JPH042987A

JPH042987A - 地中埋設物探査装置

Info

Publication number: JPH042987A
Application number: JP2105637A
Authority: JP
Inventors: Tomoyuki Abe; 阿部　友行
Original assignee: Komatsu Ltd
Current assignee: Komatsu Ltd
Priority date: 1990-04-20
Filing date: 1990-04-20
Publication date: 1992-01-07

Abstract

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

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、地中に埋設しである水道管や地中の空洞、ま
たは埋没している不発弾等の位置を、電波を用いて地表
より探査する地中埋設物探査装置に関する。

〔従来の技術〕

電波を用いて地中に埋設した水道管等を地表より探査す
る地中埋設物探査装置が本願出願人によって各種提案さ
れている。電波を利用した従来の地中埋設物探査装置は
、第８図に示したように、移動可能な台車１０に送信ア
ンテナ１２と受信アンテナ１４との一対を搭載し、台車
１０を探査方向に移動させるとともに、送信アンテナ１
２から電波を地中に向けて発射し、その反射波（エコー
）を受信アンテナ１４によって受信して、送信から受信
までの電波の伝播時間によって埋設物の深さを求めると
ともに、台車１０の移動距離によって埋設物の基準点か
ら位置を求めるようにしている。

しかし、上記の如く一対の送受信アンテナによる探査で
は、探査することができる範囲が極めて狭いため、広い
範囲を探査するためには、台車１０を何回も往復させる
必要があり、探査に時間がかかり容易でない。そこで、
第９図（Ａ）に示したように、各々が送信アンテナと受
信アンテナとを有する二合の地中レーダ２０ａ、２０ｂ
を、台車の探査方向と直交した方向に並べて配置し、探
査範囲２２を広げることが提案されている。ところが、
二台の地中レーダ２０ａ、２０ｂを並べて探査を行うと
、第９図（Ｂ）のように両レーダ間の部分に死角２４が
生じてしまう。そして、この死角２４をな（すためには
、第１０図のように台車１０に３台の地中レーダ２０ａ
、２０ｂ、２０Ｃを搭載する必要がある。

〔発明が解決しようとする課題］上記のように、台車１０に３台の地中レーダを搭載して
死角２４の発生を防止すると、装置が非常に大型となっ
て取り扱いが面倒になる。しかも、各地中レーダ２０ａ
、２０ｂ、２０ｃの探査画像を同時に観察する必要があ
り、埋設物の確認、識別が困難となる欠点がある。

本発明は、前記従来技術の欠点を解消するためになされ
たもので、小型で探査範囲を広くでき、しかも探査の死
角を生じない地中埋設物探査装置を提供することを目的
としている。

〔課題を解決するための手段〕

上記の目的を達成するために、本発明に係る地中埋設物
探査装置は、移動台車に搭載した送信アンテナを備えた
送信部と、前記台車に搭載した受信アンテナを備えた受
信部とを有し、前記送信アンテナから地中に向けて発射
した電波の反射波を、前記受信アンテナによって受信し
、電波の伝播時間より地中埋設物の位置を検出する地中
埋設物探査装置において、前記送信アンテナを複数設け
てこれらを千鳥状に、かつ相互に重複させて配列すると
ともに、前記送信アンテナの数より少ない１以上の前記
受信アンテナを前記送信アンテナ列に対面させて配置し
たこと特徴としている。

送信部は、各送信アンテナのそれぞれに接続した複数の
送信機と、これら各送信機を時分割に作動させる制御信
号を各送信機に送出する送信制御器とを有するように構
成することができる。また、受信部は、受信アンテナに
接続した受信機の出力信号に基づいて、各送信アンテナ
の発射した電波に対応した受信信号に応じて異なった色
の表示信号をカラー表示装置に出力する信号処理器を設
けるとよい。

〔作用〕

上記の如く構成した本発明は、複数の送信アンテナが相
互に重複するように配列しであるため、広い範囲を死角
を生ずることなく探査することできる。しかも、送信ア
ンテナの列に対面させて配置した受信アンテナは、送信
アンテナの数より少ないために、装置の小型化が図れる
とともに、装置を安価にすることができる。

送信部に送信制御器を設け、複数の送信機を時分割で作
動させるようにすると、受信した反射波の解析が容易と
なる。特に、受信部に信号処理器を設け、各送信アンテ
ナの発射した電波の受信信号に対応して、色の異なった
反射波による画像（エコー画像）をカラー表示装置に表
示するようにすると、探知した埋設物がどの送信アンテ
ナが発射した電波の反射波によるものかを容易に判別す
ることができる。

〔実施例〕

本発明に係る地中埋設物探査装置の好ましい実施例を、
添付図面に従って詳説する。

第１図は、本発明の地中埋設物探査装置の実施例の要部
を模式的に示した平面図である。

第１図において、移動台車１０上には、後述する送信部
を構成している３個の送信アンテナ１２ａ、、１２ｂ、
ｉ２ｃと、後述する受信部を構成している１個の受信ア
ンテナ１４とが搭載しである。

３個の送信アンテナ１２ａ、１２ｂ、１２Ｃはジクザグ
に配置してあり、３個中の２個の送信アンテナ１２ａ、
１２ｃが、矢印２６に示した移動台車１０の移動方向、
すなわち探査方向と直交した方向に並べて配置しである
。また、送信アンテナ１２ｂは、送信アンテナ１２ａ、
１２ｃを配置した線上から外れて配置され、両送信アン
テナ１２ａ、１２ｃの中間に位置していて、水平方向か
ら見た場合に、送信アンテナ１２ａ、１２ｃと重複する
ように配設されている。一方、受信アンテナ、１４は、
送信アンテナ１２ａ、１２ｃの送信アンテナ１２ｂを配
置した側と反対側において、送信アンテナ］、　２　ｂ
と対応した位置に配置しである。

第２図に示したように、送信部２９は、送信アンテナ１
２ａ、１２ｂ、１２ｃと送信機３０ａ、３０ｂ、３０Ｃ
とトリガ回路３２とからなり、各送信アンテナ１２ａ、
１．２ｂ、１２ｃのそれぞれが送信機３０ａ、３０ｂ、
３０Ｃに接続しである。

そして、これらの送信機３０ａ、３０ｂ、３０ｃは、ト
リガ回路３２からトリガ信号を同時に受けてパルス状の
送信電波を発生し、対応する送信アンテナ１２ａ、１２
ｂ、１２ｃを介して同時に地中に発射する。

受信部３３は、受信アンテナ１４、受信機３４、アヘレ
ージャ４０と信号処理器４２とからなっており、受信ア
ンテナ１４が受信機３４に接続してあって、地中３６を
伝播して埋設物３８等から反射してきた電波を検知して
受信機３４に導く。そして、受信機３４は、Ｉ・リガ回
路３２からトリガ信号を受け、この信号に同期して受信
アンテナ１４が検出した反射波を取り込んでアヘレージ
ャ４０を介して信号処理器４２に送る。

信号処理器４２には、フロッピーディスク装置などの記
憶装置４４とＣＲＴカラーデイスプレィなどの表示装置
４６とが接続してあり、所定のプログラムに従って求め
た演算結果に基づいてエコー画像を作成し、外部記憶装
置４４に格納するとともに表示装置４６に表示する。

上記の如く構成した実施例の作用は、次のとおりである
。

移動台車１０は、基準点に配置させられたのち、第１図
の矢印２６の方向に、探査計画線（図示せず）に沿って
移動させられる。そして、移動台車１０には、図示しな
い距離センサが搭載してあり、移動台車１０の移動距離
が検出されて、移動台車１０の基準点に対する位置が求
められる。

一方、トリガ回路３２は、予め定められた周期をもって
所定幅のパルスを発生し、送信機３０ａ、３０ｂ、３０
ｃと受信機３４とに送出する。各送信機３０ａ、３０ｂ
、３０ｃば、トリガ回路３２からパルスを受けると、所
定周波数の送信電波を発生し、対応する送信アンテナ１
２ａ、１２ｂ、１２ｃから同時に地中３６に発射する。

各送信アンテナ１２ａ、１２ｂ、１２ｃから発射された
電波は地中３６を伝播し、地中３６に埋設物３８が存在
すると、例えば第３図（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）のような
反射波（エコー）となって受信アンテナ１４に達し、第
３図（Ｄ）のような合成波として受信アンテナ１４に受
信される。

受信機３４ば、トリガ回路３２からトリガ信号を受ける
と、受信アンテナ１４が受信した信号を取り込み、増幅
してアヘレージャ４０に送る。アヘレージャ４０は、受
信機３４から入力してきた信号を平均化してノイズ成分
を除去し、信号処理器４２に送る。

信号処理器４２は、周知のレーダ方程式に基づいて送信
機３０ａ、３０ｂ、３０ｃが送信電波を発射した時刻と
、受信機３４が反射波を受信した時刻、とから、埋設物
３８によるエコー画像を求め、そのデータを外部記憶装
置４４に格納するとともに、ＣＲＴデイスプレィ４６に
エコー画像を表示する。

このように、実施例においては、３個の送信アンテナ１
２ａ、１２ｂ、１２ｃを相互に重複するように配置する
とともに、各送信アンテナ１２ａ、１２ｂ、１２ｃから
地中に発射した電波の反射波を１個の受信アンテナ１４
によって受信するようにしたことにより、死角を生ずる
ことなく広い範囲の探査が可能になるとともに、装置の
小型化を図ることができる。しかも、受信機３４以陣の
信号処理部における電子機器が１セツトでよいため、安
価な装置とすることができる。

第４図は、他の実施例のブロック図である。

第４図において、送信部２９には、送信機３０ａ、３０
ｂ、３０ｃを時分割に順次作動させる送信制御器５０が
設けである。この送信制御器５０は、トリガ回路３２と
分配器５２とからなり、分。

配器５２がトリガ回路３２からのトリガ信号を受けて送
信機３０ａ、３０ｂ、３０ｃを順次切り換えて作動させ
るようになっている。また、分配器５２は、作動させる
送信機を選択した信号を信号処理器４２に入力する。な
お、本実施例の受信部３３には、アベレージヤが省略し
てあり、受信機３４の出力信号が信号処理器４２に直接
入力するようにしである。

上記の如く構成した本実施例の作用は、次のとおりであ
る。

地中埋設物探査装置の図示しない電源がオンされると、
第５図のステップ６０に示したように、トリガ回路３２
が分配器５２と受信部３３の受信機３４とにトリガ信号
を出力する。分配器５２ば、トリガ回路３２からトリガ
信号が入力するごとに、送信機３０ａ、３０ｂ、３０ｃ
を順次切り換えて選択し、選択信号を受信部３３の信号
処理器４２に送るとともに、選択した送信機に作動信号
を送る。

すなわち、分配器５２は送信機３０ａを選択した場合、
送信機３０ａを選択した信号を信号処理器４２に送出し
、送信１３０ａに作動信号を送出する。そして、送信機
３０ａは、分配器５２から作動信号を受けるとパルス状
の送信電波を発生し、送信アンテナ１２ａを介して地中
に発射する（ステップ６２．６４）。

同様にして、分配器５２が送信機３０ｂを選択した場合
には、送信機３０ｂの選択信号が信号処理器４２に入力
するとともに、送信機３０ｂが送信電波を送信アンテナ
１２ｂを介して地中に向けて発射する（ステップ６２．
６６．６８）。また、送信機３０ｃが選択された場合に
は、その選択信号が信号処理器４２に入力するとともに
、送信機３０ａが送信アンテナ１２ｃを介して電波を地
中に向けて発射する（ステップ６２．６６．７０）。

一方、受信機３４は、トリガ回路３２からトリガ信号が
入力すると、この信号に同期して受信アンテナ１４が受
信したエコー、すなわち送信アンテナ１２ａ、１２ｂ、
１２ｃの発射した電波の反射波を取り込み、増幅して信
号処理器４２に入力する（ステップ７２）。

信号処理器４２は、受信機３４から受信信号が入力して
くると、その信号が送信ｍ３０ａ、３０ｂ、３０ｃの何
れが送信した電波によるものであるかを判断する。すな
わち、信号処理器４２は、分配器５２から送信機の選択
信号が入力してくると、分配器５２が何れの送信機を選
択した信号であるかを判断する。そして、信号処理器４
２は、送信機３０ａを選択した選択信号が受けたときに
、受信機３４から受信信号が入力してくると、受信信号
からエコー画像を求め、カラー表示装置４６に黄色の濃
淡によって表示しくステップ７４．７６）、ステップ６
０に戻る。

また、信号処理器４２は、分配器５２から送信機３０ｂ
を選択した信号を受けたときに、受信機３４から信号が
入力してくると、エコー画像を赤色の濃淡によってによ
ってカラー表示装置４６に表示しくステップ７４．７８
．８０）、ステップ６０に戻る。さらに、信号処理器４
２は、分配器５２から送信機３０ｃを選択した信号を受
けたときには、ステップ８０に示したように、エコー画
像を青色の濃淡によって表示装置４６に表示し、ステッ
プ６０に戻る。

上記の異なる色によるエコー画像の表示は、例えば第６
図に示すように、表示装置４６の縦の画素列５５ａを黄
色に表示し、画素列５５ｂを赤色をもって表示し、画素
列５５ｃを青色をもって表示する。なお、垂直走査の際
に、走査線を２本おきに飛越し走査し、３回の垂直走査
によって１画面を形成するとともに、各垂直走査のそれ
ぞれを黄、赤、青によって表示するようにしてもよい。

このようにしてエコー画像を表示すると、埋設置４物が大きい場合には、各送信アンテナ１２ａ、１２ｂ、
１２ｃが発射した電波よる反射波が強いため、黄、赤、
青のいずれもが濃く表示される。そして、例えば表示装
置４６に表示されたエコー画像の黄色が濃く、青が薄い
場合には、埋設物が送信アンテナ１２ａの下方に有るこ
とを容易に認識することができる。

このように、本実施例においては、３個の送信アンテナ
１２ａ、１２ｂ、１２ｃが発射した電波のそれぞれの反
射波に対応して表示装置４６に表示したエコー画像の色
を変えたことにより、どの電波のエコーによるものかを
容易に識別することができ、埋設物の位置等を容易に検
知することができる。

なお、各反射波によるエコー画像は、色を変えずに表示
してもよく、白黒表示でもよい。

前記各実施例においては、送信アンテナが３個の場合に
ついて説明したが、２個の送信アンテナを相互に重複す
るように配置してもよし、また４個以上の送信アンテナ
を相互に重複するように千鳥状（ジグザグ）に配置して
もよい。さらに、第７図に示したように、複数の送信ア
ンテナ１２ａ〜１２ｎを千鳥状に配列するとともに、送
信アンテナより少ない複数の受信アンテナ１４ａ〜１４
ｍを、この送信アンテナ１２ａ〜１２ｎの列の片側に沿
って列に対面させて配置してもよい。

〔発明の効果〕

以上に説明したように、本発明によれば、複数の送信ア
ンテナが相互に重複するように配列しであるため、広い
範囲を死角を生ずることなく探査することできる。しか
も、送信アンテナの列に対面させて配置した受信アンテ
ナは、送信アンテナの数より少ないために、装置の小型
化が回れるとともに、装置を安価にすることができる。

そして、送信部に送信制御器を設け、複数の送信機を時
分割で作動させるようにすると、受信信号の解析が容易
となる。特に、受信部に信号処理器を設け、各送信アン
テナの発射した電波の受信信号に対応して、色の異なっ
たエコー画像を表示装置に表示するようにすると、探知
した埋設物がどの送信アンテナが発射した電波の反射波
（エコー）によるものかを容易に判別することができる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例に係る地中埋設物探査装置の要
部を模式的に示した平面図、第２図は実施例の構成ブロ
ンク図、第３図は前記実施例の反射波の波形図、第４図
は他の実施例の構成ブロック図、第５図は第４図に示し
た実施例の動作を説明するフローチャート、第６図は各
反射波に対応して色を異ならせて表示する方法の一例の
説明図、第７図はさらに他の実施例のアンテナの配置を
示す模式図、第８図は従来の地中埋設物探査装置の説明
図、第９回は２台の地中レーダを用いた場合の探査範囲
の説明図、第１０図は従来の探査範囲に死角を生しさせ
ないための地中レーダの配置図である。１０−−−−移動台車、１２ａ〜１２　ｃ　−−−−−
送信アンテナ、１４−−−−−受信アンテナ、２９−−
一送信眼３３−−−−−受信部。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）移動台車に搭載した送信アンテナを備えた送信部
と、前記台車に搭載した受信アンテナを備えた受信部と
を有し、前記送信アンテナから地中に向けて発射した電
波の反射波を、前記受信アンテナによって受信し、電波
の伝播時間より地中埋設物の位置を検出する地中埋設物
探査装置において、前記送信アンテナを複数設けてこれ
らを千鳥状に、かつ相互に重複させて配列するとともに
、前記送信アンテナの数より少ない１以上の前記受信ア
ンテナを、前記送信アンテナ列に対面させて配置したこ
と特徴とする地中埋設物探査装置。
（２）前記送信部は、前記各送信アンテナのそれぞれに
接続した複数の送信機と、これら各送信機に接続され、
各送信機に制御信号を送出してそれぞれを時分割に作動
させる送信制御器とからなることを特徴とする請求項１
に記載の地中埋設物探査装置。
（３）前記受信部は、前記受信アンテナに接続した受信
機の出力信号に基づいて、前記各送信アンテナの発射し
た電波に対応した受信信号に応じて異なった色の表示信
号をカラー表示装置に出力する信号処理器を有すること
を特徴とする請求項２に記載の地中埋設物探査装置。