JPH0511046A - 隠蔽場所に設けられた物体の位置検出方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【構成】 多数の波形データが記憶された第一のメモリ
１と、これよりも高速アクセスかつ読み書き可能な第二
のメモリ２と、補間演算回路３と、波形データを第一の
メモリから第二のメモリに転送する第一の制御回路４
と、波形データを第二のメモリから読出して補間演算回
路に送る第二の制御回路５とを備え第一および第二の制
御回路が必要なリクを除き基本的に互いに独立したタイ
ミングで動作するように構成した。 【効果】 第一のメモリ１（波形メモリ）のアクセスタ
イムが長いことによる補間演算精度やチャンネル数の制
限が緩和され、一層高精度の補間演算を行うことができ
る。また第一と第二の制御回路４，５とは基本的に互い
に独立したタイミングで動作し、第一の制御回路４は補
間演算のことをあまり考慮することなく、種々の波形メ
モリにそれぞれ適合するタイミングで波形データ読出し
を行うことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、隠蔽場所に設けられた
物体、たとえば地中埋設管などを探知してその物体の位
置検出を行うための方法および装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ガスなどを輸送する地中に埋設された管
を、地上で探知するための地中探査レーダは、地中にパ
ルス状の電磁波を放射し、地中埋設管による反射波をア
ンテナで受信し、こうして地中埋設管を地上で横切って
走査することによって、地中埋設管を含む土壌の断面の
画像を得ることができる。このような先行技術によって
得られる画像は、地表面での強力な反射像によって妨害
され、また地中の地下水、空洞および異質な土壌境界な
どによる虚像が表れて妨害され、また電気雑音によって
妨害され、したがって目的とする探査すべき探査物体で
ある地中埋設管の反射像が鮮明に見えることが少ない。

【０００３】このような問題を解決するために、地中探
査レーダに改良を加え、原画像の画質を改善する試み、
および信号・画像処理による画像の加工を行って画質の
改善を行っており、特徴抽出が行われている。このよう
な先行技術は、差処理、積処理、マイグレーション、デ
コンボリューションおよび合成開口などとして知られて
おり、たとえば特開昭６３−２２２２８４などが挙げら
れる。このような各先行技術においても、地中埋設管な
どの探知を確実に知ることは困難である。

【０００４】上述の地中探査レーダで測定された画像は
パイプの反射波が円弧になる。これを頼りに人間の目で
パイプ埋設位置を判断している。しかし土の中には石、
空洞、地下水、地質変化や他埋設物などがあり、円弧の
一部が消えたり、他の反射像と合体したりなど判読に大
きな影響を与えている。このため画像の判読には熟練者
の知識と経験が必要である。しかし、熟練者を育てるた
めには長い月日が必要である。このようなことからレー
ダロケータの普及の妨げとなっている。すなわちこの地
中探査レーダで得られる画像は、熟練者の知識と経験が
必要である。また、熟練者の見落としなどもある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、地中などの
隠蔽場所に設けられた物体の探知、すなわちその物体の
位置検出を、知識のない人、不慣れな人、ないしは素人
であっても、行うことができるようにした隠蔽場所に設
けられた物体の位置検出方法および装置を提供すること
である。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、隠蔽場所に設
けられた物体の原画像を求めるとともに、複数の各異な
る手法で複数の階調を有する点状化画像を求め、各点状
化画像を２値化し、２値化された点状化画像の各点が重
なる共通領域内にある点部分を求め、各点状化画像毎
に、各点部分内の最大階調と、その最大階調の座標とを
求め、各共通領域内の点部分の最大階調を相互に演算
し、検出すべき物体の数を入力し、各共通領域毎の演算
結果を、その結果の大小の順序に、前記入力した数だけ
選択し、原画像上に、選択された共通領域に対応する物
体の像のみを識別可能に、前記座標に基づいて重畳して
表示することを特徴とする隠蔽場所に設けられた物体の
位置検出方法である。

【０００７】また本発明は、２値化した点状化画像の各
点を膨張し、その後、前記点の共通領域内にある前記点
部分を求め、この点部分を膨張することを特徴とする。

【０００８】また本発明は、（ａ）前記手法の１つは、
（ａ１）原画像の各画素と、その画素に関して第１の対
称線に垂直な方向に予め定める一定間隔をあけたもう１
つの画素との信号のレベル差を求めて、前記各画素毎に
レベル差をストアして差処理を行って２次画像を求め、
（ａ２）２次画像に基づき、前記第１対称線に平行な第
２対称線に関して線対称な予め定めるライン上にある画
素の信号レベルを、第２対称線の左右でそれぞれ加算
し、左側の和Ｅ１と、右側の和Ｅ２との差ΔＥを求め、
その差ΔＥを、前記ラインの頂点の画素上の値としてス
トアし、（ａ３）第２対称線を、第１対称線に平行な状
態で第１対称線に垂直方向にずらして前記差ΔＥを求め
て頂点の画素上の値としてストアする動作を画像全域に
繰返して行って点状化画像を求め、（ｂ）他の手法は、
（ｂ１）原画像に基づき、前記第１対称線に平行な第２
対称線に関して線対称な予め定めるライン上にある画素
の信号レベルを、第２対称線の左右でそれぞれ加算し、
左側の和Ｅ１と、右側の和Ｅ２との和Ｅを求め、その和
Ｅを、前記ラインの頂点の画素上の値としてストアし、
（ｂ２）第２対称線を、第１対称線に平行な状態で第１
対称線に垂直方向にずらして前記和Ｅを求めて頂点の画
素上の値としてストアする動作を画像全域に繰返して行
って点状化画像を求めることを特徴とする。

【０００９】また本発明は、パルス信号を放射する発振
手段４，５，６と、発振手段による反射波を受信し、放
射から受信までの時間差Ｗ１を求めて検出されるべき物
体を含む隠蔽場所の原画像を得て、その原画像をメモリ
１１にストアするとともに、表示手段１２によって目視
表示する手段７〜１２と、メモリにストアされている原
画像を読出して、複数の各異なる手法で点状化画像を求
めて作成する点状化画像作成手段と、点状化画像作成手
段からの出力に応答して、各点状化画像を２値化する２
値化手段と、検出すべき物体の数を入力する入力手段６
０と、２値化手段と入力手段６０との各出力に応答し、
２値化された点状化画像の各点が重なる共通領域内にあ
る点部分を求め、各点状化画像毎に、各点部分内の最大
階調と、その最大階調の座標とを求め、各共通領域内の
点部分の最大階調を相互に演算し、各共通領域毎の演算
結果を、その演算結果の大小の順序に、前記入力した数
だけ選択する演算手段と、演算手段の出力に応答し、表
示手段１２によって表示されている原画像上に、選択さ
れた共通領域に対応する物体の像の近傍に、識別記号
を、前記座標に基づいて重畳して表示させる手段とを含
むことを特徴とする隠蔽場所に設けられた物体の位置検
出装置である。

【００１０】

【作用】本発明に従えば、たとえば地中埋設管などのよ
うに、隠蔽場所に設けられた物体の原画像を、まず、求
める。この原画像に関しては、たとえばパルス信号を放
射し、隠蔽場所に設けてある物体による反射波を受信
し、放射から受信までの時間差Ｗ１を求めて、検出され
るべき物体を含む隠蔽場所の原画像を得ることができ
る。この原画像の画像処理を、複数の各異なる手法で点
状化画像を、それぞれ形成する。各点状化画像は、複数
階調を有する。点状化画像は、原画像から得られる物体
の存在している位置の候補点である。この点状化画像の
各点は、正確に物体の位置を表しているものの他に、外
乱によって、物体でないにもかかわらず、点として表さ
れるものも含まれている。

【００１１】他の実施例として、原画像を求めるにあた
り、複数の各異なる手法で、その原画像をそれぞれ求
め、各原画像に基づいて、たとえば同一の画像処理の手
法で、複数階調を有する点状化画像をそれぞれ求めるよ
うにしてもよい。

【００１２】こうして得られた各点状化画像を２値化
し、こうして２値化された点状化画像の各点が重なる共
通領域内にある点部分を求める。次に各点状化画像を元
に、各点部分内の最大階調と、その最大階調を有する画
素のたとえばｘ，ｙ座標系における座標を求める。こう
して得られた各共通領域内の点状化画素毎の点部分内に
おける前記最大階調を、相互に演算し、たとえば掛け算
または加算する。こうして複数の各異なる手法で得られ
た点状化画像によって得られる物体の位置の候補点の信
頼性が高い程、前記最大階調を相互に演算した演算結果
の値が大きくなる。操作者は、たとえばキー入力手段な
どを用いて、原画像によって検出された隠蔽場所の範囲
に存在する物体の数を入力する。この物体の数は、メモ
リなどに予め準備してストアしておくようにしてもよ
い。そこで、各共通領域毎の演算結果を、その演算結果
の大小の順序に、すなわち大きいものから小さいものに
順番に並べ、前記入力した数だけ、演算結果の大きいも
のから順に選択して選び出す。そこで原画像上の物体の
像のみを識別可能に、表示する。この物体の像のみを識
別可能にするために、原画像上の物体の像の近傍に、す
なわちその物体の像の上に、またはその物体の像からわ
ずかに離れた位置に、識別記号、たとえば○印などを付
すようにしてもよく、あるいはまた点滅動作、もしくは
表示色を変えるなどして、識別可能に表示するようにし
てもよい。

【００１３】さらに本発明に従えば、２値化した点状化
画像の各点を膨張し、また前記点部分を求めた後に、そ
の点部分を膨張し、これによって物体が存在する可能性
のある候補点を見逃すことなく、捕らえることが可能で
ある。

【００１４】さらに本発明に従えば、点状化画像を求め
る１つの手法として、原画像の画素と、その画素に関し
て第１の対称線に垂直な方向に予め定める一定間隔をあ
けたもう１つの画像との信号のレベル差を求めて、各画
素毎にレベル差をストアする。こうして差処理を行い、
２次画像を求める。このような差処理は、第１対称線に
垂直な方向、たとえば水平方向に連続する一様な像を弱
める働きがある。したがってたとえば地中に水平に拡が
って存在する地下水などの像の妨害を抑制することがで
きる。

【００１５】次に、この２次画像に基づき、第２対称線
に関して対称な予め定めるライン、たとえば円または双
曲線上にある画素の信号レベルを、その第２対称線の左
側で加算して和Ｅ１を求め、また右側で加算して和Ｅ２
を求め、その後、それらの和Ｅ１，Ｅ２の差ΔＥを求
め、こうして求めた差ΔＥを、前記ラインの第２対称線
上にある頂点の画素上の値としてストアする。このよう
な動作を、第２対称線を第１対称線に平行な状態で第１
対称線に垂直方向にずらしつつ、繰返して行い、点状化
画像を求める。このようないわば反転合成開口処理によ
れば、第１および第２対称線に垂直方向に、たとえば水
平方向に延びる像の悪影響を受けることなく、物体の頂
点の特徴抽出を明瞭に行うことができるようになる。本
発明はこのように、原画像に基づいて差処理を行って２
次画像を求め、次に反転合成開口処理を行って点状化画
像を求める。

【００１６】点状化画像を求めるための他の手法とし
て、原画像に差処理を行ったことを画像について前述の
差ΔＥを求める代わりに、原画像について前記和Ｅ１，
Ｅ２の和Ｅを求めてもよく、その他の手順は、前述の手
法と同様である。

【００１７】

【実施例】図１は、本発明の一実施例の電気的構成を示
すブロック図である。土壌１にはガスなどの流体を輸送
する鋼管などの管２が埋設されており、この管２は鉛直
な対称線３に対して図１の左右に線対称である。地上
で、この管２の探知を行うために、発振回路４は図２
（１）に示されるたとえば１００ＭＨｚ〜１０００ＭＨ
ｚの波形を有するパルスを発生し、その発振回路４を含
む送信回路５は、アンテナ６に図２（２）に示される波
形を有する電気信号を与える。これによってアンテナ６
は図２（３）に示される電波である電磁波を土壌１に向
けて放射する。このアンテナ６から放射された電磁波は
管２によって反射され、その反射波は、アンテナ７によ
って受信され、受信回路８に与えられる。アンテナ６か
ら図２（３）で示される電磁波が放射され、アンテナ７
によって図２（４）で示される信号が受信されるまでの
時間差Ｗ１は、土壌１の表面と管２との距離に対応して
いる。送信用アンテナ６と受信用アンテナ７とを一体的
に固定して、図１の矢符９で示すように地中埋設管２を
横切るように移動することによって、管２を含む土壌１
の鉛直面内での断面の原画像を得ることができる。

【００１８】受信回路８の出力はマイクロコンピュータ
などによって実現される処理回路１０に与えられる。処
理回路１０には、メモリ１１が接続され、このメモリ１
１には、前記原画像、ならびに後述の第１および第２の
手法による２次画像および点状化画像などがストアされ
る。陰極線管などによって実現される目視表示手段１２
には、これらの画像が目視表示される。２次画像および
点状化画像は、この実施例では２つの各異なる手法で求
められる。処理回路１０には、キー入力手段６０が接続
される。

【００１９】図３は処理回路１０の動作を説明するため
のフローチャートであり、この図３のステップｃ１から
ステップｃ２に移り、メモリ１１には、図４に示される
原画像がストアされる。この原画像は、表示手段１２に
よって目視表示される。この図４の原画像を見ただけで
は、知識を有しない人、不慣れな人、ないしは素人にと
って、管２がどこに埋設されているのかを、明確に判読
して知ることは困難である。原画像中には、前述の虚像
が表れている可能性もあるからである。原画像の各絵素
は、原画像のｘ，ｙ直角座標系において、行列状に配置
されており、各画素の座標と、その画素の有する複数階
調は、前述のメモリ１１において図５に示されるように
してストアされている。この実施例では階調は全部で０
〜２５５に分けられ、合計２５６の階調を有する。

【００２０】ステップｃ２ａでは、第１点状化画像を、
図４の原画像に基づいて作成し、この第１の手法によっ
て作成された第１点状化画像は、図６に示されるとおり
である。ステップｃ３では、図６に示される第１点状化
画像を２値化する。この２値化にあたっては、階調零
は、論理「０」とし、階調１〜２５５は、論理「１」に
定める。こうして得られた第１点状化画像の２値化され
た画像は、図７に示されるとおりである。図６では、階
調の小さい画素は、鮮明には見ることができないけれど
も、図７の２値化された画像では、階調１以上の画素を
明瞭に見ることができる。こうして得られた図７の２値
化画像を、ステップｃ４では、図８に示されるように膨
張する。像の膨張のために、まず４近傍の膨張を行い、
次に８近傍の膨張を行う。４近傍の膨張というのは、図
９（１）に示されるように、画素４１が論理「１」であ
るとき、その座標位置の上下および左右に隣接する４つ
の画素４２〜４５を論理「１」とする。図９（２）に示
されるように画素４１の近傍に画素４６が存在し、いず
れも論理「１」であるとき、この画素４１について４近
傍の膨張を参照符４７で示されるように行い、また同様
にして画素４６の４近傍膨張を参照符４８で示されるよ
うにして行う。各画素４１，４６の膨張された結果、論
理「１」として重なる画素４９，５０は論理「１」のま
まである。

【００２１】こうして図９（１）における論理「１」の
画素４１の４近傍膨張を行った後、膨張された後の各画
素４２〜４５に関して、図１０に示されるように、８近
傍膨張をそれぞれ行う。たとえば座標４２に関して、そ
のまわりを囲む合計８個の画素を全て論理「１」とす
る。こうして図７に示される２値化画像の各画素に関し
て、図９に示されるようにまず４近傍膨張を行い、さら
に図１０に示されるように８近傍膨張を行い、こうして
合計２回の膨張を行う。

【００２２】ステップｃ４ａでは、後述の第２の手法に
よって、第２点状化画像を図１１に示されるようにして
得、次のステップｃ５では、その第２点状化画像を２値
化して図１２に示されるように２値化画像を作成する。
この２値化画像を作成する手順は、前述のステップｃ３
と同様である。ステップｃ６では、図１２に示されるよ
うにして得られた２値化画像を、前述のステップｃ４と
同様にして４近傍膨張および８近傍膨張の作業を行っ
て、図１３に示されるように２回の膨張を行った画像を
得る。

【００２３】ステップｃ７では、第１の手法に基づく図
８の膨張された点状化画像と、第２の手法に基づく図１
３に示される膨張された点状化画像との各点が重なる共
通領域内にある点部分を求めて、その点部分の画像を図
１４に示されるようにして得る。すなわち図１５に示さ
れるように、図８の膨張された点５１と図１３に示され
る膨張された点５２とは重なる斜線を施して示す共通領
域５３を得て、この共通領域５３を示すと、図１４のと
おりとなる。こうして各点５１，５２のＡＮＤ処理を行
う。

【００２４】ステップｃ８では、図１４に示されるＡＮ
Ｄ処理画像の膨張演算処理を行って、図１６の画像を得
る。この膨張演算処理は、前述のように４近傍および／
または８近傍の膨張であってもよい。この膨張された各
点は参照符５４で示されている。

【００２５】図１７を参照して、第１手法による第１点
状化画像の絵素を４１とするとき、４近傍で膨張した点
は参照符５５で示され、さらにそれを８近傍膨張させて
点５１を得る。第２手法による第２点状化画像の画素５
６を４近傍膨張させて点５７を得、それを８近傍膨張し
て点５２を得る。図１７における斜線を施して示す共通
領域５３を、膨張することによって点５４を得る。この
ようなステップｃ８におけるＡＮＤ処理後の画像の膨張
を必要とする理由は、図１８を参照して、第１点状化画
像の画素４１と、それに対応する第２点状化画像の画素
５６とが比較的離れている場合において、その画素４
１，５６をそれぞれ２回膨張して点５１，５２を得、そ
れらのＡＮＤ処理を行って共通領域５３を求めたときに
は、その共通領域５３には、第１および第２の各手法に
よって得られた管２の候補点である画素４１，５６が含
まれないことになり、これによって管２の位置検出を高
い信頼性で行うことができないおそれが生じる。そこで
ステップｃ８では、共通領域５３を、たとえば図１８の
実施例では、４近傍膨張と８近傍膨張とを順次的に行っ
て膨張した後の点５４を得る。このように共通領域５３
を膨張させることによって得た点５４内には、管２の候
補点である画素４１，５６が含まれ、したがって管２を
高い信頼性で、位置検出することが可能になる。

【００２６】ステップｃ９では、膨張された点５４から
成る前述の図１６の画像の各点５４を個別的に識別する
ために、番号付けを行ってラベリングする。すなわち第
１の手法に基づく点５１に含まれる画素のうち、膨張さ
れた点５４内にある画素４１に含まれる画素の座標
（ｘ，ｙ）とその画素の各階調とを、図１９（１）に示
されるようにしてメモリ１１にストアしておく。また同
様にして図１９（２）に示されるように、第２の手法に
基づく点５２のうち、膨張された点５４内にある画素５
６に含まれる画素に番号付けをして、その画素の座標
（ｘ，ｙ）と各階調とをメモリ１１にストアする。

【００２７】そこで次にステップｃ１０では、画素４１
に含まれる画素のうち、それらの画素の有する階調のう
ちの最大値Ｍ１、たとえば図１９（１）では階調２５４
を求める。また同様にして画素５６に含まれる画素のう
ち、それらの画素の有している階調のうちの最大値Ｍ
２、たとえば図１９（２）では階調２４９を求める。こ
うして得られた画素４１，５６に含まれている各画素の
各最大値Ｍ１，Ｍ２の積を演算してその積Ｍを求める。

【００２８】

【数１】Ｍ ＝ Ｍ１・ Ｍ２ またこのような最大階調を有する画素の座標、たとえば
図１９（１）では（ｘ１，ｙ１）であり、図１９（２）
では座標（ｘ２，ｙ２）であり、これらの座標の平均座
標（ｘ１２，ｙ１２）を数２で示されるようにして求め
る。

【００２９】

【数２】

【００３０】このようなステップｃ９およびステップｃ
１０の演算を、膨張された各点５４毎に行う。このよう
な点５４は、いわば窓と考えることができ、この窓から
見た画素４１，５６のうちの最大階調Ｍ１，Ｍ２の積Ｍ
を前述のようにして求め、また各最大値Ｍ１，Ｍ２の平
均座標（ｘ１２，ｙ１２）を求めることになる。

【００３１】ステップｃ１１では管２が埋設されている
検索範囲をキー入力手段６０から入力する。たとえば図
４の原画像において、水平方向の距離Ｗ１と深さＤ１と
をキー入力手段６０から入力して処理回路１０に与え
る。これによって原画像中に虚像などが含まれていて
も、誤って管２であるものと誤判断することを確実に防
ぐことができる。なおこのステップｃ１１は省略され得
る。

【００３２】ステップｃ１２では、検索範囲Ｗ１×Ｄ１
内にある管２の表示本数の期待値をキー入力手段６０か
ら入力する。たとえばこの実施例では表示本数の期待値
は６である。

【００３３】ステップｃ１２ａでは、前述の多数の膨張
された点部分５４に対応する演算結果である積Ｍを、大
きいものから小さいものへの順序で順番に並べ、ステッ
プｃ１２において入力した数だけ、積Ｍの大きいものか
ら順番に選択するとともに、その平均座標（ｘ１２，ｙ
１２）をステップｃ１２ｂにおいて得る。

【００３４】ステップｃ１３では、原画像である図４の
画像を表示手段１２によって表示し、その原画像の上
に、ステップｃ１４では、選択された共通領域５３の膨
張された点５４に対応する管２の像のみを識別可能とな
るように、選択された画素の前記座標（ｘ１２，ｙ１
２）毎に図２０に示されるように識別記号、たとえば○
印６１を重畳して表示する。したがって図２０の画像を
見ることによって、その○印６１が付されている管２の
画像を、知識のない人、不慣れな人ないしは素人であっ
ても、管２を正確に識別して判読することが可能とな
る。

【００３５】前述の第１手法に関して説明を行う。処理
回路１０では、図２１のステップａ１からステップａ２
に移り、図４に示される原画像をメモリ１１から読出
す。この原画像は、簡略化して図２２（１）に示されて
いる。管２は鉛直な線３に関して線対称であり、図２２
（１）の原画像において、その管２の像２ａは鉛直の第
１対称線１３に関して左右に線対称である。この原画像
はメモリ１１にストアされる。

【００３６】ステップａ３では、差処理を行い、ステッ
プａ４において図２２（２）に示される２次画像を形成
する。図２２（１）の原画像では、参照符１４は土壌１
の表面の像を示す。管２の像２ａは図２（４）に示され
る反射波の一方（たとえば正）極性の波形１５に対応し
て、白ぬきの像１６が得られ、また他方（たとえば負）
極性の波形１７に対応して、斜線を施して示す波形１８
が得られる。

【００３７】図２３は、このメモリ１１にストアされて
いる原画像を示す。この原画像では、ｘ，ｙ平面内で、
行列状の各画素毎に、信号レベルがストアされている。
位置Ｑ１の座標は（ｘｑ１，ｙｑ１）であり、その信号
レベルはＬｑ１であり、位置Ｑ２の座標は（ｘｑ２，ｙ
ｑ１）であり、その信号レベルはＬｑ２であるものとす
る。各位置Ｑ１，Ｑ２のストアセルには、信号レベルＬ
ｑ１，Ｌｑ２がそれぞれストアされている。ステップａ
３では、次の数３の演算を行う。

【００３８】

【数３】 ΔＬ（ｘ，ｙ）＝Ｌ（ｘ，ｙ）−Ｌ（ｘ−Δｘ，ｙ） ここで座標（ｘ，ｙ）の位置における信号レベルをＬ
（ｘ，ｙ）とし、また位置（ｘ−Δｘ，ｙ）における信
号レベルをＬ（ｘ−Δｘ，ｙ）とする。この数１で示さ
れるレベル差ΔＬ（ｘ，ｙ）の値は位置（ｘ，ｙ）のス
トアセルにストアされる。前述の位置Ｑ１，Ｑ２におい
て、

【００３９】

【数４】ｘｑ２＝ｘｑ１−Δｘ ここでΔｘは、ｘ方向に予め定める一定間隔の値であ
る。このｘ方向は、第１対称線に垂直な方向、すなわち
この実施例では水平方向である。Δｘは、土壌１におい
てたとえば約５ｃｍに対応する値に定められる。位置Ｑ
１の画素と、その画素Ｑ１に関して第１の対称線１３に
垂直な方向に予め定める一定間隔Δｘをあけたもう１つ
の位置Ｑ２の画素との信号のレベルＬｑ１，Ｌｑ２の差
ΔＬが、前述の数１に基づき、数３で示されるようにし
て求められ、この各画素Ｑ１毎のレベル差ΔＬが、その
画素Ｑ１のストアセルにストアされる。

【００４０】

【数５】ΔＬ＝Ｌｑ１−Ｌｑ２ このようにして差処理が行われ、原画像の全面の画素に
ついて行われ、図２２（２）に示される２次画像がステ
ップａ４において求められる。この２次画像は、メモリ
１１にストアされる。この図２２（２）における２次画
像において、白ぬきで示される正極性の像１９，２０
と、斜線を施して示す負極性の像２１，２２とが、第１
対称線１３に関して左右にほぼ対称に、しかも上下の極
性が逆に形成される。このような差処理によれば、水平
に連続する受信信号による妨害が弱められることにな
り、第１対称線１３付近における管２の像２ｂの頂点２
３の像がなくなる。

【００４１】次に図３のステップａ５〜ａ１２では、反
転合成開口処理が行われる。このためにステップａ５で
は、図２２（３）に示されるように、画面２４に、数６
に示される円弧２５のラインが設定される。

【００４２】

【数６】（Ｘ−ｘ）２＋Ｙ２＝ｋ・ｙ２ このライン２５は、第１対称線１３に平行な第２対称線
２７に関して線対称であり、その頂点位置Ｒは、座標
（Ｘ，Ｙ）を有する。定数ｋは、管２が埋設されている
土壌１の比誘電率に対応する。この値ｋは、土壌１の誘
電率に対応して予め設定される。本発明の他の実施例と
してライン２５は、双曲線であってもよく、あるいはま
たその他の円弧状の関数であってもよい。

【００４３】次に図２２（４）に示されるように、画面
２４において、ライン２５の第２対称線２７に関して左
側のライン部分２６ａと右側のライン部分２６ｂとに関
して、各ライン部分２６ａ，２６ｂ上にある複数の各画
素の信号レベルをそれぞれ加算してステップａ６，ａ７
を実行する。ステップａ６では、図２４（１）に示され
るように、ライン部分２６ａ上にある各座標（ｘｐｉ，
ｙｐｉ）の信号レベルＬを、頂点Ｒでｉ＝０とし、ライ
ン部分２６ａの予め定める最終の端部Ｒａでｉ＝ｕとす
るとき、数７の演算を行う。

【００４４】

【数７】

【００４５】また同様にして、図２４（２）に示される
ように、ライン部分２６ｂ上にある座標（ｘｍｉ，ｙｍ
ｉ）の信号レベルＬを、頂点Ｒでｉ＝０とし、ライン部
分２６ｂの予め定める最終の端部Ｒｂでｉ＝ｖとすると
き、数８の演算を行う。

【００４６】

【数８】

【００４７】このようにして第２対称線２７上にある画
素の信号レベルＬを、第２対称線２７の左右のライン部
分２６ａ，２６ｂでそれぞれ加算して左側の和Ｅ１と、
右側の和Ｅ２とをそれぞれ演算して求める。

【００４８】次にステップａ８では、これらの和Ｅ１，
Ｅ２との差ΔＥを数９で示されるようにして求める。

【００４９】

【数９】ΔＥ＝Ｅ１−Ｅ２ この差ΔＥは、第２対称線２７の頂点Ｒの画素上の値と
して、その頂点Ｒのストアセルにステップａ９において
ストアされる。

【００５０】ステップａ１０では、第２対称線２７をｘ
方向に図８の参照符２８で示されるように１だけずらし
て、前述の数７〜数９の演算を同様に行って、前記差Δ
Ｅを求めてストアする動作を、ステップａ１１において
そのｘ方向にずらす量が予め定める値となるまで繰返
す。矢符２８とは逆方向に第２対称線２７をずらして、
同様にして差ΔＥを求めてストアする動作もまた同様に
して繰返される。

【００５１】このようにして、図２２（２）に示される
画面について、図２２（４）および図２４に関連して説
明した演算を行い、次にステップａ１２でｙ方向に１ず
らす。この結果、ステップａ１４で図２２（５）に示さ
れる３次画像２９を得る。こうしてステップａ５〜ａ１
２の実行によって、反転合成開口処理が行われ、こうし
て頂点２３、したがってＲの白ぬきの正極性の像３０と
斜線を施して示す負極性の像３１とが明瞭に得られる。
このようにして頂点Ｒの特徴抽出を効果的に行うことが
できる。したがって差処理では特徴抽出効果はないけれ
ども、地下水および地層の境界などによる水平方向に連
続する反射像の悪影響を弱める効果が高く、また反転合
成開口処理では、特徴抽出効果は高いけれども、水平に
連続する反転像の影響によって特徴抽出効果が低下しや
すいという各処理の有利さをそれぞれ取出して本発明を
実施し、これによって管２の頂点の検知をより正確に行
うことが可能となる。ｘ，ｙの位置の移動順は、逆でも
よい。

【００５２】前述の第２の手法は、図２５に示されてい
る。この図２５は、第１の手法を示す図２１に類似する
けれども、ａ３，ａ４で行う差処理はせずに、また、そ
の図２１のステップａ８に代えて、和Ｅ１，Ｅ２の和Ｅ
を、ステップｂ８において、数１０のように演算する。
その他の動作は、前述の第１の手法と同様である。

【００５３】

【数１０】Ｅ＝Ｅ１＋Ｅ２ 第１および第２の手法は、その他の構成を有していても
よい。

【００５４】本発明は、地中埋設管２に関連して実施さ
れるだけでなく、たとえばコンクリートに埋設された物
体の探知およびその他の隠蔽場所に設けられた物体の探
知を行うために広範囲に実施することができる。

【００５５】原画像を得るために、送受信の各アンテナ
６，７を用いる代りに、超音波などを用いるその他の手
法によって原画像を得るようにしてもよい。

【００５６】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、パルス信
号を、物体が設けられている隠蔽場所に発振手段４，
５，６によって放射し、その物体による反射波を受信し
て放射から受信までの時間差Ｗ１を求めて物体を含む隠
蔽場所の原画像を得、あるいはまたその他の構成によっ
て、物体の原画像を求め、複数の各異なる手法で複数階
調を有する点状化画像を求め、その点状化画像を２値化
し、２値化された点状化画像の各点が重なる共通領域内
にある点部分を求め、各点状化画像毎に、各点部分内の
最大階調と、その最大階調の座標とを求め、各共通領域
内の点部分の最大階調を相互に掛け算または加算などの
演算を行い、こうして得られた演算結果を大きいものか
ら小さいものに順に並べて、検出すべき物体の入力され
た数だけ、演算結果の大きいものから順に選び出し、選
択された共通領域に対応する物体の像のみを、原画像上
で、識別可能に、前記座標に基づいて重畳して表示す
る。これによって原画像だけを見ても物体の像であるか
どうかが判読できない、知識のない人、不慣れな人およ
び素人などであっても、識別された物体の像だけて見
て、物体の位置を正確に知ることが可能になる。

【００５７】さらに物体の位置検出の信頼性を向上する
ために、２値化した点状化画像の各点を膨張し、その
後、共通領域内にある前記点部分を求めて、この点部分
をさらに膨張し、こうして信頼性の向上を図ることがで
きる。

【００５８】さらにまた点状化画像を求める手法によれ
ば、地中埋設管などのような線対称な物体の原画像を、
たとえば地中探査レーダなどによって観測して求め、次
に各画素と、その画素に関して第１対称線に垂直な方向
に予め定める一定間隔をあけたもう１つの画素との信号
のレベル差を求めて各画素毎にレベル差をストアして差
処理を行い、こうして２次画像を求め、地下水などのよ
うなたとえば水平方向に連続する像による妨害を抑制す
ることができる。

【００５９】その後、第１対称線に平行な第２対称線に
関して線対称な予め定めるライン上にある画素の信号レ
ベルを、第２対称線の左右でそれぞれ加算し、左右の各
和Ｅ１，Ｅ２の差ΔＥを求め、その差ΔＥを、前記ライ
ンの頂点の画素上の値としてストアし、このような動作
を、第２対称線を、第１対称線に平行な状態で第１対称
線に垂直方向にずらして繰返して行い、点状化画像を求
めて、反転合成開口処理を行って、頂点の特徴抽出を明
確に行うようにしたので、地中埋設管などのような隠蔽
場所に設けられた物体の探知を確実に行うことができる
ようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の電気的構成を示すブロック
図である。

【図２】図１の実施例の動作を説明するための波形図で
ある。

【図３】本発明の一実施例の処理回路１０の動作を説明
するためのフローチャートである。

【図４】表示手段１２によって表示される原画像を示す
図である。

【図５】メモリ１１にストアされる原画像のストア内容
を示す図である。

【図６】第１の手法によって得られる第１点状化画像を
示す図である。

【図７】第１点状化画像を２値化した画像を示す図であ
る。

【図８】図７に示される２値化画像を４近傍膨張および
８近傍膨張した後の膨張化演算処理後の画像を示す図で
ある。

【図９】４近傍膨張を説明するための図である。

【図１０】８近傍膨張を示す図である。

【図１１】第２の手法によって得られる第２点状化画像
を示す図である。

【図１２】第２点状化画像を２値化した画像を示す図で
ある。

【図１３】図１２に示される２値化画像を４近傍膨張お
よび８近傍膨張して膨張演算処理して得られる画像を示
す図である。

【図１４】図８および図１３に示される膨張画像のＡＮ
Ｄ処理をした後の画像を示す図である。

【図１５】ＡＮＤ処理をして点５１，５２の共通領域５
３を求める動作を説明するための図である。

【図１６】ＡＮＤ処理画像を膨張して得られる画像を示
す図である。

【図１７】膨張演算処理を説明するための図である。

【図１８】共通領域５３を膨張演算処理する必要性を説
明するための図である。

【図１９】ステップ９におけるラベリングの動作を説明
するためのメモリ１１のストア内容を示す図である。

【図２０】表示手段１２において原画像上に識別記号で
ある○印６１を重畳して付されて管２に対応する判読を
容易にした状態を示す図である。

【図２１】原画像から第１点状化画像を得るための第１
手法を得る処理回路１０の動作を説明するためのフロー
チャートである。

【図２２】第１手法の原理を説明するための画像を示す
図である。

【図２３】差処理の動作を説明するための図である。

【図２４】反転合成開口処理を説明するための図であ
る。

【図２５】原画像から第２点状化画像を得るための第２
手法を行う処理回路１０の動作を説明するためのフロー
チャートである。

【符号の説明】

１ 土壌 ２ 地中埋設管 ３ 送信回路 ６ 送信用アンテナ ７ 受信用アンテナ ８ 受信回路 １０ 処理回路 １１ メモリ １２ 表示手段 ４１〜４６，５６ 画素 ４７，４８ ４近傍膨張した点 ５１，５２ 点 ５３ 共通領域 ５８，５９ 点部分 ５４ 共通領域５３の膨張した領域

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 隠蔽場所に設けられた物体の原画像を求
   めるとともに、複数の各異なる手法で複数の階調を有す
   る点状化画像を求め、 各点状化画像を２値化し、２値化された点状化画像の各
   点が重なる共通領域内にある点部分を求め、 各点状化画像毎に、各点部分内の最大階調と、その最大
   階調の座標とを求め、 各共通領域内の点部分の最大階調を相互に演算し、 検出すべき物体の数を入力し、 各共通領域毎の演算結果を、その結果の大小の順序に、
   前記入力した数だけ選択し、 原画像上に、選択された共通領域に対応する物体の像の
   みを識別可能に、前記座標に基づいて重畳して表示する
   ことを特徴とする隠蔽場所に設けられた物体の位置検出
   方法。
2. 【請求項２】 ２値化した点状化画像の各点を膨張し、 その後、前記点の共通領域内にある前記点部分を求め、 この点部分を膨張することを特徴とする請求項１記載の
   隠蔽場所に設けられた物体の位置検出方法。
3. 【請求項３】 （ａ）前記手法の１つは、 （ａ１）原画像の各画素と、その画素に関して第１の対
   称線に垂直な方向に予め定める一定間隔をあけたもう１
   つの画素との信号のレベル差を求めて、前記各画素毎に
   レベル差をストアして差処理を行って２次画像を求め、 （ａ２）２次画像に基づき、前記第１対称線に平行な第
   ２対称線に関して線対称な予め定めるライン上にある画
   素の信号レベルを、第２対称線の左右でそれぞれ加算
   し、左側の和Ｅ１と、右側の和Ｅ２との差ΔＥを求め、
   その差ΔＥを、前記ラインの頂点の画素上の値としてス
   トアし、 （ａ３）第２対称線を、第１対称線に平行な状態で第１
   対称線に垂直方向にずらして前記差ΔＥを求めて頂点の
   画素上の値としてストアする動作を画像全域に繰返して
   行って点状化画像を求め、 （ｂ）他の手法は、 （ｂ１）原画像に基づき、前記第１対称線に平行な第２
   対称線に関して線対称な予め定めるライン上にある画素
   の信号レベルを、第２対称線の左右でそれぞれ加算し、
   左側の和Ｅ１と、右側の和Ｅ２との和Ｅを求め、その和
   Ｅを、前記ラインの頂点の画素上の値としてストアし、 （ｂ２）第２対称線を、第１対称線に平行な状態で第１
   対称線に垂直方向にずらして前記和Ｅを求めて頂点の画
   素上の値としてストアする動作を画像全域に繰返して行
   って点状化画像を求めることを特徴とする請求項１記載
   の隠蔽場所に設けられた物体の位置検出方法。
4. 【請求項４】 パルス信号を放射する発振手段４，５，
   ６と、 発振手段による反射波を受信し、放射から受信までの時
   間差Ｗ１を求めて検出されるべき物体を含む隠蔽場所の
   原画像を得て、その原画像をメモリ１１にストアすると
   ともに、表示手段１２によって目視表示する手段７〜１
   ２と、 メモリにストアされている原画像を読出して、複数の各
   異なる手法で点状化画像を求めて作成する点状化画像作
   成手段と、 点状化画像作成手段からの出力に応答して、各点状化画
   像を２値化する２値化手段と、 検出すべき物体の数を入力する入力手段６０と、 ２値化手段と入力手段６０との各出力に応答し、２値化
   された点状化画像の各点が重なる共通領域内にある点部
   分を求め、各点状化画像毎に、各点部分内の最大階調
   と、その最大階調の座標とを求め、各共通領域内の点部
   分の最大階調を相互に演算し、各共通領域毎の演算結果
   を、その演算結果の大小の順序に、前記入力した数だけ
   選択する演算手段と、 演算手段の出力に応答し、表示手段１２によって表示さ
   れている原画像上に、選択された共通領域に対応する物
   体の像の近傍に、識別記号を、前記座標に基づいて重畳
   して表示させる手段とを含むことを特徴とする隠蔽場所
   に設けられた物体の位置検出装置。