JPH0712954A - 地中埋設物探知方式及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 地中埋設物を電波の照射によって非接触で探
知する装置において、地表面からの不要反射波成分を除
去して探知精度を向上させること。 【構成】 地面に水平の方向に地面走査機８を移動し、
その間に空中線３から高周波送信機１により無変調電波
を放射し、その地面での反射波を空中線３を介して高周
波受信機２で受信し、その受信レベルを信号処理部１０
で分析して地中埋設物を探知する。このとき、超音波放
射器６から超音波パルス信号を放射し、その地表面での
反射波が超音波受感器７で受感するまでの時間を高度測
定部９で演算して地面走査機８の地表面からの高度信号
を同時に得、上記分析にあたり、予め作成してある受信
レベル信号と高度信号との相関を示す校正データを参照
して、地表面の凹凸によって生ずる不要反射波による受
信レベル変化分を上記受信レベルから除去し、埋設物か
らの反射波の受信レベル変化分のみを取り出す。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、無変調電波を使用し
て、浅い地中に埋設されている物体を非接触で探知する
地中埋設物探知方式及びこの方式による地中埋設物探知
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】地面を水平方向に走査する走査手段から
無変調電波を地面に向けて放射し、地表面近傍の積分値
としての反射係数の変化を、上記無変調電波の地面での
反射波の受信レベルの変化として検出することにより、
地中に埋設された物体を検知する地中埋設物探知装置が
公知である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】地中に埋設された目標
物体の電波に対する反射係数が小さい場合には、当該目
標物体からの反射波のレベルと、地表面の凹凸又は走査
手段に設けた空中線の地表面からの高度の変動による不
要反射波のレベルとが接近し、上記目標物からの反射波
の識別が難しくなる。

【０００４】このため、従来は、例えば特公平２−１３
７５６号に開示されているように、互に離隔して配置し
た複数の空中線で地表面からの反射波を受信し、これに
よって得られた複数の反射波受信レベルを減算処理して
地表面からの不要反射波を打消すようにして地中埋設物
からの反射波を検出するようにしているが、この方式で
は、地表面からの反射波の空中線への入射は当該空中線
の位置に無関係に均等レベルで生ずることを前提として
おり、地表面の状態によっては、上記不要反射波の打消
しが充分に行なわれず、また、減算処理によって地中埋
設物からの反射波の受信レベルも相対的に低下するた
め、特に反射係数の小さな目標物体に対してはＳ／Ｎ比
が極めて悪くなり、このような状況での埋設物の検出は
多くの条件を必要とする非常に複雑な処理を必要とす
る。

【０００５】そこで、本発明は、前記不要反射波成分を
含む検出信号レベルから真正な反射波（目標物体である
埋設物からの反射波）による信号レベルを簡単かつ確実
な方法で合理的に識別できる地中埋設物探知装置を提供
することを第１の課題とする。

【０００６】また、従来の地中埋設物探知装置は、一般
に地中埋設物の存在のみを検知するものであるため、探
知された地中埋設物が目標物体であるか否かは直ちに判
断することはできない。

【０００７】そこで、本発明は、探知データによって地
中埋設物の形状が判断でき、検出された地中埋設物が目
標物体であるか否かを識別できる地中埋設物探知装置を
提供することを第２の課題とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明は、地面に向けて放射した無変調電波の地面
での反射波の受信レベルを測定するとともに、上記無変
調電波を放射し、及び上記反射波に受感する空中線を備
えた地面走査手段の地表面からの高度を、例えば超音波
のような、電波とは物理的性質を異にする測定媒体で測
定するようにし、地中埋設物の探知に際しては、予め探
知地域における埋設物のない領域で、反射波の受信レベ
ルと地面走査手段の高度との関係を測定して、相互間の
相関データを校正データとして保持するようにし、上記
探知地域での地面走査手段による地面走査によって得ら
れた上記反射波の受信レベルデータと上記地面走査手段
の高度データとを上記校正データに基づいて処理するこ
とにより、上記受信レベルデータから地表面での不要反
射波による受信レベル変化分を可及的に除去し、これに
よって地中埋設物の存在を検知するようにしたものであ
り、また、上記地面走査手段を、走査方向と直交する方
向に複数個並べて設けることにより、地面の複数地点に
ついて、前記受信レベルデータと高度データを測定する
とともに、上記地面走査手段の走査移動距離を測定し、
前記校正データに基づく処理で得られた上記複数地点の
それぞれの受信レベル変化データを上記走査移動距離測
定で得られた距離データを軸として並列表示することに
よって、地中埋設物の形状を表示できるようにしたもの
である。

【０００９】

【作用】本発明では、地中埋設物以外からの反射波によ
る受信レベル変化分は、予め測定された地面走査手段の
高度と反射波受信レベルとの関係を示す校正データに基
いて除去されるので、地中埋設物からの反射波による受
信レベル変化分が補正処理によって大きく変動（低下）
することはなく、また、補正処理に用いる校正データは
地面走査手段の高度との相関を含んでいるため、走査時
に地面走査手段の地表面からの高度が変動しても、当該
変動による不要反射波成分が探知データに残ることはな
く、不要反射波による受信レベル変化分が効果的に除去
でき、地中埋設物の探知が確実に行なえる。

【００１０】

【実施例】図面はいずれも本発明の実施例を説明するも
ので、図１は第１実施例のブロック図、図２は第２実施
例のブロック図、図３は第１実施例及び第２実施例にお
ける高度測定部のブロック図、図４（Ａ）は地面走査機
の要部構造を示す斜視図、図４（Ｂ）は図４（Ａ）にお
けるＡ−Ａ断面図、図５（Ａ）〜（Ｃ）は校正データの
演算処理を説明する図、図６は第１実施例の埋設物探知
動作を説明する図、図７は第２実施例の埋設物探知動作
を説明する図である。

【００１１】最初に第１実施例の機器構成を説明する。

【００１２】第１実施例は図１に示すように、無変調の
高周波信号を生成して出力する高周波送信機１（第１の
送信機）と、地面（地表面及び地中）からの反射波（無
変調電波の反射波）を受信して、反射波の受信レベルに
比例する信号（受信レベル信号）を出力する高周波受信
機２（第１の受信機）と、上記高周波送信機１から高周
波信号が供給されて無変調電波を放射し、及び該無変調
電波の地面での反射波が入射して高周波信号を生起する
空中線３と、上記高周波送信機１の出力と上記高周波受
信機２の入力との間に介在し、上記空中線３を上記高周
波送信機１及び上記高周波受信機２に結合するサーキュ
レータ４と、超音波信号領域の周波数の交流パルス信号
（以下、パルス信号という。）を生成して出力するパル
ス信号送信機５（第２の送信機）と、該パルス信号送信
機５からパルス信号が供給されて超音波パルス信号を放
射する超音波放射器６と、該超音波放射器６からの超音
波パルス信号の地表面での反射波に受感して超音波パル
ス信号を生起する超音波受感器７と、上記空中線３、超
音波放射器６及び超音波受感器７を装着した地面走査機
８と、上記超音波受感器７からの超音波パルス信号を受
信し、上記パルス信号送信機５からのパルス信号の送出
時から当該超音波パルス信号の受信時までの時間差を演
算して上記地面走査機８の地表面からの高度に比例した
例えば電圧信号（高度信号）を出力する高度演算部９
と、上記高周波受信機２から出力される受信レベル信号
と上記高度測定部９から出力される高度信号を演算処理
して探知データを生成する信号処理部１０と、該信号処
理部１０におけるデータ処理に必要な各種データ（受信
レベル信号、高度信号及び後述の校正データ等）を記憶
するメモリ１１と、該信号処理部１０の演算処理の時間
基準となるクロック信号を生成するクロック発振器１２
と、該信号処理部１０が出力する探知データを表示する
データ表示部１３と、該データ表示部１３に表示する探
知データに地中埋設物の存在を示すデータが含まれると
きに警報音を発生し（可聴警報表示）、又は／及び警報
ランプを点灯（又は点滅）する（可視警報表示）警報表
示部１４と、地中埋設物探知装置（図１に示す装置）の
操作モードを設定するモード設定部１５で構成される。

【００１３】高度測定部９は、図３に示すように、超音
波受感器７からの超音波パルス信号を受信してパルス信
号を出力する超音波受信機９０１（第２の受信機）と、
高度演算部を構成する各部、すなわち、パルス信号送信
機５からのパルス信号でセットされ、上記超音波受信機
９０１からのパルス信号でリセットされることにより、
地面走査機８の地表面から高度に比例した長さの矩形信
号を出力するＳ／Ｒフリップフロップ９０２と、該Ｓ／
Ｒフリップフロップ９０２からの矩形信号の長さ測定の
ための時間基準信号（クロックパルス）を出力するクロ
ック発振器９０３と、上記Ｓ／Ｒフリップフロップ９０
２の出力と上記クロック発振器９０３の出力との論理積
によって上記矩形信号の長さに相当する数のクロックパ
ルスを出力するアンドゲート９０４と、該アンドゲート
９０４が出力するクロックパルスの数を計数するカウン
タ９０５と、該カウンタ９０５による計数出力（デジタ
ル値）を電圧（アナログ値）に変換して地面走査機８の
高度信号を出力するＤ／Ａ変換器９０６で構成されてい
る。

【００１４】以上の第１実施例の構成において、空中線
３は、高周波送信機１に直結される送信用空中線と、高
周波受信機２に直結される受信用空中線とで構成しても
よく、この場合には、サーキュレータ４は不必要とな
る。また、パルス信号送信機５と高度測定部９（超音波
受信機９０１）との間に切替器を介在させることによっ
て、超音波放射器６と超音波受感器７とを１つの超音波
振動器で兼用することも可能である。

【００１５】図４（Ａ），（Ｂ）に地面走査機８の構造
を示す。地面走査機８を構成する無変調電波の空中線３
と超音波放射器６及び超音波受感器７は、地面走査時の
電波及び超音波の照射範囲を狭く限定するためにホーン
型で構成される。

【００１６】すなわち、例えばアルミニウムのような金
属で下面を開口させて形成した矩形箱形の電磁ホーン８
０１と、該電磁ホーン８０１の側面から当該電磁ホーン
８０１の内部空間略中央部分に水平方向に突設した電力
共振棒８０２（共振体）とで前記空中線３が構成され、
電磁ホーン８０１の上面で、上記電力共振棒８０２に対
して互に対称となる位置に設けた孔８０３，８０４を通
して、振動面８０５Ａ，８０６Ａを当該電磁ホーン８０
１の内部に向けて配置した超音波振動子８０５，８０６
と、例えばマイラフィルムのような誘電率が非常に低い
（空気の誘電率に近い）部材で形成され、上記電磁ホー
ン８０１の内部空間内において、基部８０７Ａ，８０８
Ａを上記超音波振動子８０５，８０６の振動面８０５
Ａ，８０６Ａ側に固定し、開口部８０７Ｂ，８０８Ｂを
下側にして（開口方向を上記電磁ホーン８０１と同じ方
向として）取付けた超音波ホーン８０７，８０８で前記
超音波放射器６及び前記超音波受感器７が構成されてい
る。

【００１７】電力共振棒８０２は、電磁ホーン８０１の
側面に設けられた接栓８０９に直接固定されており、ま
た、超音波振動子８０５，８０６はゴムによるクッショ
ン材８１０，８１１を介在させてカバー８１２，８１３
によって上記電磁ホーン８０１の上面に固定されてい
て、それらの端子８０５Ｂ，８０６Ｂは電磁ホーン８０
１の適宜の個所（実施例では上面）に設けられた接栓８
１４に接続されており、電力共振棒８０２と前記サーキ
ュレータ４との間の接続は接栓８０９を介して、及び超
音波振動子８０５，８０６と前記パルス信号送信機５及
び高度測定部９との間の接続は接栓８１４を介してそれ
ぞれ行なわれる。

【００１８】また、超音波振動子８０５，８０６の振動
面８０５Ａ，８０６Ａ前方への上記超音波ホーン８０
７，８０８の取付けは、電磁ホーン８０１の上面に設け
られた孔８０３，８０４に、その基部８０７Ａ，８０８
Ａを接着固定して行なわれるが、この接着固定には、超
音波ホーン８０７，８０８の基部８０７Ａ，８０８Ａと
電磁ホーン８０１の孔８０３，８０４との間の隙間（孔
８０３，８０４の内径は基部８０７Ａ，８０８Ａの外径
より若干大きく設定されている。）に、例えばシリコン
系充填材のように、硬化後に弾力性を呈する充填剤８１
５，８１６を充填することによって行なわれる。

【００１９】以上のように構成された地面走査機８にお
いて、電磁ホーン８０１の内部空間には２つの超音波ホ
ーン８０７，８０８が存在するが、前記したように当該
超音波ホーン８０７，８０８は誘電率が非常に低い部材
を用いているため、電力共振棒８０２による無変調電波
の放射に支障が生ずることはなく、また、電磁ホーン８
０１への超音波振動子８０５，８０６及び超音波ホーン
８０７，８０８の固定にはそれぞれクッション材８１
０，８１１及び弾力性充填材８１５，８１６を介在させ
ているので、超音波振動が電磁ホーン８０１に伝わるこ
とはなく、従って、超音波信号の無変調電波への漏れ込
みが生ずることはない（無変調電波が超音波信号で変調
されることがない）ので、無変調電波の放射が擾乱され
ることはない。

【００２０】また、超音波ホーン８０７，８０８の存在
により、送信側の超音波振動子（例えば８０５）からの
超音波パルス信号が電力共振棒８０２で反射して受信側
の超音波振動子（例えば８０６）に直接入力することは
なく、及び、超音波振動子８０５，８０６の電磁ホーン
８０１への取付部分に緩衝材（クッション材８１０，８
１１、弾力性充填材８１５，８１６）が存在することに
より、超音波振動子８０５の振動が電磁ホーン８０１を
介して直接超音波振動子８０６に伝わることがないの
で、超音波パルス信号の出力側から入力側への漏れ込み
（地表面での反射を経ないで出力側から入力側に直接伝
わること）が生ずることもない。

【００２１】また、２つの超音波振動子８０５，８０６
は、電力共振棒８０２（電力給電点）に対して対称な位
置に設けられているので、地面走査機８の高度は、無変
調電波の放射方向真下において測定することができる。

【００２２】次に第１実施例の動作を説明する。

【００２３】高周波送信機１は常時無変調の高周波信号
を出力しており、この高周波信号はサーキュレータ４を
介して地面走査機８の空中線３（電力共振棒８０２）に
供給され、これによって空中線３から地面に向けて無変
調電波が放射される。

【００２４】空中線３から放射された無変調電波は、地
面に達すると地表面及び地中で反射し、これによって生
ずる反射波は空中線３に入射し、これによって空中線３
に高周波信号が誘起生成され、この高周波信号はサーキ
ュレータ４を介して高周波受信機２で受信され、当該高
周波受信機２は受信した高周波信号の受信レベルに比例
した受信レベル信号を出力する。

【００２５】また、パルス信号送信機５は一定周期でパ
ルス信号を出力しており、このパルス信号は地面走査機
８の超音波放射器６（超音波振動子８０５）に供給さ
れ、これによって超音波放射器６から地面に向けて超音
波パルス信号が放射される。

【００２６】超音波放射器６から放射された超音波パル
ス信号は、地面に達すると地表面で反射し（超音波パル
ス信号が地中に達して反射することはない。）これによ
って生ずる反射波は超音波受感器７（超音波振動子８０
６）に入射し、これによって超音波受感器７に超音波パ
ルス信号が誘起生成されて高度測定部９に当該超音波パ
ルス信号が入力される。

【００２７】高度測定部９は次のようにして地面走査機
７の高度を測定して高度信号を出力する。すなわち、パ
ルス信号送信機５は超音波放射器６にパルス信号を送出
するのと同じタイミングで当該高度測定部９にもパルス
信号（又は上記超音波放射器６へのパルス信号送出のた
めのトリガ信号）を送出しており、このパルス信号がＳ
／Ｒフリップフロップ９０２のセット端子Ｓに入力され
てその出力端子Ｑのレベルがプラスに反転し、これによ
ってアンドゲート９０４が開いてクロック発振器９０３
からのクロックパルスが当該アンドゲート９０４を介し
てカウンタ９０５に供給され、カウンタ９０５は上記ク
ロックパルスの計数を開始する。

【００２８】次に超音波受感器７からの超音波パルス信
号が高度測定部９に入力されると、当該超音波パルス信
号は超音波受信機９０１で受信され、これによって当該
超音波受信機９０１はＳ／Ｒフリップフロップ９０２の
リセット端子Ｒにパルス信号を出力し、これによってＳ
／Ｒフリップフロップ９０２の出力端子Ｑのレベルが再
度反転してマイナスレベルとなり、アンドゲート９０４
が閉じてクロック発振器９０３からのクロックパルスの
カウンタ９０５への出力が停止し、当該カウンタ９０５
の計数動作が停止する。

【００２９】また、このとき、超音波受信機９０１から
出力されるパルス信号は、図示しない手段によって若干
遅延されたのちカウンタ９０５及びＤ／Ａ変換器９０６
にも送出され、これによってＤ／Ａ変換器９０６から
は、そのときのカウンタ９０５の計数値に対応する電圧
信号を出力し、また、カウンタ９０５はリセットされ
て、次の計数動作に備える。

【００３０】上記Ｓ／Ｒフリップフロップ９０２がセッ
トされてからリセットされるまで（出力端子Ｑのレベル
がプラスに反転してから再度マイナスに反転するまで）
の時間は超音波パルス信号が地面走査機８と地表面との
間を往復する時間に相当し、この時間は地面走査機８の
地表面からの高さに比例する。従って、上記時間をあら
わしているカウンタ９０５の計数値を電圧値に変換した
Ｄ／Ａ変換器９０６からの電圧信号は、上記地面走査機
８の地表面からの高さに比例した信号となっており、こ
のようにして高度測定部９は地面走査機８の高度信号を
出力する。

【００３１】以上のようにして高周波受信機２から出力
された無変調電波の反射波の受信レベル信号と、高度測
定部９から出力された地面走査機８の高度信号とは、信
号処理部１０の処理によってメモリ１１に記憶される。
この記憶処理において、当該信号処理部１０に入力され
る上記受信レベル信号と高度信号はいずれもアナログ値
であるが、当該受信レベル信号と高度信号とは、信号処
理部１０自体が有するアナログ、デジタル変換機能によ
って同一基準に基づいたデジタルデータに変換され、メ
モリ１１に記憶される。

【００３２】信号処理部１０は、埋設物探知データを演
算する処理及び当該処理のための校正データを演算する
処理を行なう。

【００３３】まず、校正データの演算処理について説明
する。

【００３４】校正データを求めるために、探知操作に先
立って次の校正操作を行なう。すなわち、モード設定部
１５で校正モードに設定し、地中埋設物の探知地域内の
埋設物無埋設平坦地において、地面走査機８を、計測設
定高度に対して数センチメートル程度垂直上下方向に移
動させる。

【００３５】信号処理部１０は、この校正操作中に前記
動作で高周波受信機２から得られた受信レベル信号と高
度測定部９から得られた高度信号とをメモリ１１の各所
定エリアに記憶し、次に当該メモリ１１に記憶した受信
レベル信号と高度信号により校正データを作成する。

【００３６】図５は、校正データの作成演算処理を説明
するためにデータの１例を示したものであり、同図
（Ａ）は地面走査機８を移動させた時間と、移動中に得
られた高度信号（電圧値）との関係を示し、同図（Ｂ）
は地面走査機８を移動させた時間と、移動中に得られた
無変調電波反射波の受信レベル信号（電圧値）との関係
を示している。

【００３７】上記２つのデータは前記したように地面走
査機８の校正操作によってメモリ１１に記憶されてお
り、校正データの作成指示によって信号処理部１０は、
メモリ１１から同一移動時間（ｔ）における高度信号ｈ
（ｔ）と受信レベル信号ｖ（ｔ）を順次読み出し、これ
を例えば高度信号ｈ（ｔ）を横軸とし、受信レベル信号
ｖ（ｔ）を縦軸とする直交座標に移し替える。例えば、
移動時間ｔ１において、図５（Ａ）から高度信号はｈ
１、図５（Ｂ）から受信レベル信号はｖ１であり、これ
を図５（Ｃ）の座標上に移すとＰ点となる。この処理
を、校正データの全記録時間ｔ０〜ｔｎにわたり連続的
に行なうと、図５（Ｃ）に示す校正データが得られ、こ
の校正データはメモリ１１の所定のエリアに記憶され
る。

【００３８】以上のようにして作成された校正データ
は、地面走査機８の地表面からの高度と、無変調電波の
地面（地表面及び地中）からの反射波の受信レベルの強
さとの関係において、探知地域特有の地質等による反射
係数が反映したデータとなっている。

【００３９】次に地中埋設物の探知操作及びそのときの
データ処理について、図６を参照しながら説明する。

【００４０】地表面Ｐの状態及び埋設物Ｑの埋設個所は
図６、Ｄのようになっているものとする。

【００４１】地中埋設物の探知操作は、地面走査機８を
地表面Ｐに対して水平方向に移動させて行なう。このと
き、モード設定部１５で操作モードを探知モードに設定
しておく。

【００４２】地面走査機８の移動中、前記動作によっ
て、高周波受信機２はＡ点に図６、Ａに示すような受信
レベル信号を出力し、高度測定部９はＢ点に図６、Ｂに
示すような高度信号を出力する。

【００４３】上記受信レベル信号は、無変調電波の地表
面及び地中での全ての反射波成分を含むものであるた
め、図６、Ａに示すように、地表面Ｐの凹凸及び埋設物
Ｑの双方の存在を区別なく表わしている波形となる。一
方、高度信号は超音波信号の地表面Ｐでの反射成分のみ
を含むものであるため（超音波信号は地中には達しな
い）、図６、Ｂに示すように、地表面Ｐの凹凸の存在の
みを示す波形となる。

【００４４】信号処理部１０は、前記校正操作で既にメ
モリ１１に記憶保持されている校正データを用いて、上
記受信レベル信号から地表面での反射波に基づく受信レ
ベル変化分を除去するデータ校正処理を行なう。

【００４５】すなわち、図６に示すように、例えばＳ１
地点において得られた受信レベル信号がｖ、高度信号が
ｈ１であるものとすると、信号処理部１０では、前記図
５（Ｃ）に示すデータの参照によって上記高度信号ｈ₁
に対する地面のみからの反射波受信レベル信号がｖ１で
あることを認識し、上記Ｓ１地点での受信レベル信号ｖ
から上記校正データでの受信レベル信号ｖ１を差し引い
て真正の受信レベル信号ｖｋ得て、これを探知データと
する。この処理を全走査区域にわたって行ない、図６、
Ｃに示す探知データが得られる。このデータ校正処理
は、地面走査機８で検知した無変調電波の全ての反射波
成分を含む受信レベル信号から、地面走査機８の高度の
関数で表わされる地面のみからの反射波成分を差し引く
処理であり、これによって埋設物Ｑからの反射波成分を
損うことなく、地面からの不要反射波を、当該地面の地
表面状況（凹凸状況）とは無関係に取り除くことができ
る。以上のようにして探知データが得られると、信号処
理部１０は当該探知データをデータ表示部１３に表示
し、当該探知データに埋設物Ｑの存在を示すデータが含
まれるときには、警報表示部１４に可聴的又は／及び可
視的に警報表示を行なう。

【００４６】次に第２実施例を説明する。

【００４７】第２実施例は、図２に示すように、地面走
査機８を複数個（Ｎ個）設けたものであり（記号８１〜
８Ｎで示す。）、地面走査機８１〜８Ｎそれぞれに空中
線３１〜３Ｎ、超音波放射器６１〜６Ｎ及び超音波受感
器７１〜７Ｎが設けられている。また、この複数個の地
面走査機８１〜８Ｎは、走査方向と直交する一直線上
に、通常は等間隔に配置される。

【００４８】地面走査機８が複数個であることに伴な
い、当該地面走査機８１〜８Ｎ中の空中線３１〜３Ｎ、
超音波放射器６１〜６Ｎ及び超音波受感器７１〜７Ｎを
順次それぞれサーキュレータ４、パルス信号送信機５及
び高度測定部９に切替接続制御する地面走査切替部１６
が設けられ、また、後で述べる動作説明で作用が明らか
となる距離センサ１７が設けられる。

【００４９】以上の構成の他は、前記図１に示した第１
実施例と同じであり、また、高度測定部９の構成も前記
図３と同じであり、地面走査機８１〜８Ｎの構造も、そ
れぞれが前記図４に示した構造と同じである。

【００５０】また、上記地面走査機８１〜８Ｎは、走行
車両に取付けられ、取付方向は車両走行方向と直交する
方向で、一直線上等間隔に配置され、当該走行車両の車
軸に連係させて距離センサ１７が取付けられる。距離セ
ンサ１７としては、例えばロータリエンコーダが用いら
れる。

【００５１】また、信号処理部１０での各種処理と、地
面走査機８１〜８Ｎのおのおのから入力させるデータ
（信号）とを対応ずけるために、当該信号処理部１０の
作動時間基準と地面走査切替部１６の作動時間基準とを
同一とし、このため、それぞれへは１つのクロック発振
器１２から同じクロックパルスを供給するようにしてあ
る。

【００５２】校正データの演算処理及び埋設物探知の際
のデータ処理は、地面走査機８１〜８Ｎ個々についてみ
れば、基本的には前記第１実施例と同様である。すなわ
ち、第２実施例では、走査地面上のＮ本の走査線（トラ
ック）に沿って同時に探知動作を行なうものであり、地
面走査切替部１６における切替速度を走行車両の速度に
比べて速くすることにより、前記第１実施例の地中埋設
物探知装置をＮ台並べて使用するのと同じ結果が得られ
ることとなる。

【００５３】また、第２実施例では、各地面走査機８１
〜８Ｎで得られた探知データを距離センサ１７から得ら
れた移動距離信号を軸としてデータ表示部１３に連続的
に表示することにより、埋設物の形状の概略を知ること
ができる。

【００５４】すなわち、図７に示すように、埋設物Ｑの
形状が例えば円板形状である場合、各地面走査機８１〜
８Ｎからのデータ（各トラックのデータ）を、距離セン
サ１７が出力する距離信号と対応させて３次元表示すれ
ば、埋設物Ｑの周縁形状が概略表示されることとなり、
探知された埋設物が所期のものであるか否かの判断が可
能となる。

【００５５】

【発明の効果】以上に説明したように、本発明は、地面
を走査して得られた反射波の受信レベルを、予め測定し
てある地面走査手段の高度と受信レベルとの関係を示し
た校正データにより補正して探知データとするようにし
たものであり、補正処理により、地面からの不要反射波
による受信レベル変化分が効果的に除去でき、かつ地中
埋設物からの反射波の受信レベルが当該補正処理によっ
て低下することがないため、従来に比べてＳ／Ｎ比が飛
躍的に向上し、地中埋設物の探知が確実に行なえる。

【００５６】また、校正データは、地面走査手段の地表
面からの高度と関連づけられたデータであるので、地表
面の凹凸状況による受信レベル変化分は、上記高度との
関係により１回の補正処理で除去できることとなり、デ
ータ処理が極めて容易となる。

【００５７】また、地面走査手段を複数個用いて、同時
に複数のトラックに沿って地面走査を行ない、併せて当
該走査手段の移動距離を測定して、当該移動距離に対応
させて上記複数のトラック上の探知データを同時に表示
することにより、埋設物の概略形状を表示することがで
きるので、探知した埋設物が所期のものであるか否かも
容易に判断することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例のブロック図

【図２】本発明の第２実施例のブロック図

【図３】図１，図２における高度測定部９のブロック図

【図４】（Ａ）は本発明実施例に係る地面走査機８の斜
視図、（Ｂ）は、（Ａ）におけるＡ−Ａ断面図

【図５】（Ａ）〜（Ｃ）は校正データ演算処理を説明す
る図

【図６】第１実施例の動作説明図

【図７】第２実施例の動作説明図

【符号の説明】

１…高周波送信機 ２…高周波受信
機 ３，３１〜３Ｎ…空中線 ５…パルス信号
送信機 ６，６１〜６Ｎ…超音波放射器 ７，７１〜７Ｎ
…超音波受感器 ８，８１〜８Ｎ…地面走査機 ９…高度測定部 １０…信号処理部 １１…メモリ １３…データ表示部 １４…警報表示
部 １６…地面走査切替部 １７…距離セン
サ ９０１…超音波受信機 ９０２…Ｓ／Ｒ
フリップフロップ ９０５…カウンタ ９０６…Ｄ／Ａ
変換器 ８０１…電磁ホーン ８０２…電力共
振棒 ８０５，８０６…超音波振動子 ８０７，８０８
…超音波ホーン

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 柴田耕志 東京都文京区小石川２丁目５番７号 明星 電気株式会社内 (72)発明者 小菅文雄 東京都文京区小石川２丁目５番７号 明星 電気株式会社内

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 地面走査手段で地面を水平方向に走査し
   ながら該地面走査手段から地面に向けて無変調電波を放
   射し、該無変調電波の地面での反射波を受信して該反射
   波の受信レベルの分析により地中埋設物を探知するよう
   にした地中埋設物探知方式において、 上記反射波の受信レベルの測定とともに、上記地面走査
   手段の地表面からの高度の測定を行なうようにし、 地中埋設物の探知地域における埋設物無埋設領域で上記
   地面走査手段を垂直方向に変位させ、そのときの上記反
   射波の受信レベル変化と当該地面走査手段の高度変化を
   予め測定し、その相関を演算してこれを校正データとし
   て保持し、 上記探知地域での上記地面走査手段による水平方向への
   地面走査で得られた上記反射波の受信レベル信号と上記
   地面走査手段の高度信号とを上記校正データに基づいて
   処理することにより、上記受信レベル信号から上記無変
   調電波の地表面からの不要反射波による受信レベル変化
   分を可及的に除去した受信レベル補正データを得て、当
   該受信レベル補正データから地中埋設物の存在を検知す
   るようにした地中埋設物探知方式。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の地中埋設物探知方式に
   おいて、反射波の受信レベルの測定と地面走査手段の高
   度の測定を、地面走査方向と直交する方向に並べて設定
   した複数点の水平方向への同時走査で行なうとともに、
   上記地面走査手段の走査移動距離の測定を行なうように
   し、上記複数点のそれぞれの走査について得られた受信
   レベル補正データと上記走査移動距離の測定で得られた
   移動距離データから地中埋設物の存在及び当該地中埋設
   物の形状を検知するようにした地中埋設物探知方式。
3. 【請求項３】 地面走査手段の高度信号を、当該地面走
   査手段から放射した超音波パルス信号の放射時から、当
   該超音波パルス信号の地表面での反射波の受信時までの
   時間差に基づいて得るようにした請求項１又は請求項２
   に記載の地中埋設物探知方式。
4. 【請求項４】 無変調高周波信号を出力する第１の送信
   機と、該第１の送信機から無変調高周波信号が供給され
   ることにより地面に向けて無変調電波を放射する送信用
   空中線と、該送信用空中線から放射された無変調電波の
   地表面及び地中からの反射波が入射して無変調高周波信
   号を生起する受信用空中線と、該受信用空中線からの無
   変調高周波信号を受信してその受信レベル信号を出力す
   る第１の受信機と、送信パルス信号を出力する第２の送
   信機と、該第２の送信機から送信パルス信号が供給され
   ることにより地面に向けて超音波パルス信号を放射する
   超音波放射器と、該超音波放射器から放射された超音波
   パルス信号の地表面での反射波に受感して超音波パルス
   信号を生起する超音波受感器と、該超音波受感器からの
   超音波パルス信号を受信して受信パルス信号を出力する
   第２の受信機と、上記送信用空中線、上記受信用空中
   線、上記超音波放射器及び上記超音波受感器を取付けた
   地面走査機と、上記第２の送信機から出力された送信パ
   ルス信号と上記第２の受信機から出力された受信パルス
   信号との出力時間差を演算して上記地面走査機の地表面
   からの高度信号を得る高度演算部と、上記第１の受信機
   が出力する無変調電波の反射波の受信レベル信号を記憶
   する第１のメモリと、上記高度演算部が出力する地面走
   査機の高度信号を記憶する第２のメモリと、 探知地域の埋設物無埋設地点で上記地面走査機を上下さ
   せて行った測定により上記第１のメモリに記憶された受
   信レベル信号と上記第２のメモリに記憶された高度信号
   を処理して当該探知地域における上記受信レベル信号の
   校正データを求める校正データ演算部と、該校正データ
   演算部が出力する校正データを記憶する第３のメモリ
   と、上記探知地域において、上記地面走査機を地表面に
   沿って走査することにより、上記第１のメモリに記憶さ
   れた受信レベル信号と上記第２のメモリに記憶された高
   度信号とを、上記第３のメモリに記憶された校正データ
   に基いて処理することにより、上記無変調電波の地表面
   からの不要反射波による受信レベル変化分を可及的に除
   去し、当該無変調電波の地中埋設物の存在による受信レ
   ベル変化分を取り出すデータ処理部と、該データ処理部
   が出力する受信レベル変化データを探知データとして表
   示する表示部でなる地中埋設物探知装置。
5. 【請求項５】 請求項４に記載の地中埋設物探知装置に
   おいて、地面走査機を走査方向と直交する水平方向に複
   数個並べて設け、それぞれの地面走査機に設けた送信用
   空中線、受信用空中線、超音波放射器及び超音波受感器
   をそれぞれ第１の送信機、第１の受信機、第２の送信機
   及び第２の受信機に順次切替接続する切替制御部と、上
   記地面走査機の水平方向への走査移動距離を測定する距
   離センサを更に有し、 データ処理部では、上記複数個の地面走査機について、
   それぞれに受信レベル変化データを演算し、当該受信レ
   ベル変化データを上記距離センサが出力した移動距離デ
   ータを軸として表示部に並列表示することにより、埋設
   物の形状を表示するようにした地中埋設物探知装置。
6. 【請求項６】 第１の送信機の出力と第１の受信機の入
   力との間にサーキュレータを介在させ、送信用空中線と
   受信用空中線とを１個の空中線で兼用するようにした請
   求項４又は請求項５に記載の地中埋設物探知装置。
7. 【請求項７】 第２の送信機の出力と第２の受信機の入
   力との間に切替手段を介在させ、超音波放射器と超音波
   受感器とを１個の超音波振動器で兼用するようにした請
   求項４又は請求項５に記載の地中埋設物探知装置。
8. 【請求項８】 請求項６に記載の空中線の構成と、請求
   項７に記載の超音波振動器の構成を併有する請求項４又
   は請求項５に記載の地中埋設物探知装置。
9. 【請求項９】 データ処理部が出力する受信レベル変化
   データに埋設物の存在を示すレベル変化が含まれると
   き、警報を発生する可聴的又は／及び可視的表示手段を
   表示部に代え、又は表示部とともに有する請求項４又は
   請求項５に記載の地中埋設物探知装置。
10. 【請求項１０】 走行車両に複数個の地面走査機を、当
    該走行車両の走行方向と直交する水平方向直線上に並べ
    て設け、かつ当該走行車両の車軸に連係させて距離セン
    サを設けた請求項５に記載の埋設物探知装置。
11. 【請求項１１】 請求項４乃至請求項１０のいずれかに
    記載の地中埋設物探知装置に使用する地面走査機であっ
    て、 第１の送信機からの無変調高周波信号又は／及び地面か
    らの反射波で共振する共振体と、該共振体を内包する電
    磁ホーンで構成した送信用空中線及び受信用空中線又は
    送信受信兼用の空中線と、 誘電率が可及的に低い部材で形成され、開口方向を上記
    電磁ホーンの開口方向と一致させて上記電磁ホーンの内
    部に取付けた超音波ホーンと、該超音波ホーンの基部に
    取付けた超音波振動子で構成した超音波放射器及び超音
    波受感器又は超音波放射受感兼用の超音波振動器を有す
    る地面走査機。