埋設物探査方法およびその装置
【課題】
短時間で簡便にそして高精度に埋設物の位置を非破壊で探査することができ、探査結果を高精度に被探査面上に表示することができるようにしたい。
【解決手段】
被探査面上から音波または電磁波を照射し反射波から埋設物の有無を検出する埋設物探査装置であり、音波または電磁波を照射し反射波から埋設物の有無を検出する探査手段２０と、探査手段２０に対し被探査面上に音波または電磁波を照射する位置を表示する投写手段４０と、探査手段２０が投写手段４０による表示に従って音波または電磁波を照射して得た反射波データと投写手段４０が表示した音波または電磁波を照射する位置データから埋設物の配置状態を算出する演算手段３０と、演算手段３０で得た埋設物の配置状態を被探査面上に表示する映像表示手段４０を有する。
短時間で簡便にそして高精度に埋設物の位置を非破壊で探査することができ、探査結果を高精度に被探査面上に表示することができるようにしたい。
【解決手段】
被探査面上から音波または電磁波を照射し反射波から埋設物の有無を検出する埋設物探査装置であり、音波または電磁波を照射し反射波から埋設物の有無を検出する探査手段２０と、探査手段２０に対し被探査面上に音波または電磁波を照射する位置を表示する投写手段４０と、探査手段２０が投写手段４０による表示に従って音波または電磁波を照射して得た反射波データと投写手段４０が表示した音波または電磁波を照射する位置データから埋設物の配置状態を算出する演算手段３０と、演算手段３０で得た埋設物の配置状態を被探査面上に表示する映像表示手段４０を有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は埋設物探査方法およびその装置に係り、特に覆工コンクリート構造物などにおける鉄筋などの埋設物の位置を非破壊で探査する方法およびその装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
トンネルの上面壁に換気用ジェットファンを据付ける場合、直接トンネル覆工コンクリートに下穴を開けてからアンカーボルトを打ち込み、ジェットファンを吊り下げている。この覆工コンクリートは、地山の地盤の状態によって補強のために鉄筋を埋設している場合があり、下穴開け作業において鉄筋を切断した場合は、覆工コンクリートの強度に悪影響を及す懸念がある。
【０００３】
鉄筋埋設位置が分らない場合には音波または電磁波レーダ等の鉄筋探査装置を使用し、複数の位置でそれぞれ受信した鉄筋の断面画像から強度分布が強い位置を作業者が鉄筋位置と判断し、その位置にチョーク等でマーキングをしていた。しかし、１台のジェットファンは、数十箇所のアンカーボルトで固定しているため、覆工コンクリート内の鉄筋分布を広く把握するために多大な時間を要する。
【０００４】
そこで、下記特許文献１においては、鉄筋埋設位置を精度良く見極める方法として、電磁波センサにより、コンクリート構造物内の鉄筋位置を解析し、解析処理により得られた２次元的鉄筋位置画像を等倍でプリントアウトし、対象面に貼り付けること（従来技術１）を提案している。また、下記特許文献２では、対象物へ格子状に走査線が画かれた計測位置確認シートを対象面に直接配置し、所定の位置確認用表示に沿って計測すること（従来技術２）を提案している。
【０００５】
【特許文献１】特開平１０−４８３４７号公報
【０００６】
【特許文献２】特開２００１−６６３７６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、上記従来技術１の鉄筋位置を示す画像用紙を対象物に貼り付ける方法には現場での作業性について配慮がなく、粗悪な状態の対象面への画像用紙の貼り付けあるいは上面壁などの上向き作業のような作業性の悪い対象面への画像用紙の貼り付けにおいては計測位置と同一位置へ画像用紙を貼り付け難い問題がある。そして、計測範囲が広い面積である場合、現場で出力するために大きなプリンタが必要となりプリンタを準備する手間と時間がかかるという問題がある。
【０００８】
また、上記従来技術２の計測位置確認用シートによる計測方法では、計測中にシートが剥がれ落ちた場合やずれた場合は、同一位置への貼り付けが困難となるため実際の鉄筋位置に対してずれて表示される。また計測終了後、何らかの問題で再計測を行う場合、前回の計測と同じ位置に計測位置確認シートを貼り付けることが困難で、正確な鉄筋位置確認の再現が行えず、信頼性を高められない問題がある。
【０００９】
それゆえ本発明の目的は、短時間で簡便にそして高精度に埋設物の位置を非破壊で探査することができ、探査結果を高精度に被探査面上に表示することができる埋設物探査方法およびその装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成する本発明埋設物探査方法の特徴とするところは、被探査面上から音波または電磁波を照射し反射波から埋設物の有無を検出する埋設物探査方法において、被探査面上に投写手段により音波または電磁波を照射する位置を表示し、その表示に従って音波または電磁波を照射して反射波を得て、その反射波データと投写手段により表示した音波または電磁波を照射する位置データから埋設物の配置状態を算出し、埋設物の配置状態の映像を被探査面上に表示するようにしたことにある。
【００１１】
また、上記目的を達成する本発明埋設物探査装置の特徴とするところは、被探査面上から音波または電磁波を照射し反射波から埋設物の有無を検出する埋設物探査装置において、音波または電磁波を照射し反射波から埋設物の有無を検出する探査手段と、該探査手段に対し被探査面上に音波または電磁波を照射する位置を表示する投写手段と、該探査手段が該投写手段による表示に従って音波または電磁波を照射して得た反射波データと該投写手段が表示した音波または電磁波を照射する位置データから埋設物の配置状態を算出する演算手段と、該演算手段で得た埋設物の配置状態を該被探査面上に表示する映像表示手段を有することにある。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、計測対象の被探査面上に投写手段から音波または電磁波を照射する位置を原寸大の走査線の形で位置映像として投写することにより、被探査面上に位置確認用シートなどを貼る手間が不要となり、いかなる計測対象でも投写可能であるために探査中に走査線がずれることはない。また、映像表示であるため何度でも全く同じ被探査面に映し出すことができて、短時間で簡便に高精度に非破壊で埋設物の位置を探査計測することができる。
【００１３】
また、探査手段が投写手段による表示に従って音波または電磁波を照射して得た反射波データと投写手段が表示した音波または電磁波を照射する位置データから埋設物の配置状態を算出し、埋設物の配置状態の映像も映像表示手段により原寸大で計測対象の被探査面に投写表示することにより、計測対象に対し埋設物の位置を正確・高精度に表示することができるため、アンカーボルトなどの下穴開け作業では確実に鉄筋位置を避けて打ち込むことができる
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、図に示した実施形態について説明する。
【実施例１】
【００１５】
図１は、本発明になる第一の実施形態を示す斜視図である。
【００１６】
図１において、１０は計測対象として鉄筋１１，１２を埋設した模擬的なコンクリート構造物で、長さ１２００ｍｍ，厚さ３５０ｍｍである。鉄筋１１は主筋として上面から被り１００ｍｍの所に直径１０ｍｍの鉄筋を幅方向に沿って長さ方向に１００ｍｍ間隔で埋設した形となるようにし、鉄筋１２は直径１２ｍｍの鉄筋を２００ｍｍ間隔で主筋に対し直角に埋設した形となるようにし、鉄筋１１と鉄筋１２は針金を巻き付けて緊縛した形としている。なお、コンクリート構造物の裏面には凹部１４を設けてある。
【００１７】
２０は探査装置（探査手段）で、図２に示すようにハウジング２１外の前後左右に４個の車輪２２を有し、作業者はグリップ２３を掴んでコンクリート構造物１０上を走行させるようになっている。
【００１８】
ハウジング２１の内部には、例えば８００ＭＨｚ〜１．５ＧＨｚの電磁波によるパルス信号を発信する送信部２４と、このパルス信号を被探査面であるコンクリート表面に向けて放射する送信アンテナ２５と、埋設物である鉄筋１１，１２からの反射波を受信する受信アンテナ２６と、受信アンテナ２６で受信する反射波を一定距離ごとにサンプリングしてＡＤ変換する受信部２７と、送信部２４に発信の指令や受信部２７に受信の指令を出したり，受信部２７で得たデータをハウジング２１に画面が露出した表示部２９に表示させたり，受信部２７で得たデータを後述する処理装置に送信する制御部２８を備えている。
【００１９】
制御部２８から後述する処理装置へのデータ送信はケーブルＣ１を介して行うようにしたが、無線でも良い。
【００２０】
３０は処理装置（演算手段）で、探査装置２０が得た反射波データと後述する投写手段が表示した電磁波を照射する位置データから埋設物の配置状態を算出する各種の演算や指令を出す演算部３１と、演算部３１での動作状況を表示する画面部３２と、画面部３２での表示を参照しつつ各種データを入力したり、演算部３１に動作に関する指示の入力したりするキーボード３３を備えている。
【００２１】
４０は液晶プロジェクタなどの投写装置で、ケーブルＣ２を介しての処理装置３０からの送信に基づいて、探査装置２０がコンクリート構造物１０上を探査のために走行する位置（電磁波を照射する位置）を表示する走査線を投写して表示し、探査装置２０で得た反射波を処理装置３０において解析・演算して得た鉄筋１１，１２の配置状態を映像として表示することを行う。
【００２２】
従って、投写装置４０は探査手段に対し被探査面上に電磁波を照射する位置を表示する投写手段と演算手段で得た埋設物の配置状態を被探査面上に表示する映像表示手段を兼ねている。
【００２３】
投写装置４０がコンクリート構造物１０上に投写し表示する走査映像５０は、図３にしめすように、１３本ずつの走査線５１を５０ｍｍの等間隔をもってＸＹ各方向に並べて格子状に描いたもので、全体として６００ｍｍ×６００ｍｍの正方形状となり、各走査線５１上を探査装置２０がＸ，Ｙの両方向に移動するようにしている。なお、走査線５１の間隔や本数は、探査装置（探査手段）２０の性能を勘案してキーボード３３から前以て入力しておく。
【００２４】
図３に示したＫは、探査装置２０が探査の開始位置とする原点の表示で、処理装置３０もこの原点Ｋを基準として各種の演算を行う。
【００２５】
次に、鉄筋１１，１２をコンクリート構造物１０上から探査計測手順について、探査装置（探査手段）２０として日本無線株式会社製のハンデイサーチ（商品名、型式：ＮＪＪ−９５Ａ）を用いた実例をもって説明する。
【００２６】
先ず、図４に示すステップ（以下、Ｓと略記）１において、探査する位置を特定し、原点を決める。そして、Ｓ２において投写装置４０によりコンクリート構造物１０表面に走査映像５０を投写し、原点に対し計測対象面に原寸大で映し出す。
【００２７】
使用した走査映像５０は、図３に示すように寸法が６００ｍｍ×６００ｍｍの正方形状で、探査装置２０の分解能を考慮して、表面には間隔が５０ｍｍの等間隔で走査線５１を設けている。走査映像５０は投写装置４０から投写しているため、投写した状態でもコンクリート構造物１０の表面の観察が容易である。
【００２８】
そして、Ｓ３で、映し出された走査線５１の間隔が５０ｍｍの実寸通りに投写されているか走査線５１の間隔を物差しや巻尺で確認し、実寸通りになっていなければＳ２に戻って、走査線５１の間隔が５０ｍｍになるまで投写装置４０を移動し調整する。
【００２９】
次に、走査線５１の間隔が５０ｍｍになったら、Ｓ４に進み、走査線５１に沿ってＸ方向に探査装置２０を移動させながら、探査装置２０から例えば８００ＭＨｚ〜１．５ＧＨｚの電磁波をコンクリート構造物１０に向けて放射し、コンクリート構造物１０内に存在する鉄筋１１，１２からコンクリートの誘電率と相違する反射信号を受信し、一定距離毎にサンプリングして受信強度データを形成する。なお、走査映像５０は投写装置４０により上方から投写するため、探査装置２０が進行する前方における走査線５１は探査装置２０が障害にならず、走査線５１を確認しながら探査を進めることができる。
【００３０】
ここで、図５により、探査装置２０の表示部２９に表示する画面６０について説明する。
【００３１】
送信部２４は常時電磁波を送信アンテナ２５から照射しているが、受信部２７では探査装置２０のＸ方向への移動に合せて、一定距離毎に受信アンテナ２６で受信している反射波をサンプリングしてＡＤ変換をしている。受信データは反射波の強さを図５では濃淡で表示しており、濃い映像は埋設物の存在や空隙などの存在を表している。
【００３２】
図５では、画面６０の左右横方向においてＸ方向での探査装置２０の移動距離を示し、縦方向（ｔ方向）は、反射波が往復する時間と電磁波の伝播速度から得た鉄筋１１，１２などの反射位置（深さ）を示している。
【００３３】
図５において、参考のために記入した数字１〜３は鉄筋１１の存在を表し、数字４〜６は鉄筋１１が存在していることによって現れる装置特有のノイズ波形である。数字７〜１０はコンクリート構造物１０の裏面に設けた凹部１４からの反射波を示している。数字１〜３で示す反射波の下部に数字７〜１０で示す反射波が無いのは、電磁波が鉄筋１１で反射して凹部１４に達していないことによる。
【００３４】
このように、探査装置２０によれば、探査装置２０が移動した直下のコンクリート構造物１０内における凹部１４の形状や空隙の位置、あるいは埋設物のコンクリート構造物１０の表面から見た埋設物の太さを１本の走査線に沿った状態で把握できるが、１本の走査線に沿った計測だけでは、面状には把握できない。
【００３５】
そこで、面状に把握するために、探査装置２０を図３のＹ方向に隣接する全ての走査線５1に沿ってＸ方向に移動させて、Ｘ方向に伸びた各走査線５１毎に図５に示す計測データを得る。続いて、探査装置２０を図３のＸ方向に隣接する全ての走査線５1に沿ってＹ方向に移動させて、Ｙ方向に伸びた各走査線５１毎に図５に示す計測データを得る。
【００３６】
ＸＹ両方向の全走査線５１について計測・探査を完了すると、Ｓ５において1本の走査線毎の受信強度データ（計測データ）を処理装置３０へケーブルＣ１を介して転送する。
【００３７】
走査線毎の計測データが全て処理装置３０へ転送されているか図４のＳ６において処理装置３０でデータの確認を行い、送信や計測の漏れた走査線があれば、Ｓ４に戻って該当する走査線に沿って再計測をして、Ｓ５に進み計測データを処理装置３０へ送信（転送）して、全て走査線についての計測データを処理装置３０で揃える。
【００３８】
処理装置３０で揃えた各走査線５１に沿った図５に示すような画面６０に表示した計測データからは鉄筋１１，１２の埋設状況を２次元的に把握することはできず、各計測データを２次元画像に拡張する必要がある。そこで、図４のＳ７，Ｓ８で計測データの２次元画像化処理を実行する。
【００３９】
先ずＳ７では、１走査線毎の受信強度データを処理装置３０の画面部３２に図５の計測データを表示させ、図５において右側に示した波形において正符号側に示されたピーク位置を参照しながら、数字１〜３で示した双曲線の頂点位置をポイントする。この場合、x方向で０．６３ｍのあたり、ｔ方向で１０ｃｍのあたりに示される十字のカーソル線を移動させていくとカーソル線の交点位置における反射波の強さをピークで表しているので、最も濃淡の濃い位置にカーソルの交点を持っていけば、数字１〜３で示した双曲線の頂点位置をポイントすることができる。ポイント位置を閾値で設定しておけば、カーソルの移動でピーク位置に対応するポイント位置を定めることができる。
【００４０】
このようにして、埋設物（各鉄筋１１，１２）の深度、ピッチを１走査線毎に解析する。
【００４１】
Ｓ８では、夫々解析した計測データの２次元画像処理を実行する。その２次元画像処理においては、Ｘ、Ｙ方向に伸びた各走査線５１の間隔と走査線数と計測データを合せて２次元画像化処理を行う。
【００４２】
例えば、Ｘ方向に伸びた1本の走査線に沿った計測データから得られる数字１〜３はその走査線下の鉄筋１１と凹部１４のＸ方向での位置を表しているから、隣接する走査線５１に沿った計測データから得られる同様な数字１〜３もその走査線下の鉄筋１１と凹部１４のＸ方向での位置を示しているので、同じ数字同士を線でつないでいくと、Ｙ方向に伸びＸ方向に並べてある各鉄筋１１の輪郭の映像Ｆ１（図示なし）を得ることができる。
【００４３】
同様にして、Ｙ方向に伸びた各走査線５１について同様なことを行うと、Ｘ方向に伸びＹ方向に並んだ各鉄筋１２の輪郭の映像Ｆ２（図示なし）を得ることができる。
【００４４】
Ｘ方向に並べてある鉄筋１１の本数とＹ方向に並べてある鉄筋１２の本数は予め分っているから、Ｓ９において解析処理に抜けがないか確認し、あればＳ７に戻って、抜けた個所の解析を行う。全ての走査線５１に沿った計測データについて解析をして、原点Ｋを基準にＸ方向に並べてある鉄筋１１の輪郭の映像Ｆ１とＹ方向に並べてある鉄筋１２の輪郭の映像Ｆ２を重ねると、両鉄筋１１，１２の２次元化画像Ｆ３（図示なし）を埋設物の配置状態として得ることができる。
【００４５】
両鉄筋１１，１２の２次元化画像が得られたら、Ｓ１０に進み、処理装置３０から投写
装置４０へケーブルＣ２を介して２次元化画像Ｆ３の画像データを転送（送信）する。投写装置４０は処理装置３０から２次元化画像Ｆ３の画像データが送信されてくると、Ｓ１１でコンクリート構造物１０上に両鉄筋１１，１２の２次元化画像７０として投写する。
【００４６】
そして、Ｓ１２で２次元画像の原点位置と走査線５１の原点位置Ｋを一致させると、図６に示すように、コンクリート構造物１０上に投写した両鉄筋１１，１２の２次元化画像（映像）７０は、内部に埋設された各鉄筋１１，１２を原寸大で示していることになるので，Ｓ１３において、作業者はコンクリート構造物１０上に投写した両鉄筋１１，１２の映像から埋設物の位置を把握し、各鉄筋１１，１２の配筋（埋設）位置を避けるようにしてアンカーボルト設置のための穴あけ作業などを行うことができる。
【００４７】
作業者がコンクリート構造物１０上に投写した両鉄筋１１，１２の映像７０を見ずらいときは、処理装置３０で映像７０の配色や明度などを指定して、見易くすればよい。
【実施例２】
【００４８】
図７は、本発明になる第二の実施形態を示す斜視図である。
【００４９】
本実施形態は、投写装置４０から探査装置２０に計測位置を走査線で順次指示するとともに、探査装置２０が探査・計測した位置を処理装置３０側で把握して、その位置データを処理装置３０において製作する埋設物などの２次元化画像（映像）に反映させ、高精度な２次元化画像（映像）を投写するものである。
【００５０】
なお、この実施形態では、コンクリート構造物１０の裏側に図１の実施形態で設けた凹部１４がなく、鉄筋１１は配管とした（以下、配管１１として、説明する）。また、説明の簡略化のため、図１〜図６に示したものと同一物もしくは相当物については同一符号を付けている。
【００５１】
図７において、内部構成は図２（ｂ）に示す構成となっている探査装置２０には、図８に示すように、前方上部にＬＥＤなどの点光源ＰＬを設けてある。この点光源ＰＬの位置は位置計測装置８０で監視・把握して、処理装置３０に計測データをケーブルＣ３で転送（送信）する。
【００５２】
投写装置４０は、図１の実施形態で一挙に投写していた格子状の多数の走査線５１からなる走査映像５０の代わりに、探査装置２０が探査・計測する位置を刻々伸びていく矢印の形を持つ走査線５３で表示する。この走査線５３は、図１の実施形態における多数の走査線５１を１本ずつ表示するだけであり、部分的な走査線５３はＸ方向に伸びるものだけでなく、Ｙ方向に伸びるものもあるので、全体として図１の実施形態における走査映像５０と等価で、外郭の走査線５３で作る形状は６００ｍｍ×６００ｍｍの仮想正方形になるようにしている。その仮想正方形の１角を原点（Ｋ）位置として、処理装置３０のキーボード３３から原点Ｋの位置を元に走査線５３の本数と間隔を前以て入力しておく。
【００５３】
なお、位置計測装置８０は、刻々伸びていく走査線５３も監視・把握して、処理装置３０に計測データをケーブルＣ３で転送（送信）する。
【００５４】
処理装置３０は、位置計測装置８０から送られてくる計測データから、走査線５３で指定する計測位置と探査装置２０が走行して探査・計測した位置のずれを求め、埋設物の２次元化画像を作成する場合、解析した埋設物の位置をこの位置ずれで補正し、実際の埋設物の位置を投写装置４０で投写するようにする。
【００５５】
以下、図９，図１０に従って、埋設物の探査・計測について説明する。
探査・計測のための走査線としては、ＸＹの各方向においてそれぞれ隣接する走査線との間隔を５０ｍｍとして走査線の本数は１３本で、これらの数値は前以て処理装置３０に設定しておく。
【００５６】
先ずＳ１において、原点Ｋの位置を基に、Ｘ方向に伸びる最初の走査線５３の始点を決める探査位置の特定を行う。
【００５７】
続くＳ２において、処理装置３０は、投写装置４０に特定したＸ方向に伸びる最初の走査線５３の始点から刻々Ｘ方向に伸びる最初の走査線５３を投写させる。所望の長さの走査線５３が投写されると、位置計測装置８０はコンクリート構造物１０上に投写した走査線５３を画像データとして読み取り、処理装置３０にケーブルＣ３を介して送る。位置計測装置８０では、コンクリート構造物１０の明るさとその上に投写した走査線５３の明るさの比較で、その位置と長さを判断することができる。
【００５８】
その後Ｓ３において、処理装置３０では位置計測装置８０から送られてきた画像データと投写装置４０に指示した最初の走査線５３に関するデータを比較し、走査線５３の位置，長さが指示通り（適性）であるか判断し、不適正ならＳ２に戻り、投写装置４０のよる投写を調整し、適性になったらＳ４に進む。
【００５９】
Ｓ４では、作業者が、走査線５３の始点、つまり、端部上に探査装置２０を設置し、計測開始のため、探査装置２０の操作パネルにある走査開始スイッチを投入し、制御部２８を起動させ電磁波の発信を開始するとともに、点光源ＰＬを点灯させる。そして、作業者は、Ｓ５において探査装置２０を走査線５３に沿って移動させて計測を実行し、探査装置２０が走査線５３の終点、つまり、他方の端部上に至ったところで、探査装置２０の操作パネルにある走査開始スイッチを開放し、電磁波の照射を中止するとともに、点光源ＰＬを消灯させる（Ｓ６）。探査装置２０による走査線５３に沿った１回の計測で、図５のような反射波を捉える。
【００６０】
位置計測装置８０では、点光源ＰＬの点灯から消灯までを監視して、Ｓ７において画像として捉えた点光源ＰＬの移動軌跡から、探査装置２０が計測をした位置と距離を把握する。そしてＳ８に進み、処理装置３０から投写装置４０が投写している走査線５３の位置と長さのデータを読み出し、Ｓ９で探査装置２０に指示した走査線５３の位置と探査装置２０が実際に計測した位置を比較してずれ（変位量）を演算し、変位量を処理装置３０に転送する（Ｓ１０）。なお、この変位量はＹ方向での探査装置２０の全位置ずれを平均化しており、平均化後の変位量を基にＸ方向に描いた直線を計測線と呼ぶ。作業者が探査装置２０を蛇行しながら走査線上を移動させると、走査線直下を計測していることにならないので、計測線の設定は計測結果を次の走査線位置に反映させるものである。
【００６１】
変位量が送られた処理装置３０では、Ｓ１１において、最初の走査線５３の位置データ（Ｙ方向）に隣接する走査線との基準間隔（５０ｍｍ）を加算して次の走査線のＹ方向での位置を演算し、Ｓ１０で得た変位量（平均ずれ量）で補正し、次の走査線の位置とする。これは常に探査装置２０において探査・計測する位置が基準の間隔となるようにするもので、前の探査装置２０が計測した位置データに隣接する走査線の基準間隔のデータを加算して、次の走査線位置としても良い。続くＳ１２で次の走査線位置を決定し、Ｓ１３で次の走査線位置データを投写装置４０に転送する。
【００６２】
そして、Ｓ１３で全走査線について計測を完了しているか確認し、未完了であればＳ２に戻って、以上説明した処理を繰り返す。この場合、全走査線とは、Ｘ方向の走査線だけでなくＹ方向に伸びる走査線も含んでいる。
【００６３】
全走査線について計測を完了している場合は、図１０のＳ１５に進む。
Ｓ１５ではＳ５で計測した図５に示す計測データを走査線毎に処理装置３０に転送し、図４のＳ７と同様に埋設物位置強度の解析処理をし、続くＳ１６でＸ、Ｙ方向に伸びた実際に計測をした計測線と解析結果を合せて、図４のＳ８と同様に２次元画像化処理を行う。
【００６４】
この実施形態で、実施例１の実施形態と異なることは、２次元画像化処理を行うときに図１や図３に示した走査線５１でなく、計測線を用いて埋設物の位置データについて精度を高めていることにある。
【００６５】
Ｓ１７で図４のＳ９のように解析処理に抜けがないか確認し、あればＳ１５に戻って、抜けた個所の解析を行う。全ての計測線に沿った計測データについて解析をして、原点Ｋを基準にＸ方向に並べてある配管１１の輪郭の映像とＹ方向に並べてある鉄筋１２の輪郭の映像を重ねると、配管１１と鉄筋１２の２次元化画像を埋設物の配置状態として得ることができる。２次元化画像には、最初の走査線を参照して原点位置を設定しておく。
【００６６】
こうして得た配管１１と鉄筋１２の２次元化画像は、Ｓ１８において処理装置３０から投写装置４０に転送し、Ｓ１９で投写装置４０から２次元化画像の映像９０を埋設物の配置状態としてコンクリート構造物１０の計測面に投写させ、Ｓ２０で２次元化画像（映像）９０の原点位置と走査線の原点（Ｋ）位置を一致させると、図１１に示す映像９０となる。
【００６７】
作業者はコンクリート構造物１０の表面に投写した映像９０を参考に配管１１や鉄筋１２の埋設位置を避けてアンカーボルト設置のための穴あけ作業などを行うことができる。
【００６８】
なお、電磁波は、超音波に代えてもよい。また、処理装置３０において、探査装置２０で把握した埋設物の太さに係数を掛けて太目に補正し、補正した太さを持つ埋設物を表示するようにして、アンカーボルト設置の穴あけ作業において穴あけ機のカッタ歯が確実に埋設物に当たらないようにするとよい。
【００６９】
さらに、図１０のＳ１６において２次元画像化処理を行う場合、設定した計測線上に図５に示した数字１〜３の位置を配置する代わりに、予定された各走査線上に図５に示した数字１〜３の位置を配置するようにして、設定した各計測線上に図５に示した数字１〜３の位置を配置する演算の手間を省くことができる。それは、例えば探査装置２０がＸ方向に走行した場合、走行位置がＹ方向において多少にずれていても、探査装置２０が得る配管１１に関する計測データはＹ方向において誤差が殆ど存在しないことによる。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】本発明の一実施形態を示す図である。
【図２】図１の実施形態で用いる探査装置を示す図である。
【図３】図１の実施形態で用いる走査線について説明する図である。
【図４】本発明の一実施形態で埋設物を探査する処理フローを示す図である。
【図５】図２の探査装置で捉えた埋設物に関する計測データの一例を示す図である。
【図６】図１の実施形態で得た埋設物の映像を投写した状態を示す図である。
【図７】本発明の他の実施形態を示す図である。
【図８】図７の実施形態で用いる探査装置を示す図である。
【図９】図７の実施形態で埋設物を探査する処理フローの前半を示す図である。
【図１０】図７の実施形態で埋設物を探査する処理フローの後半を示す図である。
【図１１】図７の実施形態で得た埋設物の映像を投写した状態を示す図である。
【符号の説明】
【００７１】
１０‥コンクリート構造物
１１，１２‥鉄筋
１４‥凹部
２０‥探査装置
３０‥処理装置
４０‥投写装置
５０‥走査映像
【技術分野】
【０００１】
本発明は埋設物探査方法およびその装置に係り、特に覆工コンクリート構造物などにおける鉄筋などの埋設物の位置を非破壊で探査する方法およびその装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
トンネルの上面壁に換気用ジェットファンを据付ける場合、直接トンネル覆工コンクリートに下穴を開けてからアンカーボルトを打ち込み、ジェットファンを吊り下げている。この覆工コンクリートは、地山の地盤の状態によって補強のために鉄筋を埋設している場合があり、下穴開け作業において鉄筋を切断した場合は、覆工コンクリートの強度に悪影響を及す懸念がある。
【０００３】
鉄筋埋設位置が分らない場合には音波または電磁波レーダ等の鉄筋探査装置を使用し、複数の位置でそれぞれ受信した鉄筋の断面画像から強度分布が強い位置を作業者が鉄筋位置と判断し、その位置にチョーク等でマーキングをしていた。しかし、１台のジェットファンは、数十箇所のアンカーボルトで固定しているため、覆工コンクリート内の鉄筋分布を広く把握するために多大な時間を要する。
【０００４】
そこで、下記特許文献１においては、鉄筋埋設位置を精度良く見極める方法として、電磁波センサにより、コンクリート構造物内の鉄筋位置を解析し、解析処理により得られた２次元的鉄筋位置画像を等倍でプリントアウトし、対象面に貼り付けること（従来技術１）を提案している。また、下記特許文献２では、対象物へ格子状に走査線が画かれた計測位置確認シートを対象面に直接配置し、所定の位置確認用表示に沿って計測すること（従来技術２）を提案している。
【０００５】
【特許文献１】特開平１０−４８３４７号公報
【０００６】
【特許文献２】特開２００１−６６３７６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、上記従来技術１の鉄筋位置を示す画像用紙を対象物に貼り付ける方法には現場での作業性について配慮がなく、粗悪な状態の対象面への画像用紙の貼り付けあるいは上面壁などの上向き作業のような作業性の悪い対象面への画像用紙の貼り付けにおいては計測位置と同一位置へ画像用紙を貼り付け難い問題がある。そして、計測範囲が広い面積である場合、現場で出力するために大きなプリンタが必要となりプリンタを準備する手間と時間がかかるという問題がある。
【０００８】
また、上記従来技術２の計測位置確認用シートによる計測方法では、計測中にシートが剥がれ落ちた場合やずれた場合は、同一位置への貼り付けが困難となるため実際の鉄筋位置に対してずれて表示される。また計測終了後、何らかの問題で再計測を行う場合、前回の計測と同じ位置に計測位置確認シートを貼り付けることが困難で、正確な鉄筋位置確認の再現が行えず、信頼性を高められない問題がある。
【０００９】
それゆえ本発明の目的は、短時間で簡便にそして高精度に埋設物の位置を非破壊で探査することができ、探査結果を高精度に被探査面上に表示することができる埋設物探査方法およびその装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成する本発明埋設物探査方法の特徴とするところは、被探査面上から音波または電磁波を照射し反射波から埋設物の有無を検出する埋設物探査方法において、被探査面上に投写手段により音波または電磁波を照射する位置を表示し、その表示に従って音波または電磁波を照射して反射波を得て、その反射波データと投写手段により表示した音波または電磁波を照射する位置データから埋設物の配置状態を算出し、埋設物の配置状態の映像を被探査面上に表示するようにしたことにある。
【００１１】
また、上記目的を達成する本発明埋設物探査装置の特徴とするところは、被探査面上から音波または電磁波を照射し反射波から埋設物の有無を検出する埋設物探査装置において、音波または電磁波を照射し反射波から埋設物の有無を検出する探査手段と、該探査手段に対し被探査面上に音波または電磁波を照射する位置を表示する投写手段と、該探査手段が該投写手段による表示に従って音波または電磁波を照射して得た反射波データと該投写手段が表示した音波または電磁波を照射する位置データから埋設物の配置状態を算出する演算手段と、該演算手段で得た埋設物の配置状態を該被探査面上に表示する映像表示手段を有することにある。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、計測対象の被探査面上に投写手段から音波または電磁波を照射する位置を原寸大の走査線の形で位置映像として投写することにより、被探査面上に位置確認用シートなどを貼る手間が不要となり、いかなる計測対象でも投写可能であるために探査中に走査線がずれることはない。また、映像表示であるため何度でも全く同じ被探査面に映し出すことができて、短時間で簡便に高精度に非破壊で埋設物の位置を探査計測することができる。
【００１３】
また、探査手段が投写手段による表示に従って音波または電磁波を照射して得た反射波データと投写手段が表示した音波または電磁波を照射する位置データから埋設物の配置状態を算出し、埋設物の配置状態の映像も映像表示手段により原寸大で計測対象の被探査面に投写表示することにより、計測対象に対し埋設物の位置を正確・高精度に表示することができるため、アンカーボルトなどの下穴開け作業では確実に鉄筋位置を避けて打ち込むことができる
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、図に示した実施形態について説明する。
【実施例１】
【００１５】
図１は、本発明になる第一の実施形態を示す斜視図である。
【００１６】
図１において、１０は計測対象として鉄筋１１，１２を埋設した模擬的なコンクリート構造物で、長さ１２００ｍｍ，厚さ３５０ｍｍである。鉄筋１１は主筋として上面から被り１００ｍｍの所に直径１０ｍｍの鉄筋を幅方向に沿って長さ方向に１００ｍｍ間隔で埋設した形となるようにし、鉄筋１２は直径１２ｍｍの鉄筋を２００ｍｍ間隔で主筋に対し直角に埋設した形となるようにし、鉄筋１１と鉄筋１２は針金を巻き付けて緊縛した形としている。なお、コンクリート構造物の裏面には凹部１４を設けてある。
【００１７】
２０は探査装置（探査手段）で、図２に示すようにハウジング２１外の前後左右に４個の車輪２２を有し、作業者はグリップ２３を掴んでコンクリート構造物１０上を走行させるようになっている。
【００１８】
ハウジング２１の内部には、例えば８００ＭＨｚ〜１．５ＧＨｚの電磁波によるパルス信号を発信する送信部２４と、このパルス信号を被探査面であるコンクリート表面に向けて放射する送信アンテナ２５と、埋設物である鉄筋１１，１２からの反射波を受信する受信アンテナ２６と、受信アンテナ２６で受信する反射波を一定距離ごとにサンプリングしてＡＤ変換する受信部２７と、送信部２４に発信の指令や受信部２７に受信の指令を出したり，受信部２７で得たデータをハウジング２１に画面が露出した表示部２９に表示させたり，受信部２７で得たデータを後述する処理装置に送信する制御部２８を備えている。
【００１９】
制御部２８から後述する処理装置へのデータ送信はケーブルＣ１を介して行うようにしたが、無線でも良い。
【００２０】
３０は処理装置（演算手段）で、探査装置２０が得た反射波データと後述する投写手段が表示した電磁波を照射する位置データから埋設物の配置状態を算出する各種の演算や指令を出す演算部３１と、演算部３１での動作状況を表示する画面部３２と、画面部３２での表示を参照しつつ各種データを入力したり、演算部３１に動作に関する指示の入力したりするキーボード３３を備えている。
【００２１】
４０は液晶プロジェクタなどの投写装置で、ケーブルＣ２を介しての処理装置３０からの送信に基づいて、探査装置２０がコンクリート構造物１０上を探査のために走行する位置（電磁波を照射する位置）を表示する走査線を投写して表示し、探査装置２０で得た反射波を処理装置３０において解析・演算して得た鉄筋１１，１２の配置状態を映像として表示することを行う。
【００２２】
従って、投写装置４０は探査手段に対し被探査面上に電磁波を照射する位置を表示する投写手段と演算手段で得た埋設物の配置状態を被探査面上に表示する映像表示手段を兼ねている。
【００２３】
投写装置４０がコンクリート構造物１０上に投写し表示する走査映像５０は、図３にしめすように、１３本ずつの走査線５１を５０ｍｍの等間隔をもってＸＹ各方向に並べて格子状に描いたもので、全体として６００ｍｍ×６００ｍｍの正方形状となり、各走査線５１上を探査装置２０がＸ，Ｙの両方向に移動するようにしている。なお、走査線５１の間隔や本数は、探査装置（探査手段）２０の性能を勘案してキーボード３３から前以て入力しておく。
【００２４】
図３に示したＫは、探査装置２０が探査の開始位置とする原点の表示で、処理装置３０もこの原点Ｋを基準として各種の演算を行う。
【００２５】
次に、鉄筋１１，１２をコンクリート構造物１０上から探査計測手順について、探査装置（探査手段）２０として日本無線株式会社製のハンデイサーチ（商品名、型式：ＮＪＪ−９５Ａ）を用いた実例をもって説明する。
【００２６】
先ず、図４に示すステップ（以下、Ｓと略記）１において、探査する位置を特定し、原点を決める。そして、Ｓ２において投写装置４０によりコンクリート構造物１０表面に走査映像５０を投写し、原点に対し計測対象面に原寸大で映し出す。
【００２７】
使用した走査映像５０は、図３に示すように寸法が６００ｍｍ×６００ｍｍの正方形状で、探査装置２０の分解能を考慮して、表面には間隔が５０ｍｍの等間隔で走査線５１を設けている。走査映像５０は投写装置４０から投写しているため、投写した状態でもコンクリート構造物１０の表面の観察が容易である。
【００２８】
そして、Ｓ３で、映し出された走査線５１の間隔が５０ｍｍの実寸通りに投写されているか走査線５１の間隔を物差しや巻尺で確認し、実寸通りになっていなければＳ２に戻って、走査線５１の間隔が５０ｍｍになるまで投写装置４０を移動し調整する。
【００２９】
次に、走査線５１の間隔が５０ｍｍになったら、Ｓ４に進み、走査線５１に沿ってＸ方向に探査装置２０を移動させながら、探査装置２０から例えば８００ＭＨｚ〜１．５ＧＨｚの電磁波をコンクリート構造物１０に向けて放射し、コンクリート構造物１０内に存在する鉄筋１１，１２からコンクリートの誘電率と相違する反射信号を受信し、一定距離毎にサンプリングして受信強度データを形成する。なお、走査映像５０は投写装置４０により上方から投写するため、探査装置２０が進行する前方における走査線５１は探査装置２０が障害にならず、走査線５１を確認しながら探査を進めることができる。
【００３０】
ここで、図５により、探査装置２０の表示部２９に表示する画面６０について説明する。
【００３１】
送信部２４は常時電磁波を送信アンテナ２５から照射しているが、受信部２７では探査装置２０のＸ方向への移動に合せて、一定距離毎に受信アンテナ２６で受信している反射波をサンプリングしてＡＤ変換をしている。受信データは反射波の強さを図５では濃淡で表示しており、濃い映像は埋設物の存在や空隙などの存在を表している。
【００３２】
図５では、画面６０の左右横方向においてＸ方向での探査装置２０の移動距離を示し、縦方向（ｔ方向）は、反射波が往復する時間と電磁波の伝播速度から得た鉄筋１１，１２などの反射位置（深さ）を示している。
【００３３】
図５において、参考のために記入した数字１〜３は鉄筋１１の存在を表し、数字４〜６は鉄筋１１が存在していることによって現れる装置特有のノイズ波形である。数字７〜１０はコンクリート構造物１０の裏面に設けた凹部１４からの反射波を示している。数字１〜３で示す反射波の下部に数字７〜１０で示す反射波が無いのは、電磁波が鉄筋１１で反射して凹部１４に達していないことによる。
【００３４】
このように、探査装置２０によれば、探査装置２０が移動した直下のコンクリート構造物１０内における凹部１４の形状や空隙の位置、あるいは埋設物のコンクリート構造物１０の表面から見た埋設物の太さを１本の走査線に沿った状態で把握できるが、１本の走査線に沿った計測だけでは、面状には把握できない。
【００３５】
そこで、面状に把握するために、探査装置２０を図３のＹ方向に隣接する全ての走査線５1に沿ってＸ方向に移動させて、Ｘ方向に伸びた各走査線５１毎に図５に示す計測データを得る。続いて、探査装置２０を図３のＸ方向に隣接する全ての走査線５1に沿ってＹ方向に移動させて、Ｙ方向に伸びた各走査線５１毎に図５に示す計測データを得る。
【００３６】
ＸＹ両方向の全走査線５１について計測・探査を完了すると、Ｓ５において1本の走査線毎の受信強度データ（計測データ）を処理装置３０へケーブルＣ１を介して転送する。
【００３７】
走査線毎の計測データが全て処理装置３０へ転送されているか図４のＳ６において処理装置３０でデータの確認を行い、送信や計測の漏れた走査線があれば、Ｓ４に戻って該当する走査線に沿って再計測をして、Ｓ５に進み計測データを処理装置３０へ送信（転送）して、全て走査線についての計測データを処理装置３０で揃える。
【００３８】
処理装置３０で揃えた各走査線５１に沿った図５に示すような画面６０に表示した計測データからは鉄筋１１，１２の埋設状況を２次元的に把握することはできず、各計測データを２次元画像に拡張する必要がある。そこで、図４のＳ７，Ｓ８で計測データの２次元画像化処理を実行する。
【００３９】
先ずＳ７では、１走査線毎の受信強度データを処理装置３０の画面部３２に図５の計測データを表示させ、図５において右側に示した波形において正符号側に示されたピーク位置を参照しながら、数字１〜３で示した双曲線の頂点位置をポイントする。この場合、x方向で０．６３ｍのあたり、ｔ方向で１０ｃｍのあたりに示される十字のカーソル線を移動させていくとカーソル線の交点位置における反射波の強さをピークで表しているので、最も濃淡の濃い位置にカーソルの交点を持っていけば、数字１〜３で示した双曲線の頂点位置をポイントすることができる。ポイント位置を閾値で設定しておけば、カーソルの移動でピーク位置に対応するポイント位置を定めることができる。
【００４０】
このようにして、埋設物（各鉄筋１１，１２）の深度、ピッチを１走査線毎に解析する。
【００４１】
Ｓ８では、夫々解析した計測データの２次元画像処理を実行する。その２次元画像処理においては、Ｘ、Ｙ方向に伸びた各走査線５１の間隔と走査線数と計測データを合せて２次元画像化処理を行う。
【００４２】
例えば、Ｘ方向に伸びた1本の走査線に沿った計測データから得られる数字１〜３はその走査線下の鉄筋１１と凹部１４のＸ方向での位置を表しているから、隣接する走査線５１に沿った計測データから得られる同様な数字１〜３もその走査線下の鉄筋１１と凹部１４のＸ方向での位置を示しているので、同じ数字同士を線でつないでいくと、Ｙ方向に伸びＸ方向に並べてある各鉄筋１１の輪郭の映像Ｆ１（図示なし）を得ることができる。
【００４３】
同様にして、Ｙ方向に伸びた各走査線５１について同様なことを行うと、Ｘ方向に伸びＹ方向に並んだ各鉄筋１２の輪郭の映像Ｆ２（図示なし）を得ることができる。
【００４４】
Ｘ方向に並べてある鉄筋１１の本数とＹ方向に並べてある鉄筋１２の本数は予め分っているから、Ｓ９において解析処理に抜けがないか確認し、あればＳ７に戻って、抜けた個所の解析を行う。全ての走査線５１に沿った計測データについて解析をして、原点Ｋを基準にＸ方向に並べてある鉄筋１１の輪郭の映像Ｆ１とＹ方向に並べてある鉄筋１２の輪郭の映像Ｆ２を重ねると、両鉄筋１１，１２の２次元化画像Ｆ３（図示なし）を埋設物の配置状態として得ることができる。
【００４５】
両鉄筋１１，１２の２次元化画像が得られたら、Ｓ１０に進み、処理装置３０から投写
装置４０へケーブルＣ２を介して２次元化画像Ｆ３の画像データを転送（送信）する。投写装置４０は処理装置３０から２次元化画像Ｆ３の画像データが送信されてくると、Ｓ１１でコンクリート構造物１０上に両鉄筋１１，１２の２次元化画像７０として投写する。
【００４６】
そして、Ｓ１２で２次元画像の原点位置と走査線５１の原点位置Ｋを一致させると、図６に示すように、コンクリート構造物１０上に投写した両鉄筋１１，１２の２次元化画像（映像）７０は、内部に埋設された各鉄筋１１，１２を原寸大で示していることになるので，Ｓ１３において、作業者はコンクリート構造物１０上に投写した両鉄筋１１，１２の映像から埋設物の位置を把握し、各鉄筋１１，１２の配筋（埋設）位置を避けるようにしてアンカーボルト設置のための穴あけ作業などを行うことができる。
【００４７】
作業者がコンクリート構造物１０上に投写した両鉄筋１１，１２の映像７０を見ずらいときは、処理装置３０で映像７０の配色や明度などを指定して、見易くすればよい。
【実施例２】
【００４８】
図７は、本発明になる第二の実施形態を示す斜視図である。
【００４９】
本実施形態は、投写装置４０から探査装置２０に計測位置を走査線で順次指示するとともに、探査装置２０が探査・計測した位置を処理装置３０側で把握して、その位置データを処理装置３０において製作する埋設物などの２次元化画像（映像）に反映させ、高精度な２次元化画像（映像）を投写するものである。
【００５０】
なお、この実施形態では、コンクリート構造物１０の裏側に図１の実施形態で設けた凹部１４がなく、鉄筋１１は配管とした（以下、配管１１として、説明する）。また、説明の簡略化のため、図１〜図６に示したものと同一物もしくは相当物については同一符号を付けている。
【００５１】
図７において、内部構成は図２（ｂ）に示す構成となっている探査装置２０には、図８に示すように、前方上部にＬＥＤなどの点光源ＰＬを設けてある。この点光源ＰＬの位置は位置計測装置８０で監視・把握して、処理装置３０に計測データをケーブルＣ３で転送（送信）する。
【００５２】
投写装置４０は、図１の実施形態で一挙に投写していた格子状の多数の走査線５１からなる走査映像５０の代わりに、探査装置２０が探査・計測する位置を刻々伸びていく矢印の形を持つ走査線５３で表示する。この走査線５３は、図１の実施形態における多数の走査線５１を１本ずつ表示するだけであり、部分的な走査線５３はＸ方向に伸びるものだけでなく、Ｙ方向に伸びるものもあるので、全体として図１の実施形態における走査映像５０と等価で、外郭の走査線５３で作る形状は６００ｍｍ×６００ｍｍの仮想正方形になるようにしている。その仮想正方形の１角を原点（Ｋ）位置として、処理装置３０のキーボード３３から原点Ｋの位置を元に走査線５３の本数と間隔を前以て入力しておく。
【００５３】
なお、位置計測装置８０は、刻々伸びていく走査線５３も監視・把握して、処理装置３０に計測データをケーブルＣ３で転送（送信）する。
【００５４】
処理装置３０は、位置計測装置８０から送られてくる計測データから、走査線５３で指定する計測位置と探査装置２０が走行して探査・計測した位置のずれを求め、埋設物の２次元化画像を作成する場合、解析した埋設物の位置をこの位置ずれで補正し、実際の埋設物の位置を投写装置４０で投写するようにする。
【００５５】
以下、図９，図１０に従って、埋設物の探査・計測について説明する。
探査・計測のための走査線としては、ＸＹの各方向においてそれぞれ隣接する走査線との間隔を５０ｍｍとして走査線の本数は１３本で、これらの数値は前以て処理装置３０に設定しておく。
【００５６】
先ずＳ１において、原点Ｋの位置を基に、Ｘ方向に伸びる最初の走査線５３の始点を決める探査位置の特定を行う。
【００５７】
続くＳ２において、処理装置３０は、投写装置４０に特定したＸ方向に伸びる最初の走査線５３の始点から刻々Ｘ方向に伸びる最初の走査線５３を投写させる。所望の長さの走査線５３が投写されると、位置計測装置８０はコンクリート構造物１０上に投写した走査線５３を画像データとして読み取り、処理装置３０にケーブルＣ３を介して送る。位置計測装置８０では、コンクリート構造物１０の明るさとその上に投写した走査線５３の明るさの比較で、その位置と長さを判断することができる。
【００５８】
その後Ｓ３において、処理装置３０では位置計測装置８０から送られてきた画像データと投写装置４０に指示した最初の走査線５３に関するデータを比較し、走査線５３の位置，長さが指示通り（適性）であるか判断し、不適正ならＳ２に戻り、投写装置４０のよる投写を調整し、適性になったらＳ４に進む。
【００５９】
Ｓ４では、作業者が、走査線５３の始点、つまり、端部上に探査装置２０を設置し、計測開始のため、探査装置２０の操作パネルにある走査開始スイッチを投入し、制御部２８を起動させ電磁波の発信を開始するとともに、点光源ＰＬを点灯させる。そして、作業者は、Ｓ５において探査装置２０を走査線５３に沿って移動させて計測を実行し、探査装置２０が走査線５３の終点、つまり、他方の端部上に至ったところで、探査装置２０の操作パネルにある走査開始スイッチを開放し、電磁波の照射を中止するとともに、点光源ＰＬを消灯させる（Ｓ６）。探査装置２０による走査線５３に沿った１回の計測で、図５のような反射波を捉える。
【００６０】
位置計測装置８０では、点光源ＰＬの点灯から消灯までを監視して、Ｓ７において画像として捉えた点光源ＰＬの移動軌跡から、探査装置２０が計測をした位置と距離を把握する。そしてＳ８に進み、処理装置３０から投写装置４０が投写している走査線５３の位置と長さのデータを読み出し、Ｓ９で探査装置２０に指示した走査線５３の位置と探査装置２０が実際に計測した位置を比較してずれ（変位量）を演算し、変位量を処理装置３０に転送する（Ｓ１０）。なお、この変位量はＹ方向での探査装置２０の全位置ずれを平均化しており、平均化後の変位量を基にＸ方向に描いた直線を計測線と呼ぶ。作業者が探査装置２０を蛇行しながら走査線上を移動させると、走査線直下を計測していることにならないので、計測線の設定は計測結果を次の走査線位置に反映させるものである。
【００６１】
変位量が送られた処理装置３０では、Ｓ１１において、最初の走査線５３の位置データ（Ｙ方向）に隣接する走査線との基準間隔（５０ｍｍ）を加算して次の走査線のＹ方向での位置を演算し、Ｓ１０で得た変位量（平均ずれ量）で補正し、次の走査線の位置とする。これは常に探査装置２０において探査・計測する位置が基準の間隔となるようにするもので、前の探査装置２０が計測した位置データに隣接する走査線の基準間隔のデータを加算して、次の走査線位置としても良い。続くＳ１２で次の走査線位置を決定し、Ｓ１３で次の走査線位置データを投写装置４０に転送する。
【００６２】
そして、Ｓ１３で全走査線について計測を完了しているか確認し、未完了であればＳ２に戻って、以上説明した処理を繰り返す。この場合、全走査線とは、Ｘ方向の走査線だけでなくＹ方向に伸びる走査線も含んでいる。
【００６３】
全走査線について計測を完了している場合は、図１０のＳ１５に進む。
Ｓ１５ではＳ５で計測した図５に示す計測データを走査線毎に処理装置３０に転送し、図４のＳ７と同様に埋設物位置強度の解析処理をし、続くＳ１６でＸ、Ｙ方向に伸びた実際に計測をした計測線と解析結果を合せて、図４のＳ８と同様に２次元画像化処理を行う。
【００６４】
この実施形態で、実施例１の実施形態と異なることは、２次元画像化処理を行うときに図１や図３に示した走査線５１でなく、計測線を用いて埋設物の位置データについて精度を高めていることにある。
【００６５】
Ｓ１７で図４のＳ９のように解析処理に抜けがないか確認し、あればＳ１５に戻って、抜けた個所の解析を行う。全ての計測線に沿った計測データについて解析をして、原点Ｋを基準にＸ方向に並べてある配管１１の輪郭の映像とＹ方向に並べてある鉄筋１２の輪郭の映像を重ねると、配管１１と鉄筋１２の２次元化画像を埋設物の配置状態として得ることができる。２次元化画像には、最初の走査線を参照して原点位置を設定しておく。
【００６６】
こうして得た配管１１と鉄筋１２の２次元化画像は、Ｓ１８において処理装置３０から投写装置４０に転送し、Ｓ１９で投写装置４０から２次元化画像の映像９０を埋設物の配置状態としてコンクリート構造物１０の計測面に投写させ、Ｓ２０で２次元化画像（映像）９０の原点位置と走査線の原点（Ｋ）位置を一致させると、図１１に示す映像９０となる。
【００６７】
作業者はコンクリート構造物１０の表面に投写した映像９０を参考に配管１１や鉄筋１２の埋設位置を避けてアンカーボルト設置のための穴あけ作業などを行うことができる。
【００６８】
なお、電磁波は、超音波に代えてもよい。また、処理装置３０において、探査装置２０で把握した埋設物の太さに係数を掛けて太目に補正し、補正した太さを持つ埋設物を表示するようにして、アンカーボルト設置の穴あけ作業において穴あけ機のカッタ歯が確実に埋設物に当たらないようにするとよい。
【００６９】
さらに、図１０のＳ１６において２次元画像化処理を行う場合、設定した計測線上に図５に示した数字１〜３の位置を配置する代わりに、予定された各走査線上に図５に示した数字１〜３の位置を配置するようにして、設定した各計測線上に図５に示した数字１〜３の位置を配置する演算の手間を省くことができる。それは、例えば探査装置２０がＸ方向に走行した場合、走行位置がＹ方向において多少にずれていても、探査装置２０が得る配管１１に関する計測データはＹ方向において誤差が殆ど存在しないことによる。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】本発明の一実施形態を示す図である。
【図２】図１の実施形態で用いる探査装置を示す図である。
【図３】図１の実施形態で用いる走査線について説明する図である。
【図４】本発明の一実施形態で埋設物を探査する処理フローを示す図である。
【図５】図２の探査装置で捉えた埋設物に関する計測データの一例を示す図である。
【図６】図１の実施形態で得た埋設物の映像を投写した状態を示す図である。
【図７】本発明の他の実施形態を示す図である。
【図８】図７の実施形態で用いる探査装置を示す図である。
【図９】図７の実施形態で埋設物を探査する処理フローの前半を示す図である。
【図１０】図７の実施形態で埋設物を探査する処理フローの後半を示す図である。
【図１１】図７の実施形態で得た埋設物の映像を投写した状態を示す図である。
【符号の説明】
【００７１】
１０‥コンクリート構造物
１１，１２‥鉄筋
１４‥凹部
２０‥探査装置
３０‥処理装置
４０‥投写装置
５０‥走査映像
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被探査面上から音波または電磁波を照射し反射波から埋設物の有無を検出する埋設物探査方法において、
被探査面上に投写手段により音波または電磁波を照射する位置を表示し、その表示に従って音波または電磁波を照射して反射波を得て、その反射波データと投写手段により表示した音波または電磁波を照射する位置データから埋設物の配置状態を算出し、埋設物の配置状態の映像を被探査面上に表示するようにしたことを特徴とする埋設物探査方法。
【請求項２】
被探査面上から音波または電磁波を照射し反射波から埋設物の有無を検出する埋設物探査装置において、
音波または電磁波を照射し反射波から埋設物の有無を検出する探査手段と、該探査手段に対し被探査面上に音波または電磁波を照射する位置を表示する投写手段と、該探査手段が該投写手段による表示に従って音波または電磁波を照射して得た反射波データと該投写手段が表示した音波または電磁波を照射する位置データから埋設物の配置状態を算出する演算手段と、該演算手段で得た埋設物の配置状態を該被探査面上に表示する映像表示手段を有することを特徴とする埋設物探査装置。
【請求項３】
上記請求項２の埋設物探査装置において、該探査手段は己れの位置を示す位置表示手段を備えたものであり、さらに該位置表示手段の移動軌跡と該投写手段が表示する該探査手段が探査する位置を読み取る位置計測手段を有し、該演算手段は該投写手段が表示した音波または電磁波を照射する位置データに代えて、該位置計測手段で得た該移動軌跡から該探査手段が計測した実際の位置のデータを得て、該実際の位置のデータと該探査手段が該投写手段による表示に従って音波または電磁波を照射して得た反射波データから埋設物の配置状態を算出するものであることを特徴とする埋設物探査装置。
【請求項１】
被探査面上から音波または電磁波を照射し反射波から埋設物の有無を検出する埋設物探査方法において、
被探査面上に投写手段により音波または電磁波を照射する位置を表示し、その表示に従って音波または電磁波を照射して反射波を得て、その反射波データと投写手段により表示した音波または電磁波を照射する位置データから埋設物の配置状態を算出し、埋設物の配置状態の映像を被探査面上に表示するようにしたことを特徴とする埋設物探査方法。
【請求項２】
被探査面上から音波または電磁波を照射し反射波から埋設物の有無を検出する埋設物探査装置において、
音波または電磁波を照射し反射波から埋設物の有無を検出する探査手段と、該探査手段に対し被探査面上に音波または電磁波を照射する位置を表示する投写手段と、該探査手段が該投写手段による表示に従って音波または電磁波を照射して得た反射波データと該投写手段が表示した音波または電磁波を照射する位置データから埋設物の配置状態を算出する演算手段と、該演算手段で得た埋設物の配置状態を該被探査面上に表示する映像表示手段を有することを特徴とする埋設物探査装置。
【請求項３】
上記請求項２の埋設物探査装置において、該探査手段は己れの位置を示す位置表示手段を備えたものであり、さらに該位置表示手段の移動軌跡と該投写手段が表示する該探査手段が探査する位置を読み取る位置計測手段を有し、該演算手段は該投写手段が表示した音波または電磁波を照射する位置データに代えて、該位置計測手段で得た該移動軌跡から該探査手段が計測した実際の位置のデータを得て、該実際の位置のデータと該探査手段が該投写手段による表示に従って音波または電磁波を照射して得た反射波データから埋設物の配置状態を算出するものであることを特徴とする埋設物探査装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２００６−１５３７８３（Ｐ２００６−１５３７８３Ａ）
【公開日】平成１８年６月１５日（２００６．６．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−３４７９６５（Ｐ２００４−３４７９６５）
【出願日】平成１６年１２月１日（２００４．１２．１）
【出願人】（０００２３３０７７）株式会社 日立インダストリイズ (97)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年６月１５日（２００６．６．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年１２月１日（２００４．１２．１）
【出願人】（０００２３３０７７）株式会社 日立インダストリイズ (97)
【Ｆターム（参考）】
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