JPH09325003A - 位置検出方法 - Google Patents

位置検出方法

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JPH09325003A
JPH09325003A JP8141952A JP14195296A JPH09325003A JP H09325003 A JPH09325003 A JP H09325003A JP 8141952 A JP8141952 A JP 8141952A JP 14195296 A JP14195296 A JP 14195296A JP H09325003 A JPH09325003 A JP H09325003A
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JP
Japan
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coils
signal
measured
transmission
modulated
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JP8141952A
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English (en)
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Yasushi Miki
裕史 三木
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Sekisui Chemical Co Ltd
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Sekisui Chemical Co Ltd
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Publication date
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02ATECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A90/00Technologies having an indirect contribution to adaptation to climate change
    • Y02A90/30Assessment of water resources

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  • Measuring Magnetic Variables (AREA)
  • Geophysics And Detection Of Objects (AREA)
  • Position Fixing By Use Of Radio Waves (AREA)
  • Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 耐ノイズ性を向上し、任意の観測地点より被
測定物の位置する方向を精度よく検出することができる
位置検出方法を提供する。 【解決手段】 観測地点に同一直線上に磁気検出面16
a,17aの中心を有する複数の受信コイル16,17
が配列され、地下埋設配管1内に同一中心点を有し直交
した第1送信コイル6および第2送信コイル7が挿入さ
れ、搬送波をスペクトル拡散変調した後、AM変調し、
第1および第2送信コイル6,7に与え、第1および第
2送信コイル6,7に磁界を発生させ、第1および第2
送信コイル6,7の磁界強度を複数の受信コイル16,
17により計測し、複数の受信コイル16,17が計測
した個々の計測信号16b,17bをスペクトル拡散変
調された第1および第2送信コイル6,7への搬送波と
で同期検波し、個々の計測信号16b,17bの位相を
比較し、位相が一致するような複数の受信コイル16,
17の配列方向を求めることにより、地下埋設配管1の
位置が検出される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、磁界強度を計測し
て2点間の位置を検出する位置検出方法に関し、特に、
上下水道管、ガス管、電力ケーブル、電話ケーブルなど
の地中に埋設された地下埋設配管の位置を検出する位置
検出方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、この種の位置検出方法としては、
観測地点に送信器と受信器とを一体に構成した検知器を
設置し、地中の埋設管に送信器で発生させた送信磁界で
誘導電流を流し、この誘導電流により発生する磁界を受
信器で検出し、受信器の出力信号を発振器からの参照信
号とで同期検波し、受信器の出力変化を測定することに
より、埋設管の位置を検出するものが、たとえば特開平
4−198889号公報に開示されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところで、前記提案の
如き位置検出方法では、観測地点に発振器からの発信周
波数と同様の信号を使用する機器があったり、ケーブル
間の信号の飛びつきなどによって、参照信号や受信器の
出力信号と同相の外来ノイズが存在する場合、参照信号
および出力信号に外来ノイズが干渉し測定誤差が生じた
り、参照信号と出力信号との同期が乱れ測定ができなく
なるという問題点があった。
【0004】本発明は、前記のような問題点に鑑みてな
されたものであって、その目的とするところは、耐ノイ
ズ性を向上し、任意の観測地点より被測定物の位置する
方向を精度よく検出することができる位置検出方法を提
供することにある。本発明の前記ならびにその他の目的
と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明
らかになるであろう。
【0005】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成すべく、
本発明に係る位置検出方法は、観測地点に同一直線上に
磁気検出面の中心を有する複数の受信コイルが配列さ
れ、被測定物内に同一中心点を有し直交した第1送信コ
イルおよび第2送信コイルが挿入され、搬送波をスペク
トル拡散変調した後、AM変調し、第1および第2送信
コイルに与え、第1および第2送信コイルに磁界を発生
させ、第1および第2送信コイルの磁界強度を複数の受
信コイルにより計測し、複数の受信コイルが計測した個
々の計測信号をスペクトル拡散変調された第1および第
2送信コイルへの搬送波とで同期検波し、複数の受信コ
イルが計測した個々の計測信号の位相を比較し、位相が
一致するような複数の受信コイルの配列方向を求めるこ
とにより、被測定物の位置を検出することを特徴として
いる。
【0006】従って、本発明では、搬送波はスペクトル
拡散変調されAM変調された後、第1および第2送信コ
イルに送信され、第1および第2送信コイルは磁界を発
生する。次いで、複数の受信コイルは第1および第2送
信コイルの磁界強度を計測し、第1および第2送信コイ
ルの磁界強度の計測信号とスペクトル拡散変調された搬
送波とが同期検波される。そして、複数の受信コイルが
計測した個々の計測信号の位相が一致するような受信コ
イルの配列方向が求められ、被測定物の位置が検出され
る。
【0007】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施の形態を図
面に基づいて詳細に説明する。実施の形態を説明するに
当たって、同一機能を奏するものは同じ符号を付して説
明する。図1は、本発明の一実施の形態の位置検出方法
を実施する際に使用する位置検出システムの概略構成
図、図2は、本発明の一実施の形態の位置検出方法を説
明する信号処理系のブロック図、図3は、本発明の一実
施の形態の位置検出方法に係る送信コイルに供給される
信号波形図、図4は、本発明の一実施の形態の位置検出
方法に係る送受信コイルの相対位置とそのときの観測信
号の波形図である。
【0008】図1に示す位置検出システムは、被測定物
である地下埋設配管1内に、その長手方向へ移動可能な
移動台車2が導入され、移動台車2の車輪3にはロータ
リーエンコーダーなどの車輪回転量センサー(図示略
す)が装着されると共に、この車輪回転量センサーが出
力する信号により移動台車2の走行距離を測定する制御
装置4が信号線5を介して接続されている。
【0009】移動台車2上には、磁気発生手段として、
第1送信コイル6および第2送信コイル7が、地下埋設
配管1の中心軸線Xと同一軸線上の、同一点を中心とし
て直交するように搭載されている。第1送信コイル6
は、信号線8を介して地下埋設配管1の外部に配設され
た発振器などの交流電流を供給する信号供給装置10に
接続されている。第2送信コイル7は、信号線9を介し
て信号供給装置10に接続されている。
【0010】地上の観測地点には、磁気検出装置11が
移動可能に配置されている。磁気検出装置11は、基台
12上に1対の支持板13,13が対峙して立設され、
これら1対の支持板13,13間には、変位棒14が移
動手段15によって、地下埋設配管1の中心軸線Xと平
行な軸線周りに回転し、かつ変位棒14の周面に対して
直角方向に平行移動するように支持されている。
【0011】変位棒14の両端部には、磁気検出コイル
として、第1受信コイル16および第2受信コイル17
がそれぞれ巻回され、第1受信コイル16および第2受
信コイル17は、第1受信コイル16の磁気検出面16
aと第2受信コイル17の磁気検出面17aとが平行に
かつその中心位置が同一直線上にあるように整列配置さ
れている。
【0012】第1および第2受信コイル16,17に
は、信号線18,19を介して第1および第2信号測定
器20,21が接続され、第1および第2信号測定器2
0,21には、信号線22,23を介して信号波を表示
するオシロスコープなどの表示画面24aを有する信号
表示器24が接続されている。さらに、第1および第2
信号測定器20,21と信号供給装置10とは信号線2
5により接続されている。
【0013】信号供給装置10は、正弦波信号を発生す
る信号発生器10aと、所定の符号系列の信号を発生す
る拡散符号発生器10bと、正弦波信号を符号系列の信
号で変調して、広帯域に拡散するスペクトル拡散変調器
10cと、スペクトル拡散変調器10cから出力される
信号をAM変調するAM変調器10dとを有している。
なお、表示画面24a上では、縦軸に受信レベル(磁界
強度)、横軸に時間(t)がとられている(図2参
照)。
【0014】位置検出システムは、以上の如く構成され
ているので、位置検出システムによる位置検出方法は、
まず、移動台車2を第1および第2送信コイル6,7の
中心が地下埋設配管1の中心軸線Xと第1および第2受
信コイル16,17の磁気検出面16a,17aの中心
を含む平面との交点に位置するように移動させる。次い
で、信号供給装置10より、第1送信コイル6にCOS
変調された交流電流を与えると共に、第2送信コイル7
にはSIN変調された交流電流を与え、第2送信コイル
7は何れの位相においても中心磁力線Mcが地下埋設配
管1の中心軸線Xと直交する方向に磁界を発生する。
【0015】このとき、搬送波は、数K〜数百KHz、
たとえば200KHzを使用し、変調波は、数百Hz、
たとえば400Hzを使用する。これにより、第1およ
び第2送信コイル6,7から、1つのコイルが回転して
いるときと同じ回転磁界となるように、COS変調波お
よびSIN変調波が送信される。この場合、スペクトル
拡散変調器10cにより、信号発生器10aからの正弦
波信号A(図3(a)参照)は、拡散符号発生器10b
からの符号系列の信号B(図3(b)参照)でスペクト
ル拡散変調される。そして、スペクトル拡散変調された
信号C(図3(c)参照)は、AM変調器10dでSI
N変調信号D(図3(d)参照)およびCOS変調信号
E(図3(e)参照)となり、SIN変調信号Dは、第
2送信コイル7に送信され、COS変調信号Eは、第1
送信コイル6に送信される。また、スペクトル拡散変調
された信号Cは、基準信号として第1および第2信号測
定器20,21にも送信される。
【0016】第1受信コイル16および第2受信コイル
17は、第1および第2送信コイル6,7の磁界強度を
計測し、その計測信号を第1および第2信号測定器2
0,21に伝送する。第1および第2信号測定器20,
21は、第1および第2受信コイル16,17からの計
測信号と、信号供給装置10から得られる搬送波と同一
の周波数である基準信号とを、200KHzで、同期検
波し(スペクトル拡散変調された信号Cを符号系列の信
号Bで復調する。)、第1および第2送信コイル6,7
と、第1および第2受信コイル16,17との相対位置
および信号波の位相に応じた受信レベル(磁界強度)を
信号表示器24に出力する。
【0017】これにより、信号表示器24の表示画面2
4aには、第1および第2受信コイル16,17の計測
信号16b,17bが400Hzの正弦波として得られ
る。次に、複数の第1および第2受信コイル16,17
より検出される同期検波後の信号の位相が一致するよう
に、変位棒14を回転または平行移動する。このとき、
第1受信コイル16および第2受信コイル17より得ら
れる計測信号16b,17bは、第1および第2受信コ
イル16,17と第1および第2送信コイル6,7との
相対位置関係を位相差として表し、両者が一致した場合
に、第1受信コイル16および第2受信コイル17の整
列直線の方向が第1および第2送信コイル6,7の中心
を示すことになる(図4(a)参照)。また、両者が一
致していない場合には、その位相のずれ方向から、第1
受信コイル16および第2受信コイル17の姿勢制御方
向が決定される。
【0018】たとえば、第1受信コイル16の位相が進
んでいる場合には、第1受信コイル16を上側に移動す
るか、第2受信コイル17を下側に移動することによ
り、補正する(図4(b)参照)。第1受信コイル16
の位相が遅れている場合には、第2受信コイル17を上
側に移動するか、第1受信コイル16を下側に移動する
ことにより、補正する(図4(c)参照)。
【0019】なお、第1および第2送信コイル6,7な
らびに第1および第2受信コイル16,17の位相の方
向は、その巻き方向などによって決定される。こうし
て、第1受信コイル16および第2受信コイル17の配
列方向が、地下埋設配管1の位置を示すことになり、観
測地点より地下埋設配管1の位置する方向が検出され
る。
【0020】このように、本実施の形態の位置検出方法
によれば、第1および第2受信コイル16,17の計測
信号16b,17bの位相が一致する第1および第2受
信コイル16,17の配列の向きが第1および第2送信
コイル6,7の中心位置を示す。この場合、第1および
第2受信コイル16,17と第1および第2送信コイル
6,7との間の通信がスペクトル拡散変調された搬送波
により行なわれるので、耐ノイズ性が向上し、測定誤差
が低減する。
【0021】以上、本発明の実施の形態の位置検出方法
について詳述したが、本発明は、前記実施の形態の位置
検出方法に限定されるものではなく、本発明の特許請求
の範囲に記載されている発明の精神を逸脱しない範囲
で、設計において種々の変更ができるものである。たと
えば、正弦波のスペクトル拡散変調を、直接拡散(D
D)方式、周波数ホッピング(FH)方式、時間ホッピ
ング(TH)方式、ハイブリッド方式などを用いて行な
ってもよい。
【0022】
【発明の効果】以上の説明から理解されるように、本発
明の位置検出方法では、送信コイルと受信コイルとの間
で搬送波のスペクトル拡散通信が行なわれるので、耐ノ
イズ性が向上し、測定誤差が低減する。これにより、任
意の観測地点より被測定物の位置する方向を高精度に検
出することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施の形態の位置検出方法を実施す
る際に使用する位置検出システムの概略構成図。
【図2】本発明の一実施の形態の位置検出方法を説明す
る信号処理系のブロック図。
【図3】(a)〜(e)は本発明の一実施の形態の位置
検出方法に係る送信コイルに供給される信号波形図。
【図4】(a)〜(c)は本発明の一実施の形態の位置
検出方法に係る送受信コイルの相対位置とそのときの観
測信号の波形図。
【符号の説明】
1 地下埋設配管 2 移動台車 3 車輪 4 制御装置 5,18,19,22,23,25 信号線 6 第1送信コイル 7 第2送信コイル 8,9 電力線 10 信号供給装置 10a 信号発生器 10b 拡散符号発生器 10c スペクトル拡散変調器 10d AM変調器 11 磁気検出装置 12 基台 13 支持板 14 変位棒 15 移動手段 16 第1受信コイル 17 第2受信コイル 20 第1信号測定器 21 第2信号測定器 24 信号表示器 24a 表示画面
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 G01V 3/10 G01V 3/10 B F

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 観測地点に同一直線上に磁気検出面の中
    心を有する複数の受信コイルが配列され、被測定物内に
    同一中心点を有し直交した第1送信コイルおよび第2送
    信コイルが挿入され、搬送波をスペクトル拡散変調した
    後、AM変調し、前記第1および第2送信コイルに与
    え、前記第1および第2送信コイルに磁界を発生させ、
    前記第1および第2送信コイルの磁界強度を前記複数の
    受信コイルにより計測し、前記複数の受信コイルが計測
    した個々の計測信号をスペクトル拡散変調された前記第
    1および第2送信コイルへの搬送波とで同期検波し、前
    記複数の受信コイルが計測した個々の計測信号の位相を
    比較し、前記位相が一致するような前記複数の受信コイ
    ルの配列方向を求めることにより、前記被測定物の位置
    を検出することを特徴とする位置検出方法。
JP8141952A 1996-06-04 1996-06-04 位置検出方法 Pending JPH09325003A (ja)

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