JP5563894B2

JP5563894B2 - Detection method using sound waves, non-contact acoustic detection system, program used in the system, and recording medium recording the program

Info

Publication number: JP5563894B2
Application number: JP2010120901A
Authority: JP
Inventors: 恒美杉本; 冬真阿部
Original assignee: Gakko Hojin Toin Gakuen; Sato Kogyo Co Ltd
Current assignee: Gakko Hojin Toin Gakuen; Sato Kogyo Co Ltd
Priority date: 2010-05-26
Filing date: 2010-05-26
Publication date: 2014-07-30
Anticipated expiration: 2030-05-26
Also published as: JP2011247737A

Description

本発明は、音波を用いた探知方法、非接触音響探知システム、そのシステムで用いるプログラム、およびそのプログラムを記録した記録媒体に関する。 The present invention relates to a detection method using sound waves, a non-contact acoustic detection system, a program used in the system, and a recording medium on which the program is recorded.

音波を照射し、それによる物体の表面の振動等を検出して、その内部の構造を把握する方法等が、従来、いくつか提案されている。 Conventionally, several methods have been proposed for irradiating a sound wave, detecting vibrations on the surface of the object, thereby grasping the internal structure, and the like.

例えば、特許文献１には、スピーカー等を用いて音を照射してコンクリート構造物にたわみ振動を励起し、レーザ変位計やレーザドップラー振動計を用いてたわみ振動を検出し、たわみ振動の振動数と振幅から、コンクリート構造物の内部の空洞の位置を特定する検査方法が記載されている。また、これに関連する方法および装置が、特許文献２〜６および非特許文献１に記載されている。 For example, Patent Document 1 discloses that a vibration is excited using a speaker or the like to excite a flexural vibration in a concrete structure, a flexural vibration is detected using a laser displacement meter or a laser Doppler vibrometer, and the frequency of the flexural vibration is detected. And an inspection method for specifying the position of the cavity inside the concrete structure from the amplitude. Further, related methods and apparatuses are described in Patent Documents 2 to 6 and Non-Patent Document 1.

特開２００４−６９３０１号公報JP 2004-69301 A 特開２００１−２６４３０２号公報JP 2001-264302 A 特開２００２−１６８８４１号公報JP 2002-168841 A 特開２００２−２２８６４２号公報JP 2002-228642 A 特開平８−２４８００６号公報JP-A-8-248006 特開平４−８３１５６号公報JP-A-4-83156

James M.Sabatier、Ning Xiang、「An Investigation ofAcoustic-to-Seismic Coupling to Detect Buried Antitank Landmines」,IEEE TRANSACTIONS ON GEOSCIENCE AND REMOTE SENSING,VOL.39,NO.6,JUNE2001,p.1146-1154James M. Sabatier, Ning Xiang, `` An Investigation of Acoustic-to-Seismic Coupling to Detect Buried Antitank Landmines '', IEEE TRANSACTIONS ON GEOSCIENCE AND REMOTE SENSING, VOL.39, NO.6, JUNE2001, p.1146-1154

しかしながら、従来法では、コンクリート構造物の内部の空洞等の探知対象物の位置を正確に把握することができなかった。
本発明は、探知対象物を内部に含む被照射体の表面に音波を照射し、その表面の複数の測定個所において振動速度を測定し、得られた振動速度分布図から前記探知対象物の位置を特定する音波を用いた探知方法であって、探知対象物の位置を正確に把握することができる探知方法を提供することを目的とする。また、その探知方法を行うことができるシステムを提供することを目的とする。また、そのシステムで用いるプログラムを提供することを目的とする。また、そのプログラムを記録した記録媒体を提供することを目的とする。 However, in the conventional method, the position of a detection target such as a cavity inside a concrete structure cannot be accurately grasped.
The present invention irradiates a surface of an irradiated object including a detection target object with sound waves, measures vibration speed at a plurality of measurement points on the surface, and determines the position of the detection target object from the obtained vibration speed distribution map. An object of the present invention is to provide a detection method using a sound wave that specifies the position of a detection object, which can accurately grasp the position of a detection target. Moreover, it aims at providing the system which can perform the detection method. Moreover, it aims at providing the program used with the system. Moreover, it aims at providing the recording medium which recorded the program.

本発明者は鋭意検討し、上記課題を解決する方法を見出し、本発明を完成させた。
本発明は次の（i）〜（xiii）である。
（i）探知対象物を内部に含む被照射体の表面に音波を照射し、その表面の複数の測定個所において振動速度を測定し、得られた振動速度分布図から前記探知対象物の位置を特定する音波を用いた探知方法であって、
音波発信源から音波を照射し、前記被照射体の表面を振動させる工程と、
前記被照射体の表面のn箇所（n≧２）の測定個所を、各々、Ｐ₁、Ｐ₂・・・Ｐ_x・・Ｐ_n（xは１〜nの整数）とし、それらの測定箇所の各々において、照射した音波の周波数がωである場合の前記被照射体の表面の振動速度を測定し、Ｐ_xにおける前記振動速度をＥ_x（ω）とする工程と、
前記照射した音波の周波数がωである場合のＰ₁〜Ｐ_nにおける振動速度であるＥ₁（ω）〜Ｅ_n（ω）の平均値をＡ（ω）とし、Ｐ_xにおける振動速度差の規格値であるＤ_x（ω）をＤ_x（ω）＝（Ｅ_x（ω）−Ａ（ω））／Ｅ_x（ω）と定義し、周波数（ω）とＤ_x（ω）との関係をω−Ｄ_x（ω）図に示す工程と、
n個作成された前記ω−Ｄ_x（ω）図の各々について、同一の周波数区間で複数個に区切り、さらに、各図においてＤ_x（ω）の最大値の３０〜７０％における任意の値を閾値として設定し、n個の前記ω−Ｄ_x（ω）図の少なくとも１つにおいてＤ_x（ω）の値が前記閾値以上である部分を含む周波数区間を抜き出し、抜き出した周波数区間の各々について、初めの周波数（ω）をｆ_y-1、終りの周波数（ω）をｆ_y（yは１〜mの整数である。）とし、次式（１）によってＧ_x（ω_y）を求める工程と、
周波数（ω）がｆ_y-1〜ｆ_yである場合の、測定箇所Ｐ_xにおけるＧ_x（ω_y）を、実際のＰ₁、Ｐ₂・・・Ｐ_X・・Ｐ_nの位置と相似関係の位置に配置して示す振動速度分布図yを作製する工程と、
振動速度分布図y（yは１〜mの整数）の各々を構成するＧ₁（ω_y）〜Ｇ_n（ω_y）について、Ｇ₁（ω_y）〜Ｇ_n（ω_y）の平均値であるＧ_ave（ω_y）を求め、Ｇ₁（ω_y）〜Ｇ_n（ω_y）についてＧ_ave（ω_y）の２倍以上のものの個数をＱ_yとし、２倍以上のものの平均をＧ_r（ω_y）とし、さらにＱ_yとＧ_r（ω_y）との積を求め、この積が大きい振動速度分布図s（１≦s≦m）を選択し、その振動速度分布図sの周波数区間であるｆ_s-1〜ｆ_sを特定する工程と、
Ｇ₁（ω_s）〜Ｇ_n（ω_s）の各々がＧ_ave（ω_s）の２倍以上となる測定箇所の振動速度の平均をＢ（ω）［ωはｆ_s-1〜ｆ_s］とし、このＢ（ω）と周波数区間がｆ_s-1〜ｆ_sの場合の前記Ａ（ω）とから、相対的な振動速度差の規格値であるＣ（ω）をＣ（ω）＝（Ｂ（ω）−Ａ（ω））／Ｂ（ω）［ωはｆ_s-1〜ｆ_s］と定義し、周波数（ω）とＣ（ω）との関係をω−Ｃ（ω）図に示す工程と、
前記ω−Ｃ（ω）図において、Ｃ（ω）の最大値の３０〜７０％における任意の値を閾値とし、Ｃ（ω）における前記閾値以上の部分を構成する周波数区間の各々においてＣ（ω）をωについて積分し、得られた積分値が最も大きい周波数区間を選択し、その周波数区間であるｆ_t〜ｆ_uを最適応答周波数帯とする工程と、
を備える探知方法。
（ii）n個作成された前記ω−Ｄ_x（ω）図の各々について、同一の周波数区間で複数個に区切り、さらに、各図においてＤ_x（ω）の最大値の３０〜７０％における任意の値を閾値として設定し、n個の前記ω−Ｄ_x（ω）図の少なくとも１つにおいてＤ_x（ω）の値が前記閾値以上である部分を含む周波数区間を抜き出し、抜き出した周波数区間の各々について、初めの周波数（ω）をｆ_y-1、終りの周波数（ω）をｆ_y（yは１〜mの整数である。）とし、前記式（１）によってＧ_x（ω_y）を求める工程を、
n個作成された前記ω−Ｄ_x（ω）図の各々において、Ｄ_x（ω）の最大値の３０〜７０％における任意の値を閾値として設定し、Ｄ_x（ω）における前記閾値以上の部分の面積を求め、さらにn個作成された前記ω−Ｄ_x（ω）図の各々について、同一の周波数区間でm個に区切り、周波数（ω）がｆ_y-1〜ｆ_y（yは１〜mの整数であり、ｆ₀＝０である。）の各周波数区間における前記面積をＧ_x（ω_y）とする工程
に変えた、上記（i）に記載の探知方法。
（iii）前記音波がホワイトノイズである、上記（i）または（ii）に記載の探知方法。
（iv）前記被照射体の表面の振動速度をレーザ振動計またはレーザ変位計を用いて測定する、上記（i）〜（iii）のいずれかに記載の探知方法。
（v）上記（i）〜（iv）のいずれかに記載の探知方法によって求められた最適応答周波数帯から、次式（２）によってＧ_x（ω_z）を求め、さらに、周波数（ω）が最適応答周波数帯（ｆ_t〜ｆ_u）である場合の、測定箇所Ｐ_xにおけるＧ_x（ω_z）を実際のＰ₁、Ｐ₂・・・Ｐ_X・・Ｐ_nの位置と相似関係の位置に配置した、振動速度分布図zを作製し、前記物体における前記探知対象物の位置を特定する工程を備える探知方法。
（vi）周波数がｆ_t〜ｆ_uに含まれるバースト波を照射して、測定箇所Ｐ_xにおけるＧ_x（ω_z）を実際のＰ₁、Ｐ₂・・・Ｐ_X・・Ｐ_nの位置と相似関係の位置に配置した、振動速度分布図zを作製し、前記物体における前記探知対象物の位置を特定する工程である、上記（v）に記載の探知方法。
（vii）探知対象物を内部に含む被照射体の表面の複数個所に音波を照射し、その表面における振動速度分布から、前記探知対象物の位置を特定する非接触音響探知システムであって、
前記被照射体の表面を振動させ得る音波を発生させる音響発信源と、
前記被照射体の表面の振動速度を測定する計測器と、
前記被照射体の表面における振動速度分布から前記被照射体における前記探知対象物の位置を特定するために用いる解析装置とを有し、
上記（i）〜（vi）のいずれかに記載の探知方法を行うことができる、非接触音響探知システム。
（viii）被照射体の表面を振動させ得る音波を発生させる音響発信源と、
前記被照射体の表面のn箇所（n≧２）の測定個所であるＰ₁、Ｐ₂・・・Ｐ_x・・Ｐ_n（xは１〜nの整数）の各々に、周波数がωの音波を照射し、Ｐ_xにおける前記振動速度であるＥ_x（ω）を計測して、Ｅ₁（ω）〜Ｅ_n（ω）を出力する計測器と、
前記計測器から出力されたＥ₁（ω）〜Ｅ_n（ω）を入力し、前記被照射体の表面における振動速度分布から前記被照射体における前記探知対象物の位置を特定する解析装置とを有し、
前記解析装置が、
入力されたＥ₁（ω）〜Ｅ_n（ω）の平均値をＡ（ω）とし、Ｐ_xにおける振動速度差の規格値であるＤ_x（ω）をＤ_x（ω）＝（Ｅ_x（ω）−Ａ（ω））／Ｅ_x（ω）と定義し、周波数（ω）とＤ_x（ω）との関係をω−Ｄ_x（ω）図として表示部に表示する処理と、
n個作成された前記ω−Ｄ_x（ω）図の各々について、同一の周波数区間で複数個に区切り、さらに、各図においてＤ_x（ω）の最大値の３０〜７０％における任意の値を閾値として設定し、n個の前記ω−Ｄ_x（ω）図の少なくとも１つにおいてＤ_x（ω）の値が前記閾値以上である部分を含む周波数区間を抜き出し、抜き出した周波数区間の各々について、初めの周波数（ω）をｆ_y-1、終りの周波数（ω）をｆ_y（yは１〜mの整数である。）とし、前記式（１）によってＧ_x（ω_y）を求める処理と、
周波数（ω）がｆ_y-1〜ｆ_yである場合の、測定箇所Ｐ_xにおけるＧ_x（ω_y）を、実際のＰ₁、Ｐ₂・・・Ｐ_X・・Ｐ_nの位置と相似関係の位置に配置して示す振動速度分布図yを作製し表示部に表示する処理と、
振動速度分布図y（yは１〜mの整数）の各々を構成するＧ₁（ω_y）〜Ｇ_n（ω_y）について、Ｇ₁（ω_y）〜Ｇ_n（ω_y）の平均値であるＧ_ave（ω_y）を求め、Ｇ₁（ω_y）〜Ｇ_n（ω_y）についてＧ_ave（ω_y）の２倍以上のものの個数をＱ_yとし、２倍以上のものの平均をＧ_r（ω_y）とし、さらにＱ_yとＧ_r（ω_y）との積を求め、この積が大きい振動速度分布図s（１≦s≦m）を選択し、その振動速度分布図sの周波数区間であるｆ_s-1〜ｆ_sを特定する処理と、
Ｇ₁（ω_s）〜Ｇ_n（ω_s）の各々がＧ_ave（ω_s）の２倍以上となる測定箇所の振動速度の平均をＢ（ω）［ωはｆ_s-1〜ｆ_s］とし、このＢ（ω）と周波数区間がｆ_s-1〜ｆ_sの場合の前記Ａ（ω）とから、相対的な振動速度差の規格値であるＣ（ω）をＣ（ω）＝（Ｂ（ω）−Ａ（ω））／Ｂ（ω）［ωはｆ_s-1〜ｆ_s］と定義し、周波数（ω）とＣ（ω）との関係をω−Ｃ（ω）図として表示部に表示する処理と、
前記ω−Ｃ（ω）図において、Ｃ（ω）の最大値の３０〜７０％における任意の値を閾値とし、Ｃ（ω）における前記閾値以上の部分を構成する周波数区間の各々においてＣ（ω）をωについて積分し、得られた積分値が最も大きい周波数区間を選択し、その周波数区間であるｆ_t〜ｆ_uを最適応答周波数帯とする処理とを行う、
上記（vii）に記載の非接触音響探知システム。
（ix）前記式（２）によってＧ_x（ω_z）を求め、さらに、周波数（ω）が最適応答周波数帯（ｆ_t〜ｆ_u）である場合の、測定箇所Ｐ_xにおけるＧ_x（ω_z）を実際のＰ₁、Ｐ₂・・・Ｐ_X・・Ｐ_nの位置と相似関係の位置に配置した、振動速度分布図zを作製し、表示部に表示し、前記物体における前記探知対象物の位置を特定する処理を前記解析装置がさらに行う、上記（vii）または（viii）に記載の非接触音響探知システム。
（x）前記音響発信源から発生させ被照射体の表面を振動させ得る音波が、周波数がｆ_t〜ｆ_uに含まれるバースト波である、上記（vii）〜（ix）のいずれかに記載の非接触音響探知システム。
（xi）探知対象物を内部に含む被照射体の表面に音波を照射し、その表面の複数の測定個所において振動速度を測定し、得られた振動速度分布図から前記探知対象物の位置を特定する処理を、コンピュータを含む非接触音響探知システムに行わせるためのプログラムであって、
音波発信源から音波を照射し、前記被照射体の表面を振動させ、前記被照射体の表面のn箇所（n≧２）の測定個所を、各々、Ｐ₁、Ｐ₂・・・Ｐ_x・・Ｐ_n（xは１〜nの整数）とし、それらの測定箇所の各々において、照射した音波の周波数がωである場合の前記被照射体の表面の振動速度を測定し、Ｐ_xにおける前記振動速度をＥ_x（ω）とし、Ｅ_x（ω）を計測した計測器から与えられたＥ₁（ω）〜Ｅ_n（ω）の平均値をＡ（ω）とし、Ｐ_xにおける振動速度差の規格値であるＤ_x（ω）をＤ_x（ω）＝（Ｅ_x（ω）−Ａ（ω））／Ｅ_x（ω）と定義し、周波数（ω）とＤ_x（ω）との関係をω−Ｄ_x（ω）図として表示部に表示する処理と、
n個作成された前記ω−Ｄ_x（ω）図の各々について、同一の周波数区間で複数個に区切り、さらに、各図においてＤ_x（ω）の最大値の３０〜７０％における任意の値を閾値として設定し、n個の前記ω−Ｄ_x（ω）図の少なくとも１つにおいてＤ_x（ω）の値が前記閾値以上である部分を含む周波数区間を抜き出し、抜き出した周波数区間の各々について、初めの周波数（ω）をｆ_y-1、終りの周波数（ω）をｆ_y（yは１〜mの整数である。）とし、前記式（１）によってＧ_x（ω_y）を求める処理と、
周波数（ω）がｆ_y-1〜ｆ_yである場合の、測定箇所Ｐ_xにおけるＧ_x（ω_y）を、実際のＰ₁、Ｐ₂・・・Ｐ_X・・Ｐ_nの位置と相似関係の位置に配置して示す振動速度分布図yを作製し表示部に表示する処理と、
振動速度分布図y（yは１〜mの整数）の各々を構成するＧ₁（ω_y）〜Ｇ_n（ω_y）について、Ｇ₁（ω_y）〜Ｇ_n（ω_y）の平均値であるＧ_ave（ω_y）を求め、Ｇ₁（ω_y）〜Ｇ_n（ω_y）についてＧ_ave（ω_y）の２倍以上のものの個数をＱ_yとし、２倍以上のものの平均をＧ_r（ω_y）とし、さらにＱ_yとＧ_r（ω_y）との積を求め、この積が大きい振動速度分布図s（１≦s≦m）を選択し、その振動速度分布図sの周波数区間であるｆ_s-1〜ｆ_sを特定する処理と、
Ｇ₁（ω_s）〜Ｇ_n（ω_s）の各々がＧ_ave（ω_s）の２倍以上となる測定箇所の振動速度の平均をＢ（ω）［ωはｆ_s-1〜ｆ_s］とし、このＢ（ω）と周波数区間がｆ_s-1〜ｆ_sの場合の前記Ａ（ω）とから、相対的な振動速度差の規格値であるＣ（ω）をＣ（ω）＝（Ｂ（ω）−Ａ（ω））／Ｂ（ω）［ωはｆ_s-1〜ｆ_s］と定義し、周波数（ω）とＣ（ω）との関係をω−Ｃ（ω）図として表示部に表示する処理と、
前記ω−Ｃ（ω）図において、Ｃ（ω）の最大値の３０〜７０％における任意の値を閾値とし、Ｃ（ω）における前記閾値以上の部分を構成する周波数区間の各々においてＣ（ω）をωについて積分し、得られた積分値が最も大きい周波数区間を選択し、その周波数区間であるｆ_t〜ｆ_uを最適応答周波数帯とする処理とを、コンピュータを含む非接触音響探知システムに行わせるためのプログラム。
(xii)前記式（２）によってＧ_x（ω_z）を求め、さらに、周波数（ω）が最適応答周波数帯（ｆ_t〜ｆ_u）である場合の、測定箇所Ｐ_xにおけるＧ_x（ω_z）を実際のＰ₁、Ｐ₂・・・Ｐ_X・・Ｐ_nの位置と相似関係の位置に配置した、振動速度分布図zを作製し、表示部に表示し、前記物体における前記探知対象物の位置を特定する処理を、コンピュータを含む非接触音響探知システムに行わせるための、上記（xi）に記載のプログラム。
（xiii）上記（xi）または（xii）に記載のプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。 The inventor diligently studied and found a method for solving the above-mentioned problems, and completed the present invention.
The present invention includes the following (i) to (xiii).
(I) The surface of the irradiated object including the detection target is irradiated with sound waves, the vibration speed is measured at a plurality of measurement points on the surface, and the position of the detection target is determined from the obtained vibration speed distribution map. A detection method using sound waves to be identified,
Irradiating a sound wave from a sound wave source and vibrating the surface of the irradiated object;
The n measurement points (n ≧ 2) on the surface of the irradiated object are P ₁ , P ₂ ... P _x ... P _n (x is an integer of 1 to n), and the measurement points. Measuring the vibration speed of the surface of the irradiated object when the frequency of the irradiated sound wave is ω, and setting the vibration speed at P _x to E _x (ω);
The average value of E ₁ (ω) to E _n (ω), which is the vibration velocity at P _{1 to} P _n when the frequency of the irradiated sound wave is ω, is A (ω), and the vibration velocity difference at P _x is The standard value D _x (ω) is defined as D _x (ω) = (E _x (ω) −A (ω)) / E _x (ω), and the frequency (ω) and D _x (ω) A process showing the relationship in the ω-D _x (ω) diagram;
Each of the n ω-D _x (ω) diagrams created is divided into a plurality of parts in the same frequency section, and an arbitrary value in 30 to 70% of the maximum value of D _x (ω) in each diagram. Is set as a threshold value, and at least one of the n ω-D _x (ω) diagrams, a frequency section including a portion where the value of D _x (ω) is equal to or greater than the threshold value is extracted. The initial frequency (ω) is f _y−1 , the last frequency (ω) is f _y (y is an integer from 1 to _m ), and G _x (ω _y ) is expressed by the following equation (1). The desired process;
Frequency (omega) is the case where f _{_y-1} ~f _y, a G _x (ω _y) at the measurement point P _x, similar to the actual position of _{_{_{P 1, P 2 ··· P X}}} ·· P n A step of producing a vibration velocity distribution diagram y arranged and shown at a related position;
The average value of G ₁ (ω _y ) to G _n (ω _y ) for G ₁ (ω _y ) to G _n (ω _y ) constituting each of the vibration velocity distribution diagrams y (y is an integer of _{1 to} _m ). G _ave (ω _y ) is obtained, and G ₁ (ω _y ) to G _n (ω _y ) is Q _y , where Q _y is the number of G _ave (ω _y ) more than twice. G _r (ω _y ) is obtained, and a product of Q _y and G _r (ω _y ) is further obtained. A vibration velocity distribution chart s (1 ≦ s ≦ m) having a large product is selected, and the vibration velocity distribution chart s Identifying f _{s-1 to} f _s that are frequency intervals of
G ₁ (ω _s) ~G _n average each of the vibration velocity of the measurement point to be more than twice the G _ave (ω _s) of the _{(ω s) B (ω)} [ω is f _{_s-1} ~f _s ], And C (ω), which is a standard value of the relative vibration speed difference, is obtained from B (ω) and A (ω) when the frequency section is f _{s−1 to} f _s. = (B (ω) −A (ω)) / B (ω) [ω is defined as f _{s−1 to} f _s ], and the relationship between the frequency (ω) and C (ω) is represented by ω−C (ω ) The steps shown in the figure,
In the ω-C (ω) diagram, an arbitrary value in the range of 30 to 70% of the maximum value of C (ω) is set as a threshold value, and C (( ω) is integrated with respect to ω, the frequency interval having the largest integrated value is selected, and the frequency interval f _{t to} f _u is set as the optimum response frequency band;
A detection method comprising:
(Ii) Each of the n generated ω-D _x (ω) diagrams is divided into a plurality of parts in the same frequency section, and in each diagram, 30 to 70% of the maximum value of D _x (ω). An arbitrary value is set as a threshold, and a frequency section including a portion in which the value of D _x (ω) is equal to or larger than the threshold in at least one of the n ω-D _x (ω) diagrams is extracted and extracted. For each section, the first frequency (ω) is f _y−1 and the last frequency (ω) is f _y (y is an integer from 1 to _m ), and G _x (ω _y )
In each of the n-prepared said ω-D _x (ω) Figure, set any of the values in 30% to 70% of the maximum value of D _x (ω) as a threshold, or the threshold in D _x (ω) Further, each of the n generated ω-D _x (ω) diagrams is divided into m in the same frequency section, and the frequency (ω) is f _{y−1 to} f _y (y Is an integer from 1 to _m , and f ₀ = 0.) The detection method according to (i), wherein the area in each frequency section is changed to G _x (ω _y ).
(Iii) The detection method according to (i) or (ii), wherein the sound wave is white noise.
(Iv) The detection method according to any one of (i) to (iii) above, wherein the vibration velocity of the surface of the irradiated object is measured using a laser vibrometer or a laser displacement meter.
(V) G _x (ω _z ) is obtained by the following equation (2) from the optimum response frequency band obtained by the detection method according to any of (i) to (iv) above, and the frequency (ω) optimum response frequency band when it is _{_{(f t ~f u), G}} x (ω z) of the actual P ₁ at the measurement point _{_{_{P x, P 2 ··· P X}}} ·· position and similarity relationship P _n is A detection method comprising a step of creating a vibration velocity distribution diagram z arranged at a position of and identifying the position of the detection target object in the object.
(Vi) frequency is irradiated with bursts wave included in f _t ~f _u, the position of the G _x (ω _z) of the actual _{_{_{P 1, P 2 ··· P X}}} ·· P n at the measurement point P _x The detection method according to (v) above, which is a step of creating a vibration velocity distribution diagram z arranged at a position similar to that of the object and specifying a position of the detection target object in the object.
(Vii) a non-contact acoustic detection system that irradiates a plurality of places on the surface of the irradiated object including the detection target object and identifies the position of the detection target object from a vibration velocity distribution on the surface;
An acoustic source that generates sound waves that can vibrate the surface of the irradiated object;
A measuring instrument for measuring the vibration velocity of the surface of the irradiated object;
An analysis device used to identify the position of the detection object in the irradiated body from the vibration velocity distribution on the surface of the irradiated body;
A non-contact acoustic detection system capable of performing the detection method according to any one of (i) to (vi) above.
(Viii) an acoustic source that generates sound waves that can vibrate the surface of the irradiated object;
Each of P ₁ , P ₂ ... P _x ... P _n (x is an integer from _{1 to} n), which are n measurement points (n ≧ 2) on the surface of the irradiated object, has a frequency of ω. A measuring instrument that emits sound waves, measures E _x (ω), which is the vibration velocity at P _x , and outputs E ₁ (ω) to E _n (ω);
An analyzer that inputs E ₁ (ω) to E _n (ω) output from the measuring instrument and identifies the position of the detection object on the irradiated object from the vibration velocity distribution on the surface of the irradiated object; Have
The analysis device is
The average value of the input E ₁ (ω) to E _n (ω) is A (ω), and D _x (ω), which is the standard value of the vibration speed difference at P _x , is expressed as D _x (ω) = (E _x (Ω) −A (ω)) / E _x (ω), and processing for displaying the relationship between the frequency (ω) and D _x (ω) on the display unit as a ω-D _x (ω) diagram;
Each of the n ω-D _x (ω) diagrams created is divided into a plurality of parts in the same frequency section, and an arbitrary value in 30 to 70% of the maximum value of D _x (ω) in each diagram. Is set as a threshold value, and at least one of the n ω-D _x (ω) diagrams, a frequency section including a portion where the value of D _x (ω) is equal to or greater than the threshold value is extracted. The first frequency (ω) is f _y−1 and the last frequency (ω) is f _y (y is an integer from 1 to _m ), and G _x (ω _y ) is expressed by the above equation (1). The required processing,
Frequency (omega) is the case where f _{_y-1} ~f _y, a G _x (ω _y) at the measurement point P _x, similar to the actual position of _{_{_{P 1, P 2 ··· P X}}} ·· P n A process of creating and displaying a vibration velocity distribution diagram y shown in a related position and displaying it on the display unit;
The average value of G ₁ (ω _y ) to G _n (ω _y ) for G ₁ (ω _y ) to G _n (ω _y ) constituting each of the vibration velocity distribution diagrams y (y is an integer of _{1 to} _m ). G _ave (ω _y ) is obtained, and G ₁ (ω _y ) to G _n (ω _y ) is Q _y , where Q _y is the number of G _ave (ω _y ) more than twice. G _r (ω _y ) is obtained, and a product of Q _y and G _r (ω _y ) is further obtained. A vibration velocity distribution chart s (1 ≦ s ≦ m) having a large product is selected, and the vibration velocity distribution chart s A process of specifying f _{s-1 to} f _s that are frequency intervals of
G ₁ (ω _s) ~G _n average each of the vibration velocity of the measurement point to be more than twice the G _ave (ω _s) of the _{(ω s) B (ω)} [ω is f _{_s-1} ~f _s ], And C (ω), which is a standard value of the relative vibration speed difference, is obtained from B (ω) and A (ω) when the frequency section is f _{s−1 to} f _s. = (B (ω) −A (ω)) / B (ω) [ω is defined as f _{s−1 to} f _s ], and the relationship between the frequency (ω) and C (ω) is represented by ω−C (ω ) Processing to display on the display unit as a diagram;
In the ω-C (ω) diagram, an arbitrary value in the range of 30 to 70% of the maximum value of C (ω) is set as a threshold value, and C (( ω) is integrated with respect to ω, the frequency interval with the largest integrated value is selected, and the frequency interval f _{t to} f _u is set as the optimum response frequency band.
The non-contact acoustic detection system according to (vii) above.
Seeking G _x (omega _z) by (ix) the equation (2), further, when the frequency (omega) is the optimum response frequency band _{_{(f t ~f u), G}} x (ω at the measurement point P _x the actual P ₁ to _z), was placed in position of the similar relationship _{_{_{P 2 ··· P X ·· P n}}} , to produce a vibration velocity distribution diagram z, displayed on the display unit, the detection of the object The non-contact acoustic detection system according to (vii) or (viii), wherein the analysis device further performs processing for specifying a position of an object.
(X) The sound wave that can be generated from the acoustic transmission source and can vibrate the surface of the irradiated object is a burst wave whose frequency is included in f _{t to} f _u , in any of the above (vii) to (ix) Non-contact acoustic detection system.
(Xi) A sound wave is irradiated on the surface of the irradiated object including the detection target object, the vibration speed is measured at a plurality of measurement points on the surface, and the position of the detection target object is determined from the obtained vibration speed distribution map. A program for causing a non-contact acoustic detection system including a computer to perform a specified process,
A sound wave is radiated from a sound wave transmission source to vibrate the surface of the irradiated object, and n measurement points (n ≧ 2) on the surface of the irradiated object are P ₁ , P ₂ ... P _x , respectively. · · P _n (x is an integer of 1 to n) and, in each of these measurement points, measured vibration velocity of the surface of the irradiated body when the frequency of the sound waves irradiated is omega, in P _x the vibration velocity and E _x (omega), and the average value of E given from an instrument that measures the _{_{E x (ω) 1 (ω}} ) ~E n (ω) and a (ω), the vibration in the P _x D _x (ω), which is the standard value of the speed difference, is defined as D _x (ω) = (E _x (ω) −A (ω)) / E _x (ω), and the frequency (ω) and D _x (ω ) On the display unit as a ω-D _x (ω) diagram;
Each of the n ω-D _x (ω) diagrams created is divided into a plurality of parts in the same frequency section, and an arbitrary value in 30 to 70% of the maximum value of D _x (ω) in each diagram. Is set as a threshold value, and at least one of the n ω-D _x (ω) diagrams, a frequency section including a portion where the value of D _x (ω) is equal to or greater than the threshold value is extracted. The first frequency (ω) is f _y−1 and the last frequency (ω) is f _y (y is an integer from 1 to _m ), and G _x (ω _y ) is expressed by the above equation (1). The required processing,
Frequency (omega) is the case where f _{_y-1} ~f _y, a G _x (ω _y) at the measurement point P _x, similar to the actual position of _{_{_{P 1, P 2 ··· P X}}} ·· P n A process of creating and displaying a vibration velocity distribution diagram y shown in a related position and displaying it on the display unit;
The average value of G ₁ (ω _y ) to G _n (ω _y ) for G ₁ (ω _y ) to G _n (ω _y ) constituting each of the vibration velocity distribution diagrams y (y is an integer of _{1 to} _m ). G _ave (ω _y ) is obtained, and G ₁ (ω _y ) to G _n (ω _y ) is Q _y , where Q _y is the number of G _ave (ω _y ) more than twice. G _r (ω _y ) is obtained, and a product of Q _y and G _r (ω _y ) is further obtained. A vibration velocity distribution chart s (1 ≦ s ≦ m) having a large product is selected, and the vibration velocity distribution chart s A process of specifying f _{s-1 to} f _s that are frequency intervals of
G ₁ (ω _s) ~G _n average each of the vibration velocity of the measurement point to be more than twice the G _ave (ω _s) of the _{(ω s) B (ω)} [ω is f _{_s-1} ~f _s ], And C (ω), which is a standard value of the relative vibration speed difference, is obtained from B (ω) and A (ω) when the frequency section is f _{s−1 to} f _s. = (B (ω) −A (ω)) / B (ω) [ω is defined as f _{s−1 to} f _s ], and the relationship between the frequency (ω) and C (ω) is represented by ω−C (ω ) Processing to display on the display unit as a diagram;
In the ω-C (ω) diagram, an arbitrary value in the range of 30 to 70% of the maximum value of C (ω) is set as a threshold value, and C (( the omega) integrating the omega, the obtained integrated value selects the highest frequency interval, and a process for the f _t ~f _u is the frequency interval between the optimum response frequency band, the non-contact acoustic detector comprising a computer A program that lets the system do it.
seeking G _x (omega _z) by (xii) the equation (2), further, when the frequency (omega) is the optimum response frequency band _{_{(f t ~f u), G}} x (ω at the measurement point P _x the actual P ₁ to _z), was placed in position of the similar relationship _{_{_{P 2 ··· P X ·· P n}}} , to produce a vibration velocity distribution diagram z, displayed on the display unit, the detection of the object The program according to (xi) above, which causes a non-contact acoustic detection system including a computer to perform processing for specifying the position of an object.
(Xiii) A computer-readable recording medium on which the program according to (xi) or (xii) is recorded.

本発明によれば、探知対象物を内部に含む被照射体の表面に音波を照射し、その表面の複数の測定個所において振動速度を測定し、得られた振動速度分布図から前記探知対象物の位置を特定する音波を用いた探知方法であって、探知対象物の位置を正確に把握することができる探知方法を提供することができる。また、その探知方法を行うことができる非接触音響探知システムを提供することができる。また、そのシステムで用いるプログラムを提供することができる。また、そのプログラムを記録した記録媒体を提供することができる。 According to the present invention, the surface of the irradiated object including the detection target is irradiated with sound waves, the vibration speed is measured at a plurality of measurement points on the surface, and the detection target is obtained from the obtained vibration speed distribution diagram. It is possible to provide a detection method using a sound wave for specifying the position of the object, and capable of accurately grasping the position of the object to be detected. Moreover, the non-contact acoustic detection system which can perform the detection method can be provided. In addition, a program used in the system can be provided. In addition, a recording medium in which the program is recorded can be provided.

本発明の非接触音響探知システムの好適態様を示す概略図である。It is the schematic which shows the suitable aspect of the non-contact acoustic detection system of this invention. 図１における被照射体１の表面および２つの音響発信源１１を上側から見た概略図である。It is the schematic which looked at the surface of the to-be-irradiated body 1 in FIG. 1, and the two acoustic transmission sources 11 from the upper side. 図３（ａ）はＰ_kにおけるωと振動速度Ｅ_k（ω）との関係図（実例）であり、図３（ｂ）はω−Ｄ_k（ω）の関係図（実例）である。FIG. 3A is a relationship diagram (example) between ω and vibration velocity E _k (ω) at P _k , and FIG. 3B is a diagram (example) between ω−D _k (ω). 図３（ｂ）の実例を、概略概念図として示した図である。It is the figure which showed the example of FIG.3 (b) as a schematic conceptual diagram. Ｇ_x（ω_y）の配置図のy＝１の場合の例である。This is an example when y = 1 in the layout diagram of G _x (ω _y ). ω−Ｃ（ω）の関係の概略概念図である。It is a schematic conceptual diagram of the relationship of (omega) -C ((omega)). 実施例における実験セットアップ図である。It is an experimental setup figure in an Example. 実施例で用いた埋設物（探知対象物）を示す図である。It is a figure which shows the buried object (detection target object) used in the Example. 中空プラスチック容器埋設時の、２００Hz刻みの範囲内で０から８００Hzまで映像化した結果の図である。It is a figure of the result visualized from 0 to 800Hz within the range of 200Hz increments at the time of embedding a hollow plastic container. 実施例における輝度映像例である。It is an example of the brightness | luminance image in an Example. 実施例における最適周波数範囲での映像化結果である。It is the imaging result in the optimal frequency range in an Example. 埋設物（探知対象物）が中空プラスチック容器の場合の輝度映像化結果、埋設位置、最適周波数帯の映像化結果である。It is a brightness | luminance imaging result in case a buried object (detection target object) is a hollow plastic container, a buried position, and the imaging result of an optimal frequency band. 埋設物（探知対象物）が砂糖を詰めたプラスチック容器の場合の輝度映像化結果、埋設位置、最適周波数帯の映像化結果である。It is the luminance imaging result in the case where the buried object (detected object) is a plastic container filled with sugar, the buried position, and the imaging result of the optimum frequency band. 埋設物（探知対象物）が素焼き鉢の場合の輝度映像化結果、埋設位置、最適周波数帯の映像化結果である。It is a brightness | luminance imaging result in case a buried object (detection target object) is an unglazed pot, a buried position, and the imaging result of an optimal frequency band. 埋設物（探知対象物）が石の場合の輝度映像化結果、埋設位置、最適周波数帯の映像化結果である。This is a luminance imaging result when the embedded object (detection target) is a stone, an embedded position, and an imaging result of the optimum frequency band.

本発明について説明する。
本発明は探知方法、非接触音響探知システム、そのシステムで用いるプログラム、およびそのプログラムを記録した記録媒体（コンパクトディスク（ＣＤ）やフレキシブルディスク（ＦＤ）など）であり、本発明の探知方法および本発明の非接触音響探知システムによれば、被照射体の内部の探知対象物の位置を正確に把握することができる。被照射体としては、例えば、コンクリート構造物、地面（土、砂、石、アスファルト等）、木、液体、人体が挙げられる。具体的には、本発明の探知方法および本発明の非接触音響探知システムによれば、例えば、地面に埋められている地雷の位置を正確に把握することができる。この場合、地雷が探知対象物である。また、コンクリート構造物の内部の欠陥部の位置を正確に把握することができる。この場合、欠陥部が探知対象物である。また、人体の内部に存在する腫瘍等の位置を正確に把握することができる。この場合、腫瘍等が探知対象物である。また、各種製品等の内部の欠陥部の位置を正確に把握することができる（すなわち、非破壊検査することができる）。この場合、欠陥部が探知対象物である。また、池、海、湖等の液面の近くに位置する探知対象物（周囲の液体と音響インピーダンスが異なる物体）の位置を正確に把握することができる。 The present invention will be described.
The present invention relates to a detection method, a non-contact acoustic detection system, a program used in the system, and a recording medium (such as a compact disc (CD) or a flexible disc (FD)) on which the program is recorded. According to the non-contact acoustic detection system of the invention, the position of the detection target inside the irradiated object can be accurately grasped. Examples of the irradiated body include concrete structures, the ground (such as earth, sand, stone, and asphalt), wood, liquid, and human body. Specifically, according to the detection method of the present invention and the non-contact acoustic detection system of the present invention, for example, the position of a land mine buried in the ground can be accurately grasped. In this case, landmines are detection objects. Moreover, the position of the defect part inside a concrete structure can be grasped | ascertained correctly. In this case, the defective part is a detection target. In addition, the position of a tumor or the like existing inside the human body can be accurately grasped. In this case, a tumor or the like is a detection target. In addition, it is possible to accurately grasp the positions of defective portions inside various products (that is, nondestructive inspection can be performed). In this case, the defective part is a detection target. Further, it is possible to accurately grasp the position of a detection object (an object having an acoustic impedance different from that of the surrounding liquid) located near the liquid surface such as a pond, sea, or lake.

本発明の探知方法は、探知対象物を内部に含む被照射体の表面に音波を照射し、その表面における振動速度分布から、前記探知対象物の位置を特定する非接触音響探知システムである本発明の非接触音響探知システムによって実現することが好ましい。本発明の非接触音響探知システムは、前記被照射体の表面を振動させ得る音波を発生させる音響発信源と、前記被照射体の表面の振動速度を測定する計測器と、前記被照射体の表面における振動速度分布から、前記被照射体における前記探知対象物の位置を特定する解析装置とを有し、前記解析装置によって特定の情報処理を行うことができる。本発明の非接触音響探知システムとして、具体的には、例えば図１に示す装置が挙げられる。 The detection method of the present invention is a non-contact acoustic detection system that irradiates a surface of an irradiated object including a detection target object with sound waves and specifies the position of the detection target object from a vibration velocity distribution on the surface. It is preferably realized by the non-contact acoustic detection system of the invention. The non-contact acoustic detection system of the present invention includes an acoustic transmission source that generates a sound wave that can vibrate the surface of the irradiated object, a measuring instrument that measures a vibration speed of the surface of the irradiated object, An analysis device that identifies the position of the detection object in the irradiated object from the vibration velocity distribution on the surface, and can perform specific information processing by the analysis device. A specific example of the non-contact acoustic detection system of the present invention is the apparatus shown in FIG.

図１は、被照射体１の表面を振動させ得る音波を発生させる２つの音響発信源１１、１１と、被照射体１の表面の振動速度を測定する計測器１３と、被照射体１の表面における振動速度分布から被照射体１の内部の探知対象物３の位置を特定するために用いる解析装置１５１を含むコンピュータ１５とを有する装置１０を示す概略図である。図１に示す装置１０は、さらに、任意波形発生装置１７およびアンプ１９を有しており、加えて、コンピュータ１５は制御装置１５２および表示部１５３を含んでおり、制御装置１５２によって任意波形発生装置１７を制御して、所望の周波数の音波を２つの音響発信源１１、１１から発生することができる。任意波形発生装置１７が発生するトリガ信号に制御装置１５２を同期させて計測することもできる。表示部１５３には、後に説明するω−Ｄ_x（ω）図、振動速度分布図y、ω−Ｃ（ω）図、振動速度分布図zを表示することができる。なお、表示部１５３は複数存在していて、各図を表示するものであってもよい。また、複数の図を１つの表示部１５３に表示してもよい。表示部とはディスプレイ画面等を意味する。 FIG. 1 shows two acoustic transmission sources 11 and 11 that generate sound waves that can vibrate the surface of the irradiated object 1, a measuring instrument 13 that measures the vibration speed of the surface of the irradiated object 1, It is the schematic which shows the apparatus 10 which has the computer 15 containing the analysis apparatus 151 used in order to pinpoint the position of the detection target object 3 in the to-be-irradiated body 1 from the vibration velocity distribution in the surface. The apparatus 10 shown in FIG. 1 further includes an arbitrary waveform generating device 17 and an amplifier 19, and the computer 15 further includes a control device 152 and a display unit 153. 17 can be controlled to generate sound waves of a desired frequency from the two acoustic transmission sources 11 and 11. Measurement can also be performed by synchronizing the control device 152 with the trigger signal generated by the arbitrary waveform generator 17. The display unit 153 can display a ω-D _x (ω) diagram, a vibration velocity distribution diagram y, a ω-C (ω) diagram, and a vibration velocity distribution diagram z, which will be described later. Note that a plurality of display units 153 may exist, and each figure may be displayed. A plurality of diagrams may be displayed on one display unit 153. The display unit means a display screen or the like.

図１に示す本発明の非接触音響探知システム（装置１０）において、音響発信源１１はフラットスピーカであり、図１に示すように２つのフラットスピーカを向い合せ、被照射体１の表面に対して２０°傾けて（フラットスピーカ面と被照射体１の表面とのなす角度が７０°となるように）配置している。このように傾けて配置するとフラットスピーカから発生する空中放射音波から地中内への第２種縦波に変換される割合が大きくなるので好ましい。第２種縦波は、被照射体の表面が砂や土からなる多孔質な面の場合、その表面を好ましく振動させることができる。
なお、本発明の非接触音響探知システムにおいて音響発信源の数やスピーカの角度等は特に限定されない。 In the non-contact acoustic detection system (apparatus 10) of the present invention shown in FIG. 1, the acoustic transmission source 11 is a flat speaker, and as shown in FIG. And inclined by 20 ° (so that the angle formed between the flat speaker surface and the surface of the irradiated object 1 is 70 °). Such an inclined arrangement is preferable because the rate of conversion from the airborne sound wave generated from the flat speaker to the second type longitudinal wave into the ground increases. When the surface of the irradiated body is a porous surface made of sand or earth, the second type longitudinal wave can preferably vibrate the surface.
In the non-contact acoustic detection system of the present invention, the number of acoustic transmission sources, the angle of the speaker, and the like are not particularly limited.

音響発信源はフラットスピーカの他、パラメトリックスピーカも好ましく用いることができ、また、具体的に、アメリカンテクノロジー社製のＬＲＡＤ（登録商標）を好ましく用いることができる。また、ラウドスピーカを用いることもできるが、この場合は、音響発信源と被照射体との距離を比較的近くする。その他に用いることができる音響発信源としては、パルスレーザ、高圧ガスガン、衝撃波管が挙げられる。 As an acoustic transmission source, a parametric speaker can be preferably used in addition to a flat speaker, and specifically, LRAD (registered trademark) manufactured by American Technology can be preferably used. Moreover, although a loudspeaker can also be used, in this case, the distance between the acoustic transmission source and the irradiated object is relatively short. Other acoustic sources that can be used include a pulse laser, a high-pressure gas gun, and a shock tube.

また、音響発信源から被照射体へ照射される音波は、所望の周波数（ω）に調整することができ、かつ、被照射体の表面をその振動速度が計測器によって測定できる程度に、表面に平行方向ではない方向（好ましくは、表面に垂直方向）へ振動させることができる音波であればよく、空気中で振動振幅が減衰し難い可聴帯域の音波（音響波）が好ましい。なお、超音波は用い難い。超音波は空気中で振動振幅の減衰が大きいからである。
また、被照射体の共振周波数帯が不明な場合には、音響発信源から被照射体へ照射される音波は、ホワイトノイズであることが好ましい。全ての周波数を含んでいるからである。 In addition, the sound wave emitted from the acoustic transmission source to the irradiated object can be adjusted to a desired frequency (ω), and the surface of the irradiated object is measured so that the vibration speed can be measured by a measuring instrument. Any sound wave that can be vibrated in a direction other than a direction parallel to the surface (preferably, a direction perpendicular to the surface) is preferable, and sound waves (acoustic waves) in an audible band in which vibration amplitude is difficult to attenuate in air are preferable. Ultrasonic waves are difficult to use. This is because ultrasonic waves are greatly attenuated in vibration amplitude in air.
In addition, when the resonance frequency band of the irradiated object is unknown, the sound wave irradiated from the acoustic transmission source to the irradiated object is preferably white noise. This is because all frequencies are included.

図１に示す本発明の非接触音響探知システム（装置１０）において、計測器１３はレーザドップラー振動計であり、レーザ１３１を被照射体１に照射して、その表面の振動速度を測定することができる。得られた振動速度のデータは解析装置１５１で解析するために用いられる。
なお、本発明の非接触音響探知システムにおいて計測器は、被照射体の表面の振動速度を非接触で測定できるものであれば特に限定されず、例えばレーザ変位計を用いることができ、レーザドップラー振動計であることが好ましい。被照射体と計測器とが比較的離れていても、被照射体の表面の振動を正確に測定することができるからである。
また、１度に１点の振動計測が可能なシングルレーザタイプのレーザ振動計を用いることは可能であるが、スキャニングレーザタイプのレーザ振動計を用いることが好ましい。スキャニング振動計であるレーザドップラー振動計としては、具体的に、ポリテックジャパン社製のＰＳＶ４００−Ｈ８が挙げられる。このレーザドップラー振動計は解析装置の一部および制御装置を含むものである。 In the non-contact acoustic detection system (apparatus 10) of the present invention shown in FIG. 1, the measuring instrument 13 is a laser Doppler vibrometer, which irradiates the irradiated body 1 with a laser 131 and measures the vibration velocity of the surface. Can do. The obtained vibration velocity data is used for analysis by the analysis device 151.
In the non-contact acoustic detection system of the present invention, the measuring instrument is not particularly limited as long as it can measure the vibration velocity of the surface of the irradiated object in a non-contact manner. For example, a laser displacement meter can be used, and a laser Doppler can be used. A vibrometer is preferred. This is because the vibration of the surface of the irradiated object can be accurately measured even if the irradiated object and the measuring instrument are relatively separated from each other.
Further, although it is possible to use a single laser type laser vibrometer capable of measuring vibration at one point at a time, it is preferable to use a scanning laser type laser vibrometer. Specific examples of the laser Doppler vibrometer that is a scanning vibrometer include PSV400-H8 manufactured by Polytech Japan. This laser Doppler vibrometer includes a part of an analysis device and a control device.

図１に示す本発明の非接触音響探知システム（装置１０）において、解析装置１５１は、被照射体１における探知対象物３の位置を特定するための特定の情報処理を行うことができるものであれば特に限定されない。この特定の情報処理は本発明の探知方法および本発明のプログラムが備えるものであり、後に詳細に説明する。例えば、この解析装置自体に対象面上でスキャンされた周波数毎の速度振幅データが蓄積されていき、後の解析時に利用される。 In the non-contact acoustic detection system (apparatus 10) of the present invention shown in FIG. 1, the analysis apparatus 151 can perform specific information processing for specifying the position of the detection target 3 in the irradiated object 1. If there is no particular limitation. This specific information processing is provided in the detection method of the present invention and the program of the present invention, and will be described in detail later. For example, velocity amplitude data for each frequency scanned on the target surface is accumulated in the analysis device itself, and is used in later analysis.

図１に示す本発明の非接触音響探知システム（装置１０）において、任意波形発生装置１７は、制御装置１５２の指令によって所望の周波数の音波を音響発信源１１から発生させることができる装置である。例えば、ノイズ波やバースト波を発生可能な市販のファンクションジェネレータ等を用いることができる。送信する音波の波形は通常この任意波形発生装置により制御することができる。通常は簡単のために手動で制御するが、解析装置側から制御するようにシステムを構成することも可能である。任意波形発生装置１７が発生するトリガ信号に制御装置１５２を同期させて計測することもできる。
また、アンプ１９は特に限定されず、例えば、市販オーディオアンプ等を用いることができる。 In the non-contact acoustic detection system (apparatus 10) of the present invention shown in FIG. 1, the arbitrary waveform generator 17 is an apparatus that can generate a sound wave of a desired frequency from the acoustic transmission source 11 according to a command from the controller 152. . For example, a commercially available function generator that can generate noise waves and burst waves can be used. The waveform of the sound wave to be transmitted can usually be controlled by this arbitrary waveform generator. Normally, it is controlled manually for the sake of simplicity, but it is also possible to configure the system to control from the analysis device side. Measurement can also be performed by synchronizing the control device 152 with the trigger signal generated by the arbitrary waveform generator 17.
Moreover, the amplifier 19 is not specifically limited, For example, a commercially available audio amplifier etc. can be used.

次に、本発明の探知方法について説明する。
なお、本発明のプログラムは、本発明の探知方法と同様の内容であるので、以下では主に本発明の探知方法について説明する。
本発明の探知方法は、探知対象物を内部に含む被照射体の表面に音波を照射し、その表面の複数の測定個所において振動速度を測定し、得られた振動速度分布図から前記探知対象物の位置を特定する音波を用いた探知方法であって、音波発信源から音波を照射し、前記被照射体の表面を振動させる工程を備える。この工程は、例えば前述の本発明の非接触音響探知システムを用い、音響発信源から被照射体へホワイトノイズを照射して行うことができる。本発明の非接触音響探知システムはコンピュータに本発明のプログラムをインストールしたものを含むことが好ましい。
また、本発明の探知方法は、さらに、以下に説明する特定の情報処理を行う各工程を備える。 Next, the detection method of the present invention will be described.
Since the program of the present invention has the same contents as the detection method of the present invention, the detection method of the present invention will be mainly described below.
The detection method of the present invention irradiates the surface of the irradiated object including the detection target object with sound waves, measures the vibration velocity at a plurality of measurement points on the surface, and determines the detection target from the obtained vibration velocity distribution map. A detection method using sound waves for specifying the position of an object, comprising a step of irradiating a sound wave from a sound wave transmission source to vibrate the surface of the irradiated object. This step can be performed, for example, by irradiating the object to be irradiated with white noise using the above-described non-contact acoustic detection system of the present invention. The non-contact acoustic detection system of the present invention preferably includes a computer in which the program of the present invention is installed on a computer.
In addition, the detection method of the present invention further includes each step of performing specific information processing described below.

本発明の探知方法は、特定の情報処理を行う工程として、前記被照射体の表面のn箇所（n≧２）の測定個所を、各々、Ｐ₁、Ｐ₂・・・Ｐ_x・・Ｐ_n（xは１〜nの整数）とし、それらの測定箇所の各々において、照射した音波の周波数がωである場合の前記被照射体の表面の振動速度を測定し、Ｐ_xにおける前記振動速度をＥ_x（ω）とする工程を備える。 In the detection method of the present invention, as a step of performing specific information processing, n measurement points (n ≧ 2) on the surface of the irradiated object are respectively measured as P ₁ , P ₂ ... P _x. _n (x is an integer of 1 to n), and at each of the measurement points, the vibration speed of the surface of the irradiated object when the frequency of the irradiated sound wave is ω is measured, and the vibration speed at P _x Is provided as E _x (ω).

この工程について、図２を用いて具体的に説明する。
図２は、図１における被照射体１の表面および２つの音響発信源１１を上側（計測器１３が存在する側）から見た図である。
図２においてn箇所の測定箇所は碁盤の目状に配置されており、図２に示すように、左下から右上へ向かってＰ₁、Ｐ₂、Ｐ₃・・・・Ｐ_x-1、Ｐ_x、Ｐ_x+1・・・Ｐ_n-2、Ｐ_n-1、Ｐ_nと付されている。ただし、本発明の探知方法において測定箇所の配置は特に限定されず、例えばランダムに配置されていてもよい。
そして、n箇所の測定箇所の各々において、音響発信源１１から照射した音波の周波数がωである場合の被照射体１の表面の振動速度を測定する。ここで、照射した音波の周波数がωである場合のＰ_x（xは１〜nの整数）における前記振動速度をＥ_x（ω）とする。すなわち、各測定箇所におけるωと振動速度Ｅ_x（ω）との関係を把握する。ωと振動速度Ｅ_x（ω）との関係を図に表すと、例えば図３（ａ）のようになる。図３（ａ）は、ある測定箇所であるＰ_k（ここでkは１〜nの中のいずれか特定の整数）におけるωと振動速度Ｅ_k（ω）との関係図である。なお、図３（ａ）には振動速度Ｅ₁（ω）〜Ｅ_n（ω）の平均値であるＡ（ω）も示されている。
振動速度の測定は、例えば前述の本発明の非接触音響探知システムを用い、レーザドップラー振動計などのレーザ変位計によって行うことができる。 This process will be specifically described with reference to FIG.
FIG. 2 is a view of the surface of the irradiated object 1 and the two acoustic transmission sources 11 in FIG. 1 as viewed from the upper side (side on which the measuring instrument 13 is present).
2, n measurement points are arranged in a grid pattern, and as shown in FIG. 2, P ₁ , P ₂ , P ₃ ... P _x−1 , P from the lower left to the upper right. _x , P _{x + 1} ... P _n-2 , P _n-1 , P _n . However, in the detection method of the present invention, the arrangement of measurement locations is not particularly limited, and may be arranged at random, for example.
And the vibration speed of the surface of the to-be-irradiated body 1 in case the frequency of the sound wave irradiated from the acoustic transmission source 11 is (omega) in each of the n measurement location is measured. Here, the vibration velocity at P _x (x is an integer of 1 to n) when the frequency of the irradiated sound wave is ω is defined as E _x (ω). That is, the relationship between ω and the vibration speed E _x (ω) at each measurement location is grasped. The relationship between ω and the vibration speed E _x (ω) is shown in FIG. 3A, for example. FIG. 3A is a relationship diagram between ω and vibration velocity E _k (ω) at P _k (where k is any specific integer from 1 to n) as a certain measurement location. FIG. 3A also shows A (ω) that is an average value of the vibration speeds E ₁ (ω) to E _n (ω).
The vibration speed can be measured, for example, using the above-described non-contact acoustic detection system of the present invention and a laser displacement meter such as a laser Doppler vibrometer.

次に、本発明の探知方法は、特定の情報処理を行う工程として、前記照射した音波の周波数がωである場合のＰ₁〜Ｐ_nにおける振動速度であるＥ₁（ω）〜Ｅ_n（ω）の平均値をＡ（ω）とし、Ｐ_xにおける振動速度差の規格値であるＤ_x（ω）をＤ_x（ω）＝（Ｅ_x（ω）−Ａ（ω））／Ｅ_x（ω）と定義し、周波数（ω）とＤ_x（ω）との関係をω−Ｄ_x（ω）図に示す工程を備える。
なお、本発明の非接触音響探知システムでは、ω−Ｄ_x（ω）図を表示部（ディスプレイ等）に表示することができる。また、本発明のプログラムでは、ω−Ｄ_x（ω）図を表示部（ディスプレイ等）に表示する。 Next, in the detection method of the present invention, as a process of performing specific information processing, E ₁ (ω) to E _n (E ₁ (ω) to E _n () are vibration speeds at P _{1 to} P _n when the frequency of the irradiated sound wave is ω. The average value of ω) is A (ω), and D _x (ω), which is the standard value of the vibration speed difference at P _x , is expressed as D _x (ω) = (E _x (ω) −A (ω)) / _Ex It is defined as (ω), and includes a step of showing the relationship between the frequency (ω) and D _x (ω) in the ω-D _x (ω) diagram.
In the non-contact acoustic detection system of the present invention, a ω-D _x (ω) diagram can be displayed on a display unit (display or the like). In the program of the present invention, the ω-D _x (ω) diagram is displayed on a display unit (display or the like).

この工程について、図３を用いて具体的に説明する。
図３（ａ）には、上記のＥ_k（ω）の他に、各測定箇所Ｐ₁〜Ｐ_nにおける振動速度Ｅ₁（ω）〜Ｅ_n（ω）の平均であるＡ（ω）の実例が示されている。
そして、振動速度Ｅ₁（ω）〜Ｅ_n（ω）およびＡ（ω）を用いて、Ｄ_x（ω）＝（Ｅ_x（ω）−Ａ（ω））／Ｅ_x（ω）を求める。Ｄ_x（ω）は、Ｐ_xにおける振動速度差の規格値である。周波数によっては、振動速度の値自体は小さくても平均値との差が大きい場合があり、周波数毎に各測定箇所の振動速度の値で割り算を行って、平均値との相対的な差が明確になるように規格化を行う。規格化により求められた規格値であるＤ_x（ω）は、１を最大値とし、平均振動速度Ａ（ω）との相対的な振動速度差を意味する。
図３（ｂ）は、ある測定箇所であるＰ_k（ここでkは１〜nの中のいずれか特定の整数）におけるωとＤ_k（ω）との関係図の実例である。ω−Ｄ_x（ω）図は、測定箇所の数だけ（すなわちn個）作成することができる。
なお、図３（ｂ）における直線２０は、次の工程の説明において詳細に述べる閾値を示す直線である。 This process will be specifically described with reference to FIG.
In FIG. 3A, in addition to the above E _k (ω), A (ω) that is the average of the vibration velocities E ₁ (ω) to E _n (ω) at the measurement points P _{1 to} P _n is shown. An example is shown.
Then, D _x (ω) = (E _x (ω) −A (ω)) / E _x (ω) is obtained using the vibration speeds E ₁ (ω) to E _n (ω) and A (ω). . D _x (ω) is a standard value of the vibration speed difference at P _x . Depending on the frequency, even if the vibration speed value itself is small, the difference from the average value may be large.Division by the vibration speed value at each measurement location for each frequency results in a relative difference from the average value. Standardize to be clear. D _x (ω), which is a standard value obtained by normalization, means a relative vibration speed difference from the average vibration speed A (ω), with 1 being the maximum value.
FIG. 3B is an example of a relationship diagram between ω and D _k (ω) at a certain measurement location P _k (where k is any specific integer from 1 to n). As many ω-D _x (ω) diagrams as the number of measurement points (that is, n) can be created.
In addition, the straight line 20 in FIG.3 (b) is a straight line which shows the threshold value described in detail in description of the following process.

次に、本発明の探知方法は、特定の情報処理を行う工程として、n個作成された前記ω−Ｄ_x（ω）図の各々について、同一の周波数区間で複数個に区切り、さらに、各図においてＤ_x（ω）の最大値の３０〜７０％における任意の値を閾値として設定し、n個の前記ω−Ｄ_x（ω）図の少なくとも１つにおいてＤ_x（ω）の値が前記閾値以上である部分を含む周波数区間を抜き出し、抜き出した周波数区間の各々について、初めの周波数（ω）をｆ_y-1、終りの周波数（ω）をｆ_y（yは１〜mの整数である。）とし、後述する式（１）によってＧ_x（ω_y）を求める工程を備える。 Next, in the detection method of the present invention, as a step of performing specific information processing, each of the n generated ω-D _x (ω) diagrams is divided into a plurality of parts in the same frequency section, any value set as the threshold in the 30% to 70% of the maximum value of D _x (ω) in the figure, the value of D _x (ω) at least one of n of the ω-D _x (ω) diagram A frequency section including a portion that is equal to or greater than the threshold is extracted, and for each extracted frequency section, the first frequency (ω) is f _y−1 and the last frequency (ω) is f _y (y is an integer from 1 to m). And a step of obtaining G _x (ω _y ) by equation (1) described later.

この工程について、図４を用いて具体的に説明する。
図４は、図３（ｂ）の実例を、概略概念図として示した図である。すなわち、ある測定箇所であるＰ_k（ここでkは１〜nの中のいずれか特定の整数）におけるωとＤ_k（ω）との関係図である。
この工程では、n個作成された図４に示すようなω−Ｄ_x（ω）図の各々について、同一の周波数区間で複数個に区切る。例えば、２００〜４００Hzの周波数区間と、４００〜６００Hzの周波数区間と、６００〜８００Hzの周波数区間とで、n個の全てのω−Ｄ_x（ω）図を区切る。
そして、各図においてＤ_x（ω）の最大値の３０〜７０％における任意の値を閾値として設定する。図４においてＤ_k（ω）の最大値は０．９程度であるので、その３０〜７０％（好ましくは４０〜６０％、より好ましくは０．５程度）の間に含まれる値（Ｄ_k（ω）＝０．５）を閾値として設定した。この閾値を図４中に直線２０として示す。 This process will be specifically described with reference to FIG.
FIG. 4 is a schematic conceptual diagram of the example of FIG. That is, it is a relationship diagram between ω and D _k (ω) at P _k (where k is any specific integer from 1 to n) that is a certain measurement location.
In this step, each of the n created ω-D _x (ω) diagrams as shown in FIG. 4 is divided into a plurality at the same frequency section. For example, all n ω-D _x (ω) diagrams are divided by a frequency interval of 200 to 400 Hz, a frequency interval of 400 to 600 Hz, and a frequency interval of 600 to 800 Hz.
Then, it sets any of the values in 30% to 70% of the maximum value of D _x (omega) in each figure as a threshold value. In FIG. 4, since the maximum value of D _k (ω) is about 0.9, a value (D _k ) included between 30 to 70% (preferably about 40 to 60%, more preferably about 0.5). (Ω) = 0.5) was set as the threshold value. This threshold is shown as a straight line 20 in FIG.

次に、n個のω−Ｄ_x（ω）図の少なくとも１つにおいてＤ_x（ω）の値が閾値（ここでは０．５）以上である部分を含む周波数区間を抜き出す。図４では、２００〜４００Hzの周波数区間、４００〜６００Hzの周波数区間、および６００〜８００Hzの周波数区間の全てが、Ｄ_x（ω）の値が閾値以上である部分を含んでいるので、これらの全ての周波数区間を抜き出すが、n個のω−Ｄ_x（ω）図の少なくとも１つにおいてＤ_x（ω）の値が閾値以上である部分を含む周波数区間を抜き出す。n個のω−Ｄ_x（ω）図の少なくとも１つにおいてＤ_x（ω）の値が閾値以上である部分を含む周波数区間を全て抜き出すことが好ましいが、一部の周波数区間のみを抜き出してもよい。抜き出した周波数区間の数をm個とする。
なお、図４では２００Hzの同一間隔で区間を区切ったが、２００Hzでなくてよく、また、同一間隔で区切る必要もない。例えば、１つの目の周波数区間を１００Hzの幅で区切り、２つの目の周波数区間を３００Hzの幅で区切ってもよい。ただし、２００Hz程度の同一間隔で区間を区切ることが好ましい。 Next, a frequency section including a portion in which the value of D _x (ω) is equal to or greater than a threshold value (here, 0.5) in at least one of the n ω-D _x (ω) diagrams is extracted. In FIG. 4, the frequency interval of 200 to 400 Hz, the frequency interval of 400 to 600 Hz, and the frequency interval of 600 to 800 Hz all include portions where the value of D _x (ω) is equal to or greater than the threshold value. All frequency sections are extracted, but a frequency section including a portion where the value of D _x (ω) is equal to or greater than the threshold in at least one of the n ω-D _x (ω) diagrams is extracted. It is preferable to extract all frequency sections including a portion where the value of D _x (ω) is equal to or greater than a threshold in at least one of the n ω-D _x (ω) diagrams, but only a part of the frequency sections is extracted. Also good. Let m be the number of extracted frequency sections.
In FIG. 4, the sections are divided at the same interval of 200 Hz. However, the sections may not be 200 Hz and need not be divided at the same interval. For example, the first frequency interval may be divided by a width of 100 Hz, and the second frequency interval may be divided by a width of 300 Hz. However, it is preferable to divide the section at the same interval of about 200 Hz.

次に、抜き出した周波数区間の各々について、初めの周波数（ω）をｆ_y-1、終りの周波数（ω）をｆ_y（yは１〜mの整数である。）とする。例えば、２００〜４００Hzの周波数区間、４００〜６００Hzの周波数区間、および６００〜８００Hzの周波数区間を抜き出した場合、２００〜４００Hzの周波数区間の初めの周波数（ω）はｆ₀＝２００Hz、終りの周波数（ω）はｆ₁＝４００Hzであり、４００〜６００Hzの周波数区間の初めの周波数（ω）はｆ₁＝４００Hz、終りの周波数（ω）はｆ₂＝６００Hzであり、６００〜８００Hzの周波数区間の初めの周波数（ω）はｆ₂＝６００Hz、終りの周波数（ω）はｆ₃＝８００Hzである。
そして、次式（１）によってＧ_x（ω_y）を求める。 Next, for each extracted frequency section, the first frequency (ω) is f _y−1 and the last frequency (ω) is f _y (y is an integer from 1 to m). For example, when a frequency interval of 200 to 400 Hz, a frequency interval of 400 to 600 Hz, and a frequency interval of 600 to 800 Hz are extracted, the first frequency (ω) of the frequency interval of 200 to 400 Hz is f ₀ = 200 Hz, and the end frequency (Ω) is f ₁ = 400 Hz, the first frequency (ω) of the frequency interval of 400 to 600 Hz is f ₁ = 400 Hz, the end frequency (ω) is f ₂ = 600 Hz, and the frequency interval of 600 to 800 Hz. The first frequency (ω) is f ₂ = 600 Hz, and the last frequency (ω) is f ₃ = 800 Hz.
Then, G _x (ω _y ) is obtained by the following equation (1).

つまり、図４において、Ｇ_x（ω₁）は周波数が２００〜４００Hzの区間におけるＤ_x（ω）の積分値を意味し、Ｇ_x（ω₂）は周波数が４００〜６００Hzの区間におけるＤ_x（ω）の積分値を意味し、Ｇ_x（ω₃）は周波数が６００〜８００Hzの区間におけるＤ_x（ω）の積分値を意味する。 That is, in FIG. 4, G _x (ω ₁ ) means an integrated value of D _x (ω) in a section where the frequency is 200 to 400 Hz, and G _x (ω ₂ ) is D _x in a section where the frequency is 400 to 600 Hz. The integral value of (ω) means G _x (ω ₃ ) means the integral value of D _x (ω) in a frequency range of 600 to 800 Hz.

なお、この工程は、n個作成された前記ω−Ｄ_x（ω）図の各々において、Ｄ_x（ω）の最大値の３０〜７０％における任意の値を閾値として設定し、Ｄ_x（ω）における前記閾値以上の部分の面積を求め、さらにn個作成された前記ω−Ｄ_x（ω）図の各々について、同一の周波数区間でm個に区切り、周波数（ω）がｆ_y-1〜ｆ_y（yは１〜mの整数であり、ｆ₀＝０である。）の各周波数区間における前記面積をＧ_x（ω_y）とする工程に入れ替えてもよい。この工程においてＧ_x（ω_y）は、Ｄ_x（ω）における閾値以上の部分の積分値（面積）を意味することとなる。 In this step, in each of the n generated ω-D _x (ω) diagrams, an arbitrary value in 30 to 70% of the maximum value of D _x (ω) is set as a threshold, and D _x ( The area of the portion equal to or greater than the threshold in ω) is obtained, and each of the n generated ω-D _x (ω) diagrams is divided into m pieces in the same frequency section, and the frequency (ω) is f _y− You may replace with the process which makes the said area in each frequency area of _1- _fy (y is an integer of ₁ - _m , f0 = 0) be _Gx ((omega) _y ). In this step, G _x (ω _y ) means an integral value (area) of a portion of D _x (ω) that is equal to or greater than the threshold value.

次に、本発明の探知方法は、特定の情報処理を行う工程として、周波数（ω）がｆ_y-1〜ｆ_yである場合の、測定箇所Ｐ_xにおけるＧ_x（ω_y）を、実際のＰ₁、Ｐ₂・・・Ｐ_X・・Ｐ_nの位置と相似関係の位置に配置して示す振動速度分布図yを作製する工程を備える。
なお、本発明の非接触音響探知システムでは、振動速度分布図yを表示部（ディスプレイ等）に表示することができる。また、本発明のプログラムでは、振動速度分布図yを表示部（ディスプレイ等）に表示する。 Next, in the detection method of the present invention, G _x (ω _y ) at the measurement location P _x when the frequency (ω) is f _{y−1 to} f _y is actually used as the step of performing specific information processing. It comprises of _{_{_{P 1, P 2 ··· P X}}} ·· P n step of fabricating the vibration velocity distribution diagram y showing the placement and the position of the similarity relation position of.
In the non-contact acoustic detection system of the present invention, the vibration velocity distribution diagram y can be displayed on a display unit (display or the like). In the program of the present invention, the vibration velocity distribution diagram y is displayed on a display unit (display or the like).

この工程について、図５を用いて具体的に説明する。
図５に示すように、この工程では、測定箇所Ｐ_xにおけるＧ_x（ω_y）（yは１〜mの整数である。）を、図２に示したような実際のＰ₁、Ｐ₂・・・Ｐ_X・・Ｐ_nの位置と相似関係の位置に配置して示す。図５は、y＝１の場合、すなわち、周波数（ω）がｆ₀〜ｆ₁（図４で示した例に当てはめると２００〜４００Hzの場合）の、測定箇所Ｐ_xにおけるＧ_x（ω₁）を、図２に示した実際のＰ₁、Ｐ₂・・・Ｐ_X・・Ｐ_nの位置と相似関係の位置に配置した振動速度分布図１である。図５に示す振動速度分布図１のＧ₁（ω₁）〜Ｇ_n（ω₁）の位置に、Ｇ₁（ω₁）〜Ｇ_n（ω₁）の実際の数値を示してもよいし、その数値の大きさを色で示してもよい。例えば、後に説明する図９はＧ₁（ω_y）〜Ｇ_n（ω_y）の数値を色で示した振動速度分布図の実例である。図９（ａ）〜（ｄ）では、白色に近いほどＧ_x（ω_y）の値が大きく、黒色に近いほどＧ_x（ω_y）の値が小さいが小さいことを示している。すなわち、白色部分を構成する測定箇所のＧ_x（ω_y）が大きいことを示している。 This process will be specifically described with reference to FIG.
As shown in FIG. 5, in this step, G _x (ω _y ) (y is an integer of 1 to _m ) at the measurement point P _x is changed to actual P ₁ and P ₂ as shown in FIG. ... shown disposed at a position of the position and the similarity relationship of P _X ·· P _n. FIG. 5 shows G _x (ω _{1 at the} measurement point P _x when y = 1, that is, when the frequency (ω) is f _{0 to} f ₁ (200 to 400 Hz when applied to the example shown in FIG. 4). ) to a vibration speed distribution diagram 1 disposed in positions of the similar relation of the actual _{_{_{P 1, P 2 ··· P X}}} ·· P n shown in FIG. The position in G ₁ of the vibration velocity distribution diagram 1 shown in FIG. _{_{5 (ω 1) ~G n (}} ω 1), may indicate the actual value of _{_{_{G 1 (ω 1) ~G n}}} (ω 1) The magnitude of the numerical value may be indicated by a color. For example, FIG. 9 to be described later is an example of a vibration velocity distribution diagram in which numerical values of G ₁ (ω _y ) to G _n (ω _y ) are indicated by colors. 9A to 9D show that the closer to white, the larger the value of G _x (ω _y ), and the closer to black, the smaller the value of G _x (ω _y ), but the smaller. That is, it is indicated that G _x (ω _y ) at the measurement location constituting the white portion is large.

次に、本発明の探知方法は、特定の情報処理を行う工程として、振動速度分布図y（yは１〜mの整数）の各々を構成するＧ₁（ω_y）〜Ｇ_n（ω_y）について、Ｇ₁（ω_y）〜Ｇ_n（ω_y）の平均値であるＧ_ave（ω_y）を求め、Ｇ₁（ω_y）〜Ｇ_n（ω_y）についてＧ_ave（ω_y）の２倍以上（好ましくは４倍以上、より好ましくは６倍以上、より好ましくは８倍以上、さらに好ましくは１０倍以上）のものの個数をＱ_yとし、２倍以上（好ましくは４倍以上、より好ましくは６倍以上、より好ましくは８倍以上、さらに好ましくは１０倍以上）のものの平均をＧ_r（ω_y）とし、さらにＱ_yとＧ_r（ω_y）との積を求め、この積が大きい振動速度分布図s（１≦s≦m）を選択し、その振動速度分布図sの周波数区間であるｆ_s-1〜ｆ_sを特定する工程を備える。 Next, according to the detection method of the present invention, G ₁ (ω _y ) to G _n (ω _y ) constituting each of the vibration velocity distribution diagrams y (y is an integer of _{1 to} _m ) as a step of performing specific information processing. _{_{for), G 1 (ω y)}} ~G n (ω y) obtains the G _ave is the average value _{_{(ω y), G 1 (}} ω y) ~G n (ω y) about G _ave (ω _y) 2 times or more (preferably four times or more, more preferably 6 times or more, more preferably 8 times or more, more preferably 10 times or more) of the number of ones and Q _y, twice or more (preferably 4 times or more, More preferably 6 times or more, more preferably 8 times or more, and even more preferably 10 times or more) G _r (ω _y ) is averaged, and the product of Q _y and G _r (ω _y ) is obtained, Bei the step of selecting a product is large vibration velocity distribution diagram s (1 ≦ s ≦ m) , identifies the f _s-1 ~f _s is the frequency interval of the vibration velocity distribution diagram s That.

この工程について具体的に説明する。
この工程では、例えば図５に示すような振動速度分布図１を構成するＧ₁（ω₁）〜Ｇ_n（ω₁）について、Ｇ₁（ω₁）〜Ｇ_n（ω₁）の単純平均値であるＧ_ave（ω₁）を求める。そして、Ｇ₁（ω₁）〜Ｇ_n（ω₁）についてＧ_ave（ω₁）の２倍以上のものの個数をＱ₁とし、２倍以上のものの平均をＧ_r（ω₁）とし、さらにＱ₁とＧ_r（ω₁）との積を求める。
次に、ここで示した振動速度分布図１についての作業を、振動速度分布図２〜mについて同様に行い、Ｑ₂とＧ_r（ω₂）との積、Ｑ₃とＧ_r（ω₃）との積・・・Ｑ_mとＧ_r（ω_m）との積を求める。
そして、Ｑ₁とＧ_r（ω₁）との積、Ｑ₂とＧ_r（ω₂）との積、Ｑ₃とＧ_r（ω₃）との積・・・Ｑ_mとＧ_r（ω_m）との積の中から、最も値が大きいものを選び出し、それに対応する振動速度分布図ｓ（ｓは１〜mの中の整数）を選び出す。例えば、Ｑ₁とＧ_r（ω₁）との積、Ｑ₂とＧ_r（ω₂）との積、Ｑ₃とＧ_r（ω₃）との積・・・Ｑ_mとＧ_r（ω_m）との積の中で、最も値が大きいものがＱ₁とＧ_r（ω₁）との積であった場合、これに対応する振動速度分布図１を選び出す。
そして、この振動速度分布図ｓの周波数区間であるｆ_s-1〜ｆ_sを特定する。例えば積が最も大きいものとして振動速度分布図１を選び出した場合、周波数区間ｆ₀〜ｆ₁を特定する。
なお、ここでは理解に容易にするために、Ｑ_yとＧ_r（ω_y）との積が最も大きい振動速度分布図s（１≦s≦m）を選択する旨を記したが、１つの振動速度分布図の中に複数の探知対象物が存在する場合（特に複数の種類が異なる探知対象物が存在する場合）、Ｑ_yとＧ_r（ω_y）との積が大きい複数の周波数区間を選び出す。 This step will be specifically described.
In this step, for example, for G ₁ (ω ₁ ) to G _n (ω ₁ ) constituting the vibration velocity distribution diagram 1 shown in FIG. 5, a simple average of G ₁ (ω ₁ ) to G _n (ω ₁ ). The value G _ave (ω ₁ ) is obtained. For G ₁ (ω ₁ ) to G _n (ω ₁ ), the number of G _ave (ω ₁ ) more than twice is Q ₁ , the average of more than twice is G _r (ω ₁ ), and Find the product of Q ₁ and G _r (ω ₁ ).
Next, the work on the vibration velocity distribution diagram 1 shown here is similarly performed on the vibration velocity distribution diagrams ₂ to _m, and the product of Q ₂ and G _r (ω ₂ ), Q ₃ and G _r (ω _3). The product of Q _m and G _r (ω _m ) is obtained.
Then, the product of Q ₁ and G _r (ω ₁ ), the product of Q ₂ and G _r (ω ₂ ), the product of Q ₃ and G _r (ω ₃ ) ... Q _m and G _r (ω The product having the largest value is selected from the product with _m ), and the corresponding vibration velocity distribution map s (s is an integer in 1 to m) is selected. For example, the product of Q ₁ and G _r (ω ₁ ), the product of Q ₂ and G _r (ω ₂ ), the product of Q ₃ and G _r (ω ₃ ) ... Q _m and G _r (ω _If the product having the largest value among the products with _m ) is the product of Q ₁ and G _r (ω ₁ ), the corresponding vibration velocity distribution diagram 1 is selected.
Then, f _{s-1 to} f _s that are frequency sections of the vibration velocity distribution diagram _s are specified. For example, when the vibration velocity distribution diagram 1 is selected with the largest product, the frequency sections f _{0 to} f ₁ are specified.
Here, in order to facilitate understanding, it has been described that the vibration velocity distribution diagram s (1 ≦ s ≦ m) having the largest product of Q _y and G _r (ω _y ) is selected. When there are multiple detection objects in the vibration velocity distribution diagram (especially when there are multiple types of detection objects), multiple frequency intervals with a large product of Q _y and G _r (ω _y ) Select.

次に、本発明の探知方法は、特定の情報処理を行う工程として、Ｇ₁（ω_s）〜Ｇ_n（ω_s）の各々がＧ_ave（ω_s）の２倍以上（好ましくは４倍以上、より好ましくは６倍以上、より好ましくは８倍以上、さらに好ましくは１０倍以上）となる測定箇所の振動速度の平均をＢ（ω）［ωはｆ_s-1〜ｆ_s］とし、このＢ（ω）と周波数区間がｆ_s-1〜ｆ_sの場合の前記Ａ（ω）とから、相対的な振動速度差の規格値であるＣ（ω）をＣ（ω）＝（Ｂ（ω）−Ａ（ω））／Ｂ（ω）［ωはｆ_s-1〜ｆ_s］と定義し、周波数（ω）とＣ（ω）との関係をω−Ｃ（ω）図に示す工程を備える。
なお、本発明の非接触音響探知システムでは、ω−Ｃ（ω）図を表示部（ディスプレイ等）に表示することができる。また、本発明のプログラムでは、ω−Ｃ（ω）図を表示部（ディスプレイ等）に表示する。 Next, in the detection method of the present invention, as a step of performing specific information processing, each of G ₁ (ω _s ) to G _n (ω _s ) is at least twice (preferably four times) G _ave (ω _s ). Or more, more preferably 6 times or more, more preferably 8 times or more, and even more preferably 10 times or more) B (ω) [ω is f _{s-1 to} f _s ] From this B (ω) and A (ω) when the frequency interval is f _{s−1 to} f _s , C (ω), which is a standard value of the relative vibration speed difference, is expressed as C (ω) = (B (Ω) −A (ω)) / B (ω) [ω is defined as f _{s−1 to} f _s ], and the relationship between the frequency (ω) and C (ω) is shown in the ω-C (ω) diagram. The process shown is provided.
In the non-contact acoustic detection system of the present invention, a ω-C (ω) diagram can be displayed on a display unit (display or the like). In the program of the present invention, the ω-C (ω) diagram is displayed on a display unit (display or the like).

この工程について具体的に説明する。
例えば、前工程で、積が最も大きいものとして振動速度分布図１を選び出し、周波数区間ｆ₀〜ｆ₁を特定した場合（つまり、s＝１とした場合）、Ｇ₁（ω₁）〜Ｇ_n（ω₁）の中から、これらの平均値であるＧ_ave（ω₁）の２倍以上となるものを選び出し、選び出したものに対応する測定箇所を特定する。例えば、Ｇ₁（ω₁）〜Ｇ_n（ω₁）の中でＧ_ave（ω₁）の２倍以上となるものがＧ₅（ω₁）およびＧ₆（ω₁）であったならば、これに対応する測定箇所であるＰ₅およびＰ₆を特定する。そして、Ｐ₅およびＰ₆の振動速度であるＥ₅（ω）およびＥ₆（ω）の平均をＢ（ω）［ωはｆ_s-1〜ｆ_s］とする。さらに、周波数区間がｆ₀〜ｆ₁である場合の、Ｐ₁〜Ｐ_nにおける振動速度であるＥ₁（ω）〜Ｅ_n（ω）の平均値をＡ（ω）［ωはｆ_s-1〜ｆ_s］とし、Ｃ（ω）をＣ（ω）＝（Ｂ（ω）−Ａ（ω））／Ｂ（ω）［ωはｆ_s-1〜ｆ_s］の式から求め、周波数（ω）［ωはｆ_s-1〜ｆ_s］とＣ（ω）との関係をω−Ｃ（ω）図に示す。この図が次に説明する図６である。 This step will be specifically described.
For example, when the vibration velocity distribution diagram 1 is selected as the product having the largest product in the previous process and the frequency section f _{0 to} f ₁ is specified (that is, when s = 1), G ₁ (ω ₁ ) to G _{From n} (ω ₁ ), a value that is twice or more the average value G _ave (ω ₁ ) is selected, and a measurement location corresponding to the selected value is specified. For example, if G ₁ (ω ₁ ) to G _n (ω ₁ ) have G ₅ (ω ₁ ) and G ₆ (ω ₁ ) that are more than twice G _ave (ω ₁ ). Then, P ₅ and P ₆ which are measurement points corresponding to this are specified. The average of E ₅ (ω) and E ₆ (ω), which are the vibration speeds of P ₅ and P ₆ , is B (ω) [ω is f _{s−1 to} f _s ]. Further, when the frequency interval is f _{0 to} f ₁ , the average value of E ₁ (ω) to E _n (ω), which is the vibration velocity at P _{1 to} P _n , is expressed as A (ω) [ω is f _{s− 1 to} f _s ], C (ω) is obtained from the equation C (ω) = (B (ω) −A (ω)) / B (ω) [ω is f _{s−1 to} f _s ], and the frequency The relationship between (ω) [ω is f _{s−1 to} f _s ] and C (ω) is shown in the ω-C (ω) diagram. This figure is FIG. 6 described next.

次に、本発明の探知方法は、特定の情報処理を行う工程として、前記ω−Ｃ（ω）図において、Ｃ（ω）の最大値の３０〜７０％における任意の値を閾値とし、Ｃ（ω）における前記閾値以上の部分を構成する周波数区間の各々においてＣ（ω）をωについて積分し、得られた積分値が最も大きい周波数区間を選択し、その周波数区間であるｆ_t〜ｆ_uを最適応答周波数帯とする工程を備える。 Next, in the detection method of the present invention, as a step of performing specific information processing, in the ω-C (ω) diagram, an arbitrary value in 30 to 70% of the maximum value of C (ω) is used as a threshold value, and C C the (omega) is integrated for omega at each frequency interval that constitutes a part of or the threshold in (omega), and select the resultant integral value is the largest frequency interval, f _t ~f its frequency interval a step of setting _u as an optimum response frequency band.

この工程について図６を用いて具体的に説明する。
図６は、ωとＣ（ω）との関係図（概念図）である。このような図において、Ｃ（ω）の最大値の３０〜７０％における任意の値を閾値として設定する。図６においてＣ（ω）の最大値は０．９５程度であるので、その３０〜７０％の間に含まれるＣ（ω）＝０．５を閾値とし、図６中に直線３０として示した。
次に、Ｃ（ω）における前記閾値以上の部分を構成する周波数区間の各々においてＣ（ω）をωについて積分する。図６では、閾値以上の部分を構成する周波数区間は、ｆ_α1〜ｆ_α2とｆ_β1〜ｆ_β2との２つであるので、各々においてＣ（ω）をωについて積分する。例えばｆ_α1〜ｆ_α2の周波数区間であれば、次の式で積分値αを得ることができる。 This process will be specifically described with reference to FIG.
FIG. 6 is a relationship diagram (conceptual diagram) between ω and C (ω). In such a figure, an arbitrary value in 30 to 70% of the maximum value of C (ω) is set as the threshold value. Since the maximum value of C (ω) in FIG. 6 is about 0.95, C (ω) = 0.5 included between 30 to 70% is set as a threshold value, and is shown as a straight line 30 in FIG. .
Next, C (ω) is integrated with respect to ω in each frequency section constituting a portion of C (ω) that is equal to or greater than the threshold value. In FIG. 6, there are two frequency sections constituting a portion equal to or greater than the threshold value, f _{α1 to} f _α2 and f _{β1 to} f _β2 , so that C (ω) is integrated with respect to ω in each. For example, in the frequency range of f _{α1 to} f _α2 , the integral value α can be obtained by the following equation.

次に、得られた積分値が最も大きい周波数区間を選択し、その部分を構成する周波数区間であるｆ_t〜ｆ_uを最適応答周波数帯とする。図６に示す場合は、ｆ_β1〜ｆ_β2の周波数区間よりも、ｆ_α1〜ｆ_α2の周波数区間の方が得られた積分値が大きいので、この周波数区間を最適応答周波数帯とし、この周波数区間をｆ_t〜ｆ_uとする。すなわち、ｆ_α1をｆ_tとし、ｆ_α2をｆ_uとする。 Next, select the integral value obtained the largest frequency interval, and optimal response frequency band f _t ~f _u is a frequency interval that constitutes that portion. In the case shown in FIG. 6, since the integrated value obtained in the frequency section of f _{α1 to} f _α2 is larger than the frequency section of f _{β1 to} f _β2 , this frequency section is set as the optimum response frequency band. Let the interval be f _{t to} f _u . That is, the f _{[alpha] 1} and f _t, the f _{[alpha] 2} and f _u.

本発明の探知方法は以上に説明した各工程を備える方法であるが、次に説明する工程をさらに備えることが好ましい。 The detection method of the present invention is a method including the steps described above, but preferably further includes the steps described below.

本発明の探知方法は、特定の情報処理を行う工程として、前記最適応答周波数帯から、次式（２）によってＧ_x（ω_z）を求め、さらに、周波数（ω）が最適応答周波数帯（ｆ_t〜ｆ_u）である場合の、測定箇所Ｐ_xにおけるＧ_x（ω_z）を実際のＰ₁、Ｐ₂・・・Ｐ_x・・Ｐ_nの位置と相似関係の位置に配置した、振動速度分布図zを作製し、前記物体における前記探知対象物の位置を特定する工程を備えることが好ましい。
なお、本発明の非接触音響探知システムでは、振動速度分布図zを表示部（ディスプレイ等）に表示することが好ましい。また、本発明のプログラムでは、振動速度分布図zを表示部（ディスプレイ等）に表示することが好ましい。 In the detection method of the present invention, G _x (ω _z ) is obtained from the optimum response frequency band by the following equation (2) as a step of performing specific information processing, and further, the frequency (ω) is the optimum response frequency band ( when it is f _t ~f _u), was placed in position of the similar relation of G _x (ω _z) of the actual _{_{_{P 1, P 2 ··· P x}}} ·· P n at the measurement point P _x, It is preferable that the method includes a step of creating a vibration velocity distribution diagram z and specifying a position of the detection target object in the object.
In the non-contact acoustic detection system of the present invention, it is preferable to display the vibration velocity distribution map z on a display unit (display or the like). In the program of the present invention, it is preferable to display the vibration velocity distribution diagram z on a display unit (display or the like).

この工程について具体的に説明する。
例えば、前工程で求めた最適応答周波数帯が１５０〜２００Hzであった場合（つまり、ｆ_t＝１５０Hz、ｆ_u＝２００Hzであった場合）、この区間におけるＤ_x（ω）の積分値であるＧ_x（ω_z）を、式（２）によって求める。
そして、周波数（ω）が１５０〜２００Hzである場合の、測定箇所Ｐ_xにおけるＧ_x（ω_z）を実際のＰ₁、Ｐ₂・・・Ｐ_X・・Ｐ_nの位置と相似関係の位置に配置した、振動速度分布図zを、図５を用いて説明した方法と同様に作製する。図１１は作成した振動速度分布図の実例である。この図では、Ｇ_x（ω_z）の大きさを色によって示している。例えば図１１の左上の白色に近い部分は、Ｇ_x（ω_z）が大きいことを示している。これによって、前記物体における前記探知対象物の位置を特定することができる。 This step will be specifically described.
For example, when the optimum response frequency band obtained in the previous process is 150 to 200 Hz (that is, when f _t = 150 Hz and f _u = 200 Hz), the integrated value of D _x (ω) in this section. G _x (ω _z ) is obtained by equation (2).
Then, when the frequency (omega) is 150～200Hz, positions of the similarity relation G _x actual P ₁ a _{_{(ω z), P 2 ···}} P X ·· P n at the measurement point P _x The vibration velocity distribution diagram z arranged in (1) is produced in the same manner as described with reference to FIG. FIG. 11 is an example of the created vibration velocity distribution diagram. In this figure, the magnitude of G _x (ω _z ) is indicated by color. For example, a portion close to white in the upper left in FIG. 11 indicates that G _x (ω _z ) is large. Thereby, the position of the detection target in the object can be specified.

なお、この工程では、周波数がｆ_t〜ｆ_uに含まれるバースト波を照射して、測定箇所Ｐ_xにおけるＧ_x（ω_z）を実際のＰ₁、Ｐ₂・・・Ｐ_X・・Ｐ_nの位置と相似関係の位置に配置した、振動速度分布図zを作製し、前記物体における前記探知対象物の位置を特定することが好ましい。
具体的には、例えば最適応答周波数帯が１５０〜２００Hzである場合、１７５Hz程度のバースト波を照射すると、探知対象物の位置を正確に特定しやすい。 In this step, burst waves whose frequencies are included in f _{t to} f _u are irradiated, and G _x (ω _z ) at the measurement location P _x is changed to actual P ₁ , P ₂ ... P _X. It is preferable to create a vibration velocity distribution diagram z arranged at a position similar to the position of _n and specify the position of the detection target object in the object.
Specifically, for example, when the optimum response frequency band is 150 to 200 Hz, it is easy to accurately identify the position of the detection target object when a burst wave of about 175 Hz is irradiated.

本発明の実施例を説明する。 Examples of the present invention will be described.

１．探知方法
図１に示した装置を用い、音波発信源から照射した音波によって励起した地表面の振動をレーザドップラー振動計（ポリテック社製、ＰＳＶ４００−Ｈ８）によって取得した。このレーザ振動計が取得する振動は地表面の垂直方向振動である。もし地表面付近に埋設物が存在すると、その埋設物と周囲の土壌の振動特性に差が生じる。音波発信源としては、平面スピーカ(ＦＰＳＣｏｒｐ, ２０３０Ｍ３Ｐ１Ｒ)を２個使用し、図１に示すように互いに向い合う位置に配置にした。第二種縦波を発生させるため、平面スピーカを約２０度傾けた状態で実験を行った。 1. Detection Method Using the apparatus shown in FIG. 1, the vibration of the ground surface excited by the sound wave irradiated from the sound wave source was obtained by a laser Doppler vibrometer (PSV400-H8, manufactured by Polytech Co., Ltd.). The vibration acquired by this laser vibrometer is vertical vibration of the ground surface. If there is a buried object near the ground surface, there will be a difference in the vibration characteristics between the buried object and the surrounding soil. As a sound wave transmission source, two flat speakers (FPS Corp, 2030M3P1R) were used and arranged at positions facing each other as shown in FIG. In order to generate the second type longitudinal wave, the experiment was performed with the flat speaker tilted by about 20 degrees.

２．実験セットアップ
粒径３００μm前後に粒径を揃えた砂を用いた研究室内の砂槽(１１０cm×１３５cm×５０cm)にて実験を行った。実験セットアップ図を図７に示す。埋設物（探知対象物）には中空プラスチック容器（１１cm×１１cm×６cm、８５g）、砂糖詰めプラスチック容器（１１cm×１１cm×６cm、５４０g)、皿状の素焼き鉢（直径１１cm×４．５cm、２２５g）および石(５．５cm×６．５cm×２．７cm、２１０g)の計４種類を用いた。プラスチック容器に砂糖を詰めた理由は、地雷に使用されているＴＮＴ火薬に比較的比重が近いためである。なお素焼き鉢の底面中央には１．５cmの穴が開いており、形状から裏面を上にして埋設した。図８に各埋設物を示す。埋設深度は全て２cmとし、送振波形は１秒間出力のnoise波(white noise)を用いた。noise波を用いた理由は、様々な周波数成分を含むためである。 2. Experimental setup Experiments were conducted in a laboratory sand tank (110 cm x 135 cm x 50 cm) using sand having a particle size of around 300 µm. An experimental setup diagram is shown in FIG. Embedded objects (objects to be detected) are hollow plastic containers (11 cm x 11 cm x 6 cm, 85 g), sugar-filled plastic containers (11 cm x 11 cm x 6 cm, 540 g), dish-shaped clay pots (diameter 11 cm x 4.5 cm, 225 g) ) And stones (5.5 cm × 6.5 cm × 2.7 cm, 210 g) in total. The reason why the plastic container is filled with sugar is that the specific gravity is relatively close to that of the TNT explosive used in landmines. In addition, a 1.5 cm hole was opened in the center of the bottom of the unglazed pot, and it was embedded with the back face up from the shape. FIG. 8 shows each buried object. The embedding depth was 2 cm in all, and a noise wave (white noise) output for 1 second was used as a vibration waveform. The reason for using the noise wave is to include various frequency components.

３．応答周波数帯を用いた最適周波数帯の検出方法
３．１応答の規格化
周波数に応じた振動速度を、各スキャンポイント（「測定箇所」を以下では「スキャンポイント」ともいう。）における振動速度であるＥ_x（ω）と、全スキャンポイントの振動速度の平均であるＡ（ω）を用いて、Ｄ_x（ω）＝（Ｅ_x（ω）−Ａ（ω））／Ｅ_x（ω）から、周波数毎に規格化した。図３（ａ）に１ポイントと全ポイント平均の周波数に応じた振動速度のグラフの実例を示す。また、図３（ｂ）に規格化結果の実例を示す。Ｄ(ω)の値を全て映像化に用いるとノイズ応答が多くなる。そのためここでは簡単のため、Ｄ(ω)の値が最大値である１の半値（０．５）以上の値を示した場合のみを抽出し、ノイズ応答の除去を行った。 3. 3. Optimal frequency band detection method using response frequency band 3.1 Response normalization The vibration speed corresponding to the frequency is the vibration speed at each scan point (hereinafter referred to as “scan point”). Using a certain E _x (ω) and A (ω) which is an average of vibration speeds of all scan points, D _x (ω) = (E _x (ω) −A (ω)) / E _x (ω) Therefore, it was standardized for each frequency. FIG. 3 (a) shows an example of a graph of vibration speed according to the average frequency of one point and all points. FIG. 3B shows an example of the standardization result. When all the values of D (ω) are used for imaging, the noise response increases. Therefore, for the sake of simplicity, only the case where the value of D (ω) is equal to or greater than the half value (0.5) of 1 which is the maximum value is extracted, and the noise response is removed.

３．２最適周波数帯の検出
任意の周波数範囲内で、抽出された半値以上の応答を式（１）より積分する。この作業を各ポイントで行い、積分値を用いてＧ_x（ω_y）の映像（振動速度分布図）を作成する。実際の中空プラスチック容器埋設時の、２００Hz刻みの範囲内で０から８００Hzまで映像化した結果を図９（ａ）〜（ｄ）に示す。図９（ａ）〜（ｄ）の結果を見ると、（ａ）の０〜２００Hzがもっとも良く映像化できている。図９（ａ）〜（ｄ）の振動速度分布図の各々を構成するＧ₁（ω_y）〜Ｇ_n（ω_y）について、Ｇ₁（ω_y）〜Ｇ_n（ω_y）の平均値であるＧ_ave（ω_y）を求め、Ｇ₁（ω_y）〜Ｇ_n（ω_y）についてＧ_ave（ω_y）の２倍以上のものの個数をＱ_yとし、２倍以上のものの平均をＧ_r（ω_y）とし、さらにＱ_yとＧ_r（ω_y）との積を求めたところ、図９（ａ）の振動速度分布図の積が最も大きかった。この振動速度分布図の周波数区間であるｆ_s-1〜ｆ_sを０〜２００Hzと特定した。 3.2 Detection of Optimal Frequency Band Integrate the extracted half-value response or more in the desired frequency range using Equation (1). This operation is performed at each point, and an image (vibration velocity distribution diagram) of G _x (ω _y ) is created using the integral value. FIGS. 9A to 9D show the results of imaging from 0 to 800 Hz within the range of 200 Hz in the actual hollow plastic container embedding. Looking at the results of FIGS. 9A to 9D, 0 to 200 Hz of (a) is best imaged. The average value of G ₁ (ω _y ) to G _n (ω _y ) for G ₁ (ω _y ) to G _n (ω _y ) constituting each of the vibration velocity distribution diagrams of FIGS. G _ave (ω _y ) is obtained, and G ₁ (ω _y ) to G _n (ω _y ) is Q _y , where Q _y is the number of G _ave (ω _y ) more than twice. and G _r (ω _y), further was determined the product of Q _y and G _r (ω _y), the product of the vibration velocity distribution diagram shown in FIG. 9 (a) was the largest. The frequency sections f _{s-1 to} f _s in this vibration velocity distribution map were specified as 0 to 200 Hz.

次に応答の確認できた数ポイントの平均（Ｂ（ω））と、全ポイント平均（Ａ（ω））の周波数応答を、Ｃ（ω）＝（Ｂ（ω）−Ａ（ω））／Ｂ（ω）の式から規格化し、埋設物の最適応答周波数帯を調べた。最適応答周波数帯の確認は規格化結果の、０．５以上の値を示した周波数の値のみを輝度映像化することで行った。図１０に輝度映像例を示す。輝度映像化の結果を見ると、およそ１５０から２００Hzの間で高い応答を示していることが見て取れる。周波数（ω）とＣ（ω）との関係をω−Ｃ（ω）図に示し（ωはｆ_s-1〜ｆ_s）、ω−Ｃ（ω）図において、Ｃ（ω）＝０．５を閾値とし、Ｃ（ω）における閾値以上の部分を構成する周波数区間の各々においてＣ（ω）をωについて積分し、得られた積分値がが最も大きい部分を選択したところ、その部分を構成する周波数区間は１５０〜２００Hzであった。したがって、ｆ_t＝１５０Hz、ｆ_u＝２００Hzとした。 Next, the frequency response of the average (B (ω)) of several points whose responses were confirmed and the average of all points (A (ω)) is expressed as C (ω) = (B (ω) −A (ω)) / Normalized from the formula of B (ω), the optimum response frequency band of the buried object was examined. The optimum response frequency band was confirmed by converting only the frequency value showing a value of 0.5 or more into a luminance image. FIG. 10 shows an example of a luminance image. Looking at the luminance imaging results, it can be seen that there is a high response between approximately 150 and 200 Hz. The relationship between the frequency (ω) and C (ω) is shown in the ω-C (ω) diagram (ω is f _{s-1 to} f _s ). In the ω-C (ω) diagram, C (ω) = 0. 5 is set as a threshold value, and C (ω) is integrated with respect to ω in each of the frequency sections constituting a portion equal to or higher than the threshold value in C (ω), and a portion having the largest integrated value is selected. The constituting frequency section was 150 to 200 Hz. Therefore, f _t = 150 Hz and f _u = 200 Hz.

そこで再度その周波数帯で計算を行い、最適周波数範囲にてスキャンエリアの映像化を行った。図１１に最適周波数範囲での映像化結果を示す。図１１を見るとノイズ応答のほとんど見られない、クリアな映像化が行えていることが見て取れる。このようにして埋設物の応答周波数帯から映像化を行うのに最適な周波数帯を調べ、埋設物の検出を行った。 Therefore, the calculation was performed again in that frequency band, and the scan area was imaged in the optimum frequency range. FIG. 11 shows the imaging result in the optimum frequency range. It can be seen from FIG. 11 that clear imaging with almost no noise response is performed. Thus, the optimum frequency band for imaging was examined from the response frequency band of the buried object, and the buried object was detected.

４．各埋設物の検出結果
４．１中空プラスチック容器
図１２に中空プラスチック容器埋設時の輝度映像化結果、埋設位置、最適周波数帯の映像化結果を示す。応答周波数帯を詳細に見ると１１０Hzから１８０Hzにて高い応答を示していることが分かる。そこでその範囲内で映像化を行った結果、より鮮明な映像化が行えた。 4). 4.1 Result of detection of each buried object 4.1 Hollow plastic container Fig. 12 shows the luminance imaging result, the embedding position, and the imaging result of the optimum frequency band when the hollow plastic container is embedded. Looking at the response frequency band in detail, it can be seen that a high response is shown from 110 Hz to 180 Hz. Therefore, as a result of imaging within that range, clearer imaging was achieved.

４．２砂糖を詰めたプラスチック容器
図１３の砂糖を詰めたプラスチック容器の結果では、２００Hzから２２５Hzに掛けて応答が見られる。砂糖が内部に詰まっているため、中空のものから応答周波数帯が変化したのではないかと考えられる。（ｃ）の最適周波数範囲の映像化結果では、埋設物の大きさに対して若干ではあるが小さく映像化されている。これは埋設物上ではあるが、応答が微弱であったポイントがあったためと思われる。 4.2 Plastic container filled with sugar In the result of the plastic container filled with sugar in FIG. 13, a response is seen from 200 Hz to 225 Hz. Since the sugar is clogged inside, the response frequency band may have changed from the hollow one. In the imaging result in the optimum frequency range of (c), the imaging is slightly smaller than the size of the buried object. This seems to be because there was a point where the response was weak although it was on the buried object.

４．３素焼き鉢
図１４の素焼き鉢の応答周波数帯は９５０Hzから１２２５Hzに掛けて見られ、プラスチック容器の応答周波数帯よりも高い周波数帯で応答していることが分かる。１１００Hzの辺りで一度応答が途切れるものの、幅広い範囲で応答していることが見て取れる。特に１０５０Hz近辺と１１７５Hz近辺の二箇所で高く応答している。（ｃ）の最適周波数帯での映像化結果を見ると、若干ノイズ応答が見られるが、埋設位置に応答があることが確認できる。 4.3 Unglazed Pot The response frequency band of the unglazed pot of FIG. 14 is seen from 950 Hz to 1225 Hz, and it can be seen that it responds in a frequency band higher than the response frequency band of the plastic container. Although the response is interrupted once at around 1100 Hz, it can be seen that the response is in a wide range. In particular, the response is high at two locations around 1050 Hz and 1175 Hz. Looking at the imaging result in the optimum frequency band of (c), a slight noise response is seen, but it can be confirmed that there is a response at the embedded position.

４．３石
図１５の石の応答周波数帯は素焼き鉢のものとほとんど変わらないことが見て取れる。素焼き鉢の応答周波数帯に対し、石の応答周波数帯は９９０Hzから１０７５Hzに掛けて、また１１００Hzから１２００Hzに見られる。
また１１００Hz近辺の応答の途切れが素焼き鉢の結果よりも顕著に見られるという違いがある。素焼き鉢と同様に、１０５０Hz近辺と１１７５Hz近辺で高く応答していることが分かる。（ｃ）の最適周波数範囲の映像化結果では、素焼き鉢と同じようにノイズ応答が見られるものの、埋設物を確認することができた。 4.3 Stone It can be seen that the response frequency band of the stone in Fig. 15 is almost the same as that of the clay pot. The response frequency band of stone is seen from 990 Hz to 1075 Hz and from 1100 Hz to 1200 Hz, compared to the response frequency band of the clay pot.
Moreover, there is a difference that the response discontinuity around 1100 Hz is more noticeable than the result of the clay pot. It turns out that it responds highly in the vicinity of 1050Hz and 1175Hz like a clay pot. In the imaging result in the optimum frequency range of (c), although a noise response was seen in the same manner as the clay pot, the buried object could be confirmed.

５．まとめ
埋設物の応答周波数帯を用い、スキャンエリア中からの埋設物の検出、識別が行えるか検討した。結果として各埋設物の映像化が行え、本手法が有効であることを確認した。プラスチック容器の応答周波数帯が砂糖を詰めることによって微妙に変化することが分かった。またプラスチック容器と比較して素焼き鉢と石の応答周波数帯は高い周波数帯にあることが分かった。これは密度による影響であると考えられる。今回の実験結果からプラスチック容器のように内部に空洞を持つ物体の応答周波数帯は低くなり、素焼き鉢や石など内部まで密に詰まっている物体の応答周波数帯は高くなることが明らかになった。このことから、探査ターゲットの選択的探査が可能だと思われる。また探査結果から、掘り返すことなく埋設物を識別することも不可能ではないと考えられる。 5. Summary We examined whether it was possible to detect and identify the buried object in the scan area using the response frequency band of the buried object. As a result, it was confirmed that each buried object could be visualized and this method was effective. It was found that the response frequency band of plastic containers changed slightly by filling with sugar. It was also found that the response frequency band of clay pots and stones is higher than that of plastic containers. This is considered to be an effect of density. From the results of this experiment, it became clear that the response frequency band of objects with cavities inside is low, such as plastic containers, and the response frequency band of objects that are closely packed inside such as clay pots and stones is high. . From this, it seems that selective exploration of exploration targets is possible. From the exploration results, it is considered impossible to identify buried objects without digging back.

１被照射体
３探知対象物
１０本発明の非接触音響探知システム
１１音響発信源
１３計測器
１３１レーザ
１５コンピュータ
１５１解析装置
１５２制御装置
１５３表示部
１７任意波形発生装置
１９アンプ
２０閾値
３０閾値
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Object to be detected 3 Object to be detected 10 Non-contact acoustic detection system of the present invention 11 Acoustic transmission source 13 Measuring instrument 131 Laser 15 Computer 151 Analysis device 152 Control device 153 Display unit 17 Arbitrary waveform generator 19 Amplifier 20 Threshold 30 Threshold

Claims

探知対象物を内部に含む被照射体の表面に音波を照射し、その表面の複数の測定個所において振動速度を測定し、得られた振動速度分布図から前記探知対象物の位置を特定する音波を用いた探知方法であって、
音波発信源から音波を照射し、前記被照射体の表面を振動させる工程と、
前記被照射体の表面のｎ箇所（ｎ≧２）の測定個所を、各々、Ｐ₁、Ｐ₂・・・Ｐ_x・・Ｐ_n（ｘは１〜ｎの整数）とし、それらの測定箇所の各々において、照射した音波の周波数がωである場合の前記被照射体の表面の振動速度を測定し、Ｐ_xにおける前記振動速度をＥ_x（ω）とする工程と、
前記照射した音波の周波数がωである場合のＰ₁〜Ｐ_nにおける振動速度であるＥ₁（ω）〜Ｅ_n（ω）の平均値をＡ（ω）とし、Ｐ_xにおける振動速度差の規格値であるＤ_x（ω）をＤ_x（ω）＝（Ｅ_x（ω）−Ａ（ω））／Ｅ_x（ω）と定義し、周波数（ω）とＤ_x（ω）との関係をω−Ｄ_x（ω）図に示す工程と、
ｎ個作成された前記ω−Ｄ_x（ω）図の各々について、同一の周波数区間で複数個に区切り、さらに、各図においてＤ_x（ω）の最大値の３０〜７０％における任意の値を閾値として設定し、ｎ個の前記ω−Ｄ_x（ω）図の少なくとも１つにおいてＤ_x（ω）の値が前記閾値以上である部分を含む周波数区間を抜き出し、抜き出した周波数区間の各々について、初めの周波数（ω）をｆ_y-1、終りの周波数（ω）をｆ_y（ｙは１〜ｍの整数である。）とし、次式（１）によってＧ_x（ω_y）を求める工程と、
周波数（ω）がｆ_y-1〜ｆ_yである場合の、測定箇所Ｐ_xにおけるＧ_x（ω_y）を、実際のＰ₁、Ｐ₂・・・Ｐ_X・・Ｐ_nの位置と相似関係の位置に配置して示す振動速度分布図ｙを作製する工程と、
振動速度分布図ｙ（ｙは１〜ｍの整数）の各々を構成するＧ₁（ω_y）〜Ｇ_n（ω_y）について、Ｇ₁（ω_y）〜Ｇ_n（ω_y）の平均値であるＧ_ave（ω_y）を求め、Ｇ₁（ω_y）〜Ｇ_n（ω_y）についてＧ_ave（ω_y）の２倍以上のものの個数をＱ_yとし、２倍以上のものの平均をＧ_r（ω_y）とし、さらにＱ_yとＧ_r（ω_y）との積を求め、この積が大きい振動速度分布図ｓ（１≦ｓ≦ｍ）を選択し、その振動速度分布図ｓの周波数区間であるｆ_s-1〜ｆ_sを特定する工程と、
Ｇ₁（ω_s）〜Ｇ_n（ω_s）の各々がＧ_ave（ω_s）の２倍以上となる測定箇所の振動速度の平均をＢ（ω）［ωはｆ_s-1〜ｆ_s］とし、このＢ（ω）と周波数区間がｆ_s-1〜ｆ_sの場合の前記Ａ（ω）とから、相対的な振動速度差の規格値であるＣ（ω）をＣ（ω）＝（Ｂ（ω）−Ａ（ω））／Ｂ（ω）［ωはｆ_s-1〜ｆ_s］と定義し、周波数（ω）とＣ（ω）との関係をω−Ｃ（ω）図に示す工程と、
前記ω−Ｃ（ω）図において、Ｃ（ω）の最大値の３０〜７０％における任意の値を閾値とし、Ｃ（ω）における前記閾値以上の部分を構成する周波数区間の各々においてＣ（ω）をωについて積分し、得られた積分値が最も大きい周波数区間を選択し、その周波数区間であるｆ_t〜ｆ_uを最適応答周波数帯とする工程と、
を備える探知方法。 A sound wave that irradiates the surface of the irradiated object including the detection object inside, measures the vibration velocity at a plurality of measurement points on the surface, and identifies the position of the detection object from the obtained vibration velocity distribution map A detection method using
Irradiating a sound wave from a sound wave source and vibrating the surface of the irradiated object;
The n measurement points (n ≧ 2) on the surface of the irradiated body are P ₁ , P ₂ ... P _x ..P _n (x is an integer of 1 to n), and the measurement points are Measuring the vibration speed of the surface of the irradiated object when the frequency of the irradiated sound wave is ω, and setting the vibration speed at P _x to E _x (ω);
The average value of E ₁ (ω) to E _n (ω), which is the vibration velocity at P _{1 to} P _n when the frequency of the irradiated sound wave is ω, is A (ω), and the vibration velocity difference at P _x is The standard value D _x (ω) is defined as D _x (ω) = (E _x (ω) −A (ω)) / E _x (ω), and the frequency (ω) and D _x (ω) A process showing the relationship in the ω-D _x (ω) diagram;
Each of the n ω-D _x (ω) diagrams created is divided into a plurality of parts in the same frequency section, and an arbitrary value in 30 to 70% of the maximum value of D _x (ω) in each diagram. Is set as a threshold value, and at least one of the n ω-D _x (ω) diagrams, a frequency section including a portion where the value of D _x (ω) is equal to or greater than the threshold value is extracted, and each of the extracted frequency sections The initial frequency (ω) is f _y−1 and the final frequency (ω) is f _y (y is an integer from 1 to _m ), and G _x (ω _y ) is expressed by the following equation (1). The desired process;
Frequency (omega) is the case where f _{_y-1} ~f _y, a G _x (ω _y) at the measurement point P _x, similar to the actual position of _{_{_{P 1, P 2 ··· P X}}} ·· P n A step of producing a vibration velocity distribution diagram y arranged and shown at a related position;
The average value of G ₁ (ω _y ) to G _n (ω _y ) for G ₁ (ω _y ) to G _n (ω _y ) constituting each of the vibration velocity distribution diagrams y (y is an integer of _{1 to} _m ). G _ave (ω _y ) is obtained, and G ₁ (ω _y ) to G _n (ω _y ) is Q _y , where Q _y is the number of G _ave (ω _y ) more than twice. G _r (ω _y ) is obtained, and a product of Q _y and G _r (ω _y ) is obtained. A vibration velocity distribution chart s (1 ≦ s ≦ m) having a large product is selected, and the vibration velocity distribution chart s Identifying f _{s-1 to} f _s that are frequency intervals of
G ₁ (ω _s) ~G _n average each of the vibration velocity of the measurement point to be more than twice the G _ave (ω _s) of the _{(ω s) B (ω)} [ω is f _{_s-1} ~f _s ], And C (ω), which is a standard value of the relative vibration speed difference, is obtained from B (ω) and A (ω) when the frequency section is f _{s−1 to} f _s. = (B (ω) −A (ω)) / B (ω) [ω is defined as f _{s−1 to} f _s ], and the relationship between the frequency (ω) and C (ω) is represented by ω−C (ω ) The steps shown in the figure,
In the ω-C (ω) diagram, an arbitrary value in the range of 30 to 70% of the maximum value of C (ω) is set as a threshold value, and C (( ω) is integrated with respect to ω, the frequency interval having the largest integrated value is selected, and the frequency interval f _{t to} f _u is set as the optimum response frequency band;
A detection method comprising:

ｎ個作成された前記ω−Ｄ_x（ω）図の各々について、同一の周波数区間で複数個に区切り、さらに、各図においてＤ_x（ω）の最大値の３０〜７０％における任意の値を閾値として設定し、ｎ個の前記ω−Ｄ_x（ω）図の少なくとも１つにおいてＤ_x（ω）の値が前記閾値以上である部分を含む周波数区間を抜き出し、抜き出した周波数区間の各々について、初めの周波数（ω）をｆ_y-1、終りの周波数（ω）をｆ_y（ｙは１〜ｍの整数である。）とし、前記式（１）によってＧ_x（ω_y）を求める工程を、
ｎ個作成された前記ω−Ｄ_x（ω）図の各々において、Ｄ_x（ω）の最大値の３０〜７０％における任意の値を閾値として設定し、Ｄ_x（ω）における前記閾値以上の部分の面積を求め、さらにｎ個作成された前記ω−Ｄ_x（ω）図の各々について、同一の周波数区間でｍ個に区切り、周波数（ω）がｆ_y-1〜ｆ_y（ｙは１〜ｍの整数であり、ｆ₀＝０である。）の各周波数区間における前記面積をＧ_x（ω_y）とする工程
に変えた、請求項１に記載の探知方法。 Each of the n ω-D _x (ω) diagrams created is divided into a plurality of parts in the same frequency section, and an arbitrary value in 30 to 70% of the maximum value of D _x (ω) in each diagram. Is set as a threshold value, and at least one of the n ω-D _x (ω) diagrams, a frequency section including a portion where the value of D _x (ω) is equal to or greater than the threshold value is extracted, and each of the extracted frequency sections The initial frequency (ω) is f _y−1 and the final frequency (ω) is f _y (y is an integer from 1 to _m ), and G _x (ω _y ) is expressed by the above equation (1). The desired process
In each of the n-prepared said ω-D _x (ω) Figure, set any of the values in 30% to 70% of the maximum value of D _x (ω) as a threshold, or the threshold in D _x (ω) Further, each of the n ω-D _x (ω) diagrams created is divided into m in the same frequency section, and the frequency (ω) is f _{y−1 to} f _y (y Is an integer of 1 to _m , and f ₀ = 0.) The detection method according to claim 1, wherein the area in each frequency section is changed to a step of setting G _x (ω _y ).

前記音波がホワイトノイズである、請求項１または２に記載の探知方法。 The detection method according to claim 1, wherein the sound wave is white noise.

前記被照射体の表面の振動速度をレーザ振動計またはレーザ変位計を用いて測定する、請求項１〜３のいずれかに記載の探知方法。 The detection method according to claim 1, wherein the vibration speed of the surface of the irradiated object is measured using a laser vibrometer or a laser displacement meter.

請求項１〜４のいずれかに記載の探知方法によって求められた最適応答周波数帯から、次式（２）によってＧ_x（ω_z）を求め、さらに、周波数（ω）が最適応答周波数帯（ｆ_t〜ｆ_u）である場合の、測定箇所Ｐ_xにおけるＧ_x（ω_z）を実際のＰ₁、Ｐ₂・・・Ｐ_X・・Ｐ_nの位置と相似関係の位置に配置した、振動速度分布図zを作製し、前記被照射体における前記探知対象物の位置を特定する工程を備える探知方法。
G _x (ω _z ) is obtained by the following equation (2) from the optimum response frequency band obtained by the detection method according to claim 1, and the frequency (ω) is the optimum response frequency band ( when it is f _t ~f _u), was placed in position of the similar relation of G _x (ω _z) of the actual _{_{_{P 1, P 2 ··· P X}}} ·· P n at the measurement point P _x, A detection method comprising a step of creating a vibration velocity distribution diagram z and specifying a position of the detection object in the irradiated object .

周波数がｆ_t〜ｆ_uに含まれるバースト波を照射して、測定箇所Ｐ_xにおけるＧ_x（ω_z）を実際のＰ₁、Ｐ₂・・・Ｐ_X・・Ｐ_nの位置と相似関係の位置に配置した、振動速度分布図zを作製し、前記被照射体における前記探知対象物の位置を特定する工程である、請求項５に記載の探知方法。 Frequency is irradiated with bursts wave included in f _t ~f _u, a G _x (ω _z) at the measurement point P _x actual _{_{_{P 1, P 2 ··· P X}}} ·· position and similarity relationship P _n 6. The detection method according to claim 5, wherein the detection method is a step of creating a vibration velocity distribution diagram z arranged at a position of and identifying the position of the detection object in the irradiated object .

探知対象物を内部に含む被照射体の表面の複数個所に音波を照射し、その表面における振動速度分布から、前記探知対象物の位置を特定する非接触音響探知システムであって、
前記被照射体の表面を振動させ得る音波を発生させる音響発信源と、
前記被照射体の表面の振動速度を測定する計測器と、
前記被照射体の表面における振動速度分布から前記被照射体における前記探知対象物の位置を特定するために用いる解析装置とを有し、
請求項１〜６のいずれかに記載の探知方法を行うことができる、非接触音響探知システム。 A non-contact acoustic detection system that irradiates a plurality of locations on the surface of the irradiated object including the detection target object and identifies the position of the detection target object from the vibration velocity distribution on the surface,
An acoustic source that generates sound waves that can vibrate the surface of the irradiated object;
A measuring instrument for measuring the vibration velocity of the surface of the irradiated object;
An analysis device used to identify the position of the detection object in the irradiated body from the vibration velocity distribution on the surface of the irradiated body;
A non-contact acoustic detection system capable of performing the detection method according to claim 1.

被照射体の表面を振動させ得る音波を発生させる音響発信源と、
前記被照射体の表面のｎ箇所（ｎ≧２）の測定個所であるＰ₁、Ｐ₂・・・Ｐ_x・・Ｐ_n（ｘは１〜ｎの整数）の各々に、周波数がωの音波を照射し、Ｐ_xにおける前記振動速度であるＥ_x（ω）を計測して、Ｅ₁（ω）〜Ｅ_n（ω）を出力する計測器と、
前記計測器から出力されたＥ₁（ω）〜Ｅ_n（ω）を入力し、前記被照射体の表面における振動速度分布から前記被照射体における前記探知対象物の位置を特定する解析装置とを有し、
前記解析装置が、
入力されたＥ₁（ω）〜Ｅ_n（ω）の平均値をＡ（ω）とし、Ｐ_xにおける振動速度差の規格値であるＤ_x（ω）をＤ_x（ω）＝（Ｅ_x（ω）−Ａ（ω））／Ｅ_x（ω）と定義し、周波数（ω）とＤ_x（ω）との関係をω−Ｄ_x（ω）図として表示部に表示する処理と、
ｎ個作成された前記ω−Ｄ_x（ω）図の各々について、同一の周波数区間で複数個に区切り、さらに、各図においてＤ_x（ω）の最大値の３０〜７０％における任意の値を閾値として設定し、ｎ個の前記ω−Ｄ_x（ω）図の少なくとも１つにおいてＤ_x（ω）の値が前記閾値以上である部分を含む周波数区間を抜き出し、抜き出した周波数区間の各々について、初めの周波数（ω）をｆ_y-1、終りの周波数（ω）をｆ_y（ｙは１〜ｍの整数である。）とし、前記式（１）によってＧ_x（ω_y）を求める処理と、
周波数（ω）がｆ_y-1〜ｆ_yである場合の、測定箇所Ｐ_xにおけるＧ_x（ω_y）を、実際のＰ₁、Ｐ₂・・・Ｐ_X・・Ｐ_nの位置と相似関係の位置に配置して示す振動速度分布図ｙを作製し表示部に表示する処理と、
振動速度分布図ｙ（ｙは１〜ｍの整数）の各々を構成するＧ₁（ω_y）〜Ｇ_n（ω_y）について、Ｇ₁（ω_y）〜Ｇ_n（ω_y）の平均値であるＧ_ave（ω_y）を求め、Ｇ₁（ω_y）〜Ｇ_n（ω_y）についてＧ_ave（ω_y）の２倍以上のものの個数をＱ_yとし、２倍以上のものの平均をＧ_r（ω_y）とし、さらにＱ_yとＧ_r（ω_y）との積を求め、この積が大きい振動速度分布図ｓ（１≦ｓ≦ｍ）を選択し、その振動速度分布図ｓの周波数区間であるｆ_s-1〜ｆ_sを特定する処理と、
Ｇ₁（ω_s）〜Ｇ_n（ω_s）の各々がＧ_ave（ω_s）の２倍以上となる測定箇所の振動速度の平均をＢ（ω）［ωはｆ_s-1〜ｆ_s］とし、このＢ（ω）と周波数区間がｆ_s-1〜ｆ_sの場合の前記Ａ（ω）とから、相対的な振動速度差の規格値であるＣ（ω）をＣ（ω）＝（Ｂ（ω）−Ａ（ω））／Ｂ（ω）［ωはｆ_s-1〜ｆ_s］と定義し、周波数（ω）とＣ（ω）との関係をω−Ｃ（ω）図として表示部に表示する処理と、
前記ω−Ｃ（ω）図において、Ｃ（ω）の最大値の３０〜７０％における任意の値を閾値とし、Ｃ（ω）における前記閾値以上の部分を構成する周波数区間の各々においてＣ（ω）をωについて積分し、得られた積分値が最も大きい周波数区間を選択し、その周波数区間であるｆ_t〜ｆ_uを最適応答周波数帯とする処理とを行う、
請求項７に記載の非接触音響探知システム。 An acoustic source that generates sound waves that can vibrate the surface of the irradiated object;
Each of P ₁ , P ₂ ... P _x ..P _n (x is an integer of 1 to n), which are n measurement points (n ≧ 2) on the surface of the irradiated object, has a frequency of ω. A measuring instrument that emits sound waves, measures E _x (ω), which is the vibration velocity at P _x , and outputs E ₁ (ω) to E _n (ω);
An analyzer that inputs E ₁ (ω) to E _n (ω) output from the measuring instrument and identifies the position of the detection object on the irradiated object from the vibration velocity distribution on the surface of the irradiated object; Have
The analysis device is
The average value of the input E ₁ (ω) to E _n (ω) is A (ω), and D _x (ω), which is the standard value of the vibration speed difference at P _x , is expressed as D _x (ω) = (E _x (Ω) −A (ω)) / E _x (ω), and processing for displaying the relationship between the frequency (ω) and D _x (ω) on the display unit as a ω-D _x (ω) diagram;
Each of the n ω-D _x (ω) diagrams created is divided into a plurality of parts in the same frequency section, and an arbitrary value in 30 to 70% of the maximum value of D _x (ω) in each diagram. Is set as a threshold value, and at least one of the n ω-D _x (ω) diagrams, a frequency section including a portion where the value of D _x (ω) is equal to or greater than the threshold value is extracted, and each of the extracted frequency sections The initial frequency (ω) is f _y−1 and the final frequency (ω) is f _y (y is an integer from 1 to _m ), and G _x (ω _y ) is expressed by the above equation (1). The required processing,
Frequency (omega) is the case where f _{_y-1} ~f _y, a G _x (ω _y) at the measurement point P _x, similar to the actual position of _{_{_{P 1, P 2 ··· P X}}} ·· P n A process of creating and displaying a vibration velocity distribution diagram y shown in a related position and displaying it on the display unit;
The average value of G ₁ (ω _y ) to G _n (ω _y ) for G ₁ (ω _y ) to G _n (ω _y ) constituting each of the vibration velocity distribution diagrams y (y is an integer of _{1 to} _m ). G _ave (ω _y ) is obtained, and G ₁ (ω _y ) to G _n (ω _y ) is Q _y , where Q _y is the number of G _ave (ω _y ) more than twice. G _r (ω _y ) is obtained, and a product of Q _y and G _r (ω _y ) is obtained. A vibration velocity distribution chart s (1 ≦ s ≦ m) having a large product is selected, and the vibration velocity distribution chart s A process of specifying f _{s-1 to} f _s that are frequency intervals of
G ₁ (ω _s) ~G _n average each of the vibration velocity of the measurement point to be more than twice the G _ave (ω _s) of the _{(ω s) B (ω)} [ω is f _{_s-1} ~f _s ], And C (ω), which is a standard value of the relative vibration speed difference, is obtained from B (ω) and A (ω) when the frequency section is f _{s−1 to} f _s. = (B (ω) −A (ω)) / B (ω) [ω is defined as f _{s−1 to} f _s ], and the relationship between the frequency (ω) and C (ω) is represented by ω−C (ω ) Processing to display on the display unit as a diagram;
In the ω-C (ω) diagram, an arbitrary value in the range of 30 to 70% of the maximum value of C (ω) is set as a threshold value, and C (( ω) is integrated with respect to ω, the frequency interval with the largest integrated value is selected, and the frequency interval f _{t to} f _u is set as the optimum response frequency band.
The non-contact acoustic detection system according to claim 7.

前記式（２）によってＧ_x（ω_z）を求め、さらに、周波数（ω）が最適応答周波数帯（ｆ_t〜ｆ_u）である場合の、測定箇所Ｐ_xにおけるＧ_x（ω_z）を実際のＰ₁、Ｐ₂・・・Ｐ_X・・Ｐ_nの位置と相似関係の位置に配置した、振動速度分布図ｚを作製し、表示部に表示し、前記被照射体における前記探知対象物の位置を特定する処理を前記解析装置がさらに行う、請求項７または８に記載の非接触音響探知システム。 Seeking G _x (omega _z) by the equation (2), further, when the frequency (omega) is the optimum response frequency band (f _t ~f _u), a G _x (omega _z) at the measurement point P _x A vibration velocity distribution diagram z arranged at a position similar to the positions of actual P ₁ , P ₂ ... P _X ... P _n is prepared, displayed on the display unit, and the detection target in the irradiated object The non-contact acoustic detection system according to claim 7, wherein the analysis device further performs a process of specifying an object position.

前記音響発信源から発生させ被照射体の表面を振動させ得る音波が、周波数がｆ_t〜ｆ_uに含まれるバースト波である、請求項７〜９のいずれかに記載の非接触音響探知システム。 The non-contact acoustic detection system according to claim 7, wherein the sound wave generated from the acoustic transmission source and capable of vibrating the surface of the irradiated object is a burst wave having a frequency included in f _{t to} f _u. .

探知対象物を内部に含む被照射体の表面に音波を照射し、その表面の複数の測定個所において振動速度を測定し、得られた振動速度分布図から前記探知対象物の位置を特定する処理を、コンピュータを含む非接触音響探知システムに行わせるためのプログラムであって、
音波発信源から音波を照射し、前記被照射体の表面を振動させ、前記被照射体の表面のｎ箇所（ｎ≧２）の測定個所を、各々、Ｐ₁、Ｐ₂・・・Ｐ_x・・Ｐ_n（ｘは１〜ｎの整数）とし、それらの測定箇所の各々において、照射した音波の周波数がωである場合の前記被照射体の表面の振動速度を測定し、Ｐ_xにおける前記振動速度をＥ_x（ω）とし、Ｅ_x（ω）を計測した計測器から与えられたＥ₁（ω）〜Ｅ_n（ω）の平均値をＡ（ω）とし、Ｐ_xにおける振動速度差の規格値であるＤ_x（ω）をＤ_x（ω）＝（Ｅ_x（ω）−Ａ（ω））／Ｅ_x（ω）と定義し、周波数（ω）とＤ_x（ω）との関係をω−Ｄ_x（ω）図として表示部に表示する処理と、
ｎ個作成された前記ω−Ｄ_x（ω）図の各々について、同一の周波数区間で複数個に区切り、さらに、各図においてＤ_x（ω）の最大値の３０〜７０％における任意の値を閾値として設定し、ｎ個の前記ω−Ｄ_x（ω）図の少なくとも１つにおいてＤ_x（ω）の値が前記閾値以上である部分を含む周波数区間を抜き出し、抜き出した周波数区間の各々について、初めの周波数（ω）をｆ_y-1、終りの周波数（ω）をｆ_y（ｙは１〜ｍの整数である。）とし、前記式（１）によってＧ_x（ω_y）を求める処理と、
周波数（ω）がｆ_y-1〜ｆ_yである場合の、測定箇所Ｐ_xにおけるＧ_x（ω_y）を、実際のＰ₁、Ｐ₂・・・Ｐ_X・・Ｐ_nの位置と相似関係の位置に配置して示す振動速度分布図yを作製し表示部に表示する処理と、
振動速度分布図ｙ（ｙは１〜ｍの整数）の各々を構成するＧ₁（ω_y）〜Ｇ_n（ω_y）について、Ｇ₁（ω_y）〜Ｇ_n（ω_y）の平均値であるＧ_ave（ω_y）を求め、Ｇ₁（ω_y）〜Ｇ_n（ω_y）についてＧ_ave（ω_y）の２倍以上のものの個数をＱ_yとし、２倍以上のものの平均をＧ_r（ω_y）とし、さらにＱ_yとＧ_r（ω_y）との積を求め、この積が大きい振動速度分布図ｓ（１≦ｓ≦ｍ）を選択し、その振動速度分布図ｓの周波数区間であるｆ_s-1〜ｆ_sを特定する処理と、
Ｇ₁（ω_s）〜Ｇ_n（ω_s）の各々がＧ_ave（ω_s）の２倍以上となる測定箇所の振動速度の平均をＢ（ω）［ωはｆ_s-1〜ｆ_s］とし、このＢ（ω）と周波数区間がｆ_s-1〜ｆ_sの場合の前記Ａ（ω）とから、相対的な振動速度差の規格値であるＣ（ω）をＣ（ω）＝（Ｂ（ω）−Ａ（ω））／Ｂ（ω）［ωはｆ_s-1〜ｆ_s］と定義し、周波数（ω）とＣ（ω）との関係をω−Ｃ（ω）図として表示部に表示する処理と、
前記ω−Ｃ（ω）図において、Ｃ（ω）の最大値の３０〜７０％における任意の値を閾値とし、Ｃ（ω）における前記閾値以上の部分を構成する周波数区間の各々においてＣ（ω）をωについて積分し、得られた積分値が最も大きい周波数区間を選択し、その周波数区間であるｆ_t〜ｆ_uを最適応答周波数帯とする処理とを、コンピュータを含む非接触音響探知システムに行わせるためのプログラム。 A process of irradiating the surface of the irradiated object including the detection target object with sound waves, measuring the vibration speed at a plurality of measurement points on the surface, and specifying the position of the detection target object from the obtained vibration speed distribution map Is a program for causing a non-contact acoustic detection system including a computer to perform
Irradiating sound waves from the sound wave source, wherein the vibrating the surface of the object to be irradiated, said measuring point of the n points on the surface of the irradiated object (n ≧ 2), _{_{respectively, P 1, P 2 ··· P}} x · · P _n (x is an integer of 1 to n) and, in each of these measurement points, measured vibration velocity of the surface of the irradiated body when the frequency of the sound waves irradiated is omega, in P _x the vibration velocity and E _x (omega), and the average value of E given from an instrument that measures the _{_{E x (ω) 1 (ω}} ) ~E n (ω) and a (ω), the vibration in the P _x D _x (ω), which is the standard value of the speed difference, is defined as D _x (ω) = (E _x (ω) −A (ω)) / E _x (ω), and the frequency (ω) and D _x (ω ) On the display unit as a ω-D _x (ω) diagram;
Each of the n ω-D _x (ω) diagrams created is divided into a plurality of parts in the same frequency section, and an arbitrary value in 30 to 70% of the maximum value of D _x (ω) in each diagram. Is set as a threshold value, and at least one of the n ω-D _x (ω) diagrams, a frequency section including a portion where the value of D _x (ω) is equal to or greater than the threshold value is extracted, and each of the extracted frequency sections The initial frequency (ω) is f _y−1 and the final frequency (ω) is f _y (y is an integer from 1 to _m ), and G _x (ω _y ) is expressed by the above equation (1). The required processing,
Frequency (omega) is the case where f _{_y-1} ~f _y, a G _x (ω _y) at the measurement point P _x, similar to the actual position of _{_{_{P 1, P 2 ··· P X}}} ·· P n A process of creating and displaying a vibration velocity distribution diagram y shown in a related position and displaying it on the display unit;
The average value of G ₁ (ω _y ) to G _n (ω _y ) for G ₁ (ω _y ) to G _n (ω _y ) constituting each of the vibration velocity distribution diagrams y (y is an integer of _{1 to} _m ). G _ave (ω _y ) is obtained, and G ₁ (ω _y ) to G _n (ω _y ) is Q _y , where Q _y is the number of G _ave (ω _y ) more than twice. G _r (ω _y ) is obtained, and a product of Q _y and G _r (ω _y ) is obtained. A vibration velocity distribution chart s (1 ≦ s ≦ m) having a large product is selected, and the vibration velocity distribution chart s A process of specifying f _{s-1 to} f _s that are frequency intervals of
G ₁ (ω _s) ~G _n average each of the vibration velocity of the measurement point to be more than twice the G _ave (ω _s) of the _{(ω s) B (ω)} [ω is f _{_s-1} ~f _s ], And C (ω), which is a standard value of the relative vibration speed difference, is obtained from B (ω) and A (ω) when the frequency section is f _{s−1 to} f _s. = (B (ω) −A (ω)) / B (ω) [ω is defined as f _{s−1 to} f _s ], and the relationship between the frequency (ω) and C (ω) is represented by ω−C (ω ) Processing to display on the display unit as a diagram;
In the ω-C (ω) diagram, an arbitrary value in the range of 30 to 70% of the maximum value of C (ω) is set as a threshold value, and C (( the omega) integrating the omega, the obtained integrated value selects the highest frequency interval, and a process for the f _t ~f _u is the frequency interval between the optimum response frequency band, the non-contact acoustic detector comprising a computer A program that lets the system do it.

前記式（２）によってＧ_x（ω_z）を求め、さらに、周波数（ω）が最適応答周波数帯（ｆ_t〜ｆ_u）である場合の、測定箇所Ｐ_xにおけるＧ_x（ω_z）を実際のＰ₁、Ｐ₂・・・Ｐ_X・・Ｐ_nの位置と相似関係の位置に配置した、振動速度分布図ｚを作製し、表示部に表示し、前記被照射体における前記探知対象物の位置を特定する処理を、コンピュータを含む非接触音響探知システムに行わせるための、請求項１１に記載のプログラム。 Seeking G _x (omega _z) by the equation (2), further, when the frequency (omega) is the optimum response frequency band (f _t ~f _u), a G _x (omega _z) at the measurement point P _x A vibration velocity distribution diagram z arranged at a position similar to the positions of actual P ₁ , P ₂ ... P _X ... P _n is prepared, displayed on the display unit, and the detection target in the irradiated object The program according to claim 11, which causes a non-contact acoustic detection system including a computer to perform processing for specifying an object position.

請求項１１または１２に記載のプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。 The computer-readable recording medium which recorded the program of Claim 11 or 12.