JPS63263485A - Investigating device for underground buried body - Google Patents

Investigating device for underground buried body

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JPS63263485A
JPS63263485A JP62099099A JP9909987A JPS63263485A JP S63263485 A JPS63263485 A JP S63263485A JP 62099099 A JP62099099 A JP 62099099A JP 9909987 A JP9909987 A JP 9909987A JP S63263485 A JPS63263485 A JP S63263485A
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JP
Japan
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echo image
underground
echo
display
underground object
Prior art date
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Pending
Application number
JP62099099A
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Japanese (ja)
Inventor
Hideji Arakawa
秀治 荒川
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Komatsu Ltd
Original Assignee
Komatsu Ltd
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To eliminate an error in position detection due to an error in estimation and to perform high-accuracy position detection by providing a display means which displays an echo image of an underground buried body by using the depth direction of the underwater buried body and the moving direction of a moving carriage as parameters. CONSTITUTION:A pseudo echo image 5 of the underwater buried body is displayed on a display part 210 at an optional positions and its peak mark Q and expansion coefficient alpha are varied by pressing switch images of display parts 211 and 212 to put the echo image 4 of the buried body 3 within its interline area. In this case, two echo images 4 and 5 are overlapped with each other to find the coordinates of the peak position P of the echo image 4 of the buried body 3 as the coordinates (x0, t0) of the peak mark Q of the artificial echo image 5. Further, the expansion of the opening part of a hyperbola forming the echo image 5. Further, the expansion of the opening part of the hyperbola forming the echo image 4 is also found from the value alpha of the expansion of the pseudo echo image 5. Consequently, a radio wave propagation speed Vg is found from Vg=2alpha and the need for a measuring instrument which measures the specific dielectric constant of soil is eliminated.

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、地中に埋設された水道管、ガス管、各種ケー
ブル等の地中埋設物の位置を検出する地中fg!設物深
物探査装置するものである。
Detailed Description of the Invention (Field of Industrial Application) The present invention is an underground fg! that detects the position of underground objects such as water pipes, gas pipes, and various cables. This is a deep object exploration device.

(従来の技術) 従来において、移動台車搭載の送イを機から地中に向け
て電波を光射し、これに対する地中i!1!設物からの
反射波を移動台車搭載の受信機で受信してその反射波の
伝搬時間によって地中埋設物の位置、深さを検出するよ
うにしたレーダ方式の地中埋設物探査装置が知られてい
る。
(Prior art) In the past, radio waves were emitted from a transmitter mounted on a moving trolley toward the ground, and underground i! 1! A radar-based underground object detection device is known that detects the position and depth of underground objects based on the propagation time of the reflected waves by receiving reflected waves from the objects using a receiver mounted on a moving trolley. It is being

このレーダ方式の地中埋設物探査装置は、地中における
電波伝搬速度をvg1往復伝搬時間をΔto、電波が反
射した即設物までの深さを7とすると、 という演算を行うことにより、地中埋設物の深さ方向の
位置を検出するものである。
This radar-based underground buried object exploration device calculates the radio wave propagation speed underground as vg1 round trip propagation time Δto, and the depth to the improvised object where the radio wave is reflected as 7. This detects the position of buried objects in the depth direction.

この場合、電波伝搬速度vgは土壌の比誘電率εreに
よって変化し、真空中の電波伝搬速度をCとすると、 という関係に成ることが知られている。
In this case, it is known that the radio wave propagation speed vg changes depending on the relative dielectric constant εre of the soil, and the following relationship is established, where C is the radio wave propagation speed in vacuum.

従って、地中埋設物の深さ2を正確に検出するためには
土壌の比誘電率ε「eを予め確認しておくことが必要に
なる。
Therefore, in order to accurately detect the depth 2 of an underground object, it is necessary to confirm the relative dielectric constant ε'e of the soil in advance.

そこで、砂地、農地などの土質毎の比誘電率ε「eの推
定値によって伝搬速度■9を推定し、その推定の伝搬速
度によって地中埋設物の深さを検出するもの(充電製作
所製KSD−3AM型」世中探査装置)がある。また、
実際に土壌を採取して比誘電率εreを測定し、その測
定値ににって地中埋設物の深さを検出する方法も提案さ
れている(第24回5ICE学術講演会1505r地中
探査レーダの研究−その2」)。
Therefore, the propagation speed ■9 is estimated based on the estimated value of the dielectric constant ε'e for each type of soil such as sandy soil or farmland, and the depth of underground objects is detected based on the estimated propagation speed (KSD manufactured by Charging Manufacturing Co., Ltd.). There is a ``3AM type'' world exploration device). Also,
A method has also been proposed in which soil is actually sampled, the dielectric constant εre is measured, and the depth of underground objects is detected based on the measured value (24th 5ICE Academic Conference 1505r Underground Exploration "Radar Research - Part 2").

(発明が解決しようとする問題点) ところが、前者の比誘電率εre@−推定するものでは
、該比誘電率εrOの変化分Δεreに対する電波伝搬
速度vgの変化分をΔvgとすると、第(2)式から となるため、比誘電率ε「eの推定誤差が±20%であ
った場合には電波伝搬速度vgの誤差は±10%となり
、その結果として深さの検出誤差も±10%となり、充
分な探査精度が得られないという問題がある。
(Problem to be Solved by the Invention) However, in the former method of estimating the relative permittivity εre@-, if the change in the radio wave propagation velocity vg with respect to the change Δεre in the relative permittivity εrO is Δvg, then the (2nd ), if the estimation error of the relative permittivity ε'e is ±20%, the error of the radio wave propagation velocity vg will be ±10%, and as a result, the depth detection error will also be ±10%. Therefore, there is a problem that sufficient exploration accuracy cannot be obtained.

一方、後者の比誘電率ε「eを実際に測定する方法を用
いるものでは、精度は良いが、別途に比誘電率測定器を
準備しなければならないため、経・済的な負担が増大し
、また地表面がアスファルト笠で覆われている場合には
土壌の採取が不可能となり、用途が限定されてしまうと
いう問題がある。
On the other hand, the latter method, which actually measures the dielectric constant ε'e, has good accuracy, but requires the preparation of a separate dielectric constant measuring device, which increases the economic burden. Furthermore, if the ground surface is covered with an asphalt shade, it becomes impossible to collect soil, which limits its use.

他にも、地中埋設物からの反射波によって伝搬速度v9
を推定し、その推定値によって深さZを検出する方法が
電子通信学会論文誌「地中レーダシステムJ  (’ 
83/6VOL、J66−B、NO3、P、713〜7
20)に示されてはいるが、この方法によれば行列計算
などの複雑な計算を多聞に行う必要があり、検出結果を
1!するまでに時間がかかるという問題がある。
In addition, propagation speed v9 due to reflected waves from underground objects
The method of estimating the depth Z and detecting the depth Z using the estimated value is described in the journal of the Institute of Electronics and Communication Engineers, "Ground Penetrating Radar System J ('
83/6VOL, J66-B, NO3, P, 713~7
20), but according to this method, it is necessary to perform many complex calculations such as matrix calculations, and the detection result is 1! The problem is that it takes time.

本発明の目的は、地中埋設物の位置を高vi度でかつ簡
単な構成で短時間のうちに検出することができる地中埋
設物探査装置を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an underground object exploration device capable of detecting the position of an underground object in a short time with a high degree of vi and a simple configuration.

(問題点を解決するための手段) 本発明は、地中埋設物の深さ方向および移動台車の移動
方向をパラメータとして地中埋設物のエコー像を表示す
る表示手段と、送信ぼから電波を光射しながら移動台車
を一定距離移動さゼた詩に得られる反射波の伝W1時間
に基づいて双曲線状の前記エコー酸を形成し、前記表示
手段に表示させる第1手段と、互いの線間距離が等距離
を保って所定に離間される2つの双曲線からなる擬似エ
コー俄を形成して前記表示手段に表示させる第2の手段
と、前記擬似エコー像の表示位置を移動してその頂点位
置と開口部の広がりを地中埋設物のエコー像に一致させ
るための情報を前記第2の手段に入力する第3の手段と
、前記エコー酸が前記擬似エコー像を形成する2つの双
曲線の線間領域に収まって表示された時の該擬似エコー
像の頂点位置と開口部の広がりを示す情報によって地中
の電波の伝搬速度を詐出する第4の手段とを設け、この
第4の手段によって界出された伝搬速度の値を基に任意
の地点における地中埋設物の位置を検出するように構成
したものである。
(Means for Solving the Problems) The present invention provides a display means for displaying an echo image of an underground object using the depth direction of the underground object and the moving direction of a mobile cart as parameters, and a display means for displaying an echo image of an underground object using the depth direction of the underground object and the moving direction of a mobile cart, and a radio wave from a transmitter. a first means for forming the hyperbolic echo acid based on the propagation time W1 of the reflected wave obtained when the mobile cart is moved a certain distance while emitting light, and displaying the echo acid on the display means; a second means for displaying on the display means a pseudo echo consisting of two hyperbolas spaced apart from each other at a predetermined distance while maintaining an equal distance; and a second means for displaying the pseudo echo image on the display means; a third means for inputting information into the second means for matching the position and the extent of the opening with the echo image of the underground object; and a fourth means for deceiving the propagation speed of underground radio waves using information indicating the apex position and the spread of the aperture of the pseudo echo image when it is displayed within the area between the lines. The system is configured to detect the position of an underground object at an arbitrary point based on the value of the propagation velocity detected by the means.

(作用) 地中埋設物の上方の地表面の複数の地点において電波を
発射すると、各地点における反射波の伝tea時間の情
報を基に形成した]エコーOは送信電波の広がりに起因
して双曲線状となる。
(Effect) When radio waves are emitted at multiple points on the ground surface above an underground object, echo O is generated based on the information on the transmission time of the reflected waves at each point. It becomes hyperbolic.

そこで、このエコー像に対し上記2つの双曲線からなる
擬似エコー像を重ね合ゼる操作を行う。
Therefore, an operation is performed to superimpose a pseudo echo image consisting of the above two hyperbolas on this echo image.

その結果、2つのエコー像が重なり合った(エコー像が
擬似エコー像の2つの双曲線の線間領域に収まった)な
らば、エコー像の頂点位置と開口部の広がりが擬似エコ
ー像の情報によって判別するので、この頂点位置と開口
部の広がりを示す情報によって地中の電波伝搬速度vg
を閤単に算出することができる。そして、vgが等用で
きたならば任意の位置における伝搬時間の情報との関係
によって地中埋設物の位置を容易に篩用することができ
る。
As a result, if the two echo images overlap (the echo image falls within the area between the two hyperbolic lines of the pseudo echo image), the apex position of the echo image and the width of the aperture can be determined based on the information of the pseudo echo image. Therefore, the underground radio wave propagation velocity vg can be determined by the information indicating the apex position and the width of the opening.
can be easily calculated. If vg can be used equally, it is possible to easily determine the location of underground objects based on the relationship with the propagation time information at any location.

(実施例) 第1図は本発明の一実施例を示すブロック図であり、大
別して移動台車1と本体部2とによって構成されている
。移動台車1は地中の埋設物3に向けて電波を発射する
送信IF!!10およびアンテナ11と、埋設物3から
の反射波を受信する受信JR12および受信アンテナ1
3と、移動台車1が単位距離移動する毎に1個のパルス
を発生する距離センサ14とから構成されている。また
、本体部2は距離センサ14からのパルス信号と受信d
12で受信した反射波信号とに基づいて埋設物3のエコ
ー像を形成する演σ装置20と、形成されたエコー像を
表示する表示部e121とから構成されている。
(Embodiment) FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the present invention, which is roughly divided into a moving trolley 1 and a main body 2. The mobile trolley 1 is a transmission IF that emits radio waves toward the underground object 3! ! 10 and antenna 11, and reception JR 12 and reception antenna 1 that receive reflected waves from buried object 3.
3, and a distance sensor 14 that generates one pulse every time the mobile cart 1 moves a unit distance. The main body 2 also receives pulse signals from the distance sensor 14 and receives d
12, and a display section e121 that displays the formed echo image.

第2図は表示装置21の表示面の詳細を示した平面図で
あり、表示面には埋設物3のエコー04および後述ノ擬
似より一@5 (5a、5b)(Qはこの頂点マークを
示す)を表示する第1の表示部210と、擬似エコー像
5の水平および垂直方向の表示位置を押圧操作によって
移動させる位置移動スイッチの画像を表示する第2の表
示部211と、擬似エコー像5の両双曲線開口部の広が
りを抑圧操作によって可変するための広がり情報入力ス
イッチの画像を表示する第3の表示部212とが設けら
れ、表示面全体には抑圧操作位置を検出する透明のタッ
チパネル(図示せず)が取付けられ、このタッチパネル
によって位置移動スイッチおよび広がり情報入力スイッ
チの操作を検出するように構成されている。   ゛ 以上の構成において、移動台IT1を地表面を移動させ
ながら送信IF110から電波を光射すると、埋設物3
のエコーflJ4は第2図に示した如く双曲線状となる
。なすわち、第3図(a)に示寸ように、移動台車1が
地表面を移動する時の距離の座標軸を×1地中に向かう
深さ方向の距離を示す座標軸を7とし、J!!!設物3
厚物3で示V座標(Xo 、 ZC)に存在したものと
すると、送受信アンテナ11.13が点Cのn1の点B
に位置している場合、埋設物3は点8.0間の距1ii
IIBCに対応する深さくZo )におけるエコー像と
して観測することができる。
FIG. 2 is a plan view showing the details of the display surface of the display device 21. On the display surface, there is an echo 04 of the buried object 3 and a simulated image 1@5 (5a, 5b) (Q indicates this apex mark). ), a second display section 211 that displays an image of a position movement switch that moves the display position of the pseudo echo image 5 in the horizontal and vertical directions by a pressing operation; A third display section 212 is provided for displaying an image of a spread information input switch for varying the spread of both hyperbolic openings No. 5 by a suppression operation, and a transparent touch panel for detecting the suppression operation position is provided on the entire display surface. (not shown) is attached, and the touch panel is configured to detect operations of the position movement switch and the spread information input switch.゛In the above configuration, when radio waves are emitted from the transmission IF 110 while moving the mobile table IT1 on the ground surface, the buried object 3
The echo flJ4 has a hyperbolic shape as shown in FIG. That is, as shown in FIG. 3(a), the coordinate axis of the distance when the mobile cart 1 moves on the ground surface is x1, and the coordinate axis showing the distance in the depth direction toward the ground is 7, and J ! ! ! Equipment 3
Assuming that the thick material 3 exists at the V coordinates (Xo, ZC), the transmitting/receiving antenna 11.13 is located at point B of n1 of point C.
If the buried object 3 is located at the distance 1ii between points 8.0
It can be observed as an echo image at a depth Zo corresponding to IIBC.

一方、送信電波はその伝搬方向に広がりを持つているた
め、送受信アンテナ11.13が点Cの真上から左方向
にずれた点Aに移動した場合にb埋設物3のエコー像を
観測でることができる。この場合のエコー像は、点AC
間の距離 ((X−Xo )  +Zo 2) 1/2に対応する
深さの点りにおいて観測することかできる。従って、移
動台tIi1を移動した時の点D(X、Z)の軌跡、す
なわち埋設物3のエコー像4は Z=AD =(x−xo)  +Zo2)”2 =AC・・・(4) で表される双曲線状となる。
On the other hand, since the transmitted radio wave has a spread in its propagation direction, when the transmitting/receiving antenna 11.13 moves from directly above point C to point A shifted to the left, an echo image of buried object 3 can be observed. be able to. The echo image in this case is point AC
It can be observed at a point at a depth corresponding to the distance between ((X-Xo) +Zo2) 1/2. Therefore, the locus of point D (X, Z) when the moving table tIi1 is moved, that is, the echo image 4 of the buried object 3 is Z = AD = (x-xo) + Zo2)"2 = AC... (4) It becomes a hyperbolic shape represented by .

一方、送信アンテナ11から発射した電波が受信アンテ
ナ13に受信されるまでのエコー近延時間tと、電波伝
搬速度vgおよび1!L’設物3の深さZとの間には、 の関係がある。
On the other hand, the echo proximal time t until the radio waves emitted from the transmitting antenna 11 are received by the receiving antenna 13, the radio wave propagation velocity vg, and 1! There is a relationship between L' and the depth Z of the facility 3.

従って、第(4)式と第(5)式とにより、((x−x
。)2+(Vg゛1°> 2 ) 1/2の関係が成立
する。但し、toGj点Bにおけるエコー遅延時間であ
り、tQ、V(lは未知数である。
Therefore, by equations (4) and (5), ((x-x
. )2+(Vg゛1°>2)1/2 holds true. However, toGj is the echo delay time at point B, and tQ, V (l is an unknown quantity.

一方、表示装置21の表示部210に表示させる埋設物
3のエコーtgA4は、第3図(b)に図示しているよ
うに横軸が台車1の距離軸×1縦軸が時間軸tである。
On the other hand, in the echo tgA4 of the buried object 3 displayed on the display unit 210 of the display device 21, the horizontal axis is the distance axis of the trolley 1 x 1 and the vertical axis is the time axis t, as shown in FIG. be.

すなわち、埋設物3のエコー像は深さ方向の距離軸Zが
時間軸tに変換されて表示されるものとなる。
That is, the echo image of the buried object 3 is displayed with the distance axis Z in the depth direction converted to the time axis t.

そこで、第4図(a)に示すように、互いの線間距離が
等距離を保って所定に離間される2つの双曲線5aおよ
び5bからなる擬似エコー像5を同表示部210の任意
の位置に表示させるとともに、その頂点マークQの位置
と広がり係数αを前記表示部211.212のスイッチ
像の抑圧操作によって変えて埋設物3のエコー像4をそ
の線間領域に収める(すなわち上記2つの双曲158゜
5bにて挟み込む)。この時、該擬似エコー侮5の基準
双曲!15aがx−を座標系で次のような((x−xo
 )2+ (α・to)2)1/2=α・t     
      ・・・(7)といった関係になっているも
のとすると、上記第(6)式とこの第(7)式の係数比
較によって次の関係が成立する。
Therefore, as shown in FIG. 4(a), a pseudo echo image 5 consisting of two hyperbolas 5a and 5b that are spaced apart from each other at a predetermined distance while maintaining the same distance between the lines is displayed at an arbitrary position on the display section 210. At the same time, the echo image 4 of the buried object 3 is displayed in the area between the lines by changing the position of the vertex mark Q and the spread coefficient α by suppressing the switch images on the display sections 211 and 212 (that is, the echo image 4 of the buried object 3 is displayed in the area between the lines). sandwiched at hyperbolic 158°5b). At this time, the standard hyperbolic of the pseudo echo 5! 15a is x- in the coordinate system as follows ((x-xo
)2+ (α・to)2)1/2=α・t
... (7), then the following relationship is established by comparing the coefficients of the above equation (6) and this equation (7).

Vg=2α         ・・・(8)ここに、(
Xo 、 to )は双曲線5aの頂点座上フ:(頂点
マークQの座標)で、表示部211のスイッチ像により
その増減が指示され決定される。にた、αは双曲1!5
aおよび5bからなる賢似エコー像5の開口部の広がり
のファクタで、広がりを大きくする場合はαが大きくな
るように、また小さくする場合はαが小さくなるように
表示部212に表示されたスイッチ色の抑圧操作によっ
て可変される。
Vg=2α...(8) Here, (
Xo, to) is the apex point of the hyperbola 5a (coordinates of the apex mark Q), and its increase or decrease is instructed and determined by the switch image on the display section 211. Nita, α is hyperbolic 1!5
The factor for the spread of the aperture of the Ken-like echo image 5 consisting of a and 5b is displayed on the display unit 212 so that when the spread is increased, α becomes larger, and when it is reduced, α becomes smaller. Variable by suppressing the switch color.

従って、第4図(b)に示すように、2つのエコー色4
,5の重ね合わせ(擬似エコー像5によるエコー像4の
挟み込み)操作によって即設物3のエコー色4の頂点位
置P(第2図)の座標を擬似エコー像5の頂点マークQ
の座標(x o * t o >として求めることがで
きる。また、エコー@4を形成する双曲線の開口部の広
がりも擬似エコー像5の広がりの値αによって求めるこ
とができる。
Therefore, as shown in FIG. 4(b), two echo colors 4
, 5 (sandwiching the echo image 4 with the pseudo echo image 5), the coordinates of the apex position P (Fig. 2) of the echo color 4 of the temporary object 3 are set to the apex mark Q of the pseudo echo image 5.
can be determined as the coordinates (x o * t o >). Further, the spread of the hyperbolic aperture forming the echo @4 can also be determined by the value α of the spread of the pseudo echo image 5.

この結果、■リ (電波伝搬速度)が第(8)式によっ
て求まり、このvgとto  (埋設物3の真上地点B
におけるエコー「延時間)とを第(5)式に代入して計
算することにより、B!設動物3エコー僚4の頂点位置
座標、すなわち深さ2を簡単に求めることができる。
As a result, ■ri (radio wave propagation speed) is found by equation (8), and this vg and to (point B directly above buried object 3)
By substituting the echo "duration time" in Equation (5) for calculation, the apex position coordinates of the B! installed animal 3 echo team 4, that is, the depth 2 can be easily obtained.

以上のような原理に基づいてjI!設物3の深さ2が検
出されるが、そのためにはまず埋設物3のエコー像4を
表示させる必要がある。そこで本実施例では、次に示す
態様をもってこのエコー像4の表示を実行する。
Based on the above principles, jI! The depth 2 of the buried object 3 is detected, but in order to do so, it is first necessary to display the echo image 4 of the buried object 3. Therefore, in this embodiment, the echo image 4 is displayed in the following manner.

いま、送信n10により光振された電波パルスを送信ア
ンテナ11を通じて放射したとすると、この電波パルス
は、土中を伝搬しつつ土中のypa物3の表面で反射し
、再び土中を伝搬して受信アンテナ13に到達し受信機
12に受信される。そこでこの実施例装置では、一定時
間T毎に送信機10および送信アンテナ11を通じて上
記電波パルスを送出するとともに、この時間Tの間に受
信JR12で観測される信号を更に別の一定時間Tα毎
にサンプリングしてその都度(1時間毎に)nα個ずつ
のデータ列を得る(ただしT ==、 Tα・nα)。
Now, if we radiate the radio wave pulse optically oscillated by the transmission n10 through the transmitting antenna 11, this radio wave pulse propagates through the soil, reflects on the surface of the ypa object 3 in the soil, and propagates through the soil again. The signal reaches the receiving antenna 13 and is received by the receiver 12. Therefore, in this embodiment, the radio pulse is transmitted through the transmitter 10 and the transmitting antenna 11 at fixed time intervals T, and the signal observed by the receiver JR 12 during this time T is further transmitted at another fixed time interval Tα. Each time (every hour) nα data strings are obtained by sampling (where T ==, Tα·nα).

しかも該実施例装置では、これら個々のデータについて
その信号レベル別に色別けを決めておき、表示装置21
における前記第1の表示部210の時間軸を方向(11
方向)にこれらnα個のデータをその各信号レベルに対
応した各別の色をもってレベル類に色分は表示する。な
お、この時間軸を方向への表示のタイミングは、移動台
車1が一定距離しβだけ移動した時に1つのパルスを発
生する前記距離センサ14の距離分解能、すなわちこの
Lβの値によって決められるものであり、距離センサ1
4がパルスを発生した後に送信機10から最初に発振さ
れた電波パルスについて上記時間軸を方向−列分の表示
が行なわれ、その後、移動台車8の距離Lβずつの移動
に伴なって、こうした時間軸を方向への表示が距離軸X
方向に順次走査されるかたちで、nB列分のデータ(エ
コーデータ)表示が行なわれる。
Moreover, in the device of this embodiment, colors are determined for each of these individual data according to their signal levels, and the display device 21
The time axis of the first display section 210 in the direction (11
direction), these nα pieces of data are displayed in different colors in levels, each with a different color corresponding to each signal level. Note that the timing of displaying the time axis in the direction is determined by the distance resolution of the distance sensor 14, which generates one pulse when the mobile cart 1 moves a certain distance by β, that is, the value of Lβ. Yes, distance sensor 1
4 generates a pulse, the first radio wave pulse emitted from the transmitter 10 is displayed along the time axis in a direction-column manner, and then, as the mobile cart 8 moves by a distance Lβ, such a The time axis is displayed in the direction of the distance axis
The data (echo data) for nB columns are displayed in a manner that is sequentially scanned in the direction.

このようにしてエコー懺4が表示されたならば、次に擬
似エコー像5 (5a、5b)が演停装置20によって
形成され、表示部210の適宜の位置に表示されるとバ
に、位置移動スイッチおよび広がり情報入力スイッチの
画像も表示部211゜212にそれぞれ表示される。
Once the echo image 4 is displayed in this way, the pseudo echo image 5 (5a, 5b) is formed by the stop device 20 and displayed at an appropriate position on the display section 210. Images of the movement switch and the spread information input switch are also displayed on the display sections 211 and 212, respectively.

この状態で、上述−の如くエコー像4を擬似エコー像5
の2つの双曲線5a、5bによって挟み込むべく位置移
動スイッチの操作が行なわれると、演算装置20は「↑
」、「↓」、「→」、「←」の各スイッチが操作される
たびに擬似エコー酸5における頂点マークQの初期の適
当な表示位置座標(xs、ts)に一定値のj曽減を行
なってこれを更新する。同様に、広がり情報入力スイッ
チの操作に対しても初期表示状態の擬似エコー像5の適
当な広がり係数αSに一定値の増減を行なってこれを更
新する。そして、更新の都度新たな値Xs’、ts’、
αS′に応じた擬似エコー像5を前記第(7)式に対応
して形成して(これらxs’。
In this state, echo image 4 is converted into pseudo echo image 5 as described above.
When the position movement switch is operated so as to be sandwiched between the two hyperbolas 5a and 5b, the arithmetic unit 20
”, “↓”, “→”, and “←” each time the switches are operated, a constant value j is subtracted from the initial appropriate display position coordinates (xs, ts) of the apex mark Q in the pseudo echo acid 5. and update this. Similarly, in response to the operation of the spread information input switch, the appropriate spread coefficient αS of the pseudo echo image 5 in the initial display state is increased or decreased by a constant value and updated. Then, each time the update is performed, new values Xs', ts',
A pseudo echo image 5 corresponding to αS' is formed in accordance with the equation (7) (these xs').

ts’、αS′の値を第(7)式のXo、t’o、αに
それぞれ代入する)表示部210に表示さゼる。
The values of ts' and αS' are substituted into Xo, t'o, and α in equation (7), respectively).

この結果、第4図(b)に示した如< ill’設物の
エコー像4が擬似エコー像5の2つの双曲85a。
As a result, as shown in FIG. 4(b), the echo image 4 of the object becomes two hyperbolas 85a of the pseudo echo image 5.

5bによって完全に挟み込まれる状態になったら、この
時のαS′を前記第(8)式のαに代入して伝搬速度v
gを算出する。この後は、以上のようにして求めたv9
と擬似エコー像5の頂点マークQに対応した探査位置に
おけるエコー遅延時間tとの組合せによって前記第(5
)式の演算を実行し、深さ2を算出する。
5b, the propagation velocity v can be calculated by substituting αS' at this time for α in the above equation (8).
Calculate g. After this, v9 obtained as above
and the echo delay time t at the exploration position corresponding to the apex mark Q of the pseudo echo image
) and calculate the depth 2.

なお、αSを更新する際の増減値は、第(7)式かられ
かるように2乗倍で効いてくるため、αS′が急変し、
更新操作がitしくなることが考えられる。したがって
この場合、次式の関係の如く平方根の増減値で更新する
ようにすれば変化の大きさが緩和されるようになり、操
作し易くなる。
In addition, since the increase/decrease value when updating αS is multiplied by the square, as seen from equation (7), αS' changes suddenly,
It is conceivable that the update operation will be incorrect. Therefore, in this case, if the value is updated using the square root increase/decrease value as shown in the following equation, the magnitude of the change will be reduced and the operation will be easier.

as ’ =as +KvCまた<Las ’ =as
 −に−ya    (K:定数) ところで、以上の実施例では、エコー像4を同エコーの
受信強度に応じてカラー表示するようにしているが、白
/黒の単色表示とし、最大受信感度でのエコー像のみを
表示させるようにしてもよい。
as' = as +KvC or <Las' = as
- to -ya (K: constant) By the way, in the above embodiment, the echo image 4 is displayed in color according to the received intensity of the same echo, but it is displayed in monochrome of white/black, and at the maximum reception sensitivity. It is also possible to display only the echo image of .

いずれの場合であれ、擬似エコー像として、上述した如
く互いの線間距離が等距離を保って所定に離間される2
つの双曲線を用いることで、即設物エコー像を捕える際
の視認性に侵れたものとすることができ、微調整、して
これらエコー酸を一致させる作業を非常に容易なものと
することができる。ずなわら具体的には、 ■ 擬似エコー像を形成する上記2つの双曲線の線間領
域にJ!I!設物エコー像が収まっていることをM1認
する。
In either case, as a pseudo echo image, two lines are spaced apart at a predetermined distance while maintaining the same distance from each other as described above.
By using two hyperbolas, it is possible to improve the visibility when capturing echo images of the existing object, making it very easy to fine-tune and match these echo images. Can be done. Specifically, J! I! M1 confirms that the echo image of the fixture has settled.

■ 同2つの双曲線(擬似エコー像)と埋設物エコー像
との曲線の平行度を一致させる。
■ Match the parallelism of the curves of the two hyperbolas (pseudo echo images) and the buried object echo image.

どいつだ作業を行なえばよい。Anybody should do the work.

また、タッチパネルの操作によって擬似エコーfii5
の位置や広がりを可変しているが、鴻械接点式スイッチ
、あるいはキーボード、ジョイスティック等の各種の入
力手段に適宜に置換して用いることができる。
In addition, by operating the touch panel, you can create a pseudo echo fii5.
Although the position and width of the input terminal are variable, they can be replaced with various input means such as mechanical contact switches, keyboards, joysticks, etc. as appropriate.

また、擬似エコー像を重ね合わせる詩のxs’、ts’
、αS′の増減値は一定値として説明したが、エコー像
4との距離が大きく離れている場合には増減値を大きく
し、一定範囲まで接近しlcら増減値を小さくするよう
にすれば、操作性がさらに向上する。
Also, xs', ts' of poems that superimpose pseudo-echo images
, the increase/decrease value of αS' has been explained as a constant value, but if the distance from the echo image 4 is large, the increase/decrease value is increased, and when the distance from the echo image 4 approaches to a certain range, the increase/decrease value is decreased from lc. , further improving operability.

一方また、第(7)式によって擬似エコー像を形成して
いるが、この第(7)式においてはtoが変化すると双
曲線の広がりも変わってくる。しかし、次のような方法
を用いれば、双曲線の広がりを変えずに上下方向く時間
軸方向)の平行移動のみにすることができる。
On the other hand, a pseudo echo image is also formed using equation (7), and in equation (7), as to changes, the spread of the hyperbola also changes. However, by using the following method, it is possible to perform parallel translation only in the vertical direction (time axis direction) without changing the spread of the hyperbola.

簡単のため、ここでは第(7)式の両辺を2乗じて示す
。すなわち、 (x−XO)2+(α・to)2 =(α・t)2        ・・・(9)は第(7
)式と等価の式である。
For simplicity, both sides of equation (7) are shown here as squared. In other words, (x-XO)2+(α・to)2=(α・t)2...(9) is the (7th
) is an expression equivalent to the expression.

ここで、α・to =D、 t1=Oとしてこれを変形
すると、 (X−Xo)2+[)2 =α2・(t−tl)2   ・・・(10)となる。
Here, if this is transformed by setting α·to=D and t1=O, it becomes (X−Xo)2+[)2=α2·(t−tl)2 (10).

よって、位置移動スイッチの操作に対しては、 [↑」が操作された場合・・・・・・t1←t1−M「
↓」が操作された場合・・・・・・t1←t1+M「←
」が操作された場合・・・・・・Xo 4−XO−N「
→」が操作された場合・・・・・・Xo+Xo+Nとし
てtl、Xoを増減IM、Nで更新し、また広がり情報
入力スイッチの操作に対しては、「←→」が操作された
場合、 しD←α ・ to とし、さらに「→←」が操作された場合、として擬似エ
コー像5の形成を行えば、広がりを変えずに上下方向の
平行移動のみとすることができる。なお、F(α)はα
との間に定めた関数値である。
Therefore, for the operation of the position movement switch, if [↑] is operated...t1←t1-M
↓" is operated...t1←t1+M"←
” is operated...Xo 4-XO-N "
→” is operated... tl, Xo is increased/decreased IM, N is updated as Xo+Xo+N, and when the spread information input switch is operated, when "←→" is operated, If D←α·to is set and the pseudo echo image 5 is formed as “→←” is operated, only vertical translation can be performed without changing the spread. Note that F(α) is α
This is the function value determined between .

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上説明したように本発明においては、地中埋設物のエ
コー像の位置と双曲線状の開口部広がりを、離間された
2つの双曲線からなる擬似エコー像により挟み込むこと
によって検出し、その検出値を基に土壌の電波伝搬速度
を算出して地中埋設物の位置を検出するようにしたため
、土壌の比誘電率を測定するための測定器が不要となり
、安価な構成にすることができたうえ、アスファルト下
の地中埋設物の位置も精度良く検出することができる。
As explained above, in the present invention, the position of the echo image of an underground object and the spread of the hyperbolic opening are detected by sandwiching them between pseudo echo images consisting of two hyperbolas separated from each other, and the detected value is Since the position of underground objects is detected by calculating the radio wave propagation velocity in the soil based on the radio wave propagation speed, there is no need for a measuring device to measure the relative dielectric constant of the soil, making it possible to have an inexpensive configuration. The position of underground objects under asphalt can also be detected with high accuracy.

さらに、土壌の比誘電率の推定値を用いないため、推定
誤差による位置検出誤差がなくなり、高精度の位置検出
を行うことができる。また、行列計算などの複雑な演篩
を行なわないため、短時間のうちに位置検出結果を得る
ことができる。
Furthermore, since the estimated value of the dielectric constant of the soil is not used, there is no position detection error due to estimation error, and highly accurate position detection can be performed. Furthermore, since complex operations such as matrix calculations are not performed, position detection results can be obtained in a short time.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の一実施例を示すブロック図、第2図は
表示装置の表示画面の詳細を示す平面図、第3図はエコ
ー像が双曲線状になることを説明するための説明図、第
4図はfg!設物動物−0に対してこれを2つの双曲線
からなる擬似エコー色により挟み込む操作を説明するた
めの説明図である。 1・・・移動台車、2・・・本体部、3・・・埋設物、
4・・・U動物エコー像、5 (5a、5b)・・・擬
似エコー像、10・・・送信機、12・・・受信機、2
0・・・演0装置、21・・・表示装置、Q・・・頂点
マーク。 第1図 り1 AB 第3図(Q) 第3図(b) 第4図(b)
Fig. 1 is a block diagram showing an embodiment of the present invention, Fig. 2 is a plan view showing details of the display screen of the display device, and Fig. 3 is an explanatory diagram for explaining that the echo image becomes hyperbolic. , Figure 4 is fg! FIG. 7 is an explanatory diagram for explaining the operation of sandwiching the installation animal-0 between pseudo-echo colors consisting of two hyperbolas. 1... Moving trolley, 2... Main body, 3... Buried object,
4... U animal echo image, 5 (5a, 5b)... pseudo echo image, 10... transmitter, 12... receiver, 2
0... Performance device, 21... Display device, Q... Apex mark. 1st drawing 1 AB Fig. 3 (Q) Fig. 3 (b) Fig. 4 (b)

Claims (1)

【特許請求の範囲】 移動台車搭載の送信機から地中に向けて発射した電波の
地中埋設物による反射波を移動台車搭載の受信機で受信
し、前記反射波の伝搬時間によつて地中埋設物の位置を
検出するレーダ方式の地中埋設物探査装置において、 地中埋設物の深さ方向および移動台車の移動方向をパラ
メータとして地中埋設物のエコー像を表示する表示手段
と、 送信機から電波を発射しながら移動台車を一定距離移動
させた時に得られる反射波の伝搬時間に基づいて双曲線
状の前記エコー像を形成し、前記表示手段に表示させる
第1の手段と、 互いの線間距離が等距離を保つて所定に離間される2つ
の双曲線からなる擬似エコー像を形成して前記表示手段
に表示させる第2の手段と、前記疑似エコー像の表示位
置を移動してその頂点位置と開口部の広がりを地中埋設
物のエコー像に一致させめための情報を前記第2の手段
に入力する第3の手段と、 前記エコー像が前記疑似エコー像を形成する2つの双曲
線の線間領域に収まつて表示された時の該疑似エコー像
の頂点位置と開口部の広がりを示す情報によって地中の
電波の伝搬速度を算出する第4の手段と を具え、この第4の手段によつて算出された伝搬速度の
値を基に任意の地点における地中埋設物の位置を検出す
るようにしたことを特徴とする地中埋設物探査装置。
[Claims] A radio wave emitted underground from a transmitter mounted on a movable trolley and reflected by an underground object is received by a receiver mounted on the movable trolley, and A radar-based underground object detection device for detecting the position of an underground object, comprising: a display means for displaying an echo image of the underground object using a depth direction of the underground object and a moving direction of a mobile cart as parameters; a first means for forming the hyperbolic echo image on the display means based on the propagation time of the reflected wave obtained when the mobile cart is moved a certain distance while emitting radio waves from the transmitter, and displaying the echo image on the display means; a second means for forming and displaying on the display means a pseudo echo image consisting of two hyperbolas spaced apart at a predetermined distance while maintaining an equal distance between the lines; and a second means for moving the display position of the pseudo echo image. a third means for inputting information to the second means for matching the apex position and the width of the opening with an echo image of the underground object; and a second means for causing the echo image to form the pseudo echo image. and a fourth means for calculating the propagation speed of underground radio waves based on the information indicating the apex position and the spread of the aperture of the pseudo echo image when displayed within the area between the lines of the two hyperbolas; An underground object exploration device, characterized in that the position of the underground object is detected at any point based on the value of the propagation velocity calculated by the fourth means.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107621634A (en) * 2017-10-27 2018-01-23 河南科技大学 A kind of potted-seedling transplanting plants deep monitoring system and method

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN107621634A (en) * 2017-10-27 2018-01-23 河南科技大学 A kind of potted-seedling transplanting plants deep monitoring system and method
CN107621634B (en) * 2017-10-27 2023-10-27 河南科技大学 Pot seedling transplanting and planting depth monitoring system and method

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