(57)【要約】【課題】虚像が発生しない深度画像をレーダー画像から得るためのマイグレーション処理が実施される隠蔽物体探査方法を提供する。【解決手段】隠蔽物体探査方法が、物体からの反射信号強度を受信して、反射信号強度を媒質表面上の位置（ｘ，ｙ）と反射時間ｔとからなる座標（ｘ，ｙ，ｔ）上のデータとするボクセルデータを生成する工程と、ボクセルデータに対して反射時間ｔの範囲をその上限より正方向に拡張し、その拡張された範囲に所定数のボクセルデータを追加するデータ数拡張処理を行う工程と、データ数拡張処理後のボクセルデータに対して離散フーリエ変換と離散フーリエ逆変換とを用いたマイグレーション処理を施す工程と、マイグレーション処理後のボクセルデータの一部または全部を表示装置に表示する工程とを含む。【選択図】　図３
2004053512.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
媒質中に存在する物体の位置を探査する隠蔽物体探査方法であって、
前記媒質の表面から前記媒質中へ放射した波動信号に対する反射信号強度を受信して、前記反射信号強度を前記媒質表面上の位置（ｘ，ｙ）と反射時間ｔとからなる座標（ｘ，ｙ，ｔ）上のデータとするボクセルデータを生成するボクセルデータ生成工程と、
前記ボクセルデータに対して反射時間ｔの範囲をその上限より正方向に拡張し、その拡張された範囲に所定数のボクセルデータを追加するデータ数拡張処理を行うデータ数拡張処理工程と、
前記データ数拡張処理後のボクセルデータに対して離散フーリエ変換と離散フーリエ逆変換とを用いたマイグレーション処理を施すマイグレーション処理工程と、
前記マイグレーション処理後のボクセルデータの一部または全部を表示装置に表示する表示工程とを含む隠蔽物体探査方法。
【請求項２】
前記データ数拡張処理工程において、前記反射時間ｔの範囲が、前記データ数拡張処理前より２倍以上となるように拡張する請求項１に記載の隠蔽物体探査方法。
【請求項３】
前記表示工程において、前記マイグレーション処理後のボクセルデータの内、前記データ数拡張処理前のボクセルデータの反射時間ｔの最大値以下のデータに対応するボクセルデータを表示する請求項１または請求項２に記載の隠蔽物体探査方法。
【請求項４】
媒質中に存在する物体の位置を探査する隠蔽物体探査方法であって、
前記媒質の表面から前記媒質中へ放射した波動信号に対する周波数別の反射信号強度を受信して、周波数別の前記反射信号強度を前記媒質表面上の位置（ｘ，ｙ）と角周波数ωとからなる座標（ｘ，ｙ，ω）上のデータとするボクセルデータを生成するボクセルデータ生成工程と、
前記ボクセルデータに対して離散フーリエ逆変換を用いたマイグレーション処理を施すマイグレーション処理工程と、
前記マイグレーション処理後のボクセルデータの内、前記媒質表面からの深さ方向の値が所定値以下であるデータを表示装置に表示する表示工程とを含む隠蔽物体探査方法。
【請求項５】
前記所定値が、前記マイグレーション処理後のボクセルデータの前記媒質表面からの深さ方向の値の範囲の最大値と最小値の平均値である請求項４に記載の隠蔽物体探査方法。
【請求項６】
前記各工程において処理対象となるボクセルデータに代えて、前記ボクセルデータの前記座標のｘまたはｙを一定の値とするピクセルデータを処理対象とする請求項１から請求項５の何れか１項に記載の隠蔽物体探査方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、媒質中に存在する物体の位置を探査する隠蔽物体探査方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えば地中に埋設されたガス管などの位置を探査する隠蔽物体探査方法においては、地中レーダーを用いて地表面を所定の方向に走査しながら地中に向かって探査波を放射し、そのガス管によって反射された反射波を受信するという方法が実施されている。
【０００３】
この場合、地表面上の座標位置を（ｘ，ｙ）とし、波動信号を放射してから反射波が受信されるまでの時間の半分を反射時間ｔとすると、地中レーダーを用いて地表面をｘ方向とｙ方向の２次元で走査することで、反射波の反射信号強度を地表面上の位置（ｘ，ｙ）と反射時間ｔを座標（ｘ，ｙ，ｔ）上のデータとする３次元のボクセルデータを得ることができる。そのボクセルデータの一断面（ｘ，０，ｔ）を画像表示すると、図４（ａ）に例示するようなレーダー画像が得られる。探査される物体２の埋設状況は図４（ｂ）に示す通りであり、複数、同径の管（具体的には６本・８０Ａ）を、探査の移動距離ｘ方向に、その埋設深度を変えて埋設したものである。この管（物体２）は、図４（ｂ）の紙面の表裏方向に埋設されている。
【０００４】
図４（ａ）に示すレーダー画像では、ある時刻で斜め方向から反射してきた波が、真下から反射してきた波と区別されずに表示されるため、地中レーダーの走査方向と平行に上に凸となる画像で表される反射波が見られる。従って、物体の実際の埋設位置を求めるためには、その埋設深さが反射時間ｔで表されたレーダー画像ではなく、距離を示すｚ軸で表された深度画像に変換する必要がある。この変換処理に一般的に用いられているのがマイグレーション処理と呼ばれる手法である。
【０００５】
マイグレーション処理を行う物体探査方法として、電子情報通信学会英文論文誌Ｖｏｌ．Ｅ７７−Ｂ，Ｎｏ．８，ｐｐ．１０５６−１０６３に記載されている「Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ　ｄｏｍａｉｎ　ｍｉｇｒａｔｉｏｎ　ｆｏｒ　ｓｕｂｓｕｒｆａｃｅ　ｒａｄａｒ　ｃｏｎｓｉｄｅｒｉｎｇ　ｖａｒｉａｔｉｏｎ　ｉｎ　ｐｒｏｐａｇａｔｉｏｎ　ｖｅｌｏｃｉｔｙ」がある。この方法では、得られた反射信号に対して離散フーリエ変換と離散フーリエ逆変換とを用いたマイグレーション処理を施して、媒質中に存在する物体の位置からの反射信号を反射点源に集約させることで、反射点源の位置を探査している。また、マイグレーション処理には、Ｆ−ＫマイグレーションとＰｈａｓｅ−ｓｈｉｆｔマイグレーションとが知られており、本発明ではＰｈａｓｅ−ｓｈｉｆｔマイグレーションよりも計算量が小さく、高速にデータ処理を行うことができるＦ−Ｋマイグレーションを用いる。尚、以下には、２次元のピクセルデータに対するＦ−Ｋマイグレーションの概要について説明を行うが、３次元のボクセルデータに対するＦ−Ｋマイグレーションについても次元を拡張することで同様に適用することができる。
【０００６】
まず、図１０に示すように座標系を設定する。ここで、ｘは地表面上の観測ラインを示し、ｚは地下に向けて正方向をとる深度であり、ｔは反射時間を示している。ここで、探査装置から放射され、反射点において反射される波動の場をｕ（ｘ，ｚ，ｔ）で表すと、マイグレーション法は、ｔ＞０に対して得られる観測データｕ（ｘ，０，ｔ）（レーダー画像）から時刻ｔ＝０における深さ方向の場ｕ（ｘ，ｚ，０）（深度画像）を導出する処理である。波の伝搬速度ｃが一定の場合、波動の場ｕ（ｘ，ｚ，ｔ）は次の方程式を満足する。
【０００７】
【数１】
2004053512.tif 000003
【０００８】
上記式をｘとｔとに関して２次元フーリエ変換し、整理すると数２が得られる。
【０００９】
【数２】
2004053512.tif 000004
【００１０】
ここで、Ｕ（ξ，ｚ，ω）は、ｕ（ｘ，ｚ，ｔ）のｘとｔとに関する２次元フーリエ変換であり、ωは角周波数、ξはｘ方向の波数である。数２は２階微分方程式であり、この解は数３となる。
【００１１】
【数３】
2004053512.tif 000005
【００１２】
この関係を用いると、深度画像ｕ（ｘ，ｚ，０）は以下ように導出される。
【００１３】
【数４】
2004053512.tif 000006
【００１４】
更に、数４に数５を代入し、ωに関する積分をηのそれに書き直すと、数６の関係が得られる。
【００１５】
【数５】
2004053512.tif 000007
【００１６】
【数６】
2004053512.tif 000008
【００１７】
従って、数６に示すように、ｕ（ｘ，０，ｔ）の２次元フーリエ変換の値を、図１１に示したようなω軸についての幾何学的な補正、及び振幅補正を行い、その後、２次元フーリエ逆変換することにより、深度画像が得られることが示される。
【００１８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来のマイグレーション処理を図４（ａ）に例示したピクセルデータ（レーダー画像）に対して適用した場合、得られる深度画像は図１２に示すようになり、上に凸の円弧状の虚像が発生するという問題が存在する。
【００１９】
本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、虚像が発生しない深度画像をレーダー画像から得るためのマイグレーション処理が実施される隠蔽物体探査方法を提供する点にある。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するための本発明に係る隠蔽物体探査方法の第一の特徴構成は、特許請求の範囲の欄の請求項１に記載の如く、媒質中に存在する物体の位置を探査する隠蔽物体探査方法であって、前記媒質の表面から前記媒質中へ放射した波動信号に対する反射信号強度を受信して、前記反射信号強度を前記媒質表面上の位置（ｘ，ｙ）と反射時間ｔとからなる座標（ｘ，ｙ，ｔ）上のデータとするボクセルデータを生成するボクセルデータ生成工程と、前記ボクセルデータに対して反射時間ｔの範囲をその上限より正方向に拡張し、その拡張された範囲に所定数のボクセルデータを追加するデータ数拡張処理を行うデータ数拡張処理工程と、前記データ数拡張処理後のボクセルデータに対して離散フーリエ変換と離散フーリエ逆変換とを用いたマイグレーション処理を施すマイグレーション処理工程と、前記マイグレーション処理後のボクセルデータの一部または全部を表示装置に表示する表示工程とを含む点にある。
【００２１】
上記課題を解決するための本発明に係る隠蔽物体探査方法の第二の特徴構成は、特許請求の範囲の欄の請求項２に記載の如く、上記第一の特徴構成に加えて、前記データ数拡張処理工程において、前記反射時間ｔの範囲が、前記データ数拡張処理前より２倍以上となるように拡張する点にある。
【００２２】
上記課題を解決するための本発明に係る隠蔽物体探査方法の第三の特徴構成は、特許請求の範囲の欄の請求項３に記載の如く、上記第一または第二の特徴構成に加えて、前記表示工程において、前記マイグレーション処理後のボクセルデータの内、前記データ数拡張処理前のボクセルデータの反射時間ｔの最大値以下のデータに対応するボクセルデータを表示する点にある。
【００２３】
上記課題を解決するための本発明に係る隠蔽物体探査方法の第四の特徴構成は、特許請求の範囲の欄の請求項４に記載の如く、媒質中に存在する物体の位置を探査する隠蔽物体探査方法であって、前記媒質の表面から前記媒質中へ放射した波動信号に対する周波数別の反射信号強度を受信して、周波数別の前記反射信号強度を前記媒質表面上の位置（ｘ，ｙ）と角周波数ωとからなる座標（ｘ，ｙ，ω）上のデータとするボクセルデータを生成するボクセルデータ生成工程と、前記ボクセルデータに対して離散フーリエ逆変換を用いたマイグレーション処理を施すマイグレーション処理工程と、前記マイグレーション処理後のボクセルデータの内、前記媒質表面からの深さ方向の値が所定値以下であるデータを表示装置に表示する表示工程とを含む表示工程とを含む点にある。
【００２４】
上記課題を解決するための本発明に係る隠蔽物体探査方法の第五の特徴構成は、特許請求の範囲の欄の請求項５に記載の如く、上記第四の特徴構成に加えて、前記所定値が、前記マイグレーション処理後のボクセルデータの前記媒質表面からの深さ方向の値の範囲の最大値と最小値の平均値である点にある。
【００２５】
上記課題を解決するための本発明に係る隠蔽物体探査方法の第六の特徴構成は、特許請求の範囲の欄の請求項６に記載の如く、上記第一から第五の何れかの特徴構成に加えて、前記各工程において処理対象となるボクセルデータに代えて、前記ボクセルデータの前記座標のｘまたはｙを一定の値とするピクセルデータを処理対象とする点にある。
【００２６】
以下に作用並びに効果を説明する。
本発明に係る隠蔽物体探査方法の第一の特徴構成によれば、上記ボクセルデータに対して、反射時間ｔについての離散フーリエ変換と離散フーリエ逆変換とを用いたマイグレーション処理を施す前に、予め上記ボクセルデータに対して反射時間ｔの範囲をその上限より正方向に拡張し、その拡張された範囲に所定数のボクセルデータを追加しておくので、マイグレーション処理後のボクセルデータから得られる深度画像の内、実際に埋設物体からの反射波が受信された深度よりも浅い深度の画像に虚像が発生することを防止することができる。
【００２７】
本発明に係る隠蔽物体探査方法の第二の特徴構成によれば、上記データ数拡張処理を行う際に、上記ボクセルデータの反射時間ｔの範囲がデータ数拡張処理前より２倍以上となるように拡張するので、拡張処理後のボクセルデータに対してマイグレーション処理を施しても、マイグレーション処理後のボクセルデータから得られる深度画像において、物体が実際に埋設されている深度よりも浅い深度の画像には虚像が発生しないため、表示される深度画像中から物体を容易に判別可能な隠蔽物体探査方法を提供することができる。
【００２８】
本発明に係る隠蔽物体探査方法の第三の特徴構成によれば、マイグレーション処理後のボクセルデータの内、データ数拡張処理前のボクセルデータの反射時間ｔの最大値以下のデータに対応するボクセルデータの表示が行われる、つまり、データ数拡張処理によって拡張された反射時間ｔの範囲に対応するデータの表示が行われず、物体が存在しない深度での画像表示が行われないため、表示される深度画像中から物体を容易に判別可能な隠蔽物体探査方法を提供することができる。
【００２９】
本発明に係る隠蔽物体探査方法の第四の特徴構成によれば、周波数別の反射信号強度を媒質表面上の位置（ｘ，ｙ）と角周波数ωとからなる座標（ｘ，ｙ，ω）上のデータとするボクセルデータに対して離散フーリエ逆変換を用いたマイグレーション処理を施した後、上記媒質表面からの深さ方向の軸を有する上記マイグレーション処理後のボクセルデータの内、上記媒質表面からの深さ方向の値が所定値以下であるデータを深度画像として表示装置に表示することで、その深度画像に虚像が含まれることを防止することができる。
【００３０】
本発明に係る隠蔽物体探査方法の第五の特徴構成によれば、上記所定値が、上記マイグレーション処理後のボクセルデータに含まれる上記媒質表面からの深さ方向のデータの範囲の最大値と最小値の平均値であることで、虚像が大きく現れる深度での画像表示が行われない。その結果、表示される深度画像中から物体を容易に判別可能な隠蔽物体探査方法を提供することができる。
【００３１】
本発明に係る隠蔽物体探査方法の第六の特徴構成によれば、上記ボクセルデータの座標（ｘ，ｙ，ｔ）のｘまたはｙを一定の値として生成したピクセルデータを上記ボクセルデータに代えて処理対象とするため、より簡易な一断面探査においても、上記第一から第五の特徴構成による効果と同様の効果を得ることができる。
【００３２】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１に示すように、媒質である土壌１にガス等の流体を配送する金属製または非金属製の管などの物体２が埋設されており、波動信号送受信手段である送受信機１０とデータ解析手段であるデータ解析装置２０を備えた探査解析装置３が地表面を移動しながら、前記物体２の埋設位置を探査する。前記送受信機１０は例えば上限が１ＧＨｚ程度までの間の特定の周波数を用いて図２（ａ）に示すような単発のパルス信号を送信回路１３で発生し、送信アンテナ１１より電磁波として土壌１に放射する。前記送信アンテナ１１より放射された電磁波の内の物体に入射した入射波４は物体２表面で反射散乱し、その中の反射波５が受信アンテナ１２で受信された後、受信回路１４において、図２（ｂ）に例示するような受信信号として復調増幅される。
送信アンテナ１１と受信アンテナ１２は一定間隔で地表面に対向して配置され、図１中のＸ方向に物体２を横切るように移動する。この移動に伴う装置の位置情報は、位置情報取得手段としての位置検出器１５によって取得することができる。
前記送信アンテナ１１より放射され、受信アンテナ１２で受信されるまでの時間差（以下、「波動信号を放射してから反射波が受信されるまでの時間の半分を反射時間ｔ」と記す）は土壌１の表面から物体２までの距離と土壌１の比誘電率εまたは電磁波の伝搬速度ｃより一義的に決定される。尚、本実施形態では、上記伝搬速度ｃは土壌１中で一定であるとする。
【００３３】
データ解析装置２０はマイクロコンピュータや半導体メモリ等によって構成されるデータ処理部２１と外部からの操作指示を入力するキーボード等の入力部２２と各処理段階での画像データや出力結果を表示する陰極線管ディスプレイや液晶ディスプレイ等の表示部２３と前記各処理段階での画像データや出力結果等を保管格納する磁気ディスク等の外部補助記憶部２４から構成されている。
【００３４】
受信回路１４において受信信号は波形のスムーシング等の雑音除去処理やＡ／Ｄ変換処理等の前置処理を施され、ディジタル信号として前記データ処理部２１へ出力される。
前記データ解析装置２０では前記ディジタル化された受信信号より、物体２を含む土壌１の鉛直面内の断面画像を、前記アンテナ１１及び１２の位置Ｘと反射波５の物体２からの反射時間ｔを座標（ｘ，ｔ）とするピクセルデータとして生成する。ここで、受信信号強度（反射信号強度）を複数階調で輝度表示し、図２（ｂ）に示すように、信号強度の正値を白（輝度大）、信号強度の負値を黒（輝度小）、信号強度０を中間階調として表示部２３に表示する。
【００３５】
図３に示すのは、隠蔽物体探査方法で実施される各データ処理工程を説明する流れ図であり、データ生成工程１００と、データ数拡張処理工程１１０と、マイグレーション処理工程１２０と、表示工程１３０とを含む。
【００３６】
データ生成工程１００は、地中に、地表面６上の入射位置から探査波を入射させ、地中から返ってくる信号波の反射信号強度を受信して、その反射信号強度を地表面上の位置（ｘ，ｙ）と、探査波の入射時刻と信号波の受信時刻とから導出される反射時間ｔとからなる座標（ｘ，ｙ，ｔ）上のデータとする工程である。ここで、地表面上をｘｙ平面上で２次元的に走査する場合には、得られるデータは３次元データ（ボクセルデータ）であり、１次元的に走査する場合（ｘまたはｙが一定）には２次元データ（ピクセルデータ）である。従って、以下の実施形態では、データ処理の対象がピクセルデータである場合について説明を行うが、データ処理の対象がボクセルデータであっても次元を１つ拡張して同様の説明を適用することができる。
【００３７】
次に実施されるデータ数拡張処理工程１１０は、生成されたデータに対して、反射時間ｔの範囲をその上限より正方向に拡張し、その拡張された範囲に所定数のデータ（ボクセルデータまたはピクセルデータ）を追加する工程である。ここで追加されるデータは、所謂、ダミーデータであり、座標（ｘ，ｔ）と、上記反射信号強度を模した任意の強度データとが結び付けられたデータである。
【００３８】
次に実施されるマイグレーション処理工程１２０は、データ数拡張処理後のデータに対して離散フーリエ変換と離散フーリエ逆変換とを用いたマイグレーション処理を施す工程である。数１〜数６を参照して説明したように、データ数拡張処理工程後のデータに対して離散フーリエ変換を施して時間軸を角周波数軸に変換し、角周波数軸についての幾何学的な補正および振幅補正を行い、離散フーリエ逆変換することにより深度画像が得られる。次に実施される表示工程１３０は、マイグレーション処理後のボクセルデータまたはピクセルデータの一部または全部を表示部２３に表示させる工程である。
【００３９】
以下に図面を参照して、図３に例示した流れ図に沿って、隠蔽物体を探査する方法について説明する。尚、ここではピクセルデータについて説明を行うが、ボクセルデータであっても次元を１つ拡張するだけであるため、同様の説明を行うことができる。
【００４０】
図４（ａ）に示すのは、データ生成工程１００において生成されたピクセルデータであり、埋設された物体をｘ方向に走査した場合の反射時間ｔ方向の反射信号強度を示したレーダー画像である。探査される物体２の埋設状況は図４（ｂ）に示す通りであり、複数、同径の管（具体的には６本・８０Ａ）を、探査の移動距離ｘ方向に、その埋設深度を変えて埋設したものである。この管（物体２）は、図４（ｂ）の紙面の表裏方向に埋設されている。生成されたピクセルデータの反射時間ｔの範囲は０≦ｔ≦ｔ１である。図中からは、走査中に、斜め方向にある物体からの反射波も受信され、受信信号強度（反射信号強度）の大きい部分が上に凸の円弧状に現れていることが分かる。
【００４１】
図５に示すのは、図４（ａ）に示したピクセルデータに対して、反射時間ｔの範囲をその上限（ｔ＝ｔ１）より正方向に拡張し、その拡張されたｔ１≦ｔ≦ｔ２の範囲に所定数のダミーデータを追加するというデータ数拡張処理工程１１０を実施した後のレーダー画像である。ここで追加されたダミーデータの反射信号強度は０である。
【００４２】
図６に示すのは、図５に示したデータ数拡張処理後のピクセルデータに対して、数１から数６を参照して説明したのと同様の、離散フーリエ変換と離散フーリエ逆変換とを用いたマイグレーション処理工程１２０を実施した後のピクセルデータを表示した画像である（表示工程１３０）。従って、図６は深さ方向が反射時間ｔのレーダー画像ではなく、深度ｚで表された深度画像である。
【００４３】
先に図１２に例示した従来法により得られる深度画像には物体像に加えて上に凸の円弧状の虚像が現れていたが、本発明に係る隠蔽物体探査方法により得られた深度画像には、反射波が反射点（物体の埋設位置）に集約された画像のみが現われており、従来は現れていた虚像は見られない。
【００４４】
また、図６に示した深度画像の内、ｚ１≦ｚ≦ｚ２の範囲の画像は、データ数拡張処理工程１１０において拡張されたｔ１≦ｔ≦ｔ２の範囲のデータに対応する（つまり、ｚ軸はｔ軸とｚ＝ｃｔの対応関係がある）。従って、データ数拡張処理前のデータの反射時間ｔの最大値：ｔ１以下のデータに対応する、０≦ｚ≦ｚ１の範囲のデータのみを表示しても構わない。図７に示す画像は、図６に示した画像の内、０≦ｚ≦ｚ１の範囲のデータのみを表示部２３に表示した例である。尚、図７では上記データ数拡張処理工程１１０によって拡張される前の反射時間ｔの範囲に対応している０≦ｚ≦ｚ１の範囲のデータをすべて表示した場合について例示したが、０≦ｚ≦ｚ１の範囲のデータの内の一部のデータを表示部２３で表示するように改変することも可能である。
【００４５】
上述のデータ数拡張処理工程１１０において追加されるダミーデータの数は、反射時間ｔの範囲が、データ数拡張処理前より２倍以上となるように拡張することが好ましい。例えば、図８に示すピクセルデータ（レーダー画像）では、物体からの反射信号が、反射時間ｔ３付近で観測されている。ここで、ｔ３は、反射時間ｔの最大値（ｔ＝ｔ４）と最小値（ｔ＝０）の平均値に位置している。この画像に対して従来のマイグレーション処理を施すことで得られる画像が図９に示すピクセルデータ（深度画像）である。図９中から分かるように、反射時間ｔの範囲が０≦ｔ≦ｔ４の範囲である場合において、ｔ≧ｔ３（但し、ｔ３＝ｔ４／２）の範囲に対応するｚ３≦ｚ≦ｚ４の範囲では物体像に加えて上に凸の円弧状の虚像が現れている。つまり、データ数拡張処理においては、反射時間ｔの範囲が、データ数拡張処理前より２倍以上となるように拡張すること、或いは、物体が存在する位置よりも２倍以上の深さまでのデータを用意し、上記マイグレーション処理を施すことで、物体が存在する深度において虚像の発生を防止することが好ましい。
【００４６】
＜別実施形態＞
上述の実施形態では反射波の反射信号強度を受信して、その反射信号強度を地表面の位置ｘと反射時間ｔとからなる座標上のデータとするピクセルデータを生成し、そのピクセルデータに対してデータ数拡張処理工程、マイグレーション処理工程などを施していたが、そのデータ生成工程において得られるデータは上述のデータに限定されない。例えば、一定周波数の電磁波（送信信号）を一定時間だけ連続的に地中に送信することのできるステップ周波数レーダー（探査解析装置３）を用い、その送信周波数を段階的に変えることで、広帯域な周波数信号に対する反射信号を測定し、周波数別の反射信号強度を得る方法がある。
【００４７】
上述の実施形態と同様に、ステップ周波数レーダー（探査解析装置３）は地表面を移動しながら上記電磁波を土壌１に対して放射するのだが、その際、どれくらいの深さに埋設された物体を探査するのか（最大探査深さＺｍａｘ）、及び、どれぐらいの分解能を必要とするのか（深さ分解能Δｚ）によって、測定周波数ｆ（＝ω／２π）の好ましい範囲が導出される。詳細には、探査解析装置３から送信される電磁波の周波数の周波数刻み：Δｆおよび周波数の最大値：ｆｍａｘは、埋設されている物体の深さと、要求される分解能とから、以下の数７に示すように導出される。尚、ｃは探査解析装置３から送信される電磁波の土壌１中における伝搬速度、Ｔｍａｘは最大探査深さＺｍａｘに対応する最大反射時間、Δｔは深さ分解能Δｚに対応する反射時間の刻みである。
【００４８】
【数７】
Δｆ＝１／２Ｔｍａｘ＝ｃ／（２Ｚｍａｘ）
ｆｍａｘ＝１／（２・Δｔ）＝ｃ／（２・Δｚ）
【００４９】
例えば、深さの最大値が反射時間で１００（ｎｓ）まで、且つ分解能が反射時間で０．５（ｎｓ）であるような測定を行う場合、探査解析装置３から送信される電磁波の最大周波数：ｆｍａｘを１（ＧＨｚ）とし、測定周波数の周波数刻み：Δｆを５（ＭＨｚ）とすればよい。従って、探査解析装置３から１００（ＭＨｚ）〜１（ＧＨｚ）の範囲の周波数の電磁波を５（ＭＨｚ）刻みで地中に送信する測定を行えばよい。
【００５０】
その結果、地中へ放射した波動信号に対する、周波数別の反射信号強度を受信して、周波数別の上記反射信号強度を地表面上の位置ｘと角周波数ω（＝２πｆ）とからなる座標上のデータとするピクセルデータを生成するデータ生成工程１００を行うことができる。或いは、反射信号強度を地表面上の位置（ｘ，ｙ）と角周波数ωとからなる座標（ｘ，ｙ，ω）上のデータとするボクセルデータであっても同様である。但し、得られるピクセルデータ（またはボクセルデータ）は、埋設された物体の埋設深さよりも深い位置からの反射信号を受信しているものとする。更には、地表面から物体の埋設深さまでの２倍以上の深さからの反射信号を受信していることが好ましい。また、マイグレーション処理工程１２０においては、上記ピクセルデータ（またはボクセルデータ）に対して離散フーリエ逆変換を用いたマイグレーション処理が行われる。つまり、上述の実施形態とは異なり、時間軸を角周波数軸に変換するという離散フーリエ変換が不要である。従って、離散フーリエ変換が不要であるという以外は上述の実施形態におけるマイグレーション処理と同様に、ω軸についての幾何学的な補正、及び振幅補正を行い、その後、離散フーリエ逆変換が実施されることにより、媒質表面からの深さ方向のデータ軸を有するマイグレーション処理後のピクセルデータ（またはボクセルデータ）が得られる。
【００５１】
その後、表示工程１３０において、上記マイグレーション処理後の上記ピクセルデータの一部または全部が表示される。この表示工程１３０においては、上述の実施形態と同様に、マイグレーション処理後のピクセルデータ（またはボクセルデータ）の内、媒質表面からの深さ方向の値が所定値以下である（つまり、浅い位置にある）ピクセルデータ（またはボクセルデータ）が表示される。尚、上記所定値は、図８および図９を参照して説明したように、上記マイグレーション処理後のピクセルデータ（またはボクセルデータ）に含まれる媒質表面からの深さ方向の値の範囲の最大値と最小値の平均値であることが好ましく、その場合には、図８および図９を参照して説明した場合と同様に、虚像が比較的大きく現れる深度のデータが表示されることを避けて、得られる深度画像から物体の位置を容易に判定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る探査解析装置の使用状況を示す説明図である。
【図２】送信信号と受信信号の関係を示す図である。
【図３】本発明のデータ処理手順を説明する図である。
【図４】（ａ）はデータ生成工程で生成されたピクセルデータを示す図であり、（ｂ）は物体の埋設状況を示す図である。
【図５】データ数拡張処理工程後のピクセルデータを示す図である。
【図６】マイグレーション処理工程後のピクセルデータを示す図である。
【図７】マイグレーション処理工程後のピクセルデータを示す図である。
【図８】データ生成工程で生成されたピクセルデータを示す図である。
【図９】マイグレーション処理工程後のピクセルデータを示す図である。
【図１０】レーダー画像と深度画像の関係を示す座標系説明図である。
【図１１】ξ−η面とξ−ω面との座標関係を示す図である。
【図１２】従来法によるマイグレーション処理後のピクセルデータを示す図である。
【符号の説明】
１　媒質（土壌）
２　物体
３　探査解析装置
４　入射波
５　反射波
６　媒質表面（地表面）
１０　送受信機
１１　送信アンテナ
１２　受信アンテナ
１３　送信回路
１４　受信回路
１５　位置検出器
２０　データ解析装置
２１　データ処理部
２２　入力部
２３　表示部
２４　外部補助記憶部
【図１】
2004053512.tif 000009
【図２】
2004053512.tif 000010
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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