特許 7591681 地中埋設管の探査方法及びプログラム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-11-20

(45)【発行日】2024-11-28

(54)【発明の名称】地中埋設管の探査方法及びプログラム

(51)【国際特許分類】

   G01V 3/12 20060101AFI20241121BHJP

   G01S 13/88 20060101ALI20241121BHJP

【ＦＩ】

G01V3/12 B

G01S13/88 200

【請求項の数】 7

(21)【出願番号】P 2024060386

(22)【出願日】2024-04-03

【審査請求日】2024-04-03

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】000121844

【氏名又は名称】応用地質株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100147485

【弁理士】

【氏名又は名称】杉村 憲司

(74)【代理人】

【識別番号】230118913

【弁護士】

【氏名又は名称】杉村 光嗣

(74)【代理人】

【識別番号】100173794

【弁理士】

【氏名又は名称】色部 暁義

(72)【発明者】

【氏名】青池 邦夫

【審査官】前田 敏行

(56)【参考文献】

【文献】特開２０２３－１２８８７６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００４－０５３５１６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００２－２９６３４７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００４－２４５７４２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０００－１９３７４２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｖ ３／１２

Ｇ０１Ｓ １３／８８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

地中レーダを測線に沿って走査させて複数の測定地点において、地盤に向けて送信した前記地中レーダの電波の反射波を取得する反射波取得ステップと、
該反射波の波形を前記地中レーダの走査距離ごとに並べて作成した画像から、双曲線状に出現する地中埋設管からの反射波を検出する地中埋設管検出ステップと、
前記地中埋設管の反射係数の符号を推定する反射係数符号推定ステップと、
前記反射波の瞬時位相を算出する瞬時位相算出ステップと、
該瞬時位相の余弦を算出する余弦算出ステップと、
を含み、
前記反射係数符号推定ステップにおいて、時間方向における該余弦の符号の変化に基づいて、前記地中埋設管の反射係数の符号を推定する、地中埋設管の探査方法。

【請求項2】

前記余弦算出ステップにおいて、時間方向において隣接する複数の双曲線状の反射波について、それぞれの双曲線状の形状に沿った瞬時位相の余弦の平均を算出し、
前記反射係数符号推定ステップにおいて、該余弦の平均に基づいて、前記時間方向における該余弦の符号の変化を求める、請求項１に記載の地中埋設管の探査方法。

【請求項3】

地中レーダを測線に沿って走査させて複数の測定地点において、地盤に向けて送信した前記地中レーダの電波の反射波を取得する反射波取得ステップと、
該反射波の波形を前記地中レーダの走査距離ごとに並べて作成した画像から、双曲線状に出現する地中埋設管からの反射波を検出する地中埋設管検出ステップと、
前記地中埋設管の反射係数の符号を推定する反射係数符号推定ステップと、
を含み、
前記地中埋設管検出ステップにおいて、前記反射波の瞬時位相の余弦の絶対値を前記地中レーダの走査距離ごとに並べて作成した画像から、地中埋設管に対応する双曲線を検出する、地中埋設管の探査方法。

【請求項4】

前記地中埋設管検出ステップにおいて、前記反射波の波形を前記地中レーダの走査距離ごとに並べて作成した画像を、前記測線と交わる方向で複数取得し、取得された複数の画像から頂点の測定地点が直線状に位置する双曲線状の反射波が検出された場合に、前記双曲線状の反射波に対応する地中埋設物を、前記地中埋設管と判定する、
請求項１～３のいずれか一項に記載の地中埋設管の探査方法。

【請求項5】

該反射波の波形を前記地中レーダの走査距離ごとに並べて作成した前記画像から、双曲線状に出現する地中埋設管からの反射波を抽出し、前記双曲線状の反射波の形状に基づいて前記地盤における前記電波の伝搬速度を推定し、前記地中埋設管の設置されている深さを推定する深さ推定ステップを更に含む、
請求項１～３のいずれか一項に記載の地中埋設管の探査方法。

【請求項6】

コンピュータに、
地中レーダを走査させて複数の測定地点において、地盤に向けて送信した前記地中レーダの電波の反射波を取得する反射波取得ステップと、
該反射波の波形を前記地中レーダの走査距離ごとに並べて作成した画像から、双曲線状に出現する地中埋設管からの反射波を検出する地中埋設管検出ステップと、
前記地中埋設管の反射係数の符号を推定する反射係数符号推定ステップと、
前記反射波の瞬時位相を算出する瞬時位相算出ステップと、
該瞬時位相の余弦を算出する余弦算出ステップと、
を実行させるための、プログラムであり、
前記反射係数符号推定ステップにおいて、時間方向における該余弦の符号の変化に基づいて、前記地中埋設管の反射係数の符号を推定する、プログラム。

【請求項7】

コンピュータに、
地中レーダを走査させて複数の測定地点において、地盤に向けて送信した前記地中レーダの電波の反射波を取得する反射波取得ステップと、
該反射波の波形を前記地中レーダの走査距離ごとに並べて作成した画像から、双曲線状に出現する地中埋設管からの反射波を検出する地中埋設管検出ステップと、
前記地中埋設管の反射係数の符号を推定する反射係数符号推定ステップと、
を実行させるための、プログラムであり、
前記地中埋設管検出ステップにおいて、前記反射波の瞬時位相の余弦の絶対値を前記地中レーダの走査距離ごとに並べて作成した画像から、地中埋設管に対応する双曲線を検出する、プログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、地中埋設管の探査方法及びプログラムに関する。

【背景技術】

【0002】

地盤に埋設された管路を推定する方法が知られている。例えば非特許文献１では、地中レーダが、地盤に向けて電波を送信し、地盤からの反射波を取得し、当該反射波から瞬時位相に基づく埋設管等の反射体の分類方法についてまとめている。

【先行技術文献】

【非特許文献】

【0003】

【文献】Byeongjin Park et al., Underground Object Classification for Urban Roads Using Instantaneous Phase Analysis of Ground-Penetrating Radar (GPR) Data, Remote Sensing, 2018, 10, 1417

【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、非特許文献１の技術では、地中埋設管の検出精度を高めることが困難であった。

【0005】

かかる点に鑑みてなされた本開示の目的は、地中埋設管を高精度に検出することが可能な、地中埋設管の探査方法及びプログラムを提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本開示の第１の態様としての地中埋設管の探査方法は、
（１）
地中レーダを測線に沿って走査させて複数の測定地点において、地盤に向けて送信した前記地中レーダの電波の反射波を取得する反射波取得ステップと、
該反射波の波形を前記地中レーダの走査距離ごとに並べて作成した画像から、双曲線状に出現する地中埋設管からの反射波を検出する地中埋設管検出ステップと、
前記地中埋設管の反射係数の符号を推定する反射係数符号推定ステップと、
を含む。

【0007】

本開示の１つの実施形態としての地中埋設管の探査方法は、
（２）
前記反射波の瞬時位相を算出する瞬時位相算出ステップと、
該瞬時位相の余弦を算出する余弦算出ステップと、
を更に含み、
前記反射係数符号推定ステップにおいて、時間方向における該余弦の符号の変化に基づいて、前記地中埋設管の反射係数の符号を推定する、
上記（１）に記載の地中埋設管の探査方法、である。

【0008】

本開示の１つの実施形態としての地中埋設管の探査方法は、
（３）
前記余弦算出ステップにおいて、時間方向において隣接する複数の双曲線状の反射波について、それぞれの双曲線状の形状に沿った瞬時位相の余弦の平均を算出し、
前記反射係数符号推定ステップにおいて、該余弦の平均に基づいて、前記時間方向における該余弦の符号の変化を求める、上記（２）に記載の地中埋設管の探査方法、である。

【0009】

本開示の１つの実施形態としての地中埋設管の探査方法は、
（４）
前記地中埋設管検出ステップにおいて、前記反射波の波形を前記地中レーダの走査距離ごとに並べて作成した画像を、前記測線と交わる方向で複数取得し、取得された複数の画像から頂点の測定地点が直線状に位置する双曲線状の反射波が検出された場合に、前記双曲線状の反射波に対応する地中埋設物を、前記地中埋設管と判定する、
上記（１）～（３）のいずれか１つに記載の地中埋設管の探査方法、である。

【0010】

本開示の１つの実施形態としての地中埋設管の探査方法は、
（５）
該反射波の波形を前記地中レーダの走査距離ごとに並べて作成した前記画像から、双曲線状に出現する地中埋設管からの反射波を抽出し、前記双曲線状の反射波の形状に基づいて前記地盤における前記電波の伝搬速度を推定し、前記地中埋設管の設置されている深さを推定する深さ推定ステップを更に含む、
上記（１）～（４）のいずれか１つに記載の地中埋設管の探査方法、である。

【0011】

本開示の１つの実施形態としての地中埋設管の探査方法は、
（６）
前記地中埋設管検出ステップにおいて、前記反射波の瞬時位相の余弦の絶対値を前記地中レーダの走査距離ごとに並べて作成した画像から、地中埋設管に対応する双曲線を検出する、上記（１）～（５）のいずれか１つに記載の地中埋設管の探査方法、である。

【0012】

本開示の第２の態様としてのプログラムは、
（７）
コンピュータに、
地中レーダを走査させて複数の測定地点において、地盤に向けて送信した前記地中レーダの電波の反射波を取得する反射波取得ステップと、
該反射波の波形を前記地中レーダの走査距離ごとに並べて作成した画像から、双曲線状に出現する地中埋設管からの反射波を検出する地中埋設管検出ステップと、
前記地中埋設管の反射係数の符号を推定する反射係数符号推定ステップと、
を実行させるための、プログラム、である。

【発明の効果】

【0013】

本開示によれば、地中埋設管が高精度に検出され得る。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】本発明の一実施形態に係る地中埋設管の探査方法を実施する探査システムの概略構成を示すブロック図である。

【図2】コンピュータが実行する地中埋設管の探査方法を示すフローチャートである。

【図3】反射波の波形を、地中レーダの走査距離（距離程）ごとに並べた画像である。

【図4】図３に示すような画像が、反射波の大きさに基いて着色されて作成される画像である。

【図5】反射波の波形を、地中レーダの走査距離ごとに並べて作成した画像が、測線と交わる方向で複数取得される様子を示す図である。

【図6】反射波の波形を、地中レーダの走査距離ごとに並べて作成した画像において、電波の伝搬速度を変化させた場合における、様々な双曲線状に出現する地中埋設管からの反射波を示す図である。

【図7】図３に示すような画像が、反射波の大きさに基いて着色されて作成される画像である。

【図8】図４において、距離７．９ｍにおける反射波の瞬時位相を示す図である。

【図9】図９は、図４に示される多数の反射波の瞬時位相を示す図である。

【図10】図４に示される多数の反射波の瞬時位相の余弦を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

以下、本開示の実施形態が、図面を参照して説明される。以下の図面に示す構成要素において、同じ構成要素には同じ符号を付す。

【0016】

図１を参照して、本発明の一実施形態に係る地中埋設管の探査方法を実施する探査システム１００を説明する。探査システム１００は、移動部１０と、地中レーダ２０と、コンピュータ３０と、を備える。

【0017】

地中埋設管は、内部をガス、上下水、電線類等が通る管である。当該管は、例えば道路の下に埋められている。管の直径は、概ね１０ｍｍ～５００ｍｍである。管の直径は、軸線方向にわたって変動し得る。管の深度は、例えば２ｍ未満であるが、特に限定されない。管は湾曲してもよい。探査システム１００が探査する前に、管が存在するか不明であってよい。管の大まかな位置が道路台帳等から把握できてもよい。

【0018】

移動部１０は、探査する地盤上で探査システム１００を移動させる。移動部１０は、車輪を備えてよい。移動部１０は、当該車輪の駆動部を更に備えてよい。駆動部はモーターであってよい。他の例として、作業者が車輪を駆動してよい。移動部１０は、移動距離及び移動方向を測定し記憶してよい。

【0019】

地中レーダ２０は、地盤に向けて電波を送信し、電波の反射波を受信する。探査システム１００の移動中に、地中レーダ２０は、周期的に電波を送信してよい。地中レーダ２０は、電波を送信した時間と、受信した時間との時間差を測定してよい。地中レーダ２０は、移動部１０と一体化であってよい。

【0020】

地中レーダ２０は、カード型であってよい。地中レーダが探査できる距離は、例えば０．５ｍ～２．５ｍ程度である。地中レーダが送信する電波の中心周波数は適宜設計される。一般に、電波の中心周波数が高い場合、分解能が向上する一方で、探査深度が浅くなる。逆に、電波の中心周波数が低い場合、分解能は低下する一方で、探査深度は深くなる。電波の中心周波数は、２００ＭＨｚ～９００ＭＨｚから選択されてよい。

【0021】

コンピュータ３０は、探査システム１００全体の動作を制御する。コンピュータ３０は、１つ以上のプロセッサを含む。コンピュータ３０は、移動部１０及び地中レーダ２０と通信可能であってよい。コンピュータ３０は、媒体により移動部１０及び地中レーダ２０からのデータを受け取ってよい。コンピュータ３０は、移動部１０及び地中レーダ２０から離れて配置されてよい。

【0022】

次に、コンピュータ３０のソフトウェア構成が説明される。コンピュータ３０の動作の制御に用いられるプログラムが記憶部に記憶される。当該プログラムは、制御部によって読み込まれると、制御部に、地中埋設管の探査方法を実行させる。

【0023】

図２を参照して、探査システム１００の動作の例を説明する。以下に説明する動作は、本実施形態に係る地中埋設管の探査方法に相当する。すなわち、本開示に係る管路探査方法は、例えば、図２に示すＳ１からＳ３のステップを含む。

【0024】

図２のＳ１において、探査システム１００は、地中レーダ２０を測線に沿って走査させる。このときに、移動部１０は、地盤上で探査システム１００を移動させる。当該移動方向は、地中埋設管と直交すると考えられる方向であってよい。地中レーダ２０は、複数の測定地点において、地盤に向けて電波を送信する。ここで示す例では、地中レーダ２０は、符号が正のパルス波、符号が負のパルス波、及び符号が正のパルス波の３つの波を連続して送信する。例えば移動部１０が１ｃｍ移動するたびに、地中レーダ２０は当該３つの波を連続して送信する。地中レーダ２０は、電波の反射波を受信する。測線は、例えばつづら折り状である。

【0025】

図２のＳ２において、探査システム１００のコンピュータ３０は、地中レーダ２０が受信した電波の反射波を受取る。コンピュータ３０は、反射波の波形を、図３のように地中レーダ２０の走査距離（探査システム１００の距離程）ごとに並べた画像を作成する。図３に示す画像において、太字で示す波は、距離程が１．４ｍのときに受信した反射波を示す。当該画像において、より右側に位置する波は、探査システム１００の地中レーダ２０がより距離程が進んだ時に受信した反射波を示す。

【0026】

コンピュータ３０は更に、反射波の大きさ及び符号に基いて、図３に示すような画像を着色し、図４に示す画像を作成する。当該画像には、地中埋設管からの反射波が双曲線ＨＡ１，ＨＡ２，ＨＡ３状（傘形状）に出現し得る。当該双曲線状の反射波は、地中埋設管の存在を示す。この現象は、探索位置が埋設管の直上のときに反射波のピーク時間が最も短く、探索位置が埋設管の位置から離れると反射波のピークが次第に遅く届くからである。コンピュータ３０は、画像に背景除去処理を施してもよい。以下、双曲線ＨＡ１，ＨＡ２，ＨＡ３をまとめて双曲線群ＨＡという。

【0027】

送信した波の位相と反射波の位相とが同じである場合、すなわち、時間順に正、負及び正の送信パルスに対して、反射波の符号が時間順に正、負及び正である場合、反射係数が正である。一方、送信した波の位相が反射波の位相の逆位相である場合、すなわち、反射波の符号が時間順に負、正及び負である場合、反射係数が負である。反射係数は埋設物と地盤の比誘電率の差で定まり、地盤の比誘電率よりも埋設物の比誘電率が低いときに反射係数が正に、埋設物の比誘電率が高いときに反射係数が負になる。地中埋設管が存在する場合、地中埋設管が、硬質ポリ塩化ビニル管、ポリエチレン管等で、内部に空気がある場合、反射係数が正になる。一方、地中埋設管が、鋼管、ヒューム管等であるときに、反射係数が負になる。したがって、反射係数の符号によって、地中埋設物の材料が特定される。地表部のバルブやマンホールの蓋などから、地中埋設物の占用者を割り出してもよい。これら情報も加えて、地中埋設管の管種が特定されてよい。

【0028】

地中埋設管がガス管であり、管内の圧力が高い場合、地中埋設管は鋼管である場合が多い。一方、管内の圧力が低い場合、地中埋設管はポリエチレン管である場合が多い。地中埋設管が下水管又は雨水管である場合、地中埋設管は、硬質ポリ塩化ビニル管又はヒューム管であってよい。地中埋設管が上水管である場合、地中埋設管は、鋼管又は硬質ポリ塩化ビニル管であってよい。

【0029】

コンピュータ３０は、図４又は図３に示される画像から、双曲線ＨＡ１，ＨＡ２，ＨＡ３状に出現する地中埋設管からの反射波を検出する。ここで示す例では、双曲線ＨＡ１，ＨＡ２，ＨＡ３状に出現する反射波の符号が時間順に負、正及び負であるから、反射係数が負の埋設管と推定される。また、コンピュータ３０は、双曲線状に出現する反射波を検出することで、地中埋設管の位置を特定する。反射波の検出は、センブランス解析、パターンマッチング等により行ってよい。センブランス解析では、センブランスを計算しながら、時間及び距離をずらして探索を行う。センブランスの値は０～１であり、双曲線状に出現する反射波では、センブランスが１に近づく。言い換えれば、センブランスが高い場合、双曲線状の反射波が存在する。

【0030】

コンピュータ３０は、図５に示されるように、反射波の波形を地中レーダ２０の走査距離ごとに並べて作成した画像を、（方向ｄ１に沿う）測線と交わる方向（方向ｄ２）で複数取得してよい。具体的に、図２のＳ１において、探査システム１００は、地中レーダ２０をつづら折り状の測線に沿って走査させる。より具体的に、移動部１０は、地盤上で探査システム１００を第１方向ｄ１に移動させて、反射波の波形を地中レーダ２０の走査距離ごとに並べて作成した第１画像Ｆ１を取得する。次に、移動部１０は、探査システム１００を、第１方向と交差する第２方向ｄ２に移動させる。その後、移動部１０は、地盤上で探査システム１００を第１方向ｄ１とは逆の方向に移動させて、反射波の波形を地中レーダ２０の走査距離ごとに並べて作成した第２画像Ｆ２を取得する。ここまで説明した動作を繰り返すことで、反射波の波形を地中レーダ２０の走査距離ごとに並べて作成した画像が、３つ以上取得されてよい。

【0031】

コンピュータ３０は、取得された複数の画像Ｆ１，Ｆ２から頂点ｔ１，ｔ２の測定地点が直線状に位置する双曲線ＨＡ，ＨＡ’状の反射波が検出された場合に、双曲線ＨＡ，ＨＡ’状の反射波に対応する地中埋設物１０００を、地中埋設管と判定してよい。コンピュータ３０は、３次元双曲型波面を検出してよい。したがって、コンピュータ５０は、地中埋設管と、地中埋設管以外の地中埋設物と、を区別し得る。また、地盤中に地中埋設管が存在しなくても、誘電率の差が存在する場合、画像に双曲線状の反射波が出現することがある。上述したように、コンピュータ５０は、地中埋設管による反射波と、地中埋設管が存在しない場合の反射波とを区別し得る。それゆえ、コンピュータ５０は、地中埋設管をより高い精度で検出し得る。

【0032】

コンピュータ３０は、抽出された双曲線状の反射波の形状に基づいて、地盤における電波の伝搬速度を推定してよい。図６は、電波の伝搬速度を変化させた場合における、双曲線状に出現する地中埋設管からの反射波を示す図である。電波の伝搬速度が変化することで、双曲線の曲率が変化する。したがって、コンピュータ３０は、抽出された双曲線状の反射波の曲率に基づいて、電波の伝搬速度を推定し得る。

【0033】

上述したように、地中レーダ２０は、電波を送信した時間と、受信した時間との時間差を測定してよい。コンピュータ３０は、当該時間差と、推定した電波の伝搬速度とに基づいて、地中埋設管の設置されている深さを推定してよい。

【0034】

反射係数が負である場合、図４に示されるように、双曲線群ＨＡは、上側に位置する負双曲線ＨＡ１、中央に位置する正双曲線ＨＡ２、及び下側に位置する負双曲線ＨＡ３で構成される。負双曲線では反射波の大きさの符号が負であり、正双曲線は反射波の大きさの符号が正である。

【0035】

図７は、反射波の大きさ及び符号に基いて着色し、反射係数が正の地中埋設管に着目して作成された画像である。当該画像にも、地中埋設管からの反射波が双曲線ＨＢ１，ＨＢ２，ＨＢ３状に出現する。上側に位置する双曲線ＨＢ１、及び下側に位置する双曲線ＨＢ３は正の符号の双曲線である。中央に位置する双曲線ＨＢ２は負の符号の双曲線である。

【0036】

ここまで説明したように、反射係数の符号により、検出した反射波を構成する双曲線群の各双曲線における、反射波振幅の符号変化の順序が異なる。

【0037】

図２のＳ３において、コンピュータ３０は、当該順序に基づいて、地中埋設管の反射係数の符号を推定する。コンピュータ３０は、送信した電波の波形も考慮し、地中埋設管の反射係数の符号を推定してよい。

【0038】

探査システム１００のコンピュータ３０は、反射波の瞬時位相を算出してよい。コンピュータ３０は、ヒルベルト変換により、反射波の瞬時位相を算出してよい。ヒルベルト変換により、波の瞬時位相が９０°ずれる。波形がｃｏｓωｔで示される波をヒルベルト変換すると、変換後の波の波形はｓｉｎωｔで示される。反射波の実部と虚部とで示される複素数の偏角が、位相である（M. T. Taner, F. Koehler, and R. E. Sheriff, (1979), "Complex seismic trace analysis," GEOPHYSICS 44: 1041-1063 参照）。図８は、図４において、距離７．９ｍにおける（図４の線Ｌに沿った）反射波の瞬時位相を示す。図４を参照して、時間Ｔ１，Ｔ２及びＴ３はそれぞれ、距離７．９ｍにおいて双曲線ＨＡ１，ＨＡ２及びＨＡ３が存在する時間である。図８にも、時間Ｔ１，Ｔ２及びＴ３が示されている。図８に示されるように、負双曲線ＨＡ１では瞬時位相が約πであり、正双曲線Ｈ２では瞬時位相が約０であり、負双曲線ＨＡ３では瞬時位相が約－πである。図９は、図４に示される多数の反射波の瞬時位相を示す。瞬時位相は反射波振幅の大きさに依存しない。つまり地中レーダの走査距離ごとに並べて作成した画像のコントラストには影響を受けない。したがって、人やＡＩは画像を見て判断する際に、コントラストの度合いにより、見逃しが発生するが、瞬時位相による判断で見逃しが低減される。

【0039】

探査システム１００のコンピュータ３０は、瞬時位相θの余弦を算出してよい。反射係数が負である場合の例として、図１０は、図４に示される多数の反射波の瞬時位相θの余弦を示す。負双曲線ＨＡ１では余弦が約－１であり、正双曲線ＨＡ２では余弦が約１であり、負双曲線ＨＡ３では余弦が約－１である。すなわち、ｃｏｓθの平均が－１⇒１⇒－１の組み合わせで双曲線が出現したとき、反射係数は負である。

【0040】

次に、反射係数が正である場合の例を示す。図１０に示される、多数の反射波の瞬時位相の余弦について、正双曲線ＨＢ１’では反射波の瞬時位相θの余弦が約１であり、負双曲線ＨＢ２’では反射波の瞬時位相θの余弦が約－１であり、正双曲線ＨＢ３では反射波の瞬時位相θの余弦が約１である。すなわち、ｃｏｓθの平均が１⇒－１⇒１の組み合わせで双曲線が出現したとき、反射係数は正である。

【0041】

ここまで説明したように、反射係数の符号により、検出した反射波を構成する双曲線群の各双曲線における、反射波の瞬時位相の余弦の符号の順序（変化）が異なる。探査システム１００のコンピュータ３０は、反射波の瞬時位相の余弦の符号の順序に基づいて、地中埋設管の反射係数の符号を推定してよい。

【0042】

探査システム１００のコンピュータ３０は、時間方向において隣接する複数の双曲線（双曲線群）状の反射波について、それぞれの双曲線状の形状に沿った瞬時位相の余弦の平均を算出してよい。より具体的に、コンピュータ３０は、図４において、時間方向において隣接する複数の（３つ以上であり、本例では３つの）双曲線ＨＡ１，ＨＡ２及びＨＡ３の反射波について、双曲線ＨＡ１，ＨＡ２及びＨＡ３の形状に沿った瞬時位相の余弦の平均を算出してよい。空間方向における瞬時位相の余弦の平均は、双曲線の２つ以上の位置において求められればよい。上述したように、ある双曲線内において、瞬時位相の余弦は、基本的にすべて約１であり（１に近づき）、又は基本的にすべて約－１である（－１に近づく）。したがって、瞬時位相の余弦の平均が約１又は約－１である場合、平均を求めた位置に概ね、双曲線型の反射波が存在していると推測できる。一方で、瞬時位相の余弦の平均が約１又は約－１ではない場合、平均を求めた位置のいずれかにおいて地中埋設管からの反射波は存在していないと推測できる。コンピュータ３０は、推定結果に基づいて、双曲線の検出結果を修正してよい。言い換えれば、コンピュータ３０は、瞬時位相の余弦の平均に基づいて、時間方向における該余弦の符号の変化を求めてよい。したがって、コンピュータ３０によって、地中埋設管路の敷設平面位置、深度、方向および反射係数等が高精度に検出され得る。図５を参照して、コンピュータ３０が、反射波の波形を地中レーダ２０の走査距離ごとに並べて作成され複数の画像から３次元双曲型波面を検出する場合、コンピュータ３０は、３次元双曲型波面に沿った、瞬時位相の余弦の平均を算出してよい。

【0043】

コンピュータ３０は、反射波の瞬時位相の余弦の絶対値を地中レーダ２０の走査距離ごとに並べて画像を作成してよい。コンピュータ３０は、当該画像から、地中埋設管に対応する双曲線を検出してよい。図１０を参照して、双曲線ＨＡ１，ＨＡ２及びＨＡ３において、瞬時位相の余弦の絶対値は、いずれも約１である。言い換えれば、双曲線群ＨＡの全領域において、余弦の絶対値は約１である。コンピュータ３０は、余弦の絶対値が約１である領域を捜索することで、反射波の波形を地中レーダ２０の走査距離ごとに並べて作成した画像から、双曲線群ＨＡを容易に検出し得る。双曲線群ＨＢ’についても同様である。

【0044】

本発明を諸図面及び実施例に基づき説明してきたが、当業者であれば本開示に基づき種々の変形又は修正を行うことが容易であることに注意されたい。したがって、これらの変形及び修正は本発明の範囲に含まれることに留意されたい。例えば、各手段、各ステップ等に含まれる機能等は論理的に矛盾しないように再配置可能であり、複数の手段又はステップ等を１つに組み合わせたり、或いは分割したりすることが可能である。

【0045】

また、上述した実施形態において、図２を参照して地中埋設管の探査方法の例が説明された。しかしながら、上述した動作に含まれる一部のステップ、又は１つのステップに含まれる一部の動作が、論理的に矛盾しない範囲内において省略された構成も可能である。また、上述した動作に含まれる複数のステップの順番が、論理的に矛盾しない範囲内において入れ替わった構成も可能である。

【0046】

また、上述した実施形態において、コンピュータ３０によって実現される各種の手段をソフトウェア構成として説明したが、少なくとも一部の手段は、ソフトウェア資源及び／又はハードウェア資源を含む概念であってもよい。

【符号の説明】

【0047】

１００：探査システム
１０：移動部
２０：地中レーダ
３０：コンピュータ
１０００：地中埋設物
ＨＡ，ＨＡ’，ＨＢ，ＨＢ’：双曲線群
ＨＡ１，ＨＡ２，ＨＡ３，ＨＢ１，ＨＢ２，ＨＢ３，ＨＢ１’，ＨＢ２’，ＨＢ３’：双曲線
ｔ１，ｔ２：頂点
Ｆ１，Ｆ２：画像
ｄ１：第１方向
ｄ２：第２方向

【要約】

【課題】地中埋設管を高精度に検出することが可能な、地中埋設管の探査方法及びプログラムを提供する。
【解決手段】地中埋設管の探査方法は、地中レーダを測線に沿って走査させて複数の測定地点において、地盤に向けて送信した前記地中レーダの電波の反射波を取得する反射波取得ステップと、該反射波の波形を前記地中レーダの走査距離ごとに並べて作成した画像から、双曲線状に出現する地中埋設管からの反射波を検出する地中埋設管検出ステップと、前記地中埋設管の反射係数の符号を推定する反射係数符号推定ステップと、
を含む。
【選択図】図２

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】