特許 7467269 信号処理装置、切削装置、および信号処理方法

(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】

(24)【登録日】2024-04-05

(45)【発行日】2024-04-15

(54)【発明の名称】信号処理装置、切削装置、および信号処理方法

(51)【国際特許分類】

   G01N 22/00 20060101AFI20240408BHJP

   G01S 7/41 20060101ALI20240408BHJP

   E01C 23/12 20060101ALI20240408BHJP

   E01C 23/00 20060101ALI20240408BHJP

【ＦＩ】

G01N22/00 S

G01S7/41

G01N22/00 U

G01N22/00 W

E01C23/12 Z

E01C23/00 Z

【請求項の数】 19

(21)【出願番号】P 2020130713

(22)【出願日】2020-07-31

(65)【公開番号】P2022026978

(43)【公開日】2022-02-10

【審査請求日】2022-08-30

(73)【特許権者】

【識別番号】000003078

【氏名又は名称】株式会社東芝

(74)【代理人】

【識別番号】100111121

【弁理士】

【氏名又は名称】原 拓実

(74)【代理人】

【識別番号】100149629

【弁理士】

【氏名又は名称】柘 周作

(74)【代理人】

【識別番号】100200148

【弁理士】

【氏名又は名称】今野 徹

(74)【代理人】

【識別番号】100139538

【弁理士】

【氏名又は名称】高橋 航介

(74)【代理人】

【識別番号】100200115

【弁理士】

【氏名又は名称】杉山 元勇

(74)【代理人】

【識別番号】100200137

【弁理士】

【氏名又は名称】浅野 良介

(72)【発明者】

【氏名】森 浩樹

(72)【発明者】

【氏名】依田 大輝

【審査官】比嘉 翔一

(56)【参考文献】

【文献】特開２０２０－１０６４９１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－１６４０６０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－０８１００７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－１３９９５０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０３－２３３００８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０３－２３１１８３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０４－００６３９９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０３－２４１１０５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０９－０５９９１８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表平１０－５０４０７９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０４－３１３０９１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０６－２３０１４２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０６－２８１７２５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０４－２７６５８２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００８－０６４７４３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｂ、Ｇ０１Ｃ，Ｇ０１Ｄ、Ｇ０１Ｆ、Ｇ０１Ｇ、Ｇ０１Ｈ、Ｇ０１Ｊ、Ｇ０１Ｋ、Ｇ０１Ｌ、Ｇ０１Ｍ、Ｇ０１Ｎ、Ｇ０１Ｐ、Ｇ０１Ｑ、Ｇ０１Ｒ、Ｇ０１Ｓ、Ｇ０１Ｔ、Ｇ０１Ｖ、Ｇ０１Ｗ

Ｅ０１Ｃ２１／００－２３／２４

ＪＳＴＰｌｕｓ／ＪＭＥＤＰｌｕｓ／ＪＳＴ７５８０（ＪＤｒｅａｍＩＩＩ）

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

路面の切削を停止させるか否か決定する信号処理装置であって、
路面に向けて複数の電磁波信号を送信する送信部と、
前記複数の電磁波信号に対応する反射波に基づく複数の受信信号を受信する受信部と、
前記複数の受信信号から、隣り合う送信時刻の受信信号における信号強度の差分を複数算出し、
前記複数の信号強度の差分に基づいて、前記路面における、アスファルトや白線よりも反射した信号強度が高い対象物の有無を決定し、
前記対象物の有無に応じて前記路面の切削を停止させるか否か決定する処理部と、
を備え、
前記処理部は、
前記複数の信号強度の差分が、前記対象物に基づいて定められる信号強度に関する第１条件を満たしてから、前記対象物の長さに基づく距離を前記信号処理装置が移動する第１時間以内に前記対象物に基づいて定められる信号強度に関する第２条件を満たすか否かにより、前記対象物の有無を決定し、
前記対象物の長さに基づく距離は、前記受信部から前記路面の切削を行う切削部までの距離よりも小さい、
信号処理装置。

【請求項2】

前記第１条件及び前記第２条件は、前記アスファルトに反射した信号強度と前記対象物に反射した信号強度との差分に応じて定められ、
前記第１条件と前記第２条件は、正負が反転した条件である、
請求項１に記載の信号処理装置。

【請求項3】

前記送信部は、複数の第１電磁波信号を送信する第１送信部および前記第１送信部とは異なる複数の時刻に第２電磁波信号を送信する第２送信部を含み、
前記複数の第１電磁波信号及び前記複数の第２電磁波信号は前記複数の電磁波信号に含まれ、
前記受信部は、前記複数の第１電磁波信号の前記路面における反射波に基づく複数の第１受信信号および前記複数の第２電磁波信号の前記路面における反射波に基づく複数の第２受信信号を受信し、
前記複数の第１受信信号及び前記複数の第２受信信号は前記複数の受信信号に含まれる、
請求項１または２に記載の信号処理装置。

【請求項4】

前記処理部は、
前記複数の第１受信信号から隣り合う送信時刻の受信信号における信号強度の第１差分を複数算出し、
前記複数の第２受信信号から隣り合う送信時刻の受信信号における信号強度の第２差分を複数算出し、
前記複数の第１差分及び前記複数の第２差分の少なくとも一方が、前記第１条件を満たしてから前記第１時間以内に前記第２条件を満たすか否かにより、前記対象物の有無を決定し、
前記対象物の有無に応じて前記路面の切削を停止させるか否か決定する、
請求項３に記載の信号処理装置。

【請求項5】

前記送信部は、第１周波数の複数の第１電磁波信号を送信する第１送信部および第２周波数の複数の第２電磁波信号を送信する第２送信部を含み、
前記受信部は第１受信部および第２受信部を含み、
前記第１受信部は、前記複数の第１電磁波信号の前記路面における反射波に基づく複数の第１受信信号および前記複数の第２電磁波信号の前記路面における反射波に基づく複数の第２受信信号の少なくとも一方を受信し、
前記第２受信部は、前記複数の第１電磁波信号の前記路面における反射波に基づく複数の第３受信信号および前記複数の第２電磁波信号の前記路面における反射波に基づく複数の第４受信信号の少なくとも一方を受信し、
前記複数の第１受信信号および前記複数の第２受信信号の少なくとも一方、並びに前記複数の第３受信信号および前記複数の第４受信信号の少なくとも一方は、前記複数の受信信号に含まれる、
請求項１または２に記載の信号処理装置。

【請求項6】

前記送信部は、第１符号を有する複数の第１電磁波信号を送信する第１送信部、および
前記複数の第１電磁波信号の送信に応じて、前記第１符号を有する複数の第２電磁波信号および前記第１符号が反転した第２符号を有する複数の第３電磁波信号の少なくとも一方を送信する第２送信部を含み、
前記受信部は、前記第１電磁波信号と前記第２電磁波信号とが重畳した第１重畳信号を複数、および前記第１電磁波信号と前記第３電磁波信号とが重畳した第２重畳信号を複数受信し、
前記処理部は、前記複数の第１重畳信号および前記複数の第２重畳信号に基づいて、前記複数の受信信号を算出する、
請求項１または２に記載の信号処理装置。

【請求項7】

前記処理部は、
前記複数の第１重畳信号および前記複数の第２重畳信号に基づいて、前記受信信号に含まれる複数の第１受信信号および複数の第２受信信号を算出し、
前記複数の第１受信信号から隣り合う送信時刻の受信信号における信号強度の第１差分を複数算出し、
前記複数の第２受信信号から隣り合う送信時刻の受信信号における信号強度の第２差分を複数算出し、
前記複数の第１差分及び前記複数の第２差分の少なくとも一方が、前記第１条件を満たしてから前記第１時間以内に前記第２条件を満たすか否かにより、前記対象物の有無を決定し、
前記対象物の有無に応じて前記路面の切削を停止させるか否か決定する、
請求項６に記載の信号処理装置。

【請求項8】

前記送信部は、第１位相の複数の第１電磁波信号を送信する第１送信部および前記第１位相と直交する第２位相の複数の第２電磁波信号を送信する第２送信部を含み、
前記受信部は第１受信部および第２受信部を含み、
前記第１受信部は、前記複数の第１電磁波信号の前記路面における反射波に基づく複数の第１受信信号および前記複数の第２電磁波信号の前記路面における反射波に基づく複数の第２受信信号の少なくとも一方を受信し、
前記第２受信部は、前記複数の第１電磁波信号の前記路面における反射波に基づく複数の第３受信信号および前記複数の第２電磁波信号の前記路面における反射波に基づく複数の第４受信信号の少なくとも一方を受信し、
前記複数の第１受信信号および前記複数の第２受信信号の少なくとも一方、並びに前記複数の第３受信信号および前記複数の第４受信信号の少なくとも一方は、前記複数の受信信号に含まれる、
請求項１または２に記載の信号処理装置。

【請求項9】

前記送信部は、垂直偏波の複数の第１電磁波信号を送信する第１送信部および水平偏波の複数の第２電磁波信号を送信する第２送信部を含み、
前記受信部は、垂直偏波を受信する第１受信部および水平偏波を受信する第２受信部を含み、
前記第１受信部は、前記複数の第１電磁波信号の前記路面における反射波に基づく複数の第１受信信号および前記複数の第２電磁波信号の前記路面における反射波に基づく複数の第２受信信号の少なくとも一方を受信し、
前記第２受信部は、前記複数の第１電磁波信号の前記路面における反射波に基づく複数の第３受信信号および前記第２電磁波信号の前記路面における反射波に基づく複数の第４受信信号の少なくとも一方を受信し、
前記複数の第１受信信号および前記複数の第２受信信号の少なくとも一方、並びに前記複数の第３受信信号および前記複数の第４受信信号の少なくとも一方は、前記複数の受信信号に含まれる、
請求項１または２に記載の信号処理装置。

【請求項10】

前記処理部は、
前記複数の第１受信信号及び前記複数の第３受信信号から隣り合う送信時刻の受信信号における信号強度の第１差分を複数算出し、
前記複数の第２受信信号及び前記複数の第４受信信号から隣り合う送信時刻の受信信号における信号強度の第２差分を複数算出し、
前記複数の第１差分及び前記複数の第２差分の少なくとも一方が、前記第１条件を満たしてから前記第１時間以内に前記第２条件を満たすか否かにより、前記対象物の有無を決定し、
前記対象物の有無に応じて前記路面の切削を停止させるか否か決定する、
請求項５、８、及び９のいずれか一項に記載の信号処理装置。

【請求項11】

路面の切削を停止させるか否か決定する信号処理装置であって、
路面に向けて第１角度から第２角度まで複数の電磁波信号を送信する送信部と、
前記複数の電磁波信号に対応する反射波に基づく複数の受信信号を受信する受信部と、
前記複数の受信信号に基づいて、前記受信部からの距離および前記第１角度から第２角度までにおける受信信号の信号強度の角度分布を複数算出し、
前記複数の角度分布から、隣り合う送信時刻の角度分布における信号強度の差分を複数算出し、
前記複数の信号強度の差分に基づいて、前記路面における、アスファルトや白線よりも反射した信号強度が高い対象物の有無を決定し、
前記対象物の有無に応じて前記路面の切削を停止させるか否か決定する処理部と、
を備え、
前記処理部は、
前記複数の角度分布の差分が、前記対象物に基づいて定められる角度分布に関する第１条件を満たしてから、前記対象物の長さに基づく距離を前記信号処理装置が移動する第１時間以内に前記対象物に基づいて定められる信号強度に関する第２条件を満たすか否かにより、前記対象物の有無を決定し、
前記対象物の長さに基づく距離は、前記受信部から前記路面の切削を行う切削部までの距離よりも小さい、
信号処理装置。

【請求項12】

前記処理部は、前記信号強度の角度分布または前記信号強度の角度分布の差分に基づいて、前記対象物の候補の長さを前記対象物の長さとして推定する、
請求項１１に記載の信号処理装置。

【請求項13】

前記第１条件及び前記第２条件は、前記アスファルトに反射した信号強度と前記対象物に反射した信号強度との差分に応じて定められ、
前記第１条件と前記第２条件は、正負が反転した条件である、
請求項１１または１２に記載の信号処理装置。

【請求項14】

前記処理部は、前記複数の電磁波信号の主方向が前記路面に対して略垂直となるように前記送信部の角度を指令する、および
前記路面の傾斜角に基づいて、前記受信部の受信面が前記複数の受信信号の主方向に対して略垂直となるように前記受信部の角度を指令する、の少なくとも一方を行う、
請求項１乃至１３のいずれか一項に記載の信号処理装置。

【請求項15】

前記処理部は、前記対象物の有無に応じて前記路面の切削の停止を通知する通知信号を生成し、
前記通知信号に基づいて、前記路面の切削の停止を通知する通知部をさらに備える、
請求項１乃至１４のいずれか一項に記載の信号処理装置。

【請求項16】

路面の切削を行う切削装置であって、
路面に向けて複数の電磁波信号を送信する送信部と、
前記複数の電磁波信号に対応する反射波に基づく複数の受信信号を受信する受信部と、
前記複数の受信信号から、隣り合う送信時刻の受信信号における信号強度の差分を複数算出し、
前記複数の信号強度の差分に基づいて、前記路面における、アスファルトや白線よりも反射した信号強度が高い対象物の有無を決定し、
前記対象物の有無に応じて前記路面の切削を停止させるまたは前記路面の切削を行う指示を含む制御信号を生成する処理部と、
前記制御信号に基づいて、前記路面の切削を停止するまたは前記路面の切削を行う切削部
を備え、
前記処理部は、
前記複数の信号強度の差分が、前記対象物に基づいて定められる信号強度に関する第１条件を満たしてから、前記対象物の長さに基づく距離を前記切削装置が移動する第１時間以内に前記対象物に基づいて定められる信号強度に関する第２条件を満たすか否かにより、前記対象物の有無を決定し、
前記対象物の長さに基づく距離は、前記受信部から前記切削部までの距離よりも小さい、
切削装置。

【請求項17】

路面の切削を行う切削装置であって、
路面に向けて第１角度から第２角度まで複数の電磁波信号を送信する送信部と、
前記複数の電磁波信号に対応する反射波に基づく複数の受信信号を受信する受信部と、
前記複数の受信信号に基づいて、前記受信部からの距離および前記第１角度から第２角度までにおける受信信号の信号強度の角度分布を複数算出し、
前記複数の角度分布から、隣り合う送信時刻の角度分布における信号強度の差分を複数算出し、
前記複数の信号強度の差分に基づいて、前記路面における、アスファルトや白線よりも反射した信号強度が高い対象物の有無を決定し、
前記対象物の有無に応じて前記路面の切削を停止させるまたは前記路面の切削を行う指示を含む制御信号を生成する処理部と、
前記制御信号に基づいて、前記路面の切削を停止するまたは前記路面の切削を行う切削部
を備え、
前記処理部は、
前記複数の角度分布の差分が、前記対象物に基づいて定められる角度分布に関する第１条件を満たしてから、前記対象物の長さに基づく距離を前記切削装置が移動する第１時間以内に前記対象物に基づいて定められる信号強度に関する第２条件を満たすか否かにより、前記対象物の有無を決定し、
前記対象物の長さに基づく距離は、前記受信部から前記切削部までの距離よりも小さい、
切削装置。

【請求項18】

路面の切削を停止させるか否か決定する信号処理装置の方法であって、
路面に向けて複数の電磁波信号を送信し、
前記複数の電磁波信号に対応する反射波に基づく複数の受信信号を受信し、
前記複数の受信信号から、隣り合う送信時刻の受信信号における信号強度の差分を複数算出し、
前記複数の信号強度の差分に基づいて、前記路面における、アスファルトや白線よりも反射した信号強度が高い対象物の有無を決定し、
前記対象物の有無に応じて前記路面の切削を停止させるか否か決定し、
前記複数の信号強度の差分が、前記対象物に基づいて定められる信号強度に関する第１条件を満たしてから、前記対象物の長さに基づく距離を前記信号処理装置が移動する第１時間以内に前記対象物に基づいて定められる信号強度に関する第２条件を満たすか否かにより、前記対象物の有無を決定し、
前記対象物の長さに基づく距離は、前記複数の受信信号を受信する受信部から前記路面の切削を行う切削部までの距離よりも小さい、
方法。

【請求項19】

路面の切削を停止させるか否か決定する信号処理装置の方法であって、
路面に向けて第１角度から第２角度まで複数の電磁波信号を送信し、
前記複数の電磁波信号に対応する反射波に基づく複数の受信信号を受信し、
前記複数の受信信号に基づいて、前記複数の受信信号を受信する受信部からの距離および前記第１角度から第２角度までにおける受信信号の信号強度の角度分布を複数算出し、
前記複数の角度分布から、隣り合う送信時刻の角度分布における信号強度の差分を複数算出し、
前記複数の信号強度の差分に基づいて、前記路面における、アスファルトや白線よりも反射した信号強度が高い対象物の有無を決定し、
前記対象物の有無に応じて前記路面の切削を停止させるか否か決定し、
前記複数の角度分布の差分が、前記対象物に基づいて定められる角度分布に関する第１条件を満たしてから、前記対象物の長さに基づく距離を前記信号処理装置が移動する第１時間以内に前記対象物に基づいて定められる信号強度に関する第２条件を満たすか否かにより、前記対象物の有無を決定し、
前記対象物の長さに基づく距離は、前記受信部から前記路面の切削を行う切削部までの距離よりも小さい、
方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明の実施形態は、信号処理装置、切削装置、および信号処理方法に関する。

【背景技術】

【0002】

劣化した路面の修繕のために、路面の切削を行う切削装置が開発されている。路面の切削の際には、路面上に切削してはならない対象物（例えば、マンホールの蓋）がある場合がある。この対象物を切削すると、対象物の損傷や切削装置の損傷が起こる可能性がある。したがって、対象物が切削されないように作業員などにより移動させる必要がある。また、切削による粉塵や廃材、時間帯や天候によっては、作業員などによる対象物の見落としが発生する場合がある。路面上の対象物の有無を決定し、対象物の有無に応じて路面の切削を停止させるか否かを決定する装置が望まれる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開平１１－５０４１５号公報

【文献】特開２０１１－１８２１４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

本発明の実施形態が解決しようとする課題は、路面上の対象物の有無を決定し、対象物の有無に応じて路面の切削を停止させることを決定する信号処理装置、切削装置、および信号処理方法を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0005】

上記課題を解決するために、実施形態の信号処理装置は、路面の切削を停止させるか否か決定する信号処理装置であって、路面に向けて複数の電磁波信号を送信する送信部と、前記複数の電磁波信号に対応する反射波に基づく複数の受信信号を受信する受信部と、前記複数の受信信号から、隣り合う送信時刻の受信信号における信号強度の差分を複数算出し、前記複数の信号強度の差分に基づいて、前記路面における、アスファルトや白線よりも反射した信号強度が高い対象物の有無を決定し、前記対象物の有無に応じて前記路面の切削を停止させるか否か決定する処理部とを備える。前記処理部は、前記複数の信号強度の差分が、前記対象物に基づいて定められる信号強度に関する第１条件を満たしてから、前記対象物の長さに基づく距離を前記信号処理装置が移動する第１時間以内に前記対象物に基づいて定められる信号強度に関する第２条件を満たすか否かにより、前記対象物の有無を決定する。前記対象物の長さに基づく距離は、前記受信部から前記路面の切削を行う切削部までの距離よりも小さい。

【図面の簡単な説明】

【0006】

【図1】第１の実施形態における切削装置１００の構成図。

【図2】切削装置１００の機能ブロック図。

【図3】時刻ごとの切削装置１００の位置の模式図。

【図4】図３における電磁波信号の反射波に基づく受信信号の信号強度および信号強度の差分を表す図。

【図5】切削装置１００の動作のフローチャート。

【図6】第１の実施形態に適用可能な切削装置１５０の構成図。

【図7】第１の実施形態に適用可能な切削装置１６０の構成図。

【図8】センサ部１２０ａおよび１２０ｂが時分割による送信を行う場合を説明する図。

【図9】図８において、受信部１２２ａおよび１２２ｂが受信する場合を説明する図。

【図10】センサ部１２０ａおよび１２０ｂが周波数分割による送信を行う場合を説明する図。

【図11】図１０において、受信部１２２ａおよび１２２ｂが周波数ｆ０およびｆ１の受信信号を受信する場合を説明する図。

【図12】センサ部１２０ａおよび１２０ｂが符号分割による送信を行う場合を説明する図。

【図13】センサ部１２０ａおよび１２０ｂが位相変調による送信を行う場合を説明する図。

【図14】図１３において、受信部１２２ａおよび１２２ｂが位相φ０およびφ１の受信信号を受信する場合を説明する図。

【図15】第１の実施形態に適用可能な切削装置１７０の構成図。

【図16】センサ部１２０ａおよび１２０ｃが異なる偏波の電磁波信号の送信を行う場合を説明する図。

【図17】図１６において、受信部１２２ａおよび１２２ｃが偏波の向きが変わった受信信号をも受信する場合を説明する図。

【図18】第２の実施形態における、センサ部１２０’による電磁波信号の送信範囲および反射波に基づく受信信号の受信範囲を表す図。

【図19】図１８の場合における信号強度の角度分布を表す図。

【図20】図３における信号強度の角度分布および信号強度の角度分布の差分を表す図。

【図21】電磁波信号の周波数を時刻に応じて変化させる場合を説明する図。

【発明を実施するための形態】

【0007】

以下、発明を実施するための実施形態について図面を参照して説明する。開示はあくまで一例にすぎず、以下の実施形態に記載した内容により発明が限定されるものではない。当業者が容易に想到し得る変形は、当然に開示の範囲に含まれる。説明をより明確にするため、図面において、各部分のサイズ、形状等を実際の実施態様に対して変更して模式的に表す場合もある。複数の図面において、対応する要素には同じ参照数字を付して、詳細な説明を省略する場合もある。

【0008】

（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態における切削装置１００の構成図である。図１（ａ）は切削装置１００のｘｚ平面図、図１（ｂ）は切削装置１００のｘｙ平面図を表している。切削装置１００は路面の切削機能を備えた移動体であり、路面上を移動しながら路面を切削する。切削装置１００は、本実施形態では一例として路面切削車両としているが、ロボットなどでもよい。切削装置１００は移動しながら所定の時間ごとに電磁波信号を路面に向けて送信する。この路面に対する反射波に基づく受信信号を受信し、受信信号に基づいて路面における対象物の有無を決定する。対象物とは、切削装置１００が路面の切削にあたって切削を回避したい路面における物体である。例えば、路面に設置されたマンホールの蓋などである。切削装置１００は、対象物が存在すると決定された場合に路面の切削を停止する。

【0009】

図２は、切削装置１００の機能ブロック図である。図１および図２を用いて、切削装置１００の構成要素を説明する。切削装置１００は、車体１０１、駆動部１０２、コンベア部１０３、切削部１０４、記憶部１０５、および信号処理装置１１０を備える。信号処理装置１１０はセンサ部１２０、処理部１３０、通知部１４０を備える。センサ部１２０は送信部１２１および受信部１２２を備える。処理部１３０は算出部１３１、決定部１３２、制御部１３３、信号生成部１３４を備える。

【0010】

車体部１０１は、切削装置１００の外装である。本実施形態では一例として切削装置１００を路面切削車両としているため、車両の外装部、ボディ部に相当する。

【0011】

駆動部１０２は、切削装置１００を駆動する。例えばエンジンやモータ、車輪などである。駆動部１０２は、制御信号（駆動信号）を処理部１３０の信号生成部１３４から受けて、切削装置１００を移動体として例えばＸ方向へ移動させる。

【0012】

コンベア部１０３は、路面の切削により生じる廃材を運搬する。図１（ａ）および（ｂ）では隠れているが、コンベア部１０３は－Ｘ方向に伸びており、切削部１０４まで続く。コンベア部１０３に運ばれた廃材は、コンベア部１０３の先端より廃材の収集装置や収集場所に移される。コンベア部１０３は、制御信号（運搬信号）を処理部１３０の信号生成部１３４から受けて動作する。

【0013】

切削部１０４は、路面を切削する。切削部１０４は、路面を切削する刃であるカッタービットを備えるカッタードラム、カッタードラムの周囲を覆うカッターフレーム、カッタードラムを昇降、回転させる油圧ポンプや油圧シリンダなどを備える。切削部１０４は、制御信号（切削信号）を処理部１３０の信号生成部１３４から受けて路面の切削の実行または停止する。

【0014】

送信部１２１は１つ以上のアンテナを含み、路面に向けて電磁波信号を送信する。電磁波信号は例えば、パルス信号である。送信部１２１が送信した電磁波信号は、路面によって反射し、反射波となる。本実施形態では、送信部１２１は、電磁波信号の主方向が路面に対して垂直（Ｚ方向に）になるように送信する。なお垂直とは厳密な垂直に限定されず、受信信号の主方向が同じセンサ部１２０に含まれる受信部１２２に向かう程度のずれを許容するものとする。

【0015】

受信部１２２は１つ以上のアンテナを含み、送信部１２１が送信した電磁波信号に対応する反射波に基づく受信信号を受信する。受信信号は、算出部１３１に送られ、受信信号の強度（以降、単に信号強度とも称する）の算出に使われる。

【0016】

なお、送信部１２１および受信部１２２を含むセンサ部１２０は切削部１０４よりも進行方向（Ｘ方向）に対して所定の距離だけ前方に位置する。切削部１０４が切削する前に、切削部１０４が今後切削する路面に対象物が存在するか否かを決定する必要があるためである。また、送信部１２１が用いるアンテナと受信部１２２が用いるアンテナは、共用であってもよいし別々に設けられていてもよい。

【0017】

算出部１３１は受信部１２２から送られる受信信号に基づいて、信号強度を算出する。詳細には、算出部１３１は送信部１２１が電磁波信号を送信してから、受信部１２２が受信信号を受信するまでの時間を距離に換算し、受信部からの距離に対する信号強度を算出する。受信信号は、電磁波信号が反射する路面の状態によって強度が異なる。例えば、路面のアスファルトに反射した場合の受信信号と、路面の対象物としてマンホールの蓋に反射した場合の受信信号では、マンホールの蓋に反射した場合の受信信号の方が、信号強度が高い。算出部１３１は、算出した信号強度を記憶部１０５に保持させる。

【0018】

また、算出部１３１は受信部１２２から送られる複数の受信信号間における信号強度の差分を算出する。送信部１２１が時刻に応じて複数の電磁波信号を送信した場合、受信部１２２は時刻に応じた複数の受信信号を受信する。算出部１３１はこの複数の受信信号それぞれの信号強度を算出し記憶部１０５に保持する。算出部１３１は、複数の信号強度の差分を取ることで、複数の受信信号間における信号強度の差分（以降、単に信号強度の差分とも称する）を算出する。信号強度の差分は決定部１３２に送られ、路面における対象物の有無の決定に使われる。

【0019】

決定部１３２は、受信部１２２が受信した受信信号に基づいて、路面における対象物の有無を決定する。より詳細には、決定部１３２は、算出部１３１から送られた信号強度の差分に基づいて、信号強度の差分とあらかじめ設定されるしきい値とを比較して路面における対象物の有無の決定に使われる。決定部１３２は、算出部１３１から送られた信号強度の差分を記憶部１０５に保持する。決定部１３２は、決定した路面における対象物の有無に関する情報を制御部１３３に送る。

【0020】

処理部１３０は、駆動部１０２、コンベア部１０３、切削部１０４の動作を指令する。制御部１３３は信号生成部１３４に対して、この指令を含む制御信号の生成を指示し、指令の対象となる構成要素に伝達するように指令する。制御信号は、駆動部１０２への指令を含む駆動信号、コンベア部１０３への指令を含む運搬信号。切削部１０４への指令を含む切削信号を包括して称される。

【0021】

制御部１３３は、送信部１２１が電磁波信号を路面に向けて送信するように電磁波信号を生成するよう信号生成部１３４に指令する。また、制御部１３３は信号生成部１３４に電磁波信号の生成を開始、停止するよう指令する。

【0022】

また、制御部１３３は、決定部１３２から送られた路面における対象物の有無に関する情報に基づいて、対象物の有無に応じて切削部１０４による路面の切削を停止させるまたは行うかを決定する。対象物が存在する場合は切削部１０４による路面の切削を停止させ、対象物が存在しない場合は切削部１０４に路面の切削を行わせる。制御部１３３は信号生成部１３４に対して、路面の切削を停止させるまたは行わせる指示を含む切削信号を生成するように指令する。また、制御部１３３は、切削部１０４による路面の切削を停止させると決定した場合、信号生成部１３４に対して、路面の切削の停止を通知する通知信号を生成するように指令する。

【0023】

信号生成部１３４は、制御部１３３からの指令に応じて、電磁波信号、制御信号、通知信号を生成し、指令の対象となる構成要素に伝達する。信号生成部１３４は、路面に向けて送信する電磁波信号を生成する。電磁波信号は送信部１２１に送られる。信号生成部１３４は、駆動部１０２、コンベア部１０３、および切削部１０４のそれぞれの動作を指令する制御信号を生成する。生成された制御信号は指令の対象となる構成要素（駆動部１０２、コンベア部１０３、または切削部１０４）に送られる。切削部１０４に送られる切削信号には、制御部１３３にて対象物の有無に応じて決定された、路面の切削を停止させるまたは行わせる指示が含まれる。信号生成部１３４は、路面の切削の停止を通知する通知信号を生成し、通知部１４０に送る。

【0024】

通知部１４０は、通知信号に基づいて、周囲に路面の切削の停止を通知する。通知部１４０は、ランプなどの光を用いて通知してもよいし、サイレンなどの音を用いて通知してもよいし、モニタなどの操作ディスプレイ上への表示を用いて通知してもよいし、これらを組み合わせて通知してもよい。通知部１４０の通知により、切削装置１００の周囲の作業員は切削部１０４による路面の切削を停止したことや、切削部１０４の周囲に対象物が存在することを認識することができる。

【0025】

記憶部１０５は、算出部１３１によって算出された、信号強度および信号強度の差分を保持する。記憶部１０５はメモリ等であり、例えば、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＰＲＯＭ（Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ ＲＯＭ）、ＥＰＲＯＭ（Ｅｒａｓａｂｌｅ ＰＲＯＭ）、ＥＥＰＲＯＭ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ ＥＰＲＯＭ）、フラッシュメモリ、レジスタなどである。また、記憶部１０３は無線通信装置１００Ａの内部の他、外部に設けられてもよい。外部に設けられる場合、記憶部１０３はインターネットを経由して情報を保持するクラウドでもよい。

【0026】

以上、切削装置１００の構成を説明した。信号処理装置１１０の構成要素の少なくとも一部は、物理的に統合された半導体集積回路（ＬＳＩ等）に実装されてもよい。また図２では、算出部１３１、決定部１３２、制御部１３３、信号生成部１３４は処理部１３０に含まれる。処理部１３０は、制御装置と演算装置を含む１つ以上の電子回路である。電子回路は、アナログまたはディジタル回路等で実現される。例えば、汎用目的プロセッサ、中央処理装置（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ：ＣＰＵ）、マイクロプロセッサ、ディジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、ＡＳＩＣ、ＦＰＧＡ、およびその組合せが可能である。また、処理部１３０はソフトウェアによってこれらの電子回路で実行されてもよい。また、処理部１３０のうち、駆動部１０２、コンベア部１０３に指令する部は別途設けられてもよい。

【0027】

図３は、時刻ごとの切削装置１００の位置の模式図である。図３～図５を用いて、切削装置１００の動作を説明する。切削装置１００は所定の時間ごとに電磁波信号を路面に向けて送信し、この路面に対する反射波に基づく受信信号を受信する。切削装置１００は受信信号に基づいて、路面における対象物の有無を決定する。切削装置１００は、この対象物の有無に応じて路面の切削を停止するか否かを決定する。切削装置１００は、切削する路面において対象物が存在する場合は路面の切削を停止し、対象物が存在しない場合は路面の切削を行うまたは継続する。図３では、時刻ｔ０、ｔ１、ｔ２、ｔ３、ｔ４、ｔ５に電磁波信号の送信が行われる。切削装置１００（信号処理装置１１０を含む）は、路面を切削しながら移動速度ＶでＸ方向に進んでおり、時刻ｔ０における切削装置１００の位置をＸ０、時刻ｔ１における切削装置１００の位置をＸ１、…、時刻ｔ５における切削装置１００の位置をＸ５とする。したがって、時刻ｔ０と位置Ｘ０、時刻ｔ１と位置Ｘ１、…時刻ｔ５と位置Ｘ５は対応している。

【0028】

なお、本実施形態では、切削装置１００の位置はセンサ部１２０の位置（電磁波信号を送信する路面のＸ座標）と規定する。また、センサ部１２０から路面までのＺ方向の距離をＺｒ、対象物のＸ方向の長さをＬ、センサ部１２０から切削部１０４までの距離をｄとする。距離ｄを取るにあたり、切削部１０４はセンサ部１２０に近い端を基準としている。対象物は、Ｘ２～Ｘ４を含む位置に存在するとする。また、対象物以外の路面はアスファルトとし、対象物に反射した反射波に基づく受信信号はアスファルトに反射した反射波に基づく受信信号よりも高い強度を有するとする。

【0029】

図４は図３の時刻ｔ０、ｔ１、…、ｔ５に送信された電磁波信号の反射波に基づく受信信号の信号強度（以降、時刻ｔｘの信号強度または時刻ｔｘにおける信号強度とも称する）および信号強度の差分を表す図である。時刻ｔ０～ｔ５のそれぞれにおいて、切削装置１００は位置Ｘ０～Ｘ５のそれぞれに電磁波信号を送信する。本実施形態では、電磁波信号はパルス信号とする。切削装置１００はこの電磁波信号の反射波に基づく受信信号を受信する。切削装置１００は、電磁波信号を送信してから受信信号を受信するまでの時間を距離に変換することにより、Ｚ方向と信号強度の関係を算出する（単に信号強度とも称する）。

【0030】

時刻ｔ０～ｔ５のそれぞれの信号強度は、Ｚ＝Ｚｒにおいてピークが立つ形となっている。図３から、センサ部１２０から路面までの距離をＺｒとしているため、このＺ＝Ｚｒにおけるピークは電磁波信号の反射波に基づいていることが表されている。

【0031】

ここで、位置Ｘ０、Ｘ１、Ｘ５についてはＺ＝Ｚｒにおける信号強度のピークがＳｒ（以降、強度Ｓｒとも称する）となっている。位置Ｘ０、Ｘ１、Ｘ５の路面はアスファルトであるため、強度Ｓｒは比較的小さい値を取る。

【0032】

一方、位置Ｘ２、Ｘ４についてはＺ＝Ｚｒにおける信号強度のピークがＳｍ１（以降、強度Ｓｍ１とも称する）、位置Ｘ３についてはＺ＝Ｚｒにおける信号強度のピークがＳｍ２（以降、強度Ｓｍ２とも称する）である。位置Ｘ２～Ｘ４の路面は対象物が存在するため、強度Ｓｍ１、Ｓｍ２は強度Ｓｒよりも高い。

【0033】

信号強度の差分は、隣り合う時刻における信号強度をＺ方向において差分を取ることで算出できる。例えば、時刻ｔ０の信号強度と時刻ｔ１の信号強度の差分を取ると、信号強度の変化は見られない。これは時刻ｔ０～ｔ１の間で、反射する路面の種類に変化がないことを表す。このため時刻ｔ１では、切削装置１００は、路面に対象物があると決定しないため、切削を継続する。

【0034】

時刻ｔ２において、時刻ｔ１の信号強度と時刻ｔ２の信号強度の差分を取ると、信号強度の変化がＺ＝Ｚｒをピークとして現れる。このピークは所定のしきい値＋ＤＳより大きい。しきい値＋ＤＳは、信号強度に関する第１条件として設定される。なお、第１条件は、信号強度の差分に関する第１条件と称されてもよい。この条件を満たすことで、切削装置１００（センサ部１２０）の位置では時刻ｔ１～ｔ２の間に、アスファルトから対象物と同様に反射する物体に切り替わったことを表す。切削装置１００は、信号強度の差分のピークがしきい値＋ＤＳより大きくなった時刻ｔ２に、切削装置１００の位置が対象物上である可能性を表すフラグ（以降、単にフラグとも称する）を生成する。切削装置１００は、このフラグを保持する。なお、時刻ｔ２では対象物かどうかを決定する、後述する第２条件の判断ができていないため、切削部１０４は切削を継続する。

【0035】

時刻ｔ３において、時刻ｔ２の信号強度と時刻ｔ３の信号強度の差分、および時刻ｔ４において、時刻ｔ３の信号強度と時刻ｔ４の信号強度の差分を取ると、同様に信号強度の変化がＺ＝Ｚｒをピークとして現れる。しかし、これらのピークは所定のしきい値－ＤＳより大きく、しきい値＋ＤＳよりも小さい。このとき、しきい値－ＤＳは、信号強度に関する第２条件として設定される。なお、第２条件は、信号強度の差分に関する第２条件と称されてもよい。この条件を満たすことで、切削装置１００の位置が２つの時刻の間に、対象物と同様に反射する物体からアスファルトに切り替わったことを表す。したがって、切削装置１００は時刻ｔ３およびｔ４において未だ対象物と同様に反射する物体上であることを表す。切削装置１００は時刻ｔ２に生成したフラグを変わらず保持する。このように、時刻ｔ３およびｔ４では切削装置１００の位置は対象物と同様に反射する物体上にあるものの、対象物であると断定できないため、切削を継続する。

【0036】

ここで、このフラグの保持期間はあらかじめ設定されている。フラグの保持期間は、対象物として決定する最大の長さＬｍａｘ、切削装置１００の移動速度Ｖから算出される時間に基づいて設定される。長さＬｍａｘは例えば、マンホールの蓋として存在する最大の直径などである。なお、長さＬｍａｘはセンサ部１２０から切削部１０４の一端までの距離ｄよりも短い。長さＬｍａｘが距離ｄよりも長いと、切削部１０４による切削に対象物が巻き込まれる可能性があるためである。フラグの保持期間中に第２条件を満たさない場合、切削装置１００は対象物ではないと決定してフラグを解消する。フラグの保持期間が設定されていることにより、切削部１０４にて切削される前に対象物の有無を決定することができる。

【0037】

時刻ｔ５において、時刻ｔ４の信号強度と時刻ｔ５の信号強度の差分を取ると、同様に信号強度の変化がＺ＝Ｚｒをピークとして現れる。このピークは所定のしきい値－ＤＳより小さい。切削装置１００の位置が２つの時刻の間に、対象物と同様に反射する物体からアスファルトに切り替わっている。ここで、時刻ｔ５はフラグの保持期間内の場合、切削装置１００はフラグの保持期間内に第２条件を満たしたとして、路面に対象物が存在すると決定する。切削装置１００は、路面の切削を停止し、路面の切削を停止することを通知する。

【0038】

以上により、切削装置１００は、路面を切削しながら移動速度Ｖで路面上を移動する場合でも、対象物を切削せずに、対象物の有無に応じて路面の切削を停止または行うことができる。図３でも、時刻ｔ５において対象物は切削部１０４に接触しないことが表されている。

【0039】

図５は、切削装置１００の動作のフローチャートである。図５を用いて、切削装置１００の切削部１０４による路面の切削の停止に関する動作の詳細を説明する。前提として、切削装置１００は移動速度Ｖで進行方向に進みながら、路面の切削を行っているものとする。以降に説明するステップＳ１０１～Ｓ１１４の処理は、電磁波信号が送信されるたびに行われ、次の電磁波信号が行われる前にステップＳ１０１に戻るか動作を終了する。

【0040】

送信部１２１は、路面に向けて電磁波信号を送信する（ステップＳ１０１）。この電磁波信号は、制御部１３３の指令を受けた信号生成部１３４が生成し、送信部１２１に送られたものである。送信部１２１は、電磁波信号を所定の時間ごとに送信する。この所定の時間は、対象物の有無の決定の精度、切削装置１００の移動速度Ｖ、切削装置１００の信号処理能力などに応じて任意に決定される。例えば図３、図４では、送信部１２１は時刻ｔ０、ｔ１、…、ｔ５に電磁波信号を送信する。

【0041】

受信部１２２は、送信部１２１が送信した電磁波信号の路面に対する反射波に基づく受信信号を受信する（ステップＳ１０２）。受信した受信信号は算出部１３１に送られる。

【0042】

算出部１３１は、受信部１２２から送られる受信信号から、信号強度を算出する（ステップＳ１０３）。算出部１３１は、算出した信号強度を記憶部１０５に保持させる。例えば図４では、算出部１３１は時刻ｔ０、ｔ１、…、ｔ５における信号強度を算出する。

【0043】

算出部１３１は、記憶部１０５に過去の信号強度が保持されているかを確認する（ステップＳ１０４）。過去の信号強度は、電磁波信号の送信時刻が隣り合う信号強度が望ましいが、電磁波信号の送信時刻が所定の時間の範囲内の信号強度であってもよい。算出部１３１は、記憶部１０５に過去の信号強度が保持されていない場合（ステップＳ１０４：Ｎｏ）、ステップＳ１０１に戻る。例えば図３、図４では、算出部１３１が時刻ｔ０の信号強度を算出した際、記憶部１０５には過去の受信信号における信号強度が保持されていない。このような場合は、ステップＳ１０１に戻る。

【0044】

一方、記憶部１０５に過去の信号強度がある場合（ステップＳ１０４：Ｙｅｓ）、算出部１３１は複数の信号強度間における信号強度の差分を算出する。例えば図４では、時刻ｔ１～ｔ５において、算出部１３１が信号強度を算出した際、記憶部１０５には過去の信号強度が保持されている。算出部１３１は、時刻ｔ０の信号強度および時刻ｔ１の信号強度の差分を算出する。算出部１３１は、時刻ｔ２～ｔ５も同様に、過去の隣り合う電磁波信号の送信時刻における信号強度との差分を算出する。算出部１３１は、算出した信号強度の差分を決定部１３２に送る。

【0045】

決定部１３２は、算出部１３１から送られる信号強度の差分から、路面における対象物の有無を決定する。対象物の有無の決定は、ステップＳ１０６～ステップＳ１１２にかけて行われる。まず、決定部１３２は記憶部１０５に、信号強度の差分に関する第１条件を満たしていることを表すフラグが保持されているかを確認する（ステップＳ１０６）。本実施形態では一例として、このフラグは切削装置１００の位置が対象物上である可能性を表すフラグとして、信号強度の差分が＋側のしきい値（＋ＤＳ）より大きいことを表す。フラグが保持されていない場合（ステップＳ１０６：Ｎｏ）、決定部１３２は信号強度の差分が第１条件を満たしているかを確認する（ステップＳ１０７）。本実施形態では一例として、決定部１３２は信号強度の差分が＋側のしきい値（＋ＤＳ）より大きいかを比較して確認する。信号強度の差分が第１条件を満たしている場合（ステップＳ１０８：Ｙｅｓ）、決定部１３２はフラグを生成し、フラグの生成時刻とともに記憶部１０５に保持させ（ステップＳ１０８）、ステップＳ１０１に戻る。信号強度の差分が第１条件を満たしていない場合（ステップＳ１０８：Ｎｏ）、ステップＳ１０１に戻る。

【0046】

一方、記憶部１０５にフラグが保持されている場合（ステップＳ１０６：Ｙｅｓ）、決定部１３２は、現在の時刻がこのフラグの生成時刻から、フラグの保持期間以内かを確認する（ステップＳ１０９）。現在の時刻がフラグの保持期間以内でない場合（ステップＳ１０９：Ｎｏ）、決定部１３２は記憶部１０５からフラグを消去し（ステップＳ１１０）、ステップＳ１０１へ戻る。

【0047】

決定部１３２がフラグの保持期間以内かを確認する理由は、フラグの保持期間を超えている場合、対象物の誤認識が生じる可能性が高いためである。例えば、路面の白線によって反射された受信信号の信号強度を用いた差分が、しきい値＋ＤＳより大きくなる場合があるが、この白線が切削装置１００の進行方向に伸びている場合、マンホールの蓋として想定される最大の長さＬｍａｘを超える場合がある。この場合、その後にしきい値－ＤＳより小さくなる場合があったとしても、決定部１３２は対象物（マンホールの蓋）が路面に存在すると決定してはならない。決定部１３２は、フラグの保持期間以内かを確認することで、対象物の誤認識を回避することができる。

【0048】

現在の時刻がフラグの保持期間以内である場合（ステップＳ１０９：Ｙｅｓ）、決定部１３２は信号強度の差分が信号強度の差分に関する第２条件を満たしているかを確認する（ステップＳ１１１）。本実施形態では一例として、決定部１３２は信号強度の差分が－側のしきい値（－ＤＳ）より小さいかを比較して確認する。信号強度の差分が第２条件を満たしている場合（ステップＳ１１１：Ｎｏ）、ステップＳ１０１に戻る。

【0049】

一方、信号強度の差分が第２条件を満たしていない（ステップＳ１１１：Ｎｏ）、決定部１３２は路面に対象物が存在すると決定する（ステップＳ１１２）。決定部１３２は、対象物の有無に関する情報として、路面に対象物が存在することを表す情報を制御部１３３に送る。

【0050】

制御部１３３は、決定部１３２から路面に対象物が存在することを表す情報を受けて、切削部１０４を停止させる切削信号および切削部１０４の停止を通知する通知信号を生成するよう信号生成部１３４に指令する（ステップＳ１１３）。信号生成部１３４は制御部１３３の指令を受けて、切削部１０４を停止させる切削信号を生成して切削部１０４に送り、通知信号を生成して通知部１４０に送る。

【0051】

切削部１０４は、信号生成部１３４からの切削信号を受けて路面の切削を停止し、通知部１４０は信号生成部１３４からの通知信号を受けて、切削部１０４の停止を通知する（ステップＳ１１４）。通知部１４０は例えば光や音、ディスプレイ上への表示などを用いて通知し、切削装置１００の周囲の作業員などに切削部１０４の停止を通知する。

【0052】

制御部１３３は、切削装置１００の動作を終了させる終了指令が届いているか否かを確認する（ステップＳ１１５）。この終了指令は、切削装置１００の動作を本フローで終了させる指令である。この終了指令は、作業員などによる切削装置１００への入力や、終了指令を含んだ信号を切削装置１００が取得するなどして制御部１３３に伝えられる。この終了指令は、直ちに切削装置１００の動作を終了させる指令であってもよい。

【0053】

制御部１３３にこの終了指令が届いていない場合（ステップＳ１１５：Ｎｏ）、ステップＳ１０１に戻る。一方、制御部１３３にこの終了指令が届いている場合（ステップＳ１１５：Ｙｅｓ）、フローは終了し、切削装置１００は動作を終了する。

【0054】

以上に本実施形態における切削装置１００の動作を説明した。本実施形態で説明した切削装置１００は一例であり、変形例は様々に実装、実行可能である。以下に本実施形態の変形例を説明する。

【0055】

（変形例１）
送信部１２１が路面に向けて電磁波信号を送信する場合、路面からの反射波が強くなるように、電磁波信号の主方向が路面に対して垂直となることが望ましい。また、受信部１２２が電磁波信号に対応する反射波に基づく受信信号を受信する場合、受信しやすくするため、受信部１２２の受信面が受信信号の主方向に対して垂直となることが望ましい。

【0056】

送信部１２１および受信部１２２について、制御部１３３の指令に応じて角度を変更可能であってもよい。制御部１３３は、角度センサからの角度情報や写真など任意の方法を用いて、路面、送信部１２１、および受信部１２２の角度を認識する。制御部１３３は、認識した角度に基づいて、送信部１２１が送信する電磁波信号の主方向が路面に対して垂直となるように送信部１２１の角度を指令し、受信部１２２の受信面が受信信号の主方向に対して垂直となるように受信部１２２の角度を指令してもよい。これらの指令を含んだ信号は信号生成部１３４によって生成され、送信部１２１および受信部１２２に送られる。

【0057】

（変形例２）
本実施形態では、ステップＳ１０３において、算出部１３１が受信信号に基づいて信号強度を算出し、記憶部１０５に保持させていた。算出部１３１は、信号強度を算出した結果、信号強度のピークがＺ＝Ｚｒから所定の範囲より離れている場合は、その信号強度を記憶部１０５に保持させず破棄してもよい。図３に表されるように、本実施形態では、センサ部１２０から路面までの距離をＺｒとしている。この場合、信号強度のピークがＺ＝Ｚｒから所定の範囲より離れている場合、電磁波信号が路面（対象物を含む）以外の物体と反射した受信信号であることが考えられる。この場合、路面における対象物の有無の決定に悪影響を及ぼす可能性があるため、算出部１３１はピークがＺ＝Ｚｒから所定の範囲より離れている信号強度を破棄してもよい。

【0058】

（変形例３）
本実施形態では、算出部１３１はステップＳ１０５において信号強度の差分を算出し、決定部１３２は信号強度の差分に基づいて対象物の有無を決定していた。決定部１３２は、算出部１３１がステップＳ１０３で算出した信号強度に基づいて、対象物の有無を決定してもよい。

【0059】

この場合、信号強度が所定のしきい値（例えばしきい値ＤＳ’とする）を超えた場合に、決定部１３２は第１条件を満たしたとしてフラグを生成する。決定部１３２は、フラグの保持期間以内に信号強度がしきい値ＤＳ’を下回った場合、第２条件を満たしたとして対象物が存在すると決定してもよい。

【0060】

（変形例４）
本実施形態では、ステップＳ１０７およびステップＳ１１１において、信号強度の差分に関する第１条件としてしきい値＋ＤＳより大きいか、信号強度の差分に関する第２条件としてしきい値－ＤＳより小さいかを比較したが、これらの条件はしきい値より大きい、またはしきい値より小さいことに限定されない。例えば、信号強度の差分について評価値を算出し、評価値が小さいほど信号強度の差分が大きいといった場合、第１条件として評価値がしきい値より小さいかが比較され、第２条件として評価値がしきい値より大きいかが比較されることとなる。また、評価値の変動によって第１条件および第２条件が設定される場合もある。第１条件は、信号強度の差分から、切削装置１００の位置が路面（アスファルト）から対象物と同様に反射する物体に移動したことが分かるのであれば任意の条件が適用可能である。また第２条件は、信号強度の差分から、切削装置１００の位置が対象物と同様に反射する物体から路面（アスファルト）に移動したことが分かるのであれば任意の条件が適用可能である。また、信号強度の差分を絶対値とした場合、第１条件と第２条件は同じとなってもよい。

【0061】

（変形例５）
本実施形態では、ステップＳ１１３において、制御部１３３は決定部１３２から路面に対象物が存在することを表す情報を受けて切削部１０４による路面の切削を停止させることを決定していた。制御部１３３は、決定部１３２から路面に対象物が存在することを表す情報を受けていないうちは、切削部１０４による路面の切削を行う（継続も含む）ことを決定していてもよい。制御部１３３は、切削部１０４による路面の切削を行う切削信号を生成するよう信号生成部１３４に指令する。信号生成部１３４は路面の切削を行う指示を含む切削信号を生成し、切削部１０４に送る。切削部１０４はこの切削信号を受けて、路面の切削を行う。

【0062】

（変形例６）
本実施形態では、センサ部１２０の送信部１２１から電磁波信号を路面に対して垂直に送信し、同じセンサ部１２０に含まれる受信部１２２が受信信号を受信していた。センサ部１２０が取り付けられる車体部１０１によっては、センサ部１２０を路面に対して平行に設置できず、送信部１２１から送信される電磁波信号が路面に対して垂直に送信できない場合がある。この場合、センサ部１２０を複数とし、一方のセンサ部１２０ａから電磁波信号を路面に向けて送信し、もう一方のセンサ部１２０ｂで受信信号を受信してもよい。

【0063】

図６は、センサ部１２０を複数として、センサ部１２０ａおよび１２０ｂを備える切削装置１５０の構成図である。以降、センサ部１２０ａは本実施形態のセンサ部１２０と同様であり、送信部１２１ａおよび受信部１２２ａが含まれる。以降、センサ部１２０ｂも同様に、送信部１２１ｂおよび受信部１２２ｂが含まれる。送信部１２１ａから路面に電磁波信号を送信する。受信部１２２ｂはこの電磁波信号の反射波に基づく受信信号を受信するために、電磁波信号の路面に対する入射角および路面による反射角を考慮して設置される。図６では、コンベア部１０３に備えられている。受信部１２２ｂは、この電磁波信号の反射波に基づく受信信号を受信する。以降の動作は本実施形態と同様であるため、説明を省略する。

【0064】

このようにすることで、センサ部１２０が取り付けされる車体部１０１の傾きなどにより、センサ部１２０を路面に対して平行に設置できない場合でも、本実施形態と同様に信号処理を行うことができる。

【0065】

なお、送信部１２１ｂから電磁波信号を送信し、受信部１２２ａが受信信号を受信してもよい。また、センサ部１２０が複数でない場合でも、送信部１２１および受信部１２２を離して設置する場合でも本変形例と同様に信号処理を行うことができる。

【0066】

（変形例７）
本実施形態では、センサ部１２０は切削装置１００の幅（Ｙ方向）の中央部に設置されていた。送信部１２１が送信する電磁波信号には指向性があるため、センサ部１２０から路面までの距離Ｚｒによっては、切削装置の幅をカバーできない可能性がある。この場合、センサ部１２０を複数とし、切削装置１００の幅方向（Ｙ方向）が異なる位置に設置してもよい。

【0067】

図７は、センサ部１２０を複数として、センサ部１２０ａおよび１２０ｂを備える切削装置１６０の構成図である。送信部１２１ａ、１２１ｂのそれぞれが電磁波信号を送信し、受信部１２２ａ、１２２ｂはそれぞれ、送信部１２１ａが送信した電磁波信号の反射波に基づく受信信号と、送信部１２１ａが送信した電磁波信号の反射波に基づく受信信号の少なくとも一方を受信する。

【0068】

以下、複数の送信部１２１ａ、１２１ｂが電磁波信号を送信する際の例を説明する。送信部１２１ａ、１２１ｂが電磁波信号を送信する場合、時分割による送信、周波数による送信、符号分割による送信、位相変調による送信などが存在する。いずれを本実施形態に適用してもよいし、組み合わせて適用してもよい。

【0069】

（変形例７．１）
図８は、センサ部１２０ａおよび１２０ｂが時分割による送信を行う場合を説明する図である。送信部１２１ａおよび１２１ｂは、送信する電磁波信号が同様の周波数である場合、同時に送信するとお互いに干渉を起こし、対象物の有無の決定に悪影響を及ぼす可能性がある。

【0070】

そこで、送信部１２１ａおよび１２１ｂが電磁波信号を送信する時刻を分ける（時分割）ことにより、電磁波信号間の干渉を抑制する。送信部１２１ａおよび１２１ｂがそれぞれ電磁波信号を送信する時刻は制御部１３３により決定され、信号生成部１３４を通じて送信部１２１ａおよび１２１ｂに指令される。

【0071】

例えば図８（ａ）では、時刻ｔ０において送信部１２１ａは電磁波信号を送信する。受信部１２２ａは、この電磁波信号の反射波に基づく受信信号を受信する。時刻ｔ０では送信部１２１ｂは電磁波信号を送信しない。一方、図８（ｂ）では、時刻ｔ１において送信部１２１ｂは電磁波信号を送信する。受信部１２２ｂは、この電磁波信号の反射波に基づく受信信号を受信する。時刻ｔ１では送信部１２１ａは電磁波信号を送信しない。以降同様に、時刻２ｎ（ｎは０以上の整数）では送信部１２１ａが、時刻２ｎ＋１では送信部１２１ｂが電磁波信号を送信する。

【0072】

受信信号の受信以降の切削装置１６０の動作は、切削装置１００と同様である。ここで、算出部１３１による信号強度および信号強度の差分の算出は、受信信号を複数のグループに分けてもよい。例えば送信部１２１ａが電磁波信号を送信する時刻２ｎにおける受信信号のグループＡと、送信部１２１ｂが電磁波信号を送信する時刻２ｎ＋１における受信信号のグループＢに分けて、算出部１３１は信号強度および信号強度の差分の算出を行う。これにより、センサ部１２０ａおよび１２０ｂがそれぞれ設置されるＹ方向の位置において、対象物の有無の決定することができる。決定部１３２は、グループＡおよびグループＢの少なくとも一方が第１条件および第２条件を満たす場合、対象物が存在すると決定する。

【0073】

また、時分割の方法において、受信部１２２ａおよび１２２ｂは、同じセンサ部１２０に属する送信部１２０ａおよび１２０ｂが電磁波信号を送信しない場合でも、受信してもよい。図９は、受信部１２２ａおよび１２２ｂが受信する場合を説明する図である。

【0074】

図９（ａ）では、時刻ｔ０において送信部１２１ａが電磁波信号を送信し、受信部１２２ａおよび１２２ｂは、この電磁波信号の反射波に基づく受信信号を受信する。図９（ｂ）では、時刻ｔ１において送信部１２１ｂが電磁波信号を送信し、受信部１２２ａおよび受信部１２２ｂは、この電磁波信号の反射波に基づく受信信号を受信する。以降の動作は図８で説明した場合と同様である。

【0075】

受信部１２２ｂは送信部１２１ａからは受信部１２２ａと比較して距離があり、受信部１２２ａは送信部１２１ｂからは受信部１２２ｂと比較して距離があるが、路面の凹凸または対象物の凹凸によっては受信信号の主方向が変わる可能性がある。受信部１２２ａだけでなく受信部１２２ｂでも受信することで受信信号の受信ミスを低減させることができる。

【0076】

算出部１３１は、信号強度および信号強度の差分の算出において、時刻２ｎにおける受信信号のグループＡと、時刻２ｎ＋１における受信信号のグループＢから、さらに複数のグループに分けてもよい。例えば、算出部１３１はグループＡを受信部１２２ａが受信した受信信号のグループＡ１および受信部１２２ｂが受信した受信信号のグループＡ２に分けてもよい。算出部１３１はグループＢを受信部１２２ａが受信した受信信号のグループＢ１および受信部１２２ｂが受信した受信信号のグループＢ２に分けてもよい。

【0077】

算出部１３１は、グループＡ１、Ａ２、Ｂ１、Ｂ２それぞれ信号強度および信号強度の差分の算出を行い、決定部１３２はこれらのグループの信号強度の差分に基づいて対象物の有無を決定してもよい。例えば、決定部１３２はグループＡ１、Ａ２、Ｂ１、およびＢ２の少なくとも１つが第１条件および第２条件を満たす場合、対象物が存在すると決定する。

【0078】

また、算出部１３１は、グループＡ１およびＡ２の同じ時刻における２つの受信信号のうち、信号強度が高い受信強度を選択し、グループＡ’として信号強度および信号強度の差分の算出を行ってもよい。算出部１３１はグループＢ１およびＢ２も同様に、同じ時刻において信号強度が高い受信信号を選択したグループＢ’として信号強度および信号強度の差分の算出を行ってもよい。決定部１３２はグループＡ’およびグループＢ’の少なくとも一方が第１条件および第２条件を満たす場合、対象物が存在すると決定する。

【0079】

また、算出部１３１は、グループＡ’の生成の際、グループＡ１およびＡ２の同じ時刻における２つの受信信号を合成してもよい。算出部１３１は、グループＢ’の生成の際、グループＢ１およびＢ２の同じ時刻における２つの受信信号を合成してもよい。

【0080】

（変形例７．２）
図１０は、センサ部１２０ａおよび１２０ｂが周波数分割による送信を行う場合を説明する図である。送信部１２１ａおよび１２１ｂは、送信する電磁波信号の周波数を異なる周波数とする（周波数分割）ことにより、電磁波信号間の干渉によらず受信信号を得ることができる。

【0081】

例えば図１０では、送信部１２１ａは周波数ｆ０の電磁波信号を送信し、送信部１２１ｂは周波数ｆ１の電磁波信号を送信する。受信部１２２ａは周波数ｆ０の電磁波信号の反射波に基づく受信信号を受信し、受信部１２２ｂは周波数ｆ１の電磁波信号の反射波に基づく受信信号を受信する。ここで、受信部１２２ａは信号の受信処理の過程で、周波数ｆ０の信号を取り出して受信することができ、受信部１２２ｂは周波数ｆ１の信号を取り出して受信することができる。したがって送信部１２１ａおよび１２１ｂが同時に電磁波信号を送信する場合でも、周波数ｆ０の電磁波信号の反射波に基づく受信信号と、周波数ｆ１の電磁波信号の反射波に基づく受信信号が区別されて受信される。

【0082】

受信信号の受信以降の切削装置１６０の動作は、切削装置１００と同様である。ここで、算出部１３１による信号強度および信号強度の差分の算出は、受信信号を複数のグループに分けてもよい。例えば周波数ｆ０の電磁波信号の反射波に基づく受信信号のグループＣと、周波数ｆ１の電磁波信号の反射波に基づく受信信号のグループＤに分けて、算出部１３１は信号強度および信号強度の差分の算出を行う。これにより、センサ部１２０ａおよび１２０ｂがそれぞれ設置されるＹ方向の位置において、対象物の有無の決定することができる。決定部１３２は、グループＣおよびグループＤの少なくとも一方が第１条件および第２条件を満たす場合、対象物が存在すると決定する。

【0083】

また、周波数分割の方法において、受信部１２２ａおよび１２２ｂは、周波数ｆ０の受信信号および周波数ｆ１の受信信号を受信してもよい。図１１は、受信部１２２ａおよび１２２ｂが周波数ｆ０の受信信号および周波数ｆ１の受信信号を受信する場合を説明する図である。受信部１２２ａおよび１２２ｂは、信号の受信処理の過程で、周波数ｆ０の信号とｆ１の信号をそれぞれ分けて受信することが可能である。これにより、路面の凹凸または対象物の凹凸によっては受信信号の主方向が変わる場合でも、受信部１２２ａだけでなく受信部１２２ｂでも受信することで受信信号の受信ミスを低減させることができる。

【0084】

算出部１３１は、信号強度および信号強度の差分の算出において、受信信号のグループＣとグループＢから、さらに複数のグループに分けてもよい。例えば、算出部１３１はグループＣを受信部１２２ａが受信した受信信号のグループＣ１および受信部１２２ｂが受信した受信信号のグループＣ２に分けてもよい。算出部１３１はグループＤを受信部１２２ａが受信した受信信号のグループＤ１および受信部１２２ｂが受信した受信信号のグループＤ２に分けてもよい。

【0085】

算出部１３１は、グループＣ１、Ｃ２、Ｄ１、Ｄ２それぞれ信号強度および信号強度の差分の算出を行い、決定部１３２はこれらのグループの信号強度の差分に基づいて対象物の有無を決定してもよい。例えば、決定部１３２はグループＣ１、Ｃ２、Ｄ１、およびＤ２の少なくとも１つが第１条件および第２条件を満たす場合、対象物が存在すると決定する。

【0086】

また、算出部１３１は、グループＣ１およびＣ２の同じ時刻における２つの受信信号のうち、信号強度が高い受信強度を選択し、グループＣ’として信号強度および信号強度の差分の算出を行ってもよい。算出部１３１はグループＤ１およびＤ２も同様に、同じ時刻において信号強度が高い受信信号を選択したグループＤ’として信号強度および信号強度の差分の算出を行ってもよい。決定部１３２はグループＣ’およびグループＤ’の少なくとも一方が第１条件および第２条件を満たす場合、対象物が存在すると決定する。

【0087】

また、算出部１３１は、グループＣ’の生成の際、グループＣ１およびＣ２の同じ時刻における２つの受信信号を合成してもよい。算出部１３１は、グループＤ’の生成の際、グループＤ１およびＤ２の同じ時刻における２つの受信信号を合成してもよい。

【0088】

（変形例７．３）
図１２は、センサ部１２０ａおよび１２０ｂが符号分割による送信を行う場合を説明する図である。送信部１２１ａおよび１２１ｂは、送信する電磁波信号が同様の周波数であって、同時に送信する場合でも、それぞれが送信する電磁波信号に特定の符号を付与する（符号分割）ことで、それぞれが送信する電磁波信号の反射波に基づく受信信号を取り出すことができる。

【0089】

送信部１２１ａおよび１２１ｂがそれぞれ電磁波信号を送信する時刻は制御部１３３により決定され、信号生成部１３４を通じて送信部１２１ａおよび１２１ｂに指令される。

【0090】

時刻ｔ０において送信部１２１ａおよび１２１ｂは電磁波信号を送信する。これらの電磁波信号には同じ符号が付与されている。例えば図１２（ａ）では、送信部１２１ａおよび１２１ｂが送信する電磁波信号には、時刻ｔ０における符号として＋１の符号が付与されている（ＣｏｄｅＡ＿ｔ０＝＋１、ＣｏｄｅＢ＿ｔ０＝＋１）。＋の符号は、信号が重畳された場合にその信号の強度を強める符号である。

【0091】

時刻ｔ１において送信部１２１ａおよび１２１ｂは電磁波信号を送信する。これらの電磁波信号にはそれぞれ反転した符号が付与されている。例えば図１２（ｂ）では、送信部１２１ａが送信する電磁波信号には、時刻ｔ１における符号として＋１の符号が付与されている（ＣｏｄｅＡ＿ｔ１＝＋１）。一方、送信部１２１ｂが送信する電磁波信号には、時刻ｔ１における符号として、＋１の符号が反転した－１の符号が付与されている（ＣｏｄｅＢ＿ｔ１＝－１）－の符号は、信号が重畳された場合にその信号の強度を弱める符号である。

【0092】

受信部１２２ａおよび１２２ｂは、送信部１２１ａが送信した電磁波信号の反射波に基づく受信信号ａと、送信部１２１ｂが送信した電磁波信号の反射波に基づく受信信号ｂとが重畳された重畳信号を受信する。

【0093】

ここで、時刻によらず送信する電磁波信号の強度が同様であれば、その電磁波信号の反射波に基づく受信信号の強度も同様であると仮定する。この場合、送信部１２１ａが送信した電磁波信号の反射波に基づく受信信号（取り出したい受信信号）の強度の絶対値をＹａ（以降、受信信号Ｙａとも称する）、送信部１２１ｂが送信した電磁波信号の反射波に基づく受信信号（取り出したい受信信号）の強度の絶対値をＹｂ（以降、受信信号Ｙｂとも称する）とする。受信部１２２ａおよび１２２ｂが受信する、時刻ｔ０における重畳信号の強度をＹｔ０（以降、重畳信号Ｙｔ０とも称する）、時刻ｔ１における重畳信号の強度をＹｔ１（以降、重畳信号Ｙｔ１とも称する）とする。受信信号Ｙａ、Ｙｂ、重畳信号Ｙｔ０、Ｙｔ１の関係は以下の式（１）に表される。

【数1】

【0094】

算出部１３１は、重畳信号Ｙｔ０およびＹｔ１から、受信信号ＹａおよびＹｂを算出して取り出す。式（１）を受信信号ＹａおよびＹｂについて解くと以下の式（２）となる。

【数2】

【0095】

式（２）の算出により、算出部１３１は、時刻ｔ０～ｔ１における受信信号ＹａおよびＹｂを算出することになる。時刻ｔ２において、送信部１２１ａおよび１２１ｂがともに符号が＋１の電磁波信号を送信し、受信部１２２ａおよび１２２ｂが重畳信号（Ｙｔ２）を受信することで、式（２）と同様に、算出部１３１は時刻ｔ１～ｔ２における受信信号Ｙａ’およびＹｂ’を算出する。以降は本実施形態と同様に、算出部１３１は信号強度および信号強度の差分の算出を行い、決定部１３２は対象物の有無を決定する。

【0096】

ここで、算出部１３１による信号強度および信号強度の差分の算出は、算出した受信信号を複数のグループに分けてもよい。受信信号ＹａのグループＥと、受信信号ＹｂのグループＦに分けて、算出部１３１は信号強度および信号強度の差分の算出を行う。これにより、センサ部１２０ａおよび１２０ｂがそれぞれ設置されるＹ方向の位置において、対象物の有無の決定することができる。決定部１３２は、グループＥおよびグループＦの少なくとも一方が第１条件および第２条件を満たす場合、対象物が存在すると決定する。

【0097】

また、算出部１３１は、重畳信号を受信した受信部ごとに受信信号ＹａおよびＹｂの算出を行ってもよい。これにより、路面の凹凸または対象物の凹凸によっては受信信号の主方向が変わる場合でも、受信部１２２ａだけでなく受信部１２２ｂでも受信することで受信信号の受信ミスを低減させることができる。

【0098】

例えば算出部１３１は、グループＥを受信部１２２ａが受信した重畳信号に基づいて算出された受信信号ＹａのグループＥ１、および受信部１２２ｂが受信した重畳信号に基づいて算出された受信信号ＹａのグループＥ２に分けてもよい。算出部１３１は、グループＦを受信部１２２ａが受信した重畳信号に基づいて算出された受信信号ＹｂのグループＦ１、および受信部１２２ｂが受信した重畳信号に基づいて算出された受信信号ＹｂのグループＦ２に分けてもよい。

【0099】

算出部１３１は、グループＥ１、Ｅ２、Ｆ１、Ｆ２それぞれ信号強度および信号強度の差分の算出を行い、決定部１３２はこれらのグループの信号強度の差分に基づいて対象物の有無を決定してもよい。例えば、決定部１３２はグループＥ１、Ｅ２、Ｆ１、およびＦ２の少なくとも１つが第１条件および第２条件を満たす場合、対象物が存在すると決定する。

【0100】

また、算出部１３１は、グループＥ１およびＥ２の同じ時刻における２つの受信信号のうち、信号強度が高い受信強度を選択し、グループＥ’として信号強度および信号強度の差分の算出を行ってもよい。グループＦ１およびＦ２も同様に、同じ時刻において信号強度が高い受信信号を選択したグループＦ’として信号強度および信号強度の差分の算出を行ってもよい。決定部１３２はグループＦ’およびグループＦ’の少なくとも一方が第１条件および第２条件を満たす場合、対象物が存在すると決定する。

【0101】

また、算出部１３１は、グループＥ’の生成の際、グループＥ１およびＥ２の同じ時刻における２つの受信信号を合成してもよい。算出部１３１は、グループＦ’の生成の際、グループＦ１およびＦ２の同じ時刻における２つの受信信号を合成してもよい。

【0102】

（変形例７．４）
図１３は、センサ部１２０ａおよび１２０ｂが位相変調による送信を行う場合を説明する図である。送信部１２１ａおよび１２１ｂは、送信する電磁波信号の位相を直交させることにより、電磁波信号間の干渉によらず受信信号を得ることができる。

【0103】

送信部１２１ａおよび１２１ｂがそれぞれ送信する電磁波信号の位相は制御部１３３により決定され、信号生成部１３４を通じて送信部１２１ａおよび１２１ｂに指令される。

【0104】

例えば図１３では、送信部１２１ａは位相φ０の電磁波信号を送信し、送信部１２１ｂは位相φ０と直交する（９０度異なる）位相φ１の電磁波信号を送信する。受信部１２２ａは位相φ０の電磁波信号の反射波に基づく受信信号を受信し、受信部１２２ｂは位相φ１の電磁波信号の反射波に基づく受信信号を受信する。ここで、受信部１２２ａは信号の受信処理の過程で、位相φ０の信号を取り出して受信することができ、受信部１２２ｂは位相φ１の信号を取り出して受信することができる。したがって送信部１２１ａおよび１２１ｂが同時に電磁波信号を送信する場合でも、位相φ０の電磁波信号の反射波に基づく受信信号と、位相φ１の電磁波信号の反射波に基づく受信信号が区別されて受信される。

【0105】

受信信号の受信以降の切削装置１６０の動作は、切削装置１００と同様である。ここで、算出部１３１による信号強度および信号強度の差分の算出は、受信信号を複数のグループに分けてもよい。例えば位相φ０の電磁波信号の反射波に基づく受信信号のグループＧと、位相φ１の電磁波信号の反射波に基づく受信信号のグループＨに分けて、算出部１３１は信号強度および信号強度の差分の算出を行う。これにより、センサ部１２０ａおよび１２０ｂがそれぞれ設置されるＹ方向の位置において、対象物の有無の決定することができる。決定部１３２は、グループＧおよびグループＨの少なくとも一方が第１条件および第２条件を満たす場合、対象物が存在すると決定する。

【0106】

また、位相変調の方法において、受信部１２２ａおよび１２２ｂは、位相φ０の受信信号および位相φ１の受信信号を受信してもよい。図１１は、受信部１２２ａおよび１２２ｂが位相φ０の受信信号および位相φ１の受信信号を受信する場合を説明する図である。受信部１２２ａおよび１２２ｂは、信号の受信処理の過程で、位相φ０の信号とφ１の信号をそれぞれ分けて受信することが可能である。これにより、路面の凹凸または対象物の凹凸によっては受信信号の主方向が変わる場合でも、受信部１２２ａだけでなく受信部１２２ｂでも受信することで受信信号の受信ミスを低減させることができる。

【0107】

算出部１３１は、信号強度および信号強度の差分の算出において、受信信号のグループＧとグループＢから、さらに複数のグループに分けてもよい。例えば、算出部１３１はグループＧを受信部１２２ａが受信した受信信号のグループＧ１および受信部１２２ｂが受信した受信信号のグループＧ２に分けてもよい。算出部１３１はグループＨを受信部１２２ａが受信した受信信号のグループＨ１および受信部１２２ｂが受信した受信信号のグループＨ２に分けてもよい。

【0108】

算出部１３１は、グループＧ１、Ｇ２、Ｈ１、Ｈ２それぞれ信号強度および信号強度の差分の算出を行い、決定部１３２はこれらのグループの信号強度の差分に基づいて対象物の有無を決定してもよい。例えば、決定部１３２はグループＧ１、Ｇ２、Ｈ１、およびＨ２の少なくとも１つが第１条件および第２条件を満たす場合、対象物が存在すると決定する。

【0109】

また、算出部１３１は、グループＧ１およびＧ２の同じ時刻における２つの受信信号のうち、信号強度が高い受信強度を選択し、グループＧ’として信号強度および信号強度の差分の算出を行ってもよい。算出部１３１はグループＨ１およびＨ２も同様に、同じ時刻において信号強度が高い受信信号を選択したグループＨ’として信号強度および信号強度の差分の算出を行ってもよい。決定部１３２はグループＧ’およびグループＨ’の少なくとも一方が第１条件および第２条件を満たす場合、対象物が存在すると決定する。

【0110】

また、算出部１３１は、グループＧ’の生成の際、グループＧ１およびＧ２の同じ時刻における２つの受信信号を合成してもよい。算出部１３１は、グループＨ’の生成の際、グループＨ１およびＨ２の同じ時刻における２つの受信信号を合成してもよい。

【0111】

以上、これらの変形例７により、複数のセンサ部１２０を用いて対象物の有無を決定することができる。複数のセンサ部１２０を用いることにより、対象物の有無を決定することができる範囲を広げることができ、対象物を認識し損ねる可能性を低減させることができる。

【0112】

（変形例８）
本変形例では、変形例７のセンサ部１２０を複数とした場合において、垂直偏波および水平偏波を用いる変形例である。図１５は、センサ部１２０を複数として、センサ部１２０ａ、１２０ｂ、１２０ｃ、および１２０ｄを備える切削装置１７０の構成図である。

【0113】

送信部１２１ａおよび１２１ｂのそれぞれは垂直偏波の電磁波信号を送信し、送信部１２１ｃおよび１２１ｄのそれぞれは水平偏波の電磁波信号を送信する。受信部１２２ａおよび１２２ｂのそれぞれは、電磁波信号の反射波に基づく、垂直偏波の受信信号を受信する。受信部１２２ａおよび１２２ｂのそれぞれは、電磁波信号の反射波に基づく、水平偏波の受信信号を受信する。

【0114】

以下、センサ部１２０ａおよび１２０ｃの電磁波信号の送信および受信信号の受信について説明する。センサ部１２０ｂおよび１２０ｄはセンサ部１２０ａおよび１２０ｃと同様なので、説明を省略する。

【0115】

図１６は、センサ部１２０ａおよび１２０ｃが異なる偏波の電磁波信号の送信を行う場合を説明する図である。送信する電磁波信号を異なる偏波とすることにより、凹凸の影響を低減させることができる。

【0116】

例えば図１６では、送信部１２１ａは垂直偏波の電磁波信号を送信し、送信部１２１ｃは水平偏波の電磁波信号を送信する。受信部１２２ａは、送信部１２１ａが送信した電磁波信号の反射波に基づく、垂直偏波の受信信号を受信する。受信部１２２ｃは、送信部１２１ｃは、電磁波信号の反射波に基づく、水平偏波の受信信号を受信する。

【0117】

受信信号の受信以降の切削装置１７０の動作は、切削装置１００と同様である。ここで、算出部１３１による信号強度および信号強度の差分の算出は、受信信号を複数のグループに分けてもよい。例えば垂直偏波の受信信号のグループＩと、水平偏波の受信信号のグループＪに分けて、算出部１３１は信号強度および信号強度の差分の算出を行う。これにより、対象物の有無の決定の精度を向上させることができる。決定部１３２は、グループＩおよびグループＪの少なくとも一方が第１条件および第２条件を満たす場合、対象物が存在すると決定する。

【0118】

ここで、路面の凹凸または対象物の凹凸によっては、受信信号の主方向および偏波の向きが一部変わる場合がある。この場合、偏波の向きが変わった受信信号を他の受信部１２２が受信する。図１７は、受信部１２２ａおよび１２２ｃが偏波の向きが変わった受信信号をも受信する場合を説明する図である。

【0119】

受信部１２２ａは、送信部１２１ａが送信した垂直偏波の電磁波信号の反射波に基づく垂直偏波の受信信号と、送信部１２１ｃが送信した水平偏波の電磁波信号が、反射によって垂直偏波に変わった受信信号を受信する。受信部１２２ｃは、送信部１２１ｃが送信した水平偏波の電磁波信号の反射波に基づく水平偏波の受信信号と、送信部１２１ａが送信した垂直偏波の電磁波信号が、反射によって水平偏波に変わった受信信号を受信する。受信部１２２ａだけでなく受信部１２２ｃでも受信することで、凹凸の影響を低減し、受信信号の受信ミスを低減させることができる。

【0120】

この場合、垂直偏波同士、または水平偏波同士で干渉を起こす可能性があるため、送信部１２１ａおよび１２１ｃがそれぞれ電磁波信号を送信する時刻は制御部１３３により決定され、信号生成部１３４を通じて送信部１２１ａおよび１２１ｃに指令される。

【0121】

図１７（ａ）では、時刻ｔ０において送信部１２１ａが垂直偏波の電磁波信号を送信する。受信部１２２ａは、この電磁波信号の反射波に基づく、垂直偏波の受信信号を受信し、受信部１２２ｃは、この電磁波信号の反射波に基づく、水平偏波に変わった受信信号を受信する。図１７（ｂ）では、時刻ｔ１において送信部１２１ａが水平偏波の電磁波信号を送信する。受信部１２２ｃは、この電磁波信号の反射波に基づく、水平偏波の受信信号を受信し、受信部１２２ａは、この電磁波信号の反射波に基づく、垂直偏波に変わった受信信号を受信する。

【0122】

以降同様に、時刻２ｎ（ｎは０以上の整数）では送信部１２１ａが、時刻２ｎ＋１では送信部１２１ｂが電磁波信号を送信する。

【0123】

算出部１３１は、信号強度および信号強度の差分の算出において、垂直偏波の受信信号のグループＩと、垂直偏波の受信信号のグループＪから、さらに複数のグループに分けてもよい。例えば、算出部１３１はグループＩを時刻２ｎにおける受信信号のグループＩ１および時刻２ｎ＋１における受信信号のグループＩ２に分けてもよい。算出部１３１はグループＪを時刻２ｎにおける受信信号のグループＪ１および時刻２ｎ＋１における受信信号のグループＪ２に分けてもよい。

【0124】

算出部１３１は、グループＩ１、Ｉ２、Ｊ１、Ｊ２それぞれ信号強度および信号強度の差分の算出を行い、決定部１３２はこれらのグループの信号強度の差分に基づいて対象物の有無を決定してもよい。例えば、決定部１３２はグループＩ１、Ｉ２、Ｊ１、およびＪ２の少なくとも１つが第１条件および第２条件を満たす場合、対象物が存在すると決定する。

【0125】

また、算出部１３１は、グループＩ１およびＩ２の同じ時刻における２つの受信信号のうち、信号強度が高い受信強度を選択し、グループＩ’として信号強度および信号強度の差分の算出を行ってもよい。算出部１３１はグループＪ１およびＪ２も同様に、同じ時刻において信号強度が高い受信信号を選択したグループＪ’として信号強度および信号強度の差分の算出を行ってもよい。決定部１３２はグループＩ’およびグループＪ’の少なくとも一方が第１条件および第２条件を満たす場合、対象物が存在すると決定する。

【0126】

また、算出部１３１は、グループＩ’の生成の際、グループＩ１およびＩ２の同じ時刻における２つの受信信号を合成してもよい。算出部１３１は、グループＪ’の生成の際、グループＪ１およびＪ２の同じ時刻における２つの受信信号を合成してもよい。

【0127】

以上、これらの変形例８により、偏波の異なるセンサ部１２０を用いて対象物の有無を決定することができる。偏波の異なるセンサ部１２０を用いることにより、対象物の有無を決定することができる範囲を広げることができ、対象物を認識し損ねる可能性を低減させることができる。

【0128】

以上、本実施形態の変形例を説明した。これらの変形例は、組み合わせて適用されてもよい。本実施形態の切削装置１００（信号処理装置１１０）は、移動しながら電磁波信号を路面に向けて送信する。この路面に対する反射波に基づく受信信号を受信し、受信信号に基づいて路面における対象物の有無を決定する。このようにすることで、路面における対象物の見落としリスクの低減や、天候および時間帯の影響を低減した対象物の検知を行うことができる。

【0129】

（第２の実施形態）
第２の実施形態では、センサ部１２０’が電磁波信号を送信する。切削装置２００（信号処理装置１１０’）は、この電磁波信号の反射波に基づく受信信号に基づいて、受信信号の強度の角度分布（以降、信号強度の角度分布とも称する）を算出し、この信号強度の角度分布に基づいて、路面における対象物の有無を決定する。詳細には、切削装置２００は、信号強度の角度分布に基づいて信号強度の角度分布の差分を算出し、信号強度の角度分布の差分に基づいて路面における対象物の有無を決定する。

【0130】

これにより、路面における対象物の有無を決定する範囲を拡大することができる。切削装置２００の構成要素は、センサ部１２０がセンサ部１２０’となった以外は切削装置１００と同様である。センサ１２０’としては例えば、パッチアンテナ、ホーンアンテナ、平面アンテナ、周期構造漏れ波アンテナ、メタマテリアルアンテナなどが用いられる。センサ部１２０’は、送信部１２１’および受信部１２２’を含む。

【0131】

切削装置２００の動作は、図５で説明した切削装置１００の動作において、信号強度を信号強度の角度分布、信号強度の差分を信号強度の角度分布の差分と変更する以外は同様である。図１８は、本実施形態におけるセンサ部１２０’の電磁波信号の送信範囲および反射波に基づく受信信号の受信範囲を表す図である。送信部１２１’は切削装置１００の幅方向（Ｙ方向）に角度θの範囲に電磁波信号を送信する。角度θの範囲は、例えば路面と垂直な方向を基準として角度θ１からθ２までの範囲である。例えば図１８では、路面に垂直な方向を基準として＋４０度から－４０度までの範囲に電磁波信号を送信し、受信部１２２’はこの電磁波信号の反射波に基づく受信信号を受信する。

【0132】

算出部１３１は、この受信信号に基づいて、送信部１２１’による電磁波信号の送信角度とセンサ部１２０’からの距離を軸とした信号強度の角度分布を算出する。信号強度の角度分布を算出する方法は任意の方法が適用可能である。例えば、算出部１３１は、ＭＩＭＯレーダ方式を用いたディジタル領域のアレー信号処理を用いて角度ごとに走査を行い（以降、角度ごとの走査を角度走査とも称する）、信号強度の角度分布を算出してもよい。算出部１３１は、フェーズドアレーアンテナ方式を用いて、あらかじめ定められた所定の角度に電磁波信号を送信する送信ビームフォーミング、またはあらかじめ定められた所定の角度の受信信号を受信する受信ビームフォーミングにより角度走査を行い、信号強度の角度分布を算出してもよい。算出部１３１は、制御部１３３の指令に応じて切り替えられる、センサ部１２０’のアンテナの指向性パターンに応じた受信信号に基づいて角度走査を行い、信号強度の角度分布を算出してもよい。

【0133】

図１９は一例として、図１８の場合における信号強度の角度分布である。図１９のＺ方向の軸は、送信部１２１’が電磁波信号を送信してから、受信部１２２’が受信するまでの時間を距離に変換して区切られて設定されており、Ｚ１～Ｚ８が設定されている。図１９のθ方向は、＋４０度から－４０度までの範囲が１０度ごとに区切られて設定されている。Ｚ方向の区切りとθ方向の区切りはセンサ部１２０’の分解能に応じて設定可能である。以降、Ｚ方向の区切りとθ方向の区切りによって設定される範囲をエリアとも称する。エリアごとに信号強度が表されており、図１９では信号強度が強いほど黒く表されている。白のエリアは電磁波信号の反射物が存在しないことを意味する。

【0134】

図１９では、Ｚ＝Ｚ５、θ＝０度のエリアにおいて信号強度が最も強く、Ｚ＝Ｚ５、θ＝±１０度のエリア、Ｚ＝Ｚ６、θ＝±２０度のエリア、Ｚ＝Ｚ７、θ＝±３０度、±４０度のエリアの順番で信号強度が弱くなっている。図１８を確認すると、Ｚ＝Ｚ５、θ＝０度のエリア、Ｚ＝Ｚ５、θ＝±１０度のエリア、Ｚ＝Ｚ６、θ＝±２０度のエリアは対象物によって反射した受信信号であることが表されており、Ｚ＝Ｚ７、θ＝±３０度、±４０度のエリアは路面のアスファルトによって反射した受信信号であることが表されている。

【0135】

図２０は、第１の実施形態で説明した図３の同様の場合において、それぞれの時刻における信号強度の角度分布および信号強度の角度分布の差分を表す図である。なお、信号強度の角度分布の差分において、差分の絶対値が大きいほどエリアを黒く表している。

【0136】

算出部１３１は時刻ｔ１～ｔ５において、受信信号に基づいて信号強度の角度分布を算出し、信号強度の角度分布に基づいて、信号強度の角度分布の差分を算出する。決定部１３２は、信号強度の角度分布において、信号強度の角度分布に関する第３条件を満たす場合、フラグを生成する。第３条件は、信号強度の角度分布においていずれかのエリアで、第１の実施形態で説明した第１条件を満たすこととする。なお、第３条件は、信号強度の角度分布の差分に関する第３条件と称されてもよい。

【0137】

決定部１３２は、フラグの保持期間以内における信号強度の角度分布から、信号強度の角度分布に関する第４条件を満たす場合、路面に対象物が存在することを決定する。第４条件は、信号強度の角度分布においていずれかのエリアで、第１の実施形態で説明した第２条件を満たすこととする。なお、第４条件は、信号強度の角度分布の差分に関する第４条件と称されてもよい。

【0138】

また、第３条件は、信号強度の角度分布おいて所定の数のエリアで第１条件を満たすこととしてもよいし、第４条件は、信号強度の角度分布において所定の数のエリアで第２条件を満たすこととしてもよい。

【0139】

例えば図２０では、決定部１３２は時刻ｔ１およびｔ２における信号強度の角度分布の差分のうち、第１条件を満たすエリア（破線で囲まれた部分）が存在することを認識し、第３条件を満たしたとしてフラグを生成する。決定部１３２は、フラグの保持期間以内である時刻ｔ４およびｔ５における信号強度の角度分布の差分のうち、第４条件を満たすエリア（破線で囲まれた部分）が存在することを認識する。決定部１３２は、第３条件および第４条件を満たしたとして、路面に対象物が存在することを決定する。

【0140】

以上に本実施形態における切削装置２００を説明した。本実施形態で説明した切削装置２００は一例であり、変形例は様々に実装、実行可能である。例えば、第１の実施形態で説明した変形例は切削装置２００にも適用可能である。第１の実施形態の信号強度は信号強度の角度分布、信号強度の差分は信号強度の角度分布の差分に読み替えて適用してもよい。以下に本実施形態の変形例を説明する。

【0141】

（変形例９）
本実施形態では、送信部１２１’は切削装置１００の幅方向（Ｙ方向）に角度θの範囲に電磁波信号を送信する。角度θの範囲に電磁波信号を送信する方法は任意でよい。例えば電磁波信号を広角に送信可能な装置を用いてもよいし、角度θ１からθ２まで電磁波信号を複数送信してもよいし、電磁波信号の周波数を時刻に応じて変化させながら送信することにより、角度θ１からθ２まで電磁波信号を送信してもよい。算出部１３１は、本実施形態で説明した信号強度の角度分布を算出する方法を用いて、信号強度の角度分布を算出する。

【0142】

送信部１２１’は、角度θ１からθ２まで電磁波信号を複数送信することにより、角度θの範囲に電磁波信号を送信してもよい。センサ部１２０’のアンテナとして、複数のアンテナを用いる。例えば、送信部１２１’は、フェーズドアレーアンテナ方式を用いて、本実施形態で説明した送信ビームフォーミングにより角度θの範囲に電磁波信号を送信する。なお、角度θ１からθ２までの電磁波信号の送信間隔は、時刻ｔｘ～ｔｘ＋１までの時間と比較して短くする。この場合、角度θ１からθ２までの一連の電磁波信号の送信は、時刻ｔｘにおける送信とみなす。

【0143】

図２１は、電磁波信号の周波数を時刻に応じて変化させる場合の一例を表す図である。センサ部１２０’のアンテナとして、送信する電磁波信号の主方向が周波数に依存するアンテナが用いられる。例えば、周期構造漏れ波アンテナやメタマテリアルアンテナなどである。図２１では、時刻ｔａに周波数ｆａの電磁波信号を送信し、時刻の経過に応じて周波数を変化させながら時刻ｔｂに周波数ｆｂの電磁波信号を送信する。周波数ｆａの電磁波信号は角度θ１に送信され、周波数ｆｂの電磁波信号は角度θ２に送信される場合、角度θの範囲に電磁波信号を送信することができる。なお、時刻ｔａからｔｂまでの時間は時刻ｔｘ～ｔｘ＋１までの時間と比較して十分小さいため、時刻ｔａ～ｔｂまでの一連の送信を時刻ｔｘにおける送信とみなす。

【0144】

（変形例１０）
本実施形態では、信号強度の角度分布および信号強度の角度分布の差分から、切削装置２００の幅方向（Ｙ方向）における対象物の候補の長さを認識することが可能である。例えば図２０では、決定部１３２は信号強度の角度分布の差分から対象物の候補が３エリア分存在することを認識可能である。

【0145】

決定部１３２は、信号強度の角度分布または信号強度の角度分布の差分に基づいて、対象物のＹ方向における長さを推定してもよい。例えば図２０では、対象物の候補が存在するエリアはＺ＝Ｚ５、θ＝±１０度であるので、決定部１３２は半径Ｚ５の２０度分の弧の長さが対象物の候補のＹ方向における長さであることが推定できる。決定部１３２は、推定した長さに基づいて、フラグの生成および対象物の有無の少なくとも一方を決定してもよい。

【0146】

例えば、記憶部１０５には対象物として決定する最大の長さＬｍａｘを表す情報が保持されているとする。決定部１３２は、対象物のＹ方向における長さを推定し、長さＬｍａｘと比較する。推定した長さがＬｍａｘを超えている場合、決定部１３２は対象物ではないとしてフラグを生成しない、対象物が存在すると決定しない。このようにすることで、対象物の有無の決定の精度を向上させることができる。

【0147】

以上、本実施形態の変形例を説明した。本実施形態の切削装置２００（信号処理装置１１０’）は、移動しながら電磁波信号を路面に向けて角度θ１からθ２まで送信する。切削装置２００は、この路面に対する反射波に基づく受信信号を受信し、受信信号に基づいて信号強度の角度分布を算出し、路面における対象物の有無を決定する。このようにすることで、路面における対象物の有無を決定する範囲を拡大することができる。

【0148】

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規の実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

【符号の説明】

【0149】

１００：切削装置
１０１：車体部
１０２：駆動部
１０３：コンベア部
１０４：切削部
１０５：記憶部
１１０、１１０’：信号処理装置
１２０、１２０ａ、１２０ｂ、１２０ｃ、１２０ｄ、１２０’：センサ部
１２１、１２１ａ、１２１ｂ、１２１ｃ、１２１’：送信部
１２２、１２２ａ、１２２ｂ、１２２ｃ、１２２’：受信部
１３０：処理部
１３１：算出部
１３２：決定部
１３３：制御部
１３４：信号生成部
１４０：通知部
１５０：切削装置
１６０：切削装置
２００：切削装置

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】