特許 6442220 探査方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6442220

(24)【登録日】2018年11月30日

(45)【発行日】2018年12月19日

(54)【発明の名称】探査方法

(51)【国際特許分類】

   G01S 13/88 20060101AFI20181210BHJP

   G01S 7/32 20060101ALI20181210BHJP

   G01S 15/89 20060101ALI20181210BHJP

   G01V 1/00 20060101ALI20181210BHJP

   G01V 15/00 20060101ALI20181210BHJP

【ＦＩ】

   G01S13/88 200

   G01S7/32 250

   G01S15/89 A

   G01V1/00 B

   G01V15/00

【請求項の数】5

【全頁数】17

(21)【出願番号】特願2014-211044(P2014-211044)

(22)【出願日】2014年10月15日

(65)【公開番号】特開2016-80483(P2016-80483A)

(43)【公開日】2016年5月16日

【審査請求日】2017年6月26日

【前置審査】

(73)【特許権者】

【識別番号】000000284

【氏名又は名称】大阪瓦斯株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001818

【氏名又は名称】特許業務法人Ｒ＆Ｃ

(72)【発明者】

【氏名】綱崎 勝

【審査官】 安井 英己

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００３−０９８２６３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１０−１５３６６７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−３１６３２０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０９−２８１２２９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０００−０７５０２５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−０９８１１２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−３００３１５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−１０３２１２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｓ ７／００− ７／６４，

Ｇ０１Ｓ １３／００−１７／９５，

Ｇ０１Ｖ １／００−９９／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

媒質の表面である媒質表面に走査ラインを設定する走査ライン設定ステップと、
前記走査ラインに沿って走査しながら、電磁波または音波による波動信号を前記媒質中へ放射し、前記媒質中に存在する物体からの反射信号を受信する送受信ステップと、
前記媒質表面上において前記送受信ステップで走査した各位置で、当該位置において受信された前記反射信号に基づき媒質中に物体が存在する確率を示す指標値を決定し、決定した前記指標値を平面上にマッピングした探査マップを生成する探査マップ生成ステップと、を順次実行し、
前記探査マップを用いて所定の探査領域における前記物体の有無を判定する探査方法であって、
前記媒質表面を直線状に切断するにあたり、
前記走査ライン設定ステップにおいて、
前記走査ラインを、直線状に切断する予定の切断箇所を囲む形態で設定し、
前記切断箇所を１つの前記探査領域内に位置させ、
前記探査マップ生成ステップにより生成した前記探査マップにおける前記探査領域内の各位置での前記指標値を、前記走査ライン上の各位置での前記指標値に基づいて補完する探査領域内補完処理ステップを実行し、
前記探査領域内補完処理ステップにより補完した前記探査マップを用いて、前記探査領域における物体の有無を判定し、
前記探査領域が、長方形又は正方形に設定され、
前記走査ライン設定ステップにおいて、
前記走査ラインが、前記長方形又は正方形の各辺に対応した４本のみであり、
前記走査ラインがそれぞれ、当該走査ライン上に当該走査ラインに対応する前記長方形又は正方形の辺を含むように設定される探査方法。

【請求項2】

前記探査領域内補完処理ステップにおいて、
前記走査ライン上の各位置について、少なくとも当該各位置から当該走査ラインに対して垂直な方向に、当該走査ラインに平行な方向に見て前記切断箇所が存在する位置までの前記探査領域内の各位置の前記指標値を、前記走査ライン上の各位置の前記指標値に基づいて決定する請求項１に記載の探査方法。

【請求項3】

媒質の表面である媒質表面に走査ラインを設定する走査ライン設定ステップと、
前記走査ラインに沿って走査しながら、電磁波または音波による波動信号を前記媒質中へ放射し、前記媒質中に存在する物体からの反射信号を受信する送受信ステップと、
前記媒質表面上において前記送受信ステップで走査した各位置で、当該位置において受信された前記反射信号に基づき媒質中に物体が存在する確率を示す指標値を決定し、決定した前記指標値を平面上にマッピングした探査マップを生成する探査マップ生成ステップと、を順次実行し、
前記探査マップを用いて所定の探査領域における前記物体の有無を判定する探査方法であって、
前記媒質表面を円形状に切断するにあたり、
前記走査ライン設定ステップにおいて、
円形状に切断する予定の切断箇所を含むように１つの前記探査領域を、前記切断箇所の外縁により規定される円に設定し、
直交する２本の前記走査ラインのみを、それぞれ前記切断箇所を横断する形態で設定し、
前記探査マップ生成ステップにより生成した前記探査マップにおける前記探査領域内の各位置での前記指標値を、前記走査ライン上の各位置での前記指標値に基づいて補完する探査領域内補完処理ステップを実行し、
前記探査領域内補完処理ステップにより補完した前記探査マップを用いて、前記探査領域における物体の有無を判定する探査方法。

【請求項4】

前記走査ライン設定ステップにおいて、
直交する２本の前記走査ラインが、前記円の中心を通るように設定される請求項３に記載の探査方法。

【請求項5】

前記探査領域内補完処理ステップにおいて、
前記走査ライン上の各位置について、当該各位置から当該走査ラインに対して垂直な方向に、前記円の円周の最近接位置までの前記探査領域内の各位置の前記指標値を、前記走査ライン上の各位置の前記指標値に基づいて決定する請求項４に記載の探査方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、媒質の表面である媒質表面に走査ラインを設定する走査ライン設定ステップと、
前記走査ラインに沿って走査しながら、電磁波または音波による波動信号を前記媒質中へ放射し、前記媒質中に存在する物体からの反射信号を受信する送受信ステップと、
前記媒質表面上において前記送受信ステップで走査した各位置で、当該位置において受信された前記反射信号に基づき媒質中に物体が存在する確率を示す指標値を決定し、決定した前記指標値を平面上にマッピングした探査マップを生成する探査マップ生成ステップと、を順次実行し、
前記探査マップを用いて所定の探査領域における前記物体の有無を判定する探査方法に関する。

【背景技術】

【0002】

このような媒質中の探査にあたっては、電磁波の反射を用いて地中にある埋設物または空洞を探査する探査装置が知られている。特許文献１に示す探査装置は地表面上の位置（ｘ，ｙ）において、電磁波を地中に向けて放射し、埋設物からの反射信号を受信して、一定間隔の反射時間毎の受信信号強度を測定する。この探査装置は、地表面上の位置（ｘ，ｙ）を一定間隔の格子状に取り、反射時間をｚとして、ｘｙｚ空間において、ｘｙ平面で見た時に全ての位置にデータ値（受信信号強度）が存在する完全な３次元データを得、当該３次元データにマイグレーション処理を加えて可視化するように構成されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０００−７５０２５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、上述の探査装置では、地中にある埋設物の有無を調査するにあたって、探査対象である媒質の表面（地表面）上を、所望の分解能に応じて細かな間隔で全面走査する必要がある。このため、例えば、媒質表面を切断するような作業時に、切断予定箇所に存在し得る埋設物の調査に時間と手間がかかるという問題がある。

【0005】

時間と手間を節約するためには、例えば、埋設物の有無を調査したい箇所のみ走査することが考えられるが、走査する箇所が少ない場合、走査結果は離散的となり、作業者が走査結果を可視化した画像を見ても、埋設物の有無を判別し辛いという問題がある。

【0006】

そこで、本発明の目的は、媒質表面の切断作業時において、切断予定の箇所において媒質中に物体が存在するかを確認するための調査に係る時間と手間を抑えながら、作業者が的確に媒質中の物体の有無を判定できる探査方法を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記目的を達成するため、本発明に係る探査方法の特徴構成は、媒質の表面である媒質表面に走査ラインを設定する走査ライン設定ステップと、
前記走査ラインに沿って走査しながら、電磁波または音波による波動信号を前記媒質中へ放射し、前記媒質中に存在する物体からの反射信号を受信する送受信ステップと、
前記媒質表面上において前記送受信ステップで走査した各位置で、当該位置において受信された前記反射信号に基づき媒質中に物体が存在する確率を示す指標値を決定し、決定した前記指標値を平面上にマッピングした探査マップを生成する探査マップ生成ステップと、を順次実行し、
前記探査マップを用いて所定の探査領域における前記物体の有無を判定する探査方法であって、
前記媒質表面を直線状に切断するにあたり、
前記走査ライン設定ステップにおいて、
前記走査ラインを、直線状に切断する予定の切断箇所を囲む形態で設定し、
前記切断箇所を１つの前記探査領域内に位置させ、
前記探査マップ生成ステップにより生成した前記探査マップにおける前記探査領域内の各位置での前記指標値を、前記走査ライン上の各位置での前記指標値に基づいて補完する探査領域内補完処理ステップを実行し、
前記探査領域内補完処理ステップにより補完した前記探査マップを用いて、前記探査領域における物体の有無を判定し、
前記探査領域が、長方形又は正方形に設定され、
前記走査ライン設定ステップにおいて、
前記走査ラインが、前記長方形又は正方形の各辺に対応した４本のみであり、
前記走査ラインがそれぞれ、当該走査ライン上に当該走査ラインに対応する前記長方形又は正方形の辺を含むように設定される点にある。

【0008】

上記特徴構成によれば、媒質表面を直線状に切断するにあたって、まず切断する予定の切断箇所を囲む形態で走査ラインが設けられる。探査領域を囲むように走査ラインが設定されるため、媒質中の物体が探査領域外から探査領域内に侵入している場合には、走査ラインにおいて媒質中に存在し得る物体からの反射信号を捉えることができる。

【0009】

さらに、走査ライン上の各位置での指標値に基づいて、探査領域内の各位置での指標値を補完するため、探査領域内全体に走査ライン上の各位置での指標値が反映される。これにより、作業者は、探査マップの探査領域を見るだけで、走査ライン上にしか指標値が存在しない場合に比べ比較的容易に、探査領域内の切断予定の箇所において媒質中に物体が存在するか否かを確認することができる。

【0010】

以上により、媒質表面の切断作業時において、切断予定の箇所において媒質中に物体が存在するかを確認するための調査に係る時間と手間を抑えながら、作業者が的確に媒質中の物体の有無を判定できる探査方法を提供できる。この探査方法は、特に、媒質中の物体が、例えば埋設管や鉄筋などのように、直線状に設けられた物体の場合に、好適に用いることができる。

【0012】

また、上記特徴構成によれば、作業者は切断予定の箇所の周囲において、探査装置を直線状に４回走査するだけで済む。一般に、探査装置を直線状に走査することは、非直線状に走査する場合に比べ容易なため、切断予定の箇所において媒質中に物体が存在するかを確認するための調査に係る時間と手間をより好適に抑えることができる。

【0013】

また別の特徴構成は、前記探査領域内補完処理ステップにおいて、
前記走査ライン上の各位置について、少なくとも当該各位置から当該走査ラインに対して垂直な方向に、当該走査ラインに平行な方向に見て前記切断箇所が存在する位置までの前記探査領域内の各位置の前記指標値を、前記走査ライン上の各位置の前記指標値に基づいて決定する点にある。

【0014】

上記特徴構成によれば、走査ライン上の各位置から当該走査ラインに対して垂直な方向に、少なくとも切断箇所の最近接位置までの指標値を、走査ライン上の各位置の指標値に基づいて決定する。すなわち、全方向の走査ラインから少なくとも切断箇所に至る位置までの各位置での指標値が決定されるので、探査領域内の全ての位置において指標値が補完される。

【0015】

さらに、探査領域内の指標値が補完された探査マップ上では、切断箇所に対してどの方向に物体が存在するかが示される。よって、切断予定の箇所において媒質中に物体が存在するかを確認するための調査に係る時間と手間を抑えながら、作業者が的確に媒質中の物体の有無を判定できるとともに、媒質中の物体の存在位置をおおまかに把握できる探査方法を提供することができる。これにより、作業者は切断箇所近傍の物体の配置を推測し易くなるため、物体が存在しないと思われる切断に適した場所を見つけ易くなる。

【0016】

また別の特徴構成は、媒質の表面である媒質表面に走査ラインを設定する走査ライン設定ステップと、
前記走査ラインに沿って走査しながら、電磁波または音波による波動信号を前記媒質中へ放射し、前記媒質中に存在する物体からの反射信号を受信する送受信ステップと、
前記媒質表面上において前記送受信ステップで走査した各位置で、当該位置において受信された前記反射信号に基づき媒質中に物体が存在する確率を示す指標値を決定し、決定した前記指標値を平面上にマッピングした探査マップを生成する探査マップ生成ステップと、を順次実行し、
前記探査マップを用いて所定の探査領域における前記物体の有無を判定する探査方法であって、
前記媒質表面を円形状に切断するにあたり、
前記走査ライン設定ステップにおいて、
円形状に切断する予定の切断箇所を含むように１つの前記探査領域を、前記切断箇所の外縁により規定される円に設定し、
直交する２本の前記走査ラインのみを、それぞれ前記切断箇所を横断する形態で設定し、
前記探査マップ生成ステップにより生成した前記探査マップにおける前記探査領域内の各位置での前記指標値を、前記走査ライン上の各位置での前記指標値に基づいて補完する探査領域内補完処理ステップを実行し、
前記探査領域内補完処理ステップにより補完した前記探査マップを用いて、前記探査領域における物体の有無を判定する点にある。

【0017】

上記特徴構成によれば、媒質表面を円形状に切断するにあたり、まず切断する予定の切断箇所により規定される円を横断する形態で直交する２本の走査ラインが設けられる。直交する２本の走査ラインを設けることで、直交していない２本の走査ラインを設ける場合に比べて、探査領域を広範に走査することができ、媒質中に存在し得る物体からの反射信号を捉えやすくなる。すなわち、２本の走査ラインだけでも、探査領域において媒質中に物体が存在する場合に、比較的高精度に探査マップ上の指標値としてその存在を捕捉することができる。

【0018】

さらに、走査ライン上の各位置での指標値に基づいて、探査領域内の各位置での指標値を補完するため、探査領域内全体に走査ライン上の各位置での指標値が反映される。これにより、作業者は、探査マップの探査領域を見るだけで、走査ライン上にしか指標値が存在しない場合に比べて比較的容易に、探査領域内の切断予定の箇所において媒質中に物体が存在するか否かを確認することができる。

【0019】

以上により、媒質表面の切断作業時において、切断予定の箇所において媒質中に物体が存在するかを確認するための調査に係る時間と手間を抑えながら、作業者が的確に媒質中の物体の有無を判定できる探査方法を提供できる。

【0020】

さらなる特徴構成は、前記走査ライン設定ステップにおいて、
直交する２本の前記走査ラインが、前記円の中心を通るように設定される点にある。

【0021】

上記特徴構成によれば、２本の走査ラインは、円の中心を通るため、円の中心を通らない場合に比べ、切断箇所内に存在する物体を発見できる確率が高い。すなわち、比較的高精度に媒質中に存在し得る物体からの反射信号を捉えることができる。よって、より好適に、媒質中の物体の有無の調査に係る時間と手間を抑えながら、高精度に探査領域における物体の有無を判定することができる。

【0022】

また別の特徴構成は、前記探査領域内補完処理ステップにおいて、
前記走査ライン上の各位置について、当該各位置から当該走査ラインに対して垂直な方向に、前記円の円周の最近接位置までの前記探査領域内の各位置の前記指標値を、前記走査ライン上の各位置の前記指標値に基づいて決定する点にある。

【0023】

上記特徴構成によれば、走査ライン上の各位置から当該走査ラインに対して垂直な方向に、円の外周の最近接位置までの指標値を、走査ライン上の各位置の指標値に基づいて決定する。すなわち、全方向の走査ラインから円の外周の最近接位置までの各位置の指標値が決定されるので、探査領域内の全ての位置において指標値が補完される。

【0024】

さらに、探査領域内の指標値が補完された探査マップ上では、切断箇所においてどのあたりに物体が存在するかが示される。よって、切断予定の箇所において媒質中に物体が存在するかを確認するための調査に係る時間と手間を抑えながら、作業者が的確に媒質中の物体の有無を判定できるとともに、媒質中の物体の存在位置をおおまかに把握できる探査方法を提供することができる。これにより、作業者は切断箇所近傍の物体の配置を推測し易くなるため、物体が存在しないと思われる切断に適した場所を見つけ易くなる。

【図面の簡単な説明】

【0025】

【図1】探査装置の概略図

【図2】探査装置のブロック図

【図3】探査領域補完処理を示すフローチャート

【図4】カッター切断作業時における探査領域補完処理を示す図

【図5】カッター切断作業時における探査領域補完処理結果を示す図

【図6】コア抜き作業時における探査領域補完処理を示す図

【図7】コア抜き作業時における探査領域補完処理結果を示す図

【発明を実施するための形態】

【0026】

〔第１実施形態〕
１．探査装置の概要
以下では本発明の実施形態に係る探査装置３を、図を用いて説明する。図１及び図２に示すように、探査装置３の一実施の形態は、送受信手段であるアンテナ３１と、送受信機で得られた信号を処理する制御部３０とを、主な機器として備えて構成されている。そして、本実施形態にあっては、制御部３０における信号処理にその特徴がある。

【0027】

また、図１（ｂ）に示すように、探査装置３は、作業者により手押しされ、地中に埋設された埋設管Ｘなどを含む探査範囲ＳＡにおいて設定された走査ラインＳＬに沿って走査される。探査装置３は、走査ラインＳＬに沿って走査されたときに、地中に向けて探査用電磁波を放射し、当該探査用電磁波の反射波を処理し、探査範囲ＳＡ下の媒質中に存在する物体の位置を探査するために用いられる。

【0028】

本実施形態では、探査装置３は、探査範囲ＳＡは地表上に設定され、媒質としての地中に存在する埋設管Ｘの位置を探査するために用いられる。本実施形態では、埋設管Ｘが「媒質中の物体」に相当する。また、以下では地表が「媒質の表面」に相当する。

【0029】

探査装置３は、アンテナ３１で取得した反射波に基づいて、図５及び図７に示すような探査マップｓを出力する制御部３０を備える。図中、埋設管Ｘが存在する確率が高い位置ほど白く、存在する確率が低いほど黒くなるように表示している。すなわち、埋設管Ｘが存在する確率を示す指標値ｔが大きいほど白く、小さいほど黒くなる。本実施形態においては、指標値ｔは、埋設管Ｘが存在し得る場合と存在し得ない場合との２つに二値化されている。具体的には、探査装置３を走査時に反射波が得られた場合には当該位置での指標値ｔを１とし、得られなかった場合の指標値ｔを０とする。

【0030】

また、図中横方向をｘ方向とし、縦方向をｙ方向としている。制御部３０により出力された探査マップｓは探査装置３の上部に設置された表示部３２に表示される。

【0031】

より詳しくは、探査装置３は、手押し式のレーダ探査装置であり、埋設管Ｘの探査作業の対象となる所定の探査範囲ＳＡにおいて設定された走査ラインＳＬに沿って走行する。なお、探査装置３を自走式のレーダ探査装置としても構わない。探査装置３は走行しながら、アンテナ３１から探査用電磁波を地中に放射する。放射された電磁波の伝播経路に埋設管Ｘが存在すると、探査用電磁波はそこで反射される。この反射されて戻ってくる反射波が制御部３０で処理され、目的となる埋設管Ｘの存在を評価するための探査マップｓが生成される。

【0032】

探査範囲ＳＡは、一般的には歩道や道路、建物の壁面などにおける特定範囲であり、この探査範囲ＳＡ内で予め決められたパターンで走査ラインＳＬが設定される。本実施形態では、作業者が探査範囲ＳＡ内で、カッターによる切断作業を行う。切断作業においては、図４（ａ）の切断箇所ＣＬに示すように、直線（線分）状に切断を行う。

【0033】

走査ラインＳＬは、切断箇所ＣＬを囲む形態で設けられる。より具体的には、切断箇所ＣＬを囲む長方形または正方形を描くように、４本の走査ラインＳＬが設けられる。ここで、走査ラインＳＬの設けられた方向のうち少なくとも１方向が、埋設管Ｘの敷設方向に沿うように設けられる。その際、この走査ラインＳＬを規定する基準マーカＭが指標として探査範囲ＳＡの地表に付与される。なお、走査ラインＳＬの位置関係があらかじめ判明している場合は、基準マーカＭを付与しなくても構わない。

【0034】

ここでいう、走査ラインＳＬを規定する基準マーカＭとは、例えば走査ラインＳＬの起点、中間点、終点などを示す文字や記号であり、チョークやペンキなどで直接地表に描画してもよいし、三角コーンなどの標識体を地面に載置してもよい。あるいは、走査ラインＳＬを示す線を描画する方法やロープを載置するような方法でも走査ラインＳＬを規定する基準マーカＭを作り出すことができる。つまり、この基準マーカＭの地表の位置により、実際の走査位置と、その走査位置での探査データとが関係付けられることが重要である。

【0035】

以上のように、探査装置３は、走査ラインＳＬ上を走査され、当該走査ラインＳＬ上の各位置での指標値ｔを取得し、探査マップｓを表示することで、作業者が探査範囲ＳＡにおける埋設管Ｘの有無を確認できるように構成されている。

【0036】

より詳しくは、本実施形態において探査装置３は、探査範囲ＳＡ内に設定された所定の探査領域ａにおける埋設管Ｘの有無を判定するために用いられる。探査装置３は、探査範囲ＳＡの中でも探査領域ａのみにおける有無を判定するという用途に合わせ、探査領域ａの設定方法と、走査の際に用いる走査ラインＳＬの設定方法とに特徴を有している。

【0037】

１−１．探査領域の設定
本実施形態における探査領域ａの設定について、図４を用いて説明する。探査領域ａには、地表面上において行う切断工事などの作業の際、切断予定の箇所を含む範囲（埋設管Ｘの有無を確認する必要があると考えられる範囲）が設定される。より詳しくは、作業者が地表面をカッターで切断する際に、当該切断箇所ＣＬの下の埋設管Ｘに影響を及ぼさないかを確認するのに十分な領域が探査領域ａとして設定される。

【0038】

具体的には、探査領域ａは、カッターにより切断される切断箇所ＣＬを囲むように、切断箇所ＣＬに対して所定距離Ｌｏのオフセットをとった長方形の領域に設定される。ここでの「長方形」には、正方形を含む。ここで、カッターによる切断箇所ＣＬは、地表面上において直線状に切断されるものとする。

【0039】

探査領域ａは、切断箇所ＣＬ上の各位置から所定距離Ｌｏ離れた位置を内包する。すなわち、探査領域ａの外縁が、切断箇所ＣＬの各位置に対して、垂直方向（図中、上下左右の各方向）に少なくとも所定距離Ｌｏ離れるように設定される。所定距離Ｌｏとしては、具体的には、例えば５０ｃｍに設定される。

【0040】

１−２．走査ラインの設定
探査装置３が用いられるにあたっては走査が行われる前に、埋設管Ｘの有無を調べたい探査領域ａに応じて、走査ラインＳＬが設定される。走査ラインＳＬは直線状に設定される。本実施形態において、走査ラインＳＬは切断箇所ＣＬを囲む形態で設けられる。

【0041】

詳しくは、図４に示すように、走査ラインＳＬは、探査領域ａの外縁である長方形の各辺に対応した４本であり、走査ラインＳＬがそれぞれ、当該走査ラインＳＬ上に当該走査ラインＳＬに対応する長方形の辺を含むように設定される。

【0042】

より具体的には、走査ラインＳＬは、探査領域ａである長方形の図中下方向の辺に対応した走査ラインＳＬｘ１、図中上方向の辺に対応したＳＬｘ２、図中左方向の辺に対応したＳＬｙ１、及び図中右方向の辺に対応したＳＬｙ２の４本から構成される。

【0043】

これら４本の走査ラインＳＬは、２本を１組とした（ＳＬｘ１、ＳＬｘ２）と（ＳＬｙ１、ＳＬｙ２）との２組から構成される。各組を構成する２本の走査ラインＳＬは平行に設けられ、異なる組の走査ラインＳＬ同士は直交するように設けられる。

【0044】

また、各走査ラインＳＬは、探査領域ａの外縁である長方形の各辺を当該走査ラインＳＬと重なるように設定されるとともに、短くとも重なった辺と同一の長さとなるように設定される。

【0045】

２．探査装置の詳細構成
図２に示すように探査装置３は、大きく分けて、アンテナ３１、制御部３０、表示部３２を備える。制御部３０は、アンテナ３１で受信した電磁波を信号処理し、表示部３２は、制御部３０で信号処理された探査マップｓを可視化した形態で表示部３２を介して作業者に表示する。

【0046】

２−１．アンテナ
探査装置３のアンテナ３１は、好ましくは複数のアンテナ素子から構成されると良い。探査装置３は、アンテナ３１を通じてマイクロ波領域のパルス状の電磁波を地中に向けて所定の繰り返し周波数で放射するための高周波電源と送信部（いずれも不図示）、及びアンテナ３１を通じて地中から反射してきた反射波を受信する受信部（不図示）を備える。

【0047】

ところで探査装置３は、チョークで地面に描画された指標である基準マーカＭを起点として、ないしは基準マーカＭから所定の位置を起点として設定される走査ラインＳＬに沿って移動させられる。探査装置３には、その移動距離ないしは移動点を検出する位置検出センサユニット（不図示）が装備されている。この位置データは制御部３０に送られ、地中から反射してきた反射波と合わされ、探査マップｓを作成するために利用される。位置検出センサユニットは、簡単には走行車輪に連結したロータリエンコーダによって構築することができるが、ＧＰＳやジャイロによって構築しても良い。

【0048】

２−２．表示部
表示部３２は、探査マップｓを作業者が視覚的に確認できる形態で表示するフラットパネルディスプレイからなる。具体的には、フラットパネルディスプレイには、探査マップｓが、図４（ｂ）に示す形態で可視化して表示される。図１（ｂ）に示すように、フラットパネルディスプレイは探査装置３の上面に探査装置３を手押しする作業者から良く見えるように傾斜姿勢で設けられる。

【0049】

２−３．制御部
制御部３０は、マイクロコンピュータや半導体メモリなどによって構成される。制御部３０は、作業者が探査装置３を所定の探査範囲ＳＡにおいて、地表を走査ラインＳＬに沿って走査した際に、作業者が媒質中に存在する埋設管Ｘの位置を探査するための探査マップｓを生成する。制御部３０は、データ生成部５１、探査領域補完処理部５２、及び出力処理部５３から構成される。

【0050】

２−３−１．データ生成
図２に示すように、データ生成部５１は、受信回路から入力してくる受信信号を、媒質表面上の位置と、当該位置における前記反射信号に基づき決定される媒質中に埋設管Ｘが存在する確率を示す指標値ｔとの関係において整理し、処理する。ここで、指標値ｔは、反射波の反射時間や受信強度に基づいて決められる値で、埋設管Ｘの存在確率を示す。

【0051】

データ生成部５１は、以降の処理で使用される探査マップｓを生成するためのものであり、媒質表面上の各位置における指標値ｔを平面上にマッピングした探査マップｓ（図５及び図７参照）を生成する。探査マップｓを生成するにあたり、図中、縦方向または横方向のいずれかが、埋設管Ｘの敷設方向と一致するように設定される。

【0052】

探査マップｓは、探査装置３が探査範囲ＳＡの全範囲にわたって走査された場合には、探査範囲ＳＡの全範囲において埋設管Ｘがどの位置に存在するかを示すことができる。一方、例えば、カッターを用いた地表面の切断などの作業においては、切断予定の箇所に埋設管Ｘが存在するか否かだけ判定できれば構わない。このような場合においては、作業をスムーズに進行するためにも、少ない手間と時間で埋設管Ｘの有無を判定できることが望まれる。

【0053】

本実施形態においては、少ない手間と時間で埋設管Ｘの有無を判定するため、探査装置３が探査領域補完処理部５２を備える。探査領域補完処理部５２により、必要な走査ラインＳＬの数を（図４では、４本に）抑えながら、探査マップｓを用いて所定の探査領域ａにおける埋設管Ｘの有無を判定できる。

【0054】

２−３−２．探査領域内補完処理
探査領域補完処理部５２は、データ生成部５１により生成した探査マップｓにおける探査領域ａ内の各位置での指標値ｔを、走査ラインＳＬ上の各位置での指標値ｔに基づいて補完する。

【0055】

図４を用いて、探査領域補完処理部５２による探査領域ａ内の各位置の指標値ｔの補完方法を説明する。図中、矢印で示すように、走査ラインＳＬ上の各位置（ｘ，ｙ）について、少なくとも当該各位置（ｘ，ｙ）から当該走査ラインＳＬに対して垂直な方向に、当該走査ラインＳＬに平行な方向に見て切断箇所ＣＬが存在する位置までの探査領域ａ内の各位置の指標値ｔを、走査ラインＳＬ上の各位置（ｘ，ｙ）での指標値ｔに基づいて決定する。本実施形態では、走査ラインＳＬから、垂直方向に少なくとも所定距離Ｌｏ離れた位置までの探査領域ａ内の各位置の指標値ｔを決定する。

【0056】

ここで、走査ラインＳＬに対して平行に設けられた別の走査ラインＳＬまでの距離の半分を、補完距離Ｌとする。すなわち、図４（ａ）、（ｂ）において、走査ラインＳＬｙ１−ＳＬｙ２間の距離をＬ（Ｌｙ）、また走査ラインＳＬｘ１−ＳＬｘ２間の距離をＬ（Ｌｘ）とする。補完距離Ｌは、所定距離Ｌｏ以上の長さに設定される。

【0057】

より詳しくは、本実施形態に係る補完方法では、走査ラインＳＬ上の位置（ｘ，ｙ）から走査ラインＳＬに対して垂直な方向に、所定距離Ｌｏ以上に設定された補完距離Ｌ離れた位置までの探査領域ａ内の各位置の指標値ｔを、走査ラインＳＬ上の各位置（ｘ，ｙ）の指標値ｔに基づいて決定する。

【0058】

走査ラインＳＬ上の各位置の指標値ｔに基づいて、当該走査ラインＳＬから補完距離Ｌ離れた位置までの指標値ｔを決定するため、より精度よく探査領域ａ内の各位置の指標値ｔを補完することができる。

【0059】

本実施形態においては、探査領域ａ内の各位置の指標値ｔとして、走査ラインＳＬ上の指標値ｔがそのままコピーされる。

【0060】

以下では、本実施形態における探査領域補完処理の流れを、図３及び図４を用いて具体的に説明する。

【0061】

まず、４本の走査ラインＳＬのうち１本の走査ラインＳＬが選択される（＃１）。続いて、＃１で選択された走査ラインＳＬ上の１点が選択される（＃２）。具体的には、図４（ａ）に示すように、走査ラインＳＬｙ１が選択され、さらに走査ラインＳＬｙ１上の位置（ｘ，ｙ）が選択される。

【0062】

次に、選択された位置（ｘ，ｙ）に対して垂直な方向に、当該走査ラインＳＬから補完距離Ｌだけ離れた位置まで、位置（ｘ，ｙ）の指標値ｔがコピーされる（＃３）。具体的には、位置（ｘ，ｙ）の指標値ｔが、走査ラインＳＬｙ１から補完距離Ｌｙだけ離れた位置（図３中、破線位置）までコピーされる。

【0063】

ここで、値を探査領域ａ内にコピーした際、既に、他の走査ラインＳＬの指標値ｔがコピーされていた場合（＃４：Ｙｅｓ）には、探査領域ａ内の当該位置に既に存在する指標値ｔとコピーした指標値ｔとのＯＲ条件がとられる（＃５）。すなわち、探査領域ａ内の当該位置に既に存在する指標値ｔとコピーした指標値ｔとのいずれかが、１の場合に１に決定される。

【0064】

なお、値を探査領域ａ内にコピーした際、探査領域ａ内の当該位置に値が存在しない場合には、何も行わない（＃４：Ｎｏ）。

【0065】

以上の＃３〜＃５の処理が、＃１で選択された走査ラインＳＬ上の各点について繰り返される（＃２）。走査ラインＳＬ上の全ての位置について処理を行った場合、＃３〜＃５の繰り返しを終了する（＃６）。続いて、＃１で選択された走査ラインＳＬ上の全ての点について＃３〜＃５の処理が実行されると、未処理の走査ラインＳＬについて＃２〜＃５の処理が繰り返される（＃１）。全ての走査ラインＳＬについて処理を行った場合、繰り返しを終了する（＃７）。

【0066】

以上のようにして、４本の走査ラインＳＬ（図４の場合、走査ラインＳＬｘ１、ＳＬｘ２、ＳＬｙ１、ＳＬｙ２）上の各位置の指標値ｔに基づいて、探査マップｓにおける探査領域ａ内の各位置の指標値ｔが補完される。

【0067】

２−３−３．出力処理
このようにして探査領域ａ内の各位置の指標値ｔが補完された探査マップｓは、出力処理部５３により、必要に応じて画像処理が施され表示部３２に出力される。このような補完処理済のデータが表示部３２に表示されることにより、作業者は、探査範囲ＳＡの探査領域ａ内の切断予定箇所における埋設管Ｘの有無を容易に把握することができる。

【0068】

３．探査方法
以上のような探査装置３を用いた探査方法について、図５を用いて説明する。図５（ａ）は、特定の探査範囲ＳＡにおいてカッターによる切断作業が行われる場合の、切断箇所ＣＬ、走査ラインＳＬ及び探査領域ａなどを示している。なお、説明の便宜上、図５（ａ）では、探査範囲ＳＡにおける埋設管Ｘの存在位置を灰色で示しているが、実際の切断作業時には、埋設管Ｘの存在位置は表示されず、作業者には埋設管Ｘの存在位置は把握できない。

【0069】

まず、作業者は、地表面に走査ラインＳＬを設定する走査ライン設定ステップを実行する。図５（ａ）に示すように、切断箇所ＣＬを囲うように、４本の走査ラインＳＬ（ＳＬｘ１、ＳＬｘ２、ＳＬｙ１、ＳＬｙ２）が設定される。図中、走査ラインＳＬを破線で示す。

【0070】

次に、送受信ステップとして、図１に示すように、作業者が、探査装置３を走査ラインＳＬに沿って走査する。このとき、制御部３０により電磁波が地中へ放射され、地中に存在する埋設管Ｘからの反射信号を受信する。

【0071】

続いて、探査マップ生成ステップとして、探査装置３の制御部３０のデータ生成部５１が、走査ラインＳＬ上の位置（ｘ，ｙ）ごとに、当該位置において受信された反射信号に基づき地中に埋設管Ｘが存在する確率を示す指標値ｔを決定し、決定した指標値ｔを平面上にマッピングした探査マップｓを生成する。

【0072】

具体的には、図５（ｂ）に示すように、データ生成部５１により、走査ラインＳＬ上の各位置のみに指標値ｔが存在する探査マップｓが生成される。

【0073】

さらに、探査領域補完処理部５２により、探査領域内補完処理ステップとして、４本の走査ラインＳＬ上の各位置の指標値ｔに基づいて探査領域ａ内の各位置の指標値ｔが決定される。具体的には、探査領域補完処理部５２の補完処理により図５（ｃ）に示すような探査マップｓとなる。

【0074】

最後に、作業者が、探査領域補完処理部５２により補完された探査マップｓを用いて、探査領域ａにおける埋設管Ｘの有無を判定する。図５（ｃ）に示すように、探査領域ａ内に埋設管Ｘが存在する場合には、探査領域ａ内が白色に、存在しない場合には黒色に表示される。このため、作業者は切断予定である切断箇所ＣＬにおいて埋設管Ｘが存在するか否かを容易に把握でき、安全に切断作業を行うことができる。

【0075】

〔第２実施形態〕
１．探査装置の構成
第１実施形態においては、地表面上においてカッターによる切断作業を行う場合における探査領域ａの補完処理の例について説明したが、本発明の実施形態はこのような利用に限定されない。以下では、媒質表面として鉄筋コンクリート構造の建築物の壁面を用い、当該壁面に円形状の穴を空ける作業、いわゆるコア抜き作業を行う場合の例について説明する。

【0076】

本実施形態においては、媒質にはコンクリートが相当し、媒質中の物質には鉄筋が相当する。コンクリート構造物において鉛直方向に設けられた垂直壁内の鉄筋は、通常、鉛直方向に並ぶ鉄筋に対して水平方向に別の鉄筋が並ぶ形態で格子状に配置されている。

【0077】

探査装置３は、第１実施形態とは装置の外観が異なるが、基本的な装置構成については同様である。探査装置３は、作業者が片手で走査可能に構成された小型のいわゆるハンディタイプの探査機器であり、前後左右に４個の車輪を下面に有し、作業者が上面に設けられたグリップを掴んでコンクリート構造物上を走査できるように構成される。

【0078】

まず、作業者は、鉄筋コンクリート構造の建築物の壁面に対して、コア抜き作業を行う円形領域ＣＳ（コア抜き予定箇所）を決定する。本実施形態では、円形領域ＣＳが「切断箇所」及び探査領域ａに相当し、円形領域ＣＳの外縁が「切断箇所により規定される円」に相当する。

【0079】

また、作業者は、少なくとも直交する２本の走査ラインＳＬを、円形領域ＣＳの中心を通り切断箇所を横断する形態で設ける。すなわち、走査ラインＳＬは、探査領域ａの外縁上の１点と他の点とを通る形態で（図６中、ＳＬｘ、ＳＬｙ）設けられる。すなわち、走査ラインＳＬは、円形領域ＣＳの直径に相当する。ここで、２本の走査ラインＳＬは、鉄筋の方向と沿うように、鉛直方向と水平方向とすると良い。

【0080】

本実施形態では、探査領域補完処理部５２は、図６に示すように、走査ラインＳＬ上の各位置（ｘ，ｙ）について、走査ラインＳＬに対して垂直な両方向に、少なくとも探査領域ａの外縁に到達するまでの各位置の指標値ｔを、走査ラインＳＬ上の位置（ｘ，ｙ）の指標値ｔに基づいて決定する。すなわち、走査ラインＳＬ上の各位置（ｘ，ｙ）について、走査ラインＳＬから探査領域ａの外縁の最近接位置までの各位置の指標値ｔが、走査ラインＳＬ上の各位置（ｘ，ｙ）の指標値ｔに基づいて決定される。

【0081】

具体的には、図６（ａ）に示すように、走査ラインＳＬｙ上の各位置（ｘ，ｙ）の指標値ｔは、図中左右方向にコピーされる。また、図６（ｂ）に示すように、走査ラインＳＬｘ上の各位置（ｘ，ｙ）の指標値ｔは、図中上下方向にコピーされる。

【0082】

２．探査方法
本実施形態に係る探査装置３を用いた場合の探査方法を、図７を用いて説明する。図７（ａ）は、特定の探査範囲ＳＡにおいてコア抜き作業が行われる場合の、円形領域ＣＳ（Ｓ１，Ｓ２）を示している。なお、説明の便宜上、図７（ａ）では、探査範囲ＳＡにおける鉄筋の存在位置を白く示しているが、実際のコア抜き作業時には、鉄筋の存在位置は分からないものとする。

【0083】

まず、作業者は、コア抜き作業を行う円形領域ＣＳに対して、その中心を通るように直交する２本の走査ラインＳＬｘ、ＳＬｙを設定する。ここでは、２つの円形領域ＣＳ（Ｓ１，Ｓ２）で、コア抜き作業を行うものとする。

【0084】

次に、作業者が探査装置３を走査ラインＳＬｘ、ＳＬｙ上で走査し、探査装置３のデータ生成部５１により、円形領域Ｓ１，Ｓ２のそれぞれについて、図７（ｂ）及び（ｄ）に示す探査マップｓが生成される。図７（ｂ）及び（ｄ）に示すように、この段階では、探査マップｓにおいて走査ラインＳＬ上で鉄筋が存在する位置のみが白く表示される。

【0085】

続いて、探査領域内補完処理ステップとして、探査領域補完処理部５２により探査マップｓに対して上述の補完処理が実行される。円形領域Ｓ１，Ｓ２のそれぞれについて、補完後の探査マップｓを図７（ｃ）、（ｅ）に示す。

【0086】

円形領域Ｓ１のように、鉄筋が鉛直方向または水平方向に配置されている場合には、実際の鉄筋の存在位置を反映するように、円形領域Ｓ１内が白く表示される。このため、作業者は、探査マップｓを見て円形領域ＣＳにおける鉄筋の有無を把握するとともに、コンクリート以内の鉄筋の配置を把握できるため、探査後、コア抜きの位置をどのあたりにずらせば良いか把握し易い。

【0087】

なお、円形領域Ｓ２のように、鉄筋が斜め方向に配置されている場合には、補完後の探査マップｓは、鉄筋の正確な位置を反映したものとはならないが、円形領域Ｓ１内は白く表示される。このため、このような場合でも、作業者は、探査マップｓを見て円形領域ＣＳにおける鉄筋の有無を容易に把握することができる。
〔別実施形態〕

【0088】

（１）上記第１実施形態においては、探査領域ａが長方形の場合を説明したが、切断箇所ＣＬを囲む形態であれば、他の形状でも構わない。また、上記第２実施形態においては探査領域ａがコア抜き作業の対象領域である円形領域ＣＳである場合について説明したが、円形領域ＣＳを内包すれば異なる形状としても構わない。また、上記実施形態においては、探査領域ａの中心と、切断箇所ＣＬ又は円形領域ＣＳの中心が一致する場合の例を示したが、一致しない構成としても構わない。

【0089】

また、探査領域ａと切断箇所ＣＬ又は円形領域ＣＳの中心が一致しない場合には、探査領域ａ内の各位置の指標値ｔの補完方法は上記実施形態の方法に限らず、切断箇所ＣＬ及び円形領域ＣＳにおいて媒質中に物体が存在するかを作業者が判別し易くする方法であれば他の方法を採用して構わない。

【0090】

（２）上記第１実施形態においては、探査領域補完処理部５２による探査領域ａの補完方法として、位置（ｘ，ｙ）から走査ラインＳＬに対して垂直な方向に、補完距離Ｌだけ離れた位置までを補完する方法を示したが、他の方法を用いても構わない。例えば、４本の走査ラインＳＬのうち、いずれかの走査ラインＳＬにおいて、埋設管Ｘが存在することを示す指標値ｔが存在する場合には、探査領域ａ内の全指標値ｔを１、すなわち埋設管Ｘが存在することを示す値としても構わない。

【0091】

（３）上記実施形態においては、指標値ｔとして、１または０の２値を用いたが、多階調の値を採用しても構わない。具体的には、指標値ｔを埋設管Ｘの存在確率に応じて多階調で決めても構わない。この場合、探査領域補完処理部５２は、走査ラインＳＬの各位置（ｘ，ｙ）の指標値ｔに基づいて、走査ラインＳＬから離れた位置になるほど小さな値となるように、探査領域ａ内の各位置の指標値ｔを決定することができる。

【0092】

（４）上記実施形態においては、探査装置３が波動信号として電磁波を放射する場合の例について説明したが、波動信号として音波を放射しても構わない。

【0093】

（５）上記第１実施形態では、探査装置３が媒質としての地中を探査する場合の例を、上記第２実施形態では、探査装置３が媒質としてのコンクリートを探査する場合の例を、説明したが、他の媒質であっても構わない。また、上記第１実施形態では、探査装置３が探査する対象が埋設管Ｘである場合の例を示したが、例えば、地中に存在する電線など他の物体を探査しても構わない。他にも、上記第２実施形態では、探査装置３が探査する対象が鉄筋である場合の例を示したが、例えば、光ケーブルなどでも構わない。

【0094】

（６）上記第１実施形態においては、補完距離Ｌを、走査ラインＳＬに対して平行に設けられた別の走査ラインＳＬまでの距離の半分としたが、異なる長さとしても構わない。なお、少なくとも所定距離Ｌｏとすると、各走査ラインＳＬから切断箇所ＣＬまでの位置を漏れなく補完することができ好適である。

【産業上の利用可能性】

【0095】

本発明は、媒質表面の切断作業時において、切断予定の箇所において媒質中に物体が存在するかを確認するための調査に係る時間と手間を抑えながら、作業者が的確に媒質中の物体の有無を判定できる探査方法として利用可能である。

【符号の説明】

【0096】

ＣＬ ：切断箇所
Ｌｏ ：所定距離
ＳＬ ：走査ライン
ＳＬｘ ：走査ライン
ＳＬｘ１ ：走査ライン
ＳＬｘ２ ：走査ライン
ＳＬｙ ：走査ライン
ＳＬｙ１ ：走査ライン
Ｘ ：埋設管（物体）
ａ ：探査領域
ｓ ：探査マップ
ｔ ：指標値

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】