JPH0990029A - Underground radar - Google Patents
Underground radarInfo
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- JPH0990029A JPH0990029A JP26464995A JP26464995A JPH0990029A JP H0990029 A JPH0990029 A JP H0990029A JP 26464995 A JP26464995 A JP 26464995A JP 26464995 A JP26464995 A JP 26464995A JP H0990029 A JPH0990029 A JP H0990029A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は地中の埋設物などを
探索したり、コンクリート内部の情報を探索したりする
のに用いるレーダ装置、いわゆる地中レーダに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a so-called underground radar, which is a radar device used to search for buried objects in the ground and information inside concrete.
【０００２】[0002]
【従来の技術】地中レーダは良く知られているように、
地中やコンクリート等の構造物に向けてレーダビームを
照射し、反射エコーを記録することによって内部の埋設
物等の探索を行う装置であるが、この探索のためには埋
設物の形状や地盤の特質等の被探索対象を三次元的な形
状として把握できることが望ましい。このため地中レー
ダでは図２（Ａ）に示すように、探索範囲１を所定間隔
Δｙごとに、ラインａ，ラインｂ，・・・と言うように
何回もラインスキャンし、図２（Ｂ）に示すように各ラ
インスキャンごとの断面映像データα，β・・・を取得
し、この複数枚の断面映像データをＸＹＺの三次元直交
座標に記憶させてボリュームデータを作成し、コンピュ
ータによるグラフィックス処理を行って、線形補間等の
補間処理やレイキャスティング等に代表されるレンダリ
ング処理を行って陰影付け等を行い、三次元的な映像デ
ータとして表示することで、埋設物等の被探索対象の三
次元的な形状把握を行っている。2. Description of the Prior Art Underground radars are well known,
It is a device that searches for buried objects inside by irradiating a structure such as underground or concrete with a radar beam and recording reflected echoes.For this search, the shape of the buried object and the ground are searched. It is desirable to be able to grasp the search target such as the characteristics of 3D as a three-dimensional shape. Therefore, in the ground radar, as shown in FIG. 2 (A), the search range 1 is line-scanned many times at predetermined intervals Δy such as line a, line b ,. ), The cross-sectional image data α, β ... For each line scan are acquired, and the plurality of cross-sectional image data are stored in the XYZ three-dimensional orthogonal coordinates to create volume data. Processing such as linear interpolation and rendering processing typified by ray casting etc. to perform shading and display as 3D video data, so that objects to be searched such as buried objects can be searched. Is grasping the three-dimensional shape.
【０００３】このようなボリュームデータの作成におい
ては、当然のことながら各断面映像データα，β・・・
のそれぞれのデータの三次元直交座標位置が、全て正確
に位置決めされていなければ線形補間等の補間処理が無
意味なものとなってしまう。従って従来の地中レーダで
は、図２（Ａ）に示すように、複数枚の断面映像データ
を取得するに際し、予め各ラインスキャン位置（ａ，
ｂ，・・・）に目標を置いたり、白線等で印しを付した
りしておき、これに沿って地中レーダを正確に実走させ
ることにより、取得する反射エコーの位置が、三次元直
交座標位置に一致するボリュームデータを得ることとし
ている。なお、このボリュームデータの作成およびグラ
フィックス処理については、本願出願人と同一出願人に
係わる特許出願（特願平６−３１７７３５号）において
も詳述している。In creating such volume data, it goes without saying that each sectional image data α, β ...
If all the three-dimensional orthogonal coordinate positions of the respective data are not correctly positioned, the interpolation processing such as linear interpolation becomes meaningless. Therefore, in the conventional ground-penetrating radar, as shown in FIG. 2A, when acquiring a plurality of cross-sectional image data, each line scan position (a,
(b, ...) by setting a target or marking it with a white line, etc., and by accurately running the ground-penetrating radar along this line, the position of the reflection echo to be acquired is the third order. The volume data that matches the original Cartesian coordinate position is obtained. The creation of the volume data and the graphics processing are also described in detail in the patent application (Japanese Patent Application No. 6-317735) relating to the same applicant as the present applicant.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】上記のように従来の地
中レーダでは、ボリュームデータを作成するに際し、得
られるデータの三次元直交座標位置を正確に位置付ける
ために、探索範囲に予め白線等で印しを付す等の前作業
を行い、この印しに沿って正確に地中レーダを実走させ
る方法を取っているが、このような従来の地中レーダで
は、印し付け等の前作業が煩わしいという問題がある。
また、付けた印しに沿って地中レーダを実走させるのは
人間が行っているため、地中レーダの実走が付けた印し
とズレてしまうことがあり、ズレて地中レーダが実走し
てしまうと得られるデータの座標位置にズレが生じる。
さらに、図３に示すように地表面１１等では一般的に多
少の凹凸があり、この凹凸により深度方向（Ｚ方向）の
位置ズレが生じる等、地中レーダを走行させる走行面の
不均一により、得られるデータの座標位置に高さ方向の
ズレが生じる。そして、このようなズレが生じると線形
補間等の補間処理が無意味なものとなってしまう等の問
題点があった。As described above, in the conventional ground-penetrating radar, when the volume data is created, in order to accurately locate the three-dimensional orthogonal coordinate position of the obtained data, a white line or the like is preliminarily set in the search range. Pre-work such as marking is done, and the method of running the ground-penetrating radar accurately along this mark is adopted.However, in such conventional ground-penetrating radar, pre-work such as marking is done. There is a problem that is annoying.
Also, since humans actually run the ground-penetrating radar along the markings attached, there are times when the actual running of the ground-penetrating radar may deviate from the markings that have been made. If the vehicle actually runs, the coordinate position of the obtained data will be displaced.
Further, as shown in FIG. 3, there are generally some irregularities on the ground surface 11 or the like, and the irregularities cause unevenness in the traveling surface on which the ground radar is traveling, such as a positional deviation in the depth direction (Z direction). , A deviation in the height direction occurs at the coordinate position of the obtained data. If such a deviation occurs, there is a problem that interpolation processing such as linear interpolation becomes meaningless.
【０００５】本発明はかかる問題点を解決するためにな
されたものであり、印しを付す等の前作業を行う必要な
く、且つ正確な三次元座標位置のボリュームデータが得
られる地中レーダを提供することを目的としている。The present invention has been made in order to solve such a problem, and provides an underground radar capable of obtaining accurate volume data of three-dimensional coordinate positions without the need for pre-work such as marking. It is intended to be provided.
【０００６】[0006]
【課題を解決するための手段】本発明に係わる地中レー
ダは、レーダビームを送受波するレーダ空中線部に三次
元位置センサを備え、この三次元位置センサからの三次
元位置情報を用いて、受信した反射エコーの位置をこの
三次元位置情報で逐次特定しながら三次元直交座標に変
換してボリュームデータを作成する手段を備えたことを
特徴とする。従って、探索範囲に予め白線等で印しを付
す等の前作業を必要とせず、また地中レーダの実走が予
め定めたラインからズレた場合や、探索表面に凹凸があ
るような場合でもボリュームデータ上のデータの三次元
直交座標位置がズレることがなくなる。A subsurface radar according to the present invention is provided with a three-dimensional position sensor in a radar antenna for transmitting and receiving a radar beam, and using three-dimensional position information from the three-dimensional position sensor, It is characterized in that it comprises means for creating volume data by converting the position of the received reflection echo into three-dimensional Cartesian coordinates while sequentially specifying the position of this reflected echo with this three-dimensional position information. Therefore, there is no need for pre-work such as marking the search range with a white line in advance, and even when the actual running of the underground radar deviates from a predetermined line or when there is unevenness on the search surface. The three-dimensional orthogonal coordinate position of the data on the volume data will not be displaced.
【０００７】[0007]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て説明する。図１は本発明の地中レーダの一実施形態を
説明するためのブロック図であり、図において、１０は
走行部、２０は表示処理部である。走行部１０におい
て、１０１はレーダ空中線部、１０２は送受信制御回路
であり、送受信制御回路１０２から出力される送信レー
ダパルスは、レーダ空中線部１０１を介して例えば地表
面から地中へ照射され、地中からの反射信号がレーダ空
中線部１０１を介して送受信制御回路１０２で受信さ
れ、表示処理部２０へ送られる。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below. FIG. 1 is a block diagram for explaining an embodiment of an underground radar of the present invention. In the figure, 10 is a traveling unit and 20 is a display processing unit. In the traveling unit 10, 101 is a radar antenna section, and 102 is a transmission / reception control circuit. A transmission radar pulse output from the transmission / reception control circuit 102 is emitted from the ground surface to the ground via the radar antenna section 101, for example. The reflection signal from the inside is received by the transmission / reception control circuit 102 via the radar antenna 101 and sent to the display processing unit 20.
【０００８】また、１０３は三次元位置センサで、例え
ばＧＰＳなどで構成され、レーダパルスを送受信するレ
ーダ空中線部１０１の三次元位置情報（ＧＰＳの場合、
ＧＰＳ衛星から送られてくる情報による絶対緯度，経
度，高度の位置情報となる）を出力する。１０４は受信
位置算出回路で、地中からの反射エコーを受信する度
に、三次元位置センサ１０３から得たそのときの空中線
１０１の三次元位置情報を表示処理部２０へ出力する。Reference numeral 103 denotes a three-dimensional position sensor, which is composed of, for example, a GPS or the like, and three-dimensional position information (in the case of GPS, of the radar antenna 101 for transmitting and receiving radar pulses
It outputs the absolute latitude, longitude, and altitude position information based on the information sent from the GPS satellites). A reception position calculation circuit 104 outputs the three-dimensional position information of the antenna 101 at that time obtained from the three-dimensional position sensor 103 to the display processing unit 20 each time a reflection echo from the ground is received.
【０００９】一方、表示処理部２０の受信データ座標位
置決定部２０１では、送受信制御回路１０２から送られ
てくる受信信号を、受信位置算出回路１０４から送られ
てくる三次元位置情報と、当該受信信号に含まれる反射
エコーの遅延時間等から、三次元直交座標における位置
を決定し、そのエコー強度と共に、ボリュームデータ生
成部２０２のメモリに、その三次元直交座標位置をもと
にデータを補間しながら順次格納して行き、ボリューム
データを作成する。従ってこのようにして作成されたボ
リュームデータは、三次元直交座標上での位置ズレの無
いボリュームデータとなる。以降、ボリュームデータ生
成部２０２で作成されたボリュームデータは、グラフィ
ック処理部２０３で等値面化等の補間処理や陰影付け処
理等のグラフィック処理が施されて出力画像生成部２０
４へ出力され、表示画像信号に変換されて表示部２０５
へ送られて映像表示される。On the other hand, in the reception data coordinate position determining unit 201 of the display processing unit 20, the reception signal transmitted from the transmission / reception control circuit 102 is converted into the three-dimensional position information transmitted from the reception position calculation circuit 104 and the reception. The position in the three-dimensional rectangular coordinates is determined from the delay time of the reflected echo included in the signal, and the echo intensity and the data are interpolated in the memory of the volume data generation unit 202 based on the three-dimensional rectangular coordinate position. While sequentially storing, volume data is created. Therefore, the volume data created in this way becomes volume data with no positional deviation on the three-dimensional orthogonal coordinates. After that, the volume data generated by the volume data generation unit 202 is subjected to graphic processing such as interpolation processing such as iso-surface conversion and shading processing in the graphic processing unit 203, and the output image generation unit 20.
4 and is converted into a display image signal and displayed on the display unit 205.
Sent to and the image is displayed.
【００１０】すなわち本実施形態の地中レーダでは、三
次元位置センサを備えることにより、受信する反射エコ
ーの反射位置を、常に三次元直交座標上で正確に位置決
めすることができるようになるため、作成されるボリュ
ームデータの座標位置がズレることがなくなる。また、
図３に示すような地表面１１に凹凸がある等、地中レー
ダの走行面（探索表面）に不均一があり、レーダ空中線
部１０１の深度方向（Ｚ方向）の位置が変動してしまう
ような場合でも、三次元位置センサ１０３により変動し
た三次元位置を常時特定できるので、三次元直交座標に
変換する場合でも、Ｚ方向の位置ズレを生じることはな
く、従って各反射エコーの位置は三次元直交座標で正確
に位置決めされたボリュームデータが得られることにな
る。That is, in the ground-penetrating radar of this embodiment, by providing the three-dimensional position sensor, the reflection position of the received reflection echo can always be accurately positioned on the three-dimensional Cartesian coordinates. The coordinate position of the created volume data will not be displaced. Also,
There is unevenness on the running surface (search surface) of the underground radar, such as the unevenness of the ground surface 11 as shown in FIG. 3, so that the position of the radar antenna 101 in the depth direction (Z direction) may change. Even in such a case, the changed three-dimensional position can always be specified by the three-dimensional position sensor 103, and therefore, even when the three-dimensional Cartesian coordinate is converted, the position shift in the Z direction does not occur, and therefore the position of each reflection echo is cubic. Volume data accurately positioned in original Cartesian coordinates will be obtained.
【００１１】なお上述の実施形態では、三次元位置セン
サにＧＰＳを使用する例を説明しているが、レーダ空中
線部１０１の三次元位置を常時検出できるセンサ等であ
れば良く、磁気センサやジャイロ等のあらゆる三次元位
置情報取得手段を使用することができる。In the above embodiment, an example in which GPS is used as the three-dimensional position sensor has been described. However, a sensor or the like capable of always detecting the three-dimensional position of the radar antenna 101, a magnetic sensor or a gyroscope may be used. Any three-dimensional position information acquisition means such as can be used.
【００１２】[0012]
【発明の効果】以上説明したように本発明の地中レーダ
は、三次元位置センサを設け、得られるデータの正確な
三次元位置を逐次特定して三次元直交座標に変換してボ
リュームデータを作成することができるので、ボリュー
ムデータ作成に当たって探索範囲に地中データを実走さ
せるライン位置に白線を引く等の前作業を必要とせず、
且つ正確な座標位置のボリュームデータが得られる。そ
の結果、線形補間等の補間処理が正確に行えるようにな
り、被探索対象の正確な三次元的映像データを表示でき
るという効果がある。As described above, the ground-penetrating radar of the present invention is provided with a three-dimensional position sensor, successively specifies an accurate three-dimensional position of the obtained data, and converts it into three-dimensional Cartesian coordinates to convert volume data. Since it can be created, it does not require pre-work such as drawing a white line at the line position to actually run underground data in the search range when creating volume data,
In addition, volume data of accurate coordinate position can be obtained. As a result, interpolation processing such as linear interpolation can be performed accurately, and there is an effect that accurate three-dimensional image data of the search target can be displayed.
【図１】本発明の一実施形態を説明するためのブロック
図である。FIG. 1 is a block diagram for explaining an embodiment of the present invention.
【図２】地中レーダにおける断面映像データの取得方法
を説明するための図である。FIG. 2 is a diagram for explaining a method of acquiring cross-sectional image data in an underground radar.
【図３】従来の地中レーダの問題点の一つを説明するた
めの図である。FIG. 3 is a diagram for explaining one of the problems of the conventional ground radar.
１０ 走行部 ２０ 表示処理部 １０１ レーダ空中線部 １０２ 送受信制御回路 １０３ 三次元位置センサ １０４ 受信位置算出回路 ２０１ 受信データ座標位置決定部 ２０２ ボリュームデータ作成部 ２０３ グラフィック処理部 ２０４ 出力画像生成部 ２０５ 表示部 Reference numeral 10 traveling unit 20 display processing unit 101 radar antenna 102 transmission / reception control circuit 103 three-dimensional position sensor 104 reception position calculation circuit 201 reception data coordinate position determination unit 202 volume data creation unit 203 graphic processing unit 204 output image generation unit 205 display unit
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 富田 雅晴 東京都三鷹市下連雀５丁目１番１号 日本 無線株式会社内 (72)発明者 須藤 雄基 東京都三鷹市下連雀５丁目１番１号 日本 無線株式会社内 (72)発明者 草野 裕久 東京都三鷹市下連雀５丁目１番１号 日本 無線株式会社内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Masaharu Tomita 5-1-1, Shimorenjaku, Mitaka-shi, Tokyo Within Japan Radio Co., Ltd. (72) Inventor Yuuki Sudo 5-1-1, Shimorenjaku, Mitaka-shi, Tokyo Japan Radio Incorporated (72) Inventor Hirohisa Kusano 5-1-1 Shimorenjaku, Mitaka City, Tokyo Within Japan Radio Co., Ltd.
Claims (1)
でラインスキャンして反射エコーを受信して行き、上記
探索範囲の上記所定間隔ごとの複数枚の断面映像データ
を取得し、複数枚の断面映像データからそれぞれ得られ
る反射エコーの位置を三次元直交座標に変換して記憶さ
せたボリュームデータを作成し、このボリュームデータ
から線形補間等の補間処理を行い、埋設物等の被探索対
象を三次元的な映像データとして出力する地中レーダに
おいて、 レーダビームを送受波する空中線部に三次元位置センサ
を備え、この三次元位置センサからの三次元位置情報を
用いて、受信した反射エコーの位置をこの三次元位置情
報で逐次特定しながら三次元直交座標位置に変換してボ
リュームデータを作成する手段、 を備えたことを特徴とする地中レーダ。1. A search area is line-scanned with a radar beam at predetermined intervals to receive reflected echoes to obtain cross-sectional image data of a plurality of cross-sections at the predetermined intervals of the search range. Volume data is created by converting the positions of the reflection echoes obtained from the video data into three-dimensional Cartesian coordinates and stored, and interpolation processing such as linear interpolation is performed from this volume data, and the search target such as an embedded object is cubic In the ground-penetrating radar that outputs the original image data, the antenna part that transmits and receives the radar beam is equipped with a three-dimensional position sensor, and the position of the reflected echo received using the three-dimensional position information from this three-dimensional position sensor. Under the ground, a means for creating volume data by converting the 3D position information into 3D Cartesian coordinate positions while sequentially specifying Over da.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26464995A JPH0990029A (en) | 1995-09-20 | 1995-09-20 | Underground radar |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26464995A JPH0990029A (en) | 1995-09-20 | 1995-09-20 | Underground radar |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0990029A true JPH0990029A (en) | 1997-04-04 |
Family
ID=17406294
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26464995A Pending JPH0990029A (en) | 1995-09-20 | 1995-09-20 | Underground radar |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0990029A (en) |
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- 1995-09-20 JP JP26464995A patent/JPH0990029A/en active Pending
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