やクラッタが混在しているた
め、埋設管(6)が、大変見にくいという欠点があった
。この欠点を除去するために、本発明者等は、埋設管(
6)の軸方向の各点において、埋設管(6〕の軸とほぼ
直角方向にアンテナを二次元走査して得た断面像を複数
枚重ね合わせて、一枚の画像とし、埋設管の像を鮮明に
見えるようにする地中探査レーダを発明した。第3図は
このような先行技術による地中探査レーダの探査原理を
示す原理図であシ、埋設管(6)は、第3図に示すよう
に、道路の方向0)に清って、長く埋設されている。埋
設管(6)上のある点(yl)で道路を横断する方向(
ト)に、送信アンテナと受信アンテナを並べ、第1図と
同様に地中へ短パルス電波を放射し、第2図と同様に反
射波の遅れ時間(Z)と、アンテナの位置に)との関係
を図示して、地中の断面像(10−1)を得る。
次に、埋設管(6)の軸方向に少し離れた地点(y2)
、(y ”) 、(y ’)においても同様にして、各
々の断面像(1()−2)、(10−3) 、 (16
−4)をとる。こうして得た4枚の断面像を重ね合わせ
ると、第4図のよう、に鮮明な埋設管(6)の像が得ら
れ、これは、埋設管(6)の像は、いずれの断面にもほ
ぼ同じ位置にあるので、その部分の濃度は強められるが
、その他の石や空胴などの異物の像やクラッタは、同じ
位置に現われ難いので、強め合うことが少ないためであ
る。
しかしながら、このような装置を用いたものでは埋設管
(6)の軸方向と、y方向とが一致していないと効果が
無いという欠点がある。これは、成るy方向について走
査をし、その結果、埋設管が認められなかったら、y方
向を少しずらせて、同様の検査をするという操作の繰返
しにより、カバーするこ、とKなるが、操作が大へん繁
雑である。
[発明の概要] この発明は上記のような従来のものの欠点を除去するた
めになされたもので、波動の発生及び検出手段を地表面
に清って二次元走査し、複数の地中の断面画像を記録す
る走査記録手段、及び上記複数の地中の断面画像を三次
元画像として表示装置に表示する表示手段により地中探
査レーダを構成することにより、操作性がよく、又信頼
性よく地中の埋設管を探査できる装置を提供するもので
ある。
〔発明の実施例〕
以下、この発明の一実施例を図について説明する。第5
図はこの発明の一実施例による地中探査レーダの構成を
示すブロック図であり、第5図において、(11)は受
信機(4)の出力信号を、ディジタル・データに変換す
ると共に、一時記憶機能も併せ持つディジタイザ、(1
3)は送信・受信アンテナの位置を検出する位置検出器
、(30)はディジタイプ(11)の制御、ディジタイ
ザ(11)からのデータの読出し、位置検出器(13)
からのアンテナ位置の読出し、デイジタ不ザ(11)か
ら読出したデータの処理並びにメモリ(31)への書込
み、および、メモリ(31)内容に対する処理などを行
なうための計算機、 (31)は計算機(30)から読書き可能で、がっ、ビ
デオ信号として続出されるメモリ群、(32)は、メモ
リ群から出力されるビデオ信号即ち複数の地中の断面画
像信号を三次元画像として表示装置に表示する表示手段
でディスプレイ・コントローラ、(33)I/iT V
 モニタ等の表示装置、(34)は、’[’Vモニタ(
33)と計算機(30)とに接続されたライトペン・シ
ステムである。
送信・受信アンテナ(2)、(3)は、移動台車(図示
して無い)に搭載されて居り、従来のものと同じに、第
3図に示すように、yl の位置を決め、ylと直交す
る方向に)K走査する。このとき、y方向は、必ずしも
埋設管と同一方向である必要はない。
移動台車には、位置検出器(13)も搭載されていて、
それは、台車の車輪に連結するパルスエンコーダとカク
ンタによって構成されている。台車の移動に従ってxi
 yの値が′検出される。
台車の移動中、各点毎に、送・受信が行われ、受信信J
ljFiディジタイプ(11)に入力される。
ディジタイザ(11)は、ストレージ・チューブを用い
たアナログメモリ(111)とアナログ・ディジタル変
換器(以下、A D C) (112)とで構成、され
、入力された信号は、まず、アナログ・メモリ(111
)・へ記録される。この信号は、第3図で8方向のデ−
夕に相当する。計算機(30)は、ディジタイプ(11
)と位置検出器(13)とから情報を得て、次の動作を
行う。
■ 位置検出器(13)よりyを得て、メモリ群(31
)より、メモリjを選択する。(yl  ならメモリ1
、y2ならメモリ2)・・・・・・、yjならメモリj
1・・・・・・、ymならメモリm)■ 位置検出器(
13)よりXを得て、メモリj(31j)の1行を選択
する。(ziなら第1行、x2なら第2行、・・・・・
・、xlなら第1行、・・・・・・、XIなら第1行) ■ ディジタイザ(11)のアナログメモリ(111)
より、Zkに対応するデータを読出し、ADC(112
)Kよりディジタル化させ、メモリjの、第1行の第に
列に記憶させる。kは1からnまで、順次更新、実行さ
れる。
これは、Xの走査と共に、また、yの変更と共に、繰す
返され、メモリj (31J) (j=1〜m・)に、
y方向の各位置7J(J=1〜m)でのx −z面の像
が記憶される。
これらメモリ群(31)の内容は、ディスプレイ・コン
トローラ(32)によりIi成されて、TVモニタ(3
3)上に三次元的に表示される。第6図はこの発明の一
実施例に係るディスプレイコントローラの構成を示すブ
ロック図であり、図において、 (321)は前後のメ
モリ群(31)から所定のデータを読出すための読み出
し手段でリードアドレスコントローラ、(322)は、
読み出したメモリ(31j)のjの値に従って、色彩を
決めるカラー化装置でカラー化比率をあらかじめ記録し
ているカラー化メモリである。(323) tiカラー
化装置(322)の出力データとメモリ(31j)から
先に読出したデータとを乗するための乗算器、(324
)は、乗算された結果のデータを次段のメモリへ書き込
む時に書き込み場所を決定する2イト・アドレス・コン
トローラ、(32幻(320832B)は先に乗算され
た結果のデータを記憶させ、その内容を直接TVモニタ
に表示するための表示用メモリ、(325)は、メモリ
(32R)(32G)(32B) の内容を、常にTV
モニタで表示できるようにする表示アドレス・コントロ
ーラ、(326)は、3つのアドレス・コントローラ、
(321)、(324)、(325)  の関係を管理
・制御するためのアドレスコントローラである。
今メモリ群(31)が4つのメモリ(311) 、(3
12) 、(313) 、(314)から成っている場
合、リードアドレスコントローラ(321)は、まずア
ドレスコントローラ(326)の指示によりメモリ(3
14)の0番地から、その内容を読出すように動作する
。その時、アドレスコントローラ(326)はカラー化
装置(322)へ青色になるように指示を与え、カラー
化装置(322)は、その出力データ線R1G1Bへそ
の合成色が青となるように、R,G、Bを重みづけした
(具体的には、R:G:B=0:0:l)値を出力する
。これは、この比率を予め書き込んだROMによって構
成されている。先に、O番地から読出されたデータは、
上記、カラー化装置(322)の出力データと乗じられ
表示用メモリ(32RX32GX32:B)の入力側へ
送られる。第7図は、この発明の一実施例に係る表示用
メモリ(32R)の内容を模式的に示す説明図でありメ
モリ(314)のθ番地から読み出されたデータは、第
7図に示したメモリ(32R)のうちメモリエリア(3
2R1)に書き込まれる。このアドレシングの制御は、
ライトアドレス・コントローラ(324)によって行な
われる。をお、この時、0番地から順次、全てのデータ
を書き込むのではなく、ライト・アドレス・コントロー
ラ、324)は、読出されたデータを調べ、予め定めた
値以上のときにのみ、書き込みを行なう。他のメモリ(
32G) 、(32B)にも、同時に、同様の手順で乗
算器(323G) (323R)の出力データが書き込
まれる。
これらのメモリ(32R) 、 (32G) 、 (3
2B)の内容は、表示用アドレスコントローラ(325
)で常時、TV走査方式で読出されていて、次段のTV
モニタ(33)で表示されている。
メモ!J (314)の読出し、カラー化、書き込みが
終了すると、アドレスコントローラ(326)は、第2
のメモリ(313)の読出し、カラー化、書き込みの動
作に移る。この時カラー化装置(322)は、色彩が青
2/3、黄1/3の比率の緑色になるように、R,G、
Bの重みデータを出力する。続出されたデータは、この
重みデータとの乗算がなされ、第7図に示すメモリエリ
ア(32R2)に書き込まれる。この時も、読出したデ
ータが、予め定めた値以上の時に書き込まれ、また、0
1Bのメモリに対しても、同時に、同様に行なわれる。
コレが終了すると、さらに第3のメモリ(312)め内
容について、処理される。この時の色は、青1/3、黄
2/3の比率の緑で、さらに、第4のメモリ(310)
については、青0、黄lの比率の色(黄色)になるよう
に動作する。
このようにして表示された例を第8図に示す。
一番手前は黄色で、次の黄緑、次は緑、次は青というよ
うに、奥行きが色彩で、また、各面での像の強さは、明
るさで表示されている。
これによると、7” s y2.7g 、 74  に
対応するX−2断面像(1o−t) 、(1o−2) 
、(10−a) 、(to−4)単独では、どれが埋設
管であるか判別が困難であるが、第8図のように三次元
的に表示させると、円形断面を持つ物体の反射像特有の
パターンや、管は、直線的に長さを持っているなどの知
識があれば、同図A−B−C−Dを埋設管であろうと判
定することができる。
この知識は、非常に高度なものでは無く、一般のオペレ
ータが、少し慣れれば得られるものである。
計算機では、簡単な画像の処理でも長時間かかったり、
不可能であったりするので、人間に少しだけ介入させ、
その持つパターン認識能力を活用させると、極めて効果
が上る。
このとき、埋設管以外の信号が、極めて多く、三次元表
示した結果からでも判定のつかない場合は、オペレータ
が計算機(30)にコマンドを送る(手段は、図示して
ない)ことにより、次のような処理を行わせることがで
きる。即ち、メモリ(31)中の一点のデータaijk
 について、その周辺との連結性を調べ、単独して存在
するデータは除去する。これは、埋設管は必ず一方向に
連続的に存在する事実にもとづいている。
この結果は、メモリ群(31)に書き込まれ、TVモニ
タ(33)に表示される。この例を第9図に示ス。
これにより、一部物体からの反射像は残るが、オペレー
タの知識により、それらと、埋設管との区別は容易に可
能である。オペレータは、ライトベンシステム(34)
を用いて、埋設管と判断した部分A1B1C,Dを’r
v−v−=夕(33)上で指示し、計算機(30)へ、
教示する。計算* (30)では、直線A−B−C−D
を求め、その方向、深さを定量化する。
なお、以上の例では、電波を用いたレーダについて述べ
たが、音波を用いても良い。
また、計算機は、汎用計算機でも良いし、一部専用ハー
ドウエアに置き換えたものでも良い。
〔発明の効果〕
以上のように、この発明によれば、波動の発生及び検出
手段を地表面に沿って二次元走査し、複数の地中の断面
画像を記録する探査記録手段、及びこの複数の断面画像
を三次元画像として表示装置に表示する表示手段により
地中探査レーダを構成したので、操作性がよく、かつ信
頼性の高いものが得られる効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の地中探査レーダの探査原理を示す原理図
、第2図は従来の地中探査レーダにより得られた地中の
断面画像図、第3図は先行技術による地中探査レーダの
探査原理を示す原理図、第4図は先行技術による地中探
査レーダにより得られた地中の断面画像図、第5図はこ
の発明の一実施例による地中探査レーダの構成を示すブ
ロック図、第6図はこの発明の一実施例に係るディスプ
レイコントローラの構成を示すブロック図、第7図はこ
の発明の一実施例に係る表示用メモリの内容を模式的に
示す説明図、第8図及び第9図はこの発明の一実施例に
よる地中探査レーダにより得られた地中の三次元画像図
である。 (1)・・・送信機、(2)・・・送信アンテナ、(3
)受信アンテナ、(4)・・・受信機、(5)・・・地
中、(6)・・・埋設管、(11)・・・ディジタイザ
、(13)・・・位置検出器、(30)・・・計算機、
(31)・・・メモリ群、(32)・・・表示手段、(
33)・・・表示装置、(321)・・・読み出し手段
、 (322)・・・カラー化メモリ、  (324)
・・・ライトアンドレスコントローラ%l (32R)
・・・Rメそり、(32G)・・・Gメモリ、(32E
)・・・Bメモリ、(325)・・・表示用アドレスコ
ントローラ、 なお、(1)(2)により波動の発生手段、(3)(4
)により波動の検出手段、(1) (2) (3〕(4
) (1υ(13) (30) (31)により探査記
録手段、(324) (32R) (32G) (32
B) (325)により書き込み表示手段を構成する。 なお、図中、同一符号は同−又は相当部分を示す。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)波動を用いて地中の埋設管を探査するものにおい
    て、波動の発生及び検出手段を地表面に沿つて二次元走
    査し、複数の地中の断面画像を記録する探査記録手段、
    及び上記複数の地中の断面画像を三次元画像として表示
    装置に表示する表示手段を備えた地中探査レーダ。
  2. (2)特許請求の範囲第1項記載のものにおいて、表示
    手段は上記探査記録手段より地中の断面画像信号を読み
    出す読み出し手段、上記信号のカラー化比率をあらかじ
    め記録したカラー化メモリ、及び、上記信号を位置を指
    定して表示装置にカラー表示する書き込み表示手段より
    なることを特徴とする地中探査レーダ。
JP15426884A 1984-07-23 1984-07-23 地中探査レ−ダ Pending JPS6130782A (ja)

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