JP3773353B2 - Method and apparatus for exploring buried object in underground propulsion method - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、推進体に設けられたレーダ送受信部が媒質中をその媒質中の物体に向かって移動しながら前記物体に波動信号を放射し、その放射した波動信号の前記物体からの反射信号を受信して、その受信した前記反射信号の信号強度データに基づいて前記物体の位置探査を行い、地中推進工法により地中に各種管路を敷設等する際の既存埋設管等の地中埋設物の破損を予防する地中推進工法における埋設物探査方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、埋設管や地中構造物等の地中埋設物の位置検出方法としては、地表面を移動しながら地表面から地中に向かって電磁波等の波動信号を放射し、地中の物体から反射してくる反射信号を受信して、受信した前記反射信号の信号強度に対する地表面の移動距離xと前記波動信号の前記物体からの反射時間tを座標(x,t)とする2次元画像データを生成して、その2次元画像データに対して合成開口処理やマイグレーション処理等の画像処理を行い、地中での波動信号の伝搬速度を推定して当該物体の位置検出を行っていた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した地表面からの位置検出における従来の伝搬速度推定では、上述の画像処理を精度よく実行するには、本出願時点で有効且つ実用的な計算機処理性能では前記マイグレーション処理の場合で約40秒程の処理時間が必要であり、リアルタイムで前方監視する必要のある地中推進工法では当該処理時間の大幅な短縮が必要である。例えば、地中推進工法の一種であるボアモア工法の場合、推進速度が標準で約30cm/分であるため、当該処理時間として数秒程度で処理できる位置検出方法が必要となる。
【0004】
また、地表面からの位置検出では、地中の推進方向に一致して必ずしも地表面から探査可能でない場合もあり、地中を推進しながらリアルタイムで物体の位置検出が精度よくでき、埋設管等の埋設物に推進ヘッドが接触して破損するのを確実に防止できることが望まれている。しかしながら、現状では、推進ヘッドに地中探査用レーダの送受信部を設け、単に前方障害物の有無を判断する機能を有するものが実用化されているに止まっており、かかる埋設物破損に対する予防は十分ではない。
【0005】
本発明は、上述の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、上記問題点を解消し、地中推進工法において、埋設管等の埋設物の破損を確実に防止できる埋設物探査方法及び装置を提供する点にある。
【0006】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するための本発明の第一の特徴構成は、地中推進工法における埋設物探査方法に関し、特許請求の範囲の欄の請求項1に記載した如く、推進体に設けられたレーダ送受信部が媒質中をその媒質中の物体に向かって移動しながら前記物体に波動信号を放射し、その放射した波動信号の前記物体からの反射信号を受信する送受信工程と、前記送受信工程で受信した前記反射信号の信号強度に対する前記物体に向かう移動距離xと前記波動信号の前記物体からの反射時間tを座標(x,t)とする2次元画像データを生成する2次元画像データ生成工程と、前記移動距離xと前記反射時間tで構成されるx−t平面上において、前記2次元画像データ生成工程で生成された前記2次元画像データの前記信号強度を、特定の移動距離xにおける反射時間t毎に、前記波動信号の前記媒質中における予め設定された複数の伝搬速度vi に対応する各傾きに沿って加算する信号強度加算工程と、前記信号強度加算工程で生成された前記各伝搬速度vi 毎の加算反射信号強度の収斂度から前記媒質中の伝搬速度vP を特定し、その伝搬速度vP を用いて前記物体までの距離を算出する物体距離算出工程とを、順次実行し、前記物体距離算出工程で算出された距離が所定値以下の場合に、前記推進体の前記物体へ向かう移動の停止を指示する点にある。
【0007】
同第二の特徴構成は、地中推進工法における埋設物探査方法に関し、特許請求の範囲の欄の請求項2に記載した如く、推進体に設けられたレーダ送受信部が媒質中をその媒質中の物体に向かって移動しながら前記物体に波動信号を放射し、その放射した波動信号の前記物体からの反射信号を受信する送受信工程と、前記送受信工程で受信した前記反射信号の信号強度に対する前記物体に向かう移動距離xと前記波動信号の前記物体からの反射時間tを座標(x,t)とする2次元画像データを生成する2次元画像データ生成工程と、前記移動距離xと前記反射時間tで構成されるx−t平面上において、前記2次元画像データ生成工程で生成された前記2次元画像データの前記信号強度を、特定の移動距離xにおける反射時間t毎に、前記波動信号の前記媒質中における予め設定された複数の伝搬速度vi に対応する各傾きに沿って加算する信号強度加算工程とを、順次実行し、前記信号強度加算工程で生成された前記各伝搬速度vi 毎の加算反射信号強度の前記各伝搬速度vi 毎に設定された所定の臨界反射時間tBi以下の領域内の振幅値が、所定の閾値ST 以上となる場合に、前記推進体の前記物体へ向かう移動の停止を指示する点にある。
【0008】
同第三の特徴構成は、地中推進工法における埋設物探査装置に関し、特許請求の範囲の欄の請求項3に記載した如く、媒質中をその媒質中の物体に向かって移動しながら前記物体に波動信号を放射し、その放射した波動信号の前記物体からの反射信号を受信するレーダ送受信部を推進体に設け、前記レーダ送受信部が受信した前記反射信号の信号強度に対する前記物体に向かう移動距離xと前記波動信号の前記物体からの反射時間tを座標(x,t)とする2次元画像データを生成する2次元画像データ生成手段と、前記移動距離xと前記反射時間tで構成されるx−t平面上において、前記2次元画像データ生成手段が生成した前記2次元画像データの前記信号強度を、特定の移動距離xにおける反射時間t毎に、前記波動信号の前記媒質中における予め設定された複数の伝搬速度vi に対応する各傾きに沿って加算する信号強度加算手段と、前記信号強度加算手段で生成した前記各伝搬速度vi 毎の加算反射信号強度の前記各伝搬速度vi 毎に設定された所定の臨界反射時間tBi以下の領域内の振幅値が、所定の閾値ST 以上となる場合に、前記推進体の前記物体へ向かう移動の停止を指示する推進停止手段とを備えてなる点にある。
【0009】
尚、上記第二及び第三の特徴構成において、加算反射信号強度の振幅値は、極性にかかわらず、その絶対値を意味する。
【0010】
以下に作用並びに効果を説明する。
本発明の第一の特徴構成によれば、前記2次元画像生成工程で、反射信号強度を例えば輝度表示して得られる2次元画像データにおける極大値、極小値等の特徴点は、前記物体が前記レーダ送受信部の進行方向前方に位置している場合は前記x−t平面上で直線上に配列し、前記物体が前記レーダ送受信部の進行方向から外れて斜め方向に位置する場合は地表面からの探査画像と同様に双曲線上に配列するので、前記反射信号強度の特徴点が直線上に配列している場合に、その配列方向の前記x−t平面上での傾き(Δx/Δt)が前記波動信号の前記媒質中の伝搬速度v、或いは、前記反射時間tが前記レーダ送受信部と前記物体との往復時間の場合は伝搬速度vの二分の一の値に相当し、前記信号強度加算工程を、所定の移動距離xの各反射時間t毎に前記配列方向に所定距離分実行することで、予め設定した伝搬速度vi の内、前記加算反射信号強度の収斂度の最も大きくなる伝搬速度をその媒質中の伝搬速度vP であるとして特定し、前記加算反射信号強度が所定の閾値を超える反射時間tを抽出し、その伝搬速度vP と反射時間tとから前記物体までの距離が算出でき、その距離が所定の閾値以下の場合に前記推進体の推進の停止を指示することで前記物体への接触を確実に防止でき、前記物体の破損を未然に回避することができるのである。
尚、前記物体が前記レーダ送受信部の進行方向から僅かに外れて斜め方向に位置する場合であっても、前記物体までの距離が離れている場合は、前記反射信号強度の特徴点が略直線上に配列し、同様の処理が可能であり、かかる場合であっても、前記物体への接触を確実に防止でき、前記物体の破損を未然に回避するこができるのである。
【0011】
以上、このように簡単な四則演算を繰り返すだけの計算処理で前記物体までの距離が算出できるため、上述の従来方法に比べて処理時間の大幅な短縮が図れると共に、操作者が前記物体までの距離を、前記2次元画像データの前記反射信号強度の極大値、極小値の配列画像から目測等によってマニュアルで求めるのに比べて、当該距離の算出が格段に高精度且つ高速化され、前記物体への接触を確実に防止できるのである。
【0012】
尚、前記波動信号が電磁波の場合、媒質の比誘電率εとその媒質中の伝搬速度vとの間に、c0 を光速として、v=c0 /ε1/2 の関係が成り立つが、前記伝搬速度vi を予め設定する代わりに、媒質中の伝搬速度vと一義的に対応する媒質の比誘電率εや、これらの等価な定数を設定しても同様の作用が得られる。
ところで、例えば媒質が地中の土壌である場合、その土質によって比誘電率εが異なり、通常の川砂の比誘電率が8、粘土の比誘電率が15であるのに対して、地下水を多く含有する土壌では、比誘電率が約80と大きくなる。
従って、本特徴構成によれば、前記物体距離算出工程の前半部分で、前記媒質中の伝搬速度vP から媒質の比誘電率εが特定され、或いは、前記信号強度加算工程で前記複数の伝搬速度vi を設定する代わりに、複数の比誘電率εi を設定する場合は、比誘電率εが直接特定されるため、その比誘電率εより同時に媒質の特性を知ることができ、例えば、地下水を多く含有する土壌である等の媒質自体に不都合がある場合等を事前に検知することもできるのである。
【0013】
同第二または第三の特徴構成によれば、上述の第一の特徴構成と略同様の効果が、前記物体までの距離を最終的に算出しなくても前記推進体の推進の停止を指示することができるため、より敏速な対応が可能となり前記物体への接触をより確実に防止できるのである。即ち、本特徴構成において、前記信号強度加算工程或いは手段で生成された前記各伝搬速度vi 毎の加算反射信号強度の振幅値の前記各伝搬速度vi 毎に設定された所定の臨界反射時間tBi以下の領域内のものが、所定の閾値ST 以上となる場合、その座標点(vi ,tj )は必ず所定の臨界距離以下となることから、前記推進体が前記物体に所定距離まで接近していることが簡易に且つ精度良く判定できるのである。
【0014】
ここで、前記閾値ST として前記レーダ送受信部が受信する反射信号強度の定常ノイズやランダムノイズを含むバックラウンドノイズを前記信号強度加算工程或いは手段で加算した場合のバックラウンドノイズレベルよりも相対的に一定レベル大きな信号値とすることで、これらノイズの影響を除去した高精度の判定が可能となるのである。特に、前記加算反射信号強度の振幅値をv−t平面上にプロットして、伝搬速度分布画像を生成して目視により判定する場合に、前記閾値ST による閾値処理を施すことで、容易に正確な判定が行えるようになるのである。尚、前記閾値ST として、例えば、前記バックラウンドノイズレベルよりも相対的に10dB(振幅で約3.16倍)大きな値が望ましい。
【0015】
【発明の実施の形態】
本発明に係る地中推進工法における埋設物探査方法及び埋設物探査装置を、地中埋設管等の埋設物探査に適用した実施の形態につき、図面に基づいて説明する。
【0016】
図1に示すように、地中推進工法で使用する推進装置システム10は、先端に掘削用のドリルを設けた地中推進移動用の推進ヘッド11と、この推進ヘッド11の基端側に接続され地上に配置される推進駆動装置12との間を連結する連結ロッド13と、これらの制御を行う制御装置14を搭載した制御車15とから構成される。尚、この構成は、従来のフローモール工法に使用される推進装置と基本的に同構成である。
【0017】
本実施形態では、前記推進ヘッド11に、媒質中(本実施形態においては地中)を低損失で伝送可能な中心周波数が例えば100MHz〜1GHzの単発パルスの波動信号を前記推進ヘッド11の先端部分から前方に向けて放射し、且つ、前記推進ヘッド11の推進方向前方に埋設された埋設管等の物体1に入射してその表面で反射散乱した反射波の一部を前記波動信号の反射信号として受信するレーダ送受信部2が設けられている。前記レーダ送受信部2は具体的には電磁波を送受信するアンテナと送受信用の電子回路を構成する電子回路部から構成されている。
更に、前記レーダ送受信部2が受信した前記反射信号を処理して本発明方法を具体的に実行する位置検出処理装置3が地上の前記制御車15内に前記制御装置14とともに設けられている。この位置検出処理装置3は、後述する本発明方法の主要な工程を、計算機処理によって実行する。また、この計算機処理は通常のストアードプログラム方式のコンピュータシステムで所定の実行プログラムを処理することで行われる。以上の構成より前記推進装置システム10に係る部分を除いたものが本発明に係る埋設物探査装置を構成するが、埋設物探査装置に前記推進装置システム10の一部または全部が含まれてもシステム全体としての機能は実質的には同じである。
【0018】
前記位置検出処理装置3は、図2に示すように、マイクロプロセッサ、半導体メモリ、磁気記憶装置、その他周辺デバイス等からなる一般的なコンピュータシステムと同等のハードウェア構成を有する演算処理部4と、入出力装置として、前記レーダ送受信部2が受信したアナログ信号である前記反射信号を入力可能なアナログ信号入力部5と、そのアナログ信号を所定分解能でリアルタイムに量子化するA/D変換部6、後述する種々の2次元画像データや処理結果を表示するCRTディスプレーや液晶ディスプレー等の画像表示装置7と、各種命令をキー入力可能なキーボード装置8等を具備している。尚、前記位置検出処理装置3の詳細なハードウェア構成は、上記の如く、一般的なコンピュータシステムと同様であるため、詳細な説明は割愛する。
【0019】
他方、前記位置検出処理装置3の機能的構成は、図2に示すように、前記レーダ送受信部2が受信した前記反射信号の信号強度に対する前記物体1に向かう移動距離xと前記波動信号の前記物体1からの反射時間tを座標(x,t)とする2次元画像データを生成する2次元画像データ生成手段20と、前記移動距離xと前記反射時間tで構成されるx−t平面上において、前記2次元画像データ生成手段20が生成した前記2次元画像データの前記信号強度を、特定の移動距離xにおける反射時間tj 毎に、前記波動信号の前記媒質中における予め設定された複数の伝搬速度vi に対応する各傾きに沿って加算する信号強度加算手段21と、前記信号強度加算手段21で生成した前記各伝搬速度vi 毎の加算反射信号強度Sijの前記各伝搬速度vi 毎に設定された所定の臨界反射時間tBi以下の領域内の振幅値が、所定の閾値ST 以上となる場合に、前記推進ヘッド11の推進を停止させるべく前記制御装置14に対して推進停止を指示、若しくは、操作者に対して警報を発する推進停止手段22と、前記信号強度加算手段21で生成した前記各伝搬速度vi 毎の前記加算反射信号強度Sijの収斂度から前記媒質中の伝搬速度vP を特定し、その伝搬速度vP を用いて前記物体1までの距離を算出する物体距離算出手段23とを、前記演算処理部4が備える構成となっている。
【0020】
図3に示すように、本実施の形態においては、前記埋設物探査装置が、送受信工程S1、2次元画像データ生成工程S2、信号強度加算工程S3、推進停止工程S4、物体距離算出工程S5の各工程を順次実行して、前記推進ヘッド11と前記物体1との間の距離を算出して、前記物体1の位置探査を行う。尚、前記推進停止工程S4は所定条件を満足した場合にのみ実行するものとする。
【0021】
前記送受信工程S1では、前記推進ヘッド11の推進によって前記レーダ送受信部2が前記物体1に向かって移動しながら、前記物体1に向かって、つまり推進方向前方に前記波動信号を放射し、その放射した波動信号の前記物体1からの反射信号を受信する。尚、受信した反射信号は、必要に応じて増幅処理または雑音除去処理を施して、前記位置検出処理装置3にリアルタイムで伝送する。
【0022】
前記2次元画像データ生成工程S2では、前記2次元画像データ生成手段20が、前記送受信工程S1で受信した前記反射信号を前記アナログ信号入力部5で受信した後に、前記A/D変換部6で反射信号の振幅値、つまり、反射信号強度を所定のサンプリング間隔(本実施形態では0.1406ns)で、所定のビット数のバイナリデータに量子化する。従って、ストローク計等により前記受信信号を受信する毎の前記物体1に向かう移動距離xが計算でき、この移動距離xと前記サンプリング間隔で計時される前記波動信号の前記物体1からの反射時間tを座標(x,t)とする2次元画像データを生成する。
【0023】
前記2次元画像データの一例として、図4に示すように、画像サイズが、横軸x(移動距離x)200ピクセル、縦軸y(反射時間t)256ピクセルで構成されている。前記移動距離xについては、実際の移動距離xP 、つまり前記推進ヘッド11の現在位置xP より推進方向側(+x方向)では反射信号を受信していないので反射信号強度は0として前記2次元画像データが生成されている。また、前記反射時間tは実際には前記波動信号放射時点を0nsとする前記波動信号が前記物体1を往復する伝搬時間のサンプリングタイミングを表しており、反射時間tの計測が0nsから36nsまで行われ、各移動距離x毎に256の反射時間tのサンプリング点での受信反射信号の量子化が行われている。
【0024】
また、所定のビット数で量子化された前記反射信号強度は、前記画像表示装置7においては、強度0を中間輝度で表示し、信号強度の極性が正の場合に高輝度で、負の場合に低輝度で表示している。尚、表示輝度の階調数は前記量子化ビット数で決定される。図4では、便宜上、中間輝度を紙面地色で、高輝度部分を破線、低輝度部分を実線で、模擬的に表示してある。
【0025】
図4に示す2次元画像データをより視覚的に理解するために、図5に、前記移動距離xの3点について、反射信号波形を3次元的に図示する。
【0026】
ところで、図4の2次元画像データの場合、受信反射信号の軌跡Tが直線であるため、その直線の延長線上の横軸xとの交点x0 (移動距離xの80ピクセル付近)に前記物体1が存在し、且つ、このまま直進すれば、前記物体1と衝突することが分かる。また、受信反射信号の軌跡Tが直線ではなく双曲線を描いておれば、前記物体1は前記推進ヘッド11の推進方向から斜め方向にずれていることが分かる。
このように、前記2次元画像データの画像表示より、推進方向前方に前記物体1が存在すると判明すれば、前記物体1までの距離を正確に計算するために、次工程以降の各処理を行う。
【0027】
前記信号強度加算工程S3を実行する前に、先ず、前記波動信号の前記媒質中の伝搬速度vを複数通り仮設定しテーブル化しておく。ここで、伝搬速度vとある移動距離xでの反射時間tとの関係は、t=2(x0 −x)/vで表され、前記軌跡Tの傾きが伝搬速度vの逆数の2倍に相当する。尚、前記軌跡Tの傾きと伝搬速度vとの関係は、前記2次元画像データの座標軸の取り方や前記反射時間tを往復時間とせずに片道の伝搬時間とすることによって変化する。
本実施形態では、前記複数の伝搬速度vi は次式の数1で定義される関係を満足するように予め20通りを仮設定している。iは1〜20の自然数である。
【0028】
【数1】
log10(v/c0 )=−0.4−(i−1)*0.02
【0029】
前記信号強度加算工程S3では、図3に示すように、前記信号強度加算手段21が、前記仮設定された20通りの伝搬速度vi をi=1〜20の順に逐次選択する(サブステップ#1)。
尚、前記各伝搬速度vi は予め仮設定したものを選択するのではなく、数1を計算して前記各伝搬速度vi を逐次設定しても構わない。
【0030】
次に、サブステップ#1で選択或いは設定された一つの伝搬速度vi に対して、その伝搬速度vi で特定されるx−t平面上の傾きに沿って、前記2次元画像データ生成工程S2で生成された前記2次元画像データの前記信号強度を加算する加算開始点の設定を行う。具体的には、現在位置である移動距離xP における縦軸y方向の各ピクセルに対応する反射時間tj を設定する(サブステップ#2)。
【0031】
次に、前記移動距離xP とサブステップ#2で設定された前記反射時間tj からなる座標点(xP ,tj )を始点として、サブステップ#1で設定された伝搬速度vi の二分の一に対応する傾き(Δx/Δt)で前記移動距離xP から−x方向へ16ピクセル分の移動距離x1 までの反射信号強度データを加算して、その加算反射信号強度をSijとする(サブステップ#3)。ここで、前記移動距離xP から前記移動距離x1 までの長さは、推進距離にして約20cmに相当する。
このように加算範囲を限定するのは、前記物体1から遠方になるほど受信する反射信号強度が小さくなり、更に、S/N比が悪くなる反射信号強度を、前記信号強度加算工程S3における加算処理から除外するためであり、加算結果である前記加算反射信号強度Sij自体のS/N比の向上が図れ、後行程における前記加算反射信号強度Sijの収斂度の判定がより明確になるのである。また、むやみに多くのデータの加算を繰り返さないため、処理時間の短縮が図れるのである。
【0032】
そして、その加算反射信号強度Sijを、横軸を前記伝搬速度vi 、縦軸を前記反射時間tj とするv−t平面上にプロットして、伝搬速度分布画像を生成する(サブステップ#4)。
【0033】
以上の要領で、サブステップ#1〜#4をi=1〜20、j=1〜256の範囲で繰り返し前記伝搬速度分布画像を完成して前記信号強度加算工程S3を終了する。尚、i、jの繰り返しループは特に何れが先であっても構わない。
【0034】
前記伝搬速度分布画像の一例として、図6に示すように、横軸i(伝搬速度vi 、i=1〜20、横軸方向数ピクセルを1データとして表示)、縦軸y(反射時間tj )256ピクセルとして構成されている。また、前記加算反射信号強度Sijは、図3に例示した前記2次元画像データと同様に前記画像表示装置7においては、強度0を中間輝度で表示し、信号強度の極性が正の場合に高輝度で、負の場合に低輝度で表示している。更に、便宜上、中間輝度を紙面地色で、高輝度部分を破線、低輝度部分を実線で、模擬的に表示してある。
【0035】
前記推進停止工程S4では、前記推進停止手段22が、前記信号強度加算工程で生成された前記各伝搬速度vi 毎の加算反射信号強度Sijに対して、所定の閾値ST より小さいものは0とし、前記閾値ST 以上となるものだけを、そのままの階調を維持したまま保存する閾値処理を施し(サブステップ#7)、前記閾値処理後の加算反射信号強度Sijの振幅値が前記各伝搬速度vi 毎に予め設定された所定の臨界反射時間tBi以下の領域内に存在するか否かを判定し(サブステップ#8)、存在しない場合は次ステップの前記物体距離算出工程S5に移行し、存在する場合は、前記推進ヘッド11の推進を停止させるべく前記制御装置14に対して推進停止を指示し(サブステップ#9)、前記物体距離算出工程S5に移行する。
【0036】
ここで、前記閾値ST としては、前記レーダ送受信部2が受信する反射信号強度の定常ノイズやランダムノイズを含むバックラウンドノイズを前記信号強度加算手段21が加算した場合のバックラウンドノイズレベルよりも相対的に10dB(振幅で約3.16倍)大きな値を使用する。この結果、前記閾値ST を前記バックラウンドノイズレベルより一定レベル以上大きな信号値とすることで、これらノイズの影響を除去した高精度の判定が可能となるのである。
また、前記各伝搬速度vi とそれに対応する前記各臨界反射時間tBiは次式の数2で表される関係にあり、数2で算出される臨界距離dB は、各i間で一定で、前記物体1への接近が許容される最短距離(例えば、30cm)となるように予め設定されている。
【0037】
【数2】
dB =vi *tBi/2
【0038】
前記物体距離算出工程S5では、前記物体距離算出手段23が前記信号強度加算工程S3で生成された前記伝搬速度分布画像の前記加算反射信号強度Sijの最大値よりその収斂度を判断し、当該最大値を与える前記媒質中の伝搬速度vP と前記移動距離xP における反射時間tP を決定し、前記物体1までの距離(x0 −xP )を次式の数3により算出する。
【0039】
【数3】
(x0 −xP )=vP *tP /2
【0040】
図6に示す伝搬速度分布画像の場合では、i=11、即ち、vP =7.536cm/ns(7.536*107 m/s)、j=92、即ち、tj =12.93ns、(x0 −xP )=48.73cmと算出される。
【0041】
更に、前記物体1までの距離算出に加えて、波動信号が電磁波であることから、前記伝搬速度vと前記媒質の比誘電率εとの関係は、c0 を光速として、v=c0 /ε1/2 で表され、前記伝搬速度vP の結果から、ε=15.8(粘土質)と判明し、地下水等を多量に含有していないと判定することができる。
【0042】
次に、本埋設物探査方法並びに装置の探査精度を確認するために、図7に示す実験用土槽16で本埋設物探査方法を実施した実験例を説明する。
本実験では前記物体1として口径25mmの鋼管を使用し、前記推進ヘッド11を前記物体1から50cmの距離から10cmの距離まで移動させながら、前記2次元画像データ生成工程S2、前記信号強度加算工程S3、前記推進停止工程S4を夫々実行して、2次元画像データ、加算反射信号強度Sij、前記閾値処理後の加算反射信号強度Sijを求めた。
【0043】
図8に、横軸が移動距離x(0〜160ピクセル)、縦軸が反射時間t(0〜20nsec)の画像サイズで表示した前記2次元画像データを示す。
図9に、前記閾値処理前の加算反射信号強度Sijを、横軸を前記伝搬速度vi (i=1〜20)、縦軸を前記反射時間tj (0〜20nsec)とするv−t平面上にプロットした伝搬速度分布画像として示す。
尚、図8に示す反射信号強度、及び、図9に示す前記加算反射信号強度Sijは、夫々図4及び図6と同じ要領で、強度0を中間輝度で表示し、信号強度の極性が正の場合に高輝度で、負の場合に低輝度で表示し、更に、便宜上、中間輝度を紙面地色で、高輝度部分を破線、低輝度部分を実線で、更に、ノイズ等の表示を割愛して模擬的に表示してある。
更に、前記各伝搬速度vi とそれに対応する前記各臨界反射時間tBiとの関係を、図9中に一点鎖線で示す。ここで、数2で算出される臨界距離dB は30cmとしている。従って、前記一点破線で示される臨界反射時間tBi線より上側(反射時間が小)の推進停止領域に信号強度の振幅値が前記閾値ST 以上の部分が存在すれば、前記推進ヘッド11の推進の停止を指示する。
【0044】
また、図9に示す伝搬速度分布画像より、最も収斂度の高い伝搬速度vi に対応してv=c0 /ε1/2 の関係から一義的に求まる媒質の比誘電率εが17.4と求まり、予め別途測定した本実験例で使用した土壌の比誘電率が約18であることから、本発明に係る埋設物探査方法での媒質中の伝搬速度推定精度が十分に実用に供せられるレベルであることが確認できた。
【0045】
図10に、前記閾値処理後の加算反射信号強度Sijを、横軸を前記伝搬速度vi (i=1〜20)、縦軸を前記反射時間tj を前記物体1までの距離d(0〜100cm)に変換し、v−d平面上にプロットした伝搬速度分布画像として示す。尚、この場合も、強度0を中間輝度で表示し、信号強度の極性が正の場合に高輝度で、負の場合に低輝度で表示し、更に、便宜上、中間輝度を紙面地色で、高輝度部分を破線、低輝度部分を実線で表示し、前記臨界距離dB (30cm)を一点破線で示してある。
尚、図10では前記閾値処理を施しているため、図9で表示を割愛したノイズや微弱な信号部分は除去されているため表示されない。
【0046】
以下に別実施形態を説明する。
〈1〉前記信号強度加算工程S3におけるサブステップ#3の前記加算反射信号強度Sijの計算において、前記移動距離x1 は必ずしも前記移動距離xP から−x方向へ16ピクセル分の位置でなくても構わない。
例えば、前記送受信工程S1を開始したx=0の位置であっても構わないし、前記送受信工程S1において初めて有効な信号強度を受信した位置を適宜使用するようにしても構わない。
【0047】
〈2〉上記実施の形態において、前記信号強度加算工程S3を実行後、前記推進停止手段22が前記推進停止工程S4を実行せずに、前記物体距離算出手段23が前記物体距離算出工程S5を実行し、そこで算出された前記物体1までの距離が前記臨界距離dB 以下の場合に、前記推進ヘッド11の推進の停止を指示するようにしても構わない。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る埋設物探査方法及び装置を適用する推進装置システムを示す説明図
【図2】本発明に係る埋設物探査方法を実行する位置検出処理装置を示すブロック図
【図3】本発明に係る埋設物探査方法の一実施の形態を説明するフローチャート
【図4】2次元画像データ生成工程で生成される2次元画像データの一例を示す説明図
【図5】図4に示す2次元画像データの一部の反射信号波形を3次元的に図示する反射信号波形図
【図6】信号強度加算工程で生成される伝搬速度分布画像の一例を示す説明図
【図7】本実験例に使用する実験用土槽を示す説明図
【図8】本実験例における2次元画像データ生成工程で生成される2次元画像データを示す説明図
【図9】本実験例における信号強度加算工程で生成される閾値処理前の伝搬速度分布画像を示す説明図
【図10】本実験例における閾値処理後の伝搬速度分布画像を示す説明図
【符号の説明】
1 物体
2 レーダ送受信部
3 位置検出処理装置
4 演算処理部
5 アナログ信号入力部
6 A/D変換部
7 画像表示装置
8 キーボード装置
10 推進装置システム
11 推進ヘッド
12 推進駆動装置
13 連結ロッド
14 制御装置
15 制御車
16 実験用土槽
20 2次元画像データ生成手段
21 信号強度加算手段
22 推進停止手段
23 物体距離算出手段
S1 送受信工程
S2 2次元画像データ生成工程
S3 信号強度加算工程
S4 推進停止工程
S5 物体距離算出工程[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
In the present invention, a radar transmission / reception unit provided in a propulsion body emits a wave signal to the object while moving in the medium toward the object in the medium, and a reflected signal of the emitted wave signal from the object is emitted. Receiving, performing position survey of the object based on the received signal strength data of the reflected signal, and underground burial such as existing buried pipes when laying various pipes in the ground by underground propulsion method The present invention relates to a buried object exploration method in an underground propulsion method for preventing damage to objects.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as a method of detecting the position of underground objects such as underground pipes and underground structures, wave signals such as electromagnetic waves are radiated from the ground surface to the ground while moving on the ground surface. A two-dimensional image that receives a reflected signal that is reflected and uses coordinates (x, t) as the movement distance x of the ground surface with respect to the signal intensity of the received reflected signal and the reflection time t of the wave signal from the object Data is generated, image processing such as synthetic aperture processing and migration processing is performed on the two-dimensional image data, and the propagation speed of the wave signal in the ground is estimated to detect the position of the object.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the conventional propagation velocity estimation in the above-described position detection from the ground surface, in order to execute the above-described image processing with high accuracy, the computer processing performance effective and practical at the time of the present application is about Processing time of about 40 seconds is required, and in the underground propulsion method that requires forward monitoring in real time, the processing time must be significantly reduced. For example, in the case of the boremore method, which is a kind of underground propulsion method, the propulsion speed is about 30 cm / min as a standard, so a position detection method that can be processed in about several seconds as the processing time is required.
[0004]
In addition, when detecting the position from the ground surface, it may not always be possible to search from the ground surface in line with the direction of propulsion in the ground, and it is possible to accurately detect the position of an object in real time while propelling in the ground. It is desired that the propulsion head can be reliably prevented from being damaged by contact with the buried object. However, at present, the propulsion head is provided with a transmission / reception unit for an underground exploration radar, and only a function of judging the presence or absence of a front obstacle has been put into practical use. Not enough.
[0005]
The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and its purpose is to solve the above-mentioned problems, and in the underground propulsion method, it is possible to reliably prevent damage to buried objects such as buried pipes. It is in providing a method and apparatus.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve this object, the first characteristic configuration of the present invention relates to a buried object search method in the underground propulsion method, and as described in
[0007]
The second characteristic configuration relates to a buried object exploration method in the underground propulsion method, and as described in
[0008]
The third characteristic configuration relates to a buried object exploration device in the underground propulsion method, and as described in
[0009]
In the second and third characteristic configurations, the amplitude value of the added reflected signal intensity means the absolute value regardless of the polarity.
[0010]
The operation and effect will be described below.
According to the first characteristic configuration of the present invention, in the two-dimensional image generation step, characteristic points such as a maximum value and a minimum value in the two-dimensional image data obtained by displaying the reflected signal intensity by, for example, luminance display, When the radar transmitter / receiver is positioned forward in the traveling direction, it is arranged on a straight line on the xt plane, and when the object is positioned obliquely away from the radar transmitting / receiving unit's traveling direction, the ground surface Since the characteristic points of the reflected signal intensity are arranged on a straight line, the inclination (Δx / Δt) of the arrangement direction on the x-t plane is arranged similarly to the search image from Is the propagation velocity v of the wave signal in the medium, or when the reflection time t is the round-trip time between the radar transmitter / receiver and the object, it corresponds to half the value of the propagation velocity v, and the signal intensity The addition process is repeated for each predetermined moving distance x. By executing a predetermined distance in the arrangement direction at each irradiation time t, the propagation speed having the maximum convergence of the added reflected signal intensity among the preset propagation speeds v i is determined as the propagation speed v P in the medium. The reflection time t in which the added reflected signal intensity exceeds a predetermined threshold is extracted, and the distance to the object can be calculated from the propagation velocity v P and the reflection time t, and the distance is a predetermined threshold. By instructing the propulsion unit to stop propulsion in the following cases, contact with the object can be reliably prevented, and damage to the object can be avoided in advance.
Even when the object is slightly off the traveling direction of the radar transmission / reception unit and is located in an oblique direction, if the distance to the object is far away, the characteristic point of the reflected signal intensity is substantially linear. The same processing can be performed by arranging them above, and even in such a case, contact with the object can be reliably prevented, and damage to the object can be avoided in advance.
[0011]
As described above, since the distance to the object can be calculated by a calculation process that simply repeats the four arithmetic operations in this way, the processing time can be significantly reduced as compared with the above-described conventional method, and the operator can move to the object. Compared with the case where the distance is manually determined from the array image of the maximum and minimum values of the reflected signal intensity of the two-dimensional image data by eye measurement or the like, the calculation of the distance is remarkably highly accurate and speeded up. It is possible to reliably prevent contact with the
[0012]
When the wave signal is an electromagnetic wave, a relationship of v = c 0 / ε 1/2 is established between the relative dielectric constant ε of the medium and the propagation speed v in the medium, where c 0 is the speed of light. A similar effect can be obtained by setting the relative dielectric constant ε of the medium that uniquely corresponds to the propagation speed v in the medium, or an equivalent constant thereof, instead of setting the propagation speed v i in advance.
By the way, when the medium is soil in the ground, for example, the relative permittivity ε varies depending on the soil quality, while the relative permittivity of ordinary river sand is 8 and the relative permittivity of clay is 15, whereas there is much groundwater. In the contained soil, the relative dielectric constant increases to about 80.
Therefore, according to this characteristic configuration, the relative dielectric constant ε of the medium is specified from the propagation velocity v P in the medium in the first half of the object distance calculating step, or the plurality of propagations in the signal intensity adding step. When setting a plurality of relative dielectric constants ε i instead of setting the speed v i , since the relative dielectric constant ε is directly specified, the characteristics of the medium can be known simultaneously from the relative dielectric constant ε, for example, It is also possible to detect in advance when the medium itself is inconvenient, such as soil containing a lot of groundwater.
[0013]
According to the second or third feature configuration, an effect substantially similar to that of the first feature configuration described above instructs to stop the propulsion of the propulsion body without finally calculating the distance to the object. Therefore, it is possible to respond more promptly and more reliably prevent contact with the object. That is, in this characteristic configuration, a predetermined critical reflection time set for each propagation velocity v i of the amplitude value of the added reflected signal intensity for each propagation velocity v i generated by the signal intensity addition step or means. t Bi as follows in the area is, if equal to or greater than a predetermined threshold value S T, given its coordinate point (v i, t j) from the always equal to or less than a predetermined critical distance, the propellant is on the object It is possible to easily and accurately determine that the vehicle is close to the distance.
[0014]
Here, the relative than back round noise level when the back round noise including stationary noise and random noise of the reflected signal intensities received by the radar transceiver unit as the threshold value S T obtained by adding by the signal strength adding step or means By making the signal value larger than a certain level, it is possible to make a highly accurate determination with the influence of these noises removed. In particular, the amplitude value of the sum reflection signal intensity is plotted on the v-t plane, when determining visually generate the propagation velocity distribution image, by performing threshold processing by the threshold value S T, easily An accurate determination can be made. As the threshold value S T, for example, (about 3.16 times the amplitude) relatively 10dB than the back round noise level greater value is desirable.
[0015]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
An embodiment in which the buried object exploration method and the buried object exploration device in the underground propulsion method according to the present invention are applied to exploration of buried objects such as underground pipes will be described with reference to the drawings.
[0016]
As shown in FIG. 1, a
[0017]
In the present embodiment, the
Further, a position
[0018]
As shown in FIG. 2, the position
[0019]
On the other hand, as shown in FIG. 2, the functional configuration of the position
[0020]
As shown in FIG. 3, in the present embodiment, the buried object exploration device includes a transmission / reception step S1, a two-dimensional image data generation step S2, a signal intensity addition step S3, a propulsion stop step S4, and an object distance calculation step S5. Each step is sequentially executed to calculate the distance between the
[0021]
In the transmission / reception step S1, the radar transmission /
[0022]
In the two-dimensional image data generation step S2, the two-dimensional image data generation means 20 receives the reflected signal received in the transmission / reception step S1 by the analog
[0023]
As an example of the two-dimensional image data, as shown in FIG. 4, the image size is composed of 200 pixels on the horizontal axis x (movement distance x) and 256 pixels on the vertical axis y (reflection time t). Regarding the movement distance x, since the reflected signal is not received on the actual movement distance x P , that is, on the propulsion direction side (+ x direction) from the current position x P of the
[0024]
The reflected signal intensity quantized with a predetermined number of bits is displayed in the
[0025]
In order to understand the two-dimensional image data shown in FIG. 4 more visually, FIG. 5 shows reflected signal waveforms in three dimensions for the three points of the movement distance x.
[0026]
By the way, in the case of the two-dimensional image data of FIG. 4, since the locus T of the received reflected signal is a straight line, the object is located at the intersection x 0 (near 80 pixels of the moving distance x) with the horizontal axis x on the extension line of the straight line. If 1 is present and the vehicle goes straight ahead, it can be seen that the
As described above, if it is determined from the image display of the two-dimensional image data that the
[0027]
Before executing the signal intensity adding step S3, first, a plurality of propagation speeds v of the wave signal in the medium are temporarily set and tabulated. Here, the relationship between the propagation speed v and the reflection time t at a certain moving distance x is represented by t = 2 (x 0 −x) / v, and the inclination of the locus T is twice the reciprocal of the propagation speed v. It corresponds to. Note that the relationship between the inclination of the trajectory T and the propagation velocity v changes depending on the way of taking the coordinate axes of the two-dimensional image data and the reflection time t as a one-way propagation time instead of a round trip time.
In this embodiment, the plurality of propagation velocities v i are temporarily set in advance so as to satisfy the relationship defined by the following equation (1). i is a natural number of 1-20.
[0028]
[Expression 1]
log 10 (v / c 0 ) = − 0.4− (i−1) * 0.02
[0029]
In the signal intensity adding step S3, as shown in FIG. 3, the signal intensity adding means 21 sequentially selects the 20 temporarily set propagation speeds v i in the order of i = 1 to 20 (substep #). 1).
Incidentally, each of the propagation velocity v i is not to select the one previously temporarily set, may be to calculate the
[0030]
Next, for the one propagation velocity v i selected or set in the
[0031]
Next, starting from the coordinate point (x P , t j ) composed of the movement distance x P and the reflection time t j set in
In this way, the range of addition is limited because the reflected signal intensity received as the distance from the
[0032]
Then, the added reflected signal intensity S ij is plotted on a vt plane with the horizontal axis representing the propagation velocity v i and the vertical axis representing the reflection time t j , thereby generating a propagation velocity distribution image (substep). # 4).
[0033]
In the above manner, the
[0034]
As an example of the propagation velocity distribution image, as shown in FIG. 6, the horizontal axis i (propagation velocity v i , i = 1 to 20, several pixels in the horizontal axis direction are displayed as one data), the vertical axis y (reflection time t j ) Configured as 256 pixels. Further, the added reflected signal intensity S ij is displayed in the
[0035]
In the propulsion stopping step S4, the propulsion stop means 22, to the addition reflected signal intensity S ij of the signal intensity addition each step the respective propagation velocity generated by v i, smaller than a predetermined threshold S T is 0, and only made with the threshold S T or more, subjected to a threshold process of saving while maintaining intact gradation (substep # 7), the amplitude value of the addition the reflected signal intensity S ij after the threshold processing It is determined for each propagation velocity v i whether or not it exists within a predetermined critical reflection time t Bi or less (substep # 8), and if not, the object distance calculation in the next step is performed. The process proceeds to step S5, and if it exists, the
[0036]
Here, as the threshold value S T, than back round noise level when the back round noise including stationary noise and random noise of the reflected signal intensities the
Each propagation velocity v i and each corresponding critical reflection time t Bi have a relation represented by the following equation (2), and the critical distance d B calculated by the equation (2) is constant between i. Therefore, the distance is set in advance so as to be the shortest distance (for example, 30 cm) at which the approach to the
[0037]
[Expression 2]
d B = v i * t Bi / 2
[0038]
In the object distance calculating step S5, the object distance calculating means 23 determines the convergence degree from the maximum value of the added reflected signal intensity S ij of the propagation velocity distribution image generated in the signal intensity adding step S3, and determining the propagation velocity v P and the moving distance x reflected at P time t P in the medium that gives the maximum value, the distance of the to the object 1 (x 0 -x P) is calculated by the
[0039]
[Equation 3]
(X 0 −x P ) = v P * t P / 2
[0040]
In the case of the propagation velocity distribution image shown in FIG. 6, i = 11, ie, v P = 7.536 cm / ns (7.536 * 10 7 m / s), j = 92, ie, t j = 12.93 ns. , (X 0 −x P ) = 48.73 cm.
[0041]
Furthermore, in addition to the distance calculation of the to the
[0042]
Next, in order to confirm the exploration accuracy of the buried object searching method and apparatus, an experimental example will be described in which the buried object searching method is performed in the
In this experiment, a steel pipe having a diameter of 25 mm is used as the
[0043]
FIG. 8 shows the two-dimensional image data displayed with the image size of the movement distance x (0 to 160 pixels) on the horizontal axis and the reflection time t (0 to 20 nsec) on the vertical axis.
In FIG. 9, the added reflected signal intensity S ij before the threshold processing is represented by v−, where the horizontal axis represents the propagation velocity v i (i = 1 to 20) and the vertical axis represents the reflection time t j (0 to 20 nsec). A propagation velocity distribution image plotted on the t plane is shown.
The reflected signal intensity shown in FIG. 8 and the added reflected signal intensity Sij shown in FIG. 9 are displayed in the same manner as in FIGS. Display high brightness when positive, low brightness when negative, and for the sake of convenience, intermediate brightness is displayed on paper, high brightness areas are indicated by broken lines, low brightness areas are indicated by solid lines, and noise is displayed. Omitted and displayed in a simulated manner.
Further, the relationship between each propagation velocity v i and each corresponding critical reflection time t Bi is shown by a one-dot chain line in FIG. Here, the critical distance d B calculated by the
[0044]
Further, from the propagation velocity distribution image shown in FIG. 9, the relative dielectric constant ε of the medium, which is uniquely determined from the relationship of v = c 0 / ε 1/2 corresponding to the propagation velocity v i having the highest convergence, is 17. Since the relative permittivity of the soil used in this experimental example separately measured in advance is about 18, the propagation speed estimation accuracy in the medium in the buried object search method according to the present invention is sufficiently practical. It was confirmed that the level was
[0045]
FIG. 10 shows the summed reflected signal intensity S ij after the threshold processing, the horizontal axis indicates the propagation velocity v i (i = 1 to 20), the vertical axis indicates the reflection time t j, and the distance d (to the object 1). 0 to 100 cm) and shown as a propagation velocity distribution image plotted on the vd plane. In this case as well, the
In FIG. 10, since the threshold processing is performed, the noise and weak signal portions omitted in FIG. 9 are not displayed because they are removed.
[0046]
Another embodiment will be described below.
<1> In the calculation of the added reflected signal intensity S ij in
For example, the position of x = 0 where the transmission / reception process S1 is started may be used, or the position where the effective signal intensity is received for the first time in the transmission / reception process S1 may be used as appropriate.
[0047]
<2> In the above embodiment, after executing the signal intensity adding step S3, the
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory diagram showing a propulsion device system to which an embedded object searching method and apparatus according to the present invention are applied. FIG. 2 is a block diagram showing a position detection processing apparatus for executing an embedded object searching method according to the present invention. FIG. 4 is an explanatory view showing an example of two-dimensional image data generated in the two-dimensional image data generating step. FIG. 5 is an explanatory view showing an example of the embedded object searching method according to the present invention. FIG. 6 is an explanatory diagram showing an example of a propagation velocity distribution image generated in the signal intensity addition process. FIG. FIG. 8 is an explanatory diagram showing the experimental soil tank used in the example. FIG. 8 is an explanatory diagram showing the two-dimensional image data generated in the two-dimensional image data generating step in the present experimental example. FIG. Generated before threshold processing Explanatory view showing a propagation velocity distribution image after the threshold process in the diagram Figure 10 This experiment example showing velocity distribution image EXPLANATION OF REFERENCE NUMERALS
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記送受信工程で受信した前記反射信号の信号強度に対する前記物体に向かう移動距離xと前記波動信号の前記物体からの反射時間tを座標(x,t)とする2次元画像データを生成する2次元画像データ生成工程と、
前記移動距離xと前記反射時間tで構成されるx−t平面上において、前記2次元画像データ生成工程で生成された前記2次元画像データの前記信号強度を、特定の移動距離xにおける反射時間t毎に、前記波動信号の前記媒質中における予め設定された複数の伝搬速度vi に対応する各傾きに沿って加算する信号強度加算工程と、
前記信号強度加算工程で生成された前記各伝搬速度vi 毎の加算反射信号強度の収斂度から前記媒質中の伝搬速度vP を特定し、その伝搬速度vP を用いて前記物体までの距離を算出する物体距離算出工程とを、順次実行し、
前記物体距離算出工程で算出された距離が所定値以下の場合に、前記推進体の前記物体へ向かう移動の停止を指示することを特徴とする地中推進工法における埋設物探査方法。A transmission / reception process in which a radar transmission / reception unit provided in the propulsion body emits a wave signal to the object while moving in the medium toward the object in the medium, and receives a reflection signal of the emitted wave signal from the object When,
Two-dimensional image data for generating two-dimensional image data having coordinates (x, t) as a moving distance x toward the object with respect to the signal intensity of the reflected signal received in the transmission / reception step and a reflection time t of the wave signal from the object An image data generation process;
The signal intensity of the two-dimensional image data generated in the two-dimensional image data generation step on the x-t plane constituted by the movement distance x and the reflection time t is the reflection time at a specific movement distance x. a signal intensity addition step of adding along each slope corresponding to a plurality of preset propagation velocities v i in the medium of the wave signal at every t;
The propagation velocity v P in the medium is specified from the convergence of the added reflected signal intensity for each propagation velocity v i generated in the signal intensity addition step, and the distance to the object is determined using the propagation velocity v P. Sequentially executing the object distance calculating step of calculating
A buried object exploration method in an underground propulsion method, wherein when the distance calculated in the object distance calculation step is equal to or less than a predetermined value, the propulsion body is instructed to stop moving toward the object.
前記送受信工程で受信した前記反射信号の信号強度に対する前記物体に向かう移動距離xと前記波動信号の前記物体からの反射時間tを座標(x,t)とする2次元画像データを生成する2次元画像データ生成工程と、
前記移動距離xと前記反射時間tで構成されるx−t平面上において、前記2次元画像データ生成工程で生成された前記2次元画像データの前記信号強度を、特定の移動距離xにおける反射時間t毎に、前記波動信号の前記媒質中における予め設定された複数の伝搬速度vi に対応する各傾きに沿って加算する信号強度加算工程とを、順次実行し、
前記信号強度加算工程で生成された前記各伝搬速度vi 毎の加算反射信号強度の前記各伝搬速度vi 毎に設定された所定の臨界反射時間tBi以下の領域内の振幅値が、所定の閾値ST 以上となる場合に、前記推進体の前記物体へ向かう移動の停止を指示することを特徴とする地中推進工法における埋設物探査方法。A transmission / reception process in which a radar transmission / reception unit provided in the propulsion body emits a wave signal to the object while moving in the medium toward the object in the medium, and receives a reflection signal of the emitted wave signal from the object When,
Two-dimensional image data for generating two-dimensional image data having coordinates (x, t) as a moving distance x toward the object with respect to the signal intensity of the reflected signal received in the transmission / reception step and a reflection time t of the wave signal from the object An image data generation process;
The signal intensity of the two-dimensional image data generated in the two-dimensional image data generation step is expressed as a reflection time at a specific movement distance x on an x-t plane composed of the movement distance x and the reflection time t. a signal intensity addition step of adding along each inclination corresponding to a plurality of preset propagation velocities v i in the medium of the wave signal every t,
An amplitude value in a region of a predetermined critical reflection time t Bi or less set for each propagation velocity v i of the added reflected signal strength for each propagation velocity v i generated in the signal intensity addition step is predetermined. buried objects exploration method in underground jacking method, characterized in that the when equal to or greater than the threshold value S T, instructs the stop of the movement towards the object of the propellant.
前記レーダ送受信部が受信した前記反射信号の信号強度に対する前記物体に向かう移動距離xと前記波動信号の前記物体からの反射時間tを座標(x,t)とする2次元画像データを生成する2次元画像データ生成手段と、
前記移動距離xと前記反射時間tで構成されるx−t平面上において、前記2次元画像データ生成手段が生成した前記2次元画像データの前記信号強度を、特定の移動距離xにおける反射時間t毎に、前記波動信号の前記媒質中における予め設定された複数の伝搬速度vi に対応する各傾きに沿って加算する信号強度加算手段と、
前記信号強度加算手段で生成した前記各伝搬速度vi 毎の加算反射信号強度の前記各伝搬速度vi 毎に設定された所定の臨界反射時間tBi以下の領域内の振幅値が、所定の閾値ST 以上となる場合に、前記推進体の前記物体へ向かう移動の停止を指示する推進停止手段とを備えてなる地中推進工法における埋設物探査装置。Providing a propulsion unit with a radar transmission / reception unit that radiates a wave signal to the object while moving toward the object in the medium, and receives a reflected signal from the object of the radiated wave signal,
Generates two-dimensional image data with coordinates (x, t) representing a moving distance x toward the object with respect to the signal intensity of the reflected signal received by the radar transceiver and a reflection time t of the wave signal from the object 2 Dimensional image data generating means;
The signal intensity of the two-dimensional image data generated by the two-dimensional image data generation unit is expressed as a reflection time t at a specific movement distance x on an x-t plane constituted by the movement distance x and the reflection time t. Signal intensity adding means for adding each wave signal along each slope corresponding to a plurality of preset propagation velocities v i in the medium;
An amplitude value in a region of a predetermined critical reflection time t Bi or less set for each of the propagation speeds v i of the added reflected signal intensity for each of the propagation speeds v i generated by the signal intensity adding means is a predetermined value. If equal to or greater than the threshold value S T, buried object locator of the ground jacking method comprising a propulsion stop means for instructing a stop of the movement towards the object of the propellant.
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JP08460898A JP3773353B2 (en) | 1998-03-30 | 1998-03-30 | Method and apparatus for exploring buried object in underground propulsion method |
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