(57)【要約】【課題】配筋状態の検査を効率的に行えるようにした埋設物探査装置を提供することを目的とする。【解決手段】測定対象に向けて電磁波を送信し、受信した反射波に基づき測定対象を探査する探査部と、探査部が探査する測定箇所に関する情報を取得する情報取得部と、測定箇所に関する情報と探査部が取得した探査結果とを関連付けた探査データを生成するデータ生成部と、を備える。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
測定対象に向けて電磁波を送信し、受信した反射波に基づき前記測定対象を探査する探査部と、
前記探査部が探査する測定箇所に関する情報を取得する情報取得部と、
前記測定箇所に関する情報と前記探査部が取得した探査結果とを関連付けた探査データを生成するデータ生成部と、
を備えることを特徴とする埋設物探査装置。
【請求項２】
測定箇所目録を表示する表示部を備え、
前記探査部は、前記データ生成部が探査データを生成したか否かを判定し、判定した結果に応じて、前記測定箇所目録を切り替えて前記表示部に表示することを特徴とする請求項１に記載の埋設物探査装置。
【請求項３】
前記情報取得部は、自装置の緯度及び経度を取得するＧＰＳ受信機であり、
前記データ生成部は、前記ＧＰＳ受信機で取得した緯度及び経度情報と前記探査部が取得した探査結果とを関連付けた探査データを生成する
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の埋設物探査装置。
【請求項４】
前記情報取得部は、自装置の方位を検出する方位センサであり、
前記データ生成部は、前記方位センサで検出した方位と前記探査部が取得した探査結果とを関連付けた探査データを生成する
ことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の埋設物探査装置。
【請求項５】
前記情報取得部は、自装置の高度を計測する高度計であり、
前記データ生成部は、前記高度計で計測した高度と前記探査部が取得した探査結果とを関連付けた探査データを生成する
ことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の埋設物探査装置。
【請求項６】
前記情報取得部は、自装置の角度を検出する角速度センサであり、
前記データ生成部は、前記角速度センサで検出した角度と前記探査部が取得した探査結果とを関連付けた探査データを生成する
ことを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の埋設物探査装置。
【請求項７】
前記情報取得部は、自装置の加速度を検出する加速度センサであり、
前記データ生成部は、前記加速度センサで検出した加速度と前記探査部が取得した探査結果とを関連付けた探査データを生成する
ことを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の埋設物探査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、埋設物探査装置に係わる。
【背景技術】
【０００２】
電磁波レーダにより、コンクリート構造物内の鉄筋の配筋状態を非破壊で計測する埋設物探査装置が知られている（例えば特許文献１）。このような電磁波レーダによる埋設物探査装置は、送信アンテナからの電磁波をコンクリート内の鉄筋に照射し、コンクリート内の鉄筋からの反射波を受信アンテナで受信して、コンクリート構造物内の鉄筋の配筋状態を計測する。
【０００３】
このような埋設物探査装置は、コンクリート構造物の配筋状態の検査に使用されている。例えば、コンクリート橋梁では、橋桁等の主要部が鉄筋コンクリートで構成されている。施工された橋梁が安全性を確保しているかを確認するためには、この橋桁に、所望の径の鉄筋が所望の本数だけ敷設されているかを確認する必要がある。上述の埋設物探査装置を用いると、橋梁の施工後に、配筋状態を計測することで、橋桁に、十分な鉄筋が施されているかを非破壊で検査することができる。
【０００４】
埋設物探査装置を用いてコンクリート橋梁の配筋状態を検査する場合、各測定箇所において、コンクリート構造物の表面に格子状に描いた探査ガイドラインに沿って埋設物探査装置を動かして探査データを取得する。そして、埋設物探査装置は、取得した探査データを収集し、配筋状態の解析を行っている。例えば、高速道路などのコンクリート橋梁の検査では、各橋桁の上部と下部で、それぞれ四面（東西南北）の方向の計８箇所の測定箇所で、その橋桁の数だけ、測定が行われる。そして、作業者は、各測定箇所で、探査ガイドラインに沿って、埋設物探査装置を動かして、探査データを取得する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１０−４８３４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述のように、収集される探査データファイルの数は膨大になり、どの探査データファイルがどの橋桁のどの部分で、どの方向から収集したデータであるかを識別できないと、配筋状態の解析が困難になる。そこで、従来では、このような埋設物探査装置を用いてコンクリート橋梁の配筋状態の検査を行う場合、収集した探査データがどの橋桁のどの部分で、どの方向から収集した探査データであるかを識別できるように、収集した探査データファイルと、測定箇所や方向との対応を作業者がメモ書きにより残すようにしている。
【０００７】
しかしながら、このようなメモを作成する作業は、大変に手間を要すると共に、メモ書きでは、情報を誤って記述しないように注意を払う必要がある。また、従来では、作業箇所が多数に渡ると、どの作業箇所での検査を終了し、次に、どの作業箇所で検査を行う必要があるかの管理が難しくなる。
【０００８】
上述の課題を鑑み、本発明は、配筋状態の検査を効率的に行えるようにした埋設物探査装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
（１）上記目的を達成するため、本発明の一態様に係る埋設物探査装置は、測定対象に向けて電磁波を送信し、受信した反射波に基づき前記測定対象を探査する探査部と、前記探査部が探査する測定箇所に関する情報を取得する情報取得部と、前記測定箇所に関する情報と前記探査部が取得した探査結果とを関連付けた探査データを生成するデータ生成部と、を備えることを特徴としている。
（２）また、本発明の埋設物探査装置において、測定箇所目録を表示する表示部を備え、前記探査部は、前記データ生成部が探査データを生成したか否かを判定し、判定した結果に応じて、前記測定箇所目録を切り替えて前記表示部に表示するようにしてもよい。
（３）また、本発明の埋設物探査装置において、前記情報取得部は、自装置の緯度及び経度を取得するＧＰＳ受信機であり、前記データ生成部は、前記ＧＰＳ受信機で取得した緯度及び経度情報と前記探査部が取得した探査結果とを関連付けた探査データを生成するようにしてもよい。
（４）また、本発明の埋設物探査装置において、前記情報取得部は、自装置の方位を検出する方位センサであり、前記データ生成部は、前記方位センサで検出した方位と前記探査部が取得した探査結果とを関連付けた探査データを生成するようにしてもよい。
（５）また、本発明の埋設物探査装置において、前記情報取得部は、自装置の高度を計測する高度計であり、前記データ生成部は、前記高度計で計測した高度と前記探査部が取得した探査結果とを関連付けた探査データを生成するようにしてもよい。
（６）また、本発明の埋設物探査装置において、前記情報取得部は、自装置の角度を検出する角速度センサであり、前記データ生成部は、前記角速度センサで検出した角度と前記探査部が取得した探査結果とを関連付けた探査データを生成するようにしてもよい。
（７）また、本発明の埋設物探査装置において、前記情報取得部は、自装置の加速度を検出する加速度センサであり、前記データ生成部は、前記加速度センサで検出した加速度と前記探査部が取得した探査結果とを関連付けた探査データを生成するようにしてもよい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、データ生成部が、測定箇所に関する情報と探査部が取得した探査結果とを関連付けて探査データを生成するようにしたので、配筋状態の検査を効率的に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本実施形態に係る埋設物探査装置の構成を示すブロック図である。
【図２】本実施形態に係るコンクリート橋梁の検査を行う場合の処理のフローチャートである。
【図３】検査を行うコンクリート橋梁の外観を説明する図である。
【図４】測定箇所リストの説明図である。
【図５】探査データファイルの構成の一例の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。図１は、本実施形態に係る埋設物探査装置１の構成を示すブロック図である。図１に示すように、埋設物探査装置１は、送信部１１、送信アンテナ１２、受信アンテナ１３、受信部１４、距離検出器１５、演算部１６、ＧＰＳ(Global Positioning System)受信機１７、ジャイロセンサ（角速度センサ）１８、高度計１９、加速度センサ２０、方位センサ２１、記憶部２２、操作部２３、表示部２４、メモリカードリーダ／ライタ２５、及び車輪３０を含んで構成されている。
【００１３】
送信部１１は、探査用のパルス信号を送信アンテナ１２に出力する。送信アンテナ１２は、送信部１１からのパルス信号の電磁波を測定対象物であるコンクリート構造物３内に照射する。受信アンテナ１３は、コンクリート構造物３内の鉄筋５で反射されて戻ってきた電磁波を受信して、受信部１４に供給する。受信部１４は、受信アンテナ１３で受信した信号を検出して、演算部１６に供給する。
【００１４】
演算部１６は、探査部３１、データ生成部３２を備えている。演算部１６は、送信アンテナ１２からの電磁波をコンクリート構造物３の鉄筋５に照射してから、コンクリート構造物３内の鉄筋５からの反射波を受信アンテナ１３で受信するまでの時間を計測して、コンクリート構造物３内の鉄筋５の探査データを生成する。演算部１６は、ＧＰＳ受信機１７、ジャイロセンサ１８、高度計１９、加速度センサ２０、方位センサ２１から取得した測定箇所に関する情報と、探査データとを関連付けて探査データファイルを生成し、生成した探査データファイルを記憶部２２に記憶させる。なお、測定箇所に関する情報とは、測定箇所の位置、高度、方位、移動方向等の情報である。演算部１６は、メモリカードリーダ／ライタ２５から取得した測定箇所リスト（測定箇所目録）を記憶部２２に記憶させる。演算部１６は、後述するように、測定箇所リストを記憶部２２から読み出し、読み出した測定箇所リストを表示部２４に表示する。なお、演算部１６は、例えばＣＰＵ(Central Processing Unit)等で構成するようにしてもよい。
【００１５】
距離検出器１５は、車輪３０の回転を検出して、埋設物探査装置１の走行距離を計測する。ＧＰＳ受信機１７、ジャイロセンサ１８、高度計１９、加速度センサ２０、方位センサ２１は、測定箇所の位置（緯度、経度）、高度、方位、移動方向等の測定箇所に関連する情報を取得するためのものである。ＧＰＳ受信機１７は、地球上を周回する複数のＧＰＳ衛星からの信号を受信して、埋設物探査装置１の現在地を測位する。ジャイロセンサ１８は、埋設物探査装置１の車輪３０に取り付けられており、埋設物探査装置１の角度を検出する。高度計１９は、現在地の高度を計測する。加速度センサ２０は、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向の加速度を検出する。また、加速度センサ２０により、埋設物探査装置１のヨー角、ピッチ角、ロール角を検出できる。方位センサ２１は、埋設物探査装置１の方位（東西南北）を検出する。
【００１６】
記憶部２２には、探査データと測定箇所に関する情報とが関連付けられて記憶される。また、記憶部２２には、測定箇所を識別する測定箇所ＩＤ（識別子）と、測定箇所の位置、高度、方位、移動方向の情報とを関連付けた測定箇所リストが記憶される。
操作部２３は、作業者の入力を受け付ける。表示部２４は、例えば液晶ディスプレイからなり、各種の表示を行う。例えば、測定箇所リストが、表示部２４に表示される。この測定箇所リストにおいて、探査部３１は、測定が完了する毎に、完了した測定箇所を、この測定箇所リストから削除する。これにより、探査部３１は、表示部２４に表示される測定箇所リストを切り替える。
【００１７】
メモリカードリーダ／ライタ２５は、各種のデータをメモリカードに保存したり、外部からのデータを、メモリカードを使って入力するのに用いられる。測定により収集された探査データファイルは、メモリカードリーダ／ライタ２５により、メモリカードに保存して、外部に移動することができる。また、上述の測定箇所リストは、メモリカードリーダ／ライタ２５により、メモリカードを経由して、入出力できる。なお、メモリカードリーダ／ライタ２５に接続される媒体は、例えばＵＳＢメモリであってもよい。
【００１８】
このように、本実施形態に係る埋設物探査装置１には、情報取得部であるＧＰＳ受信機１７、ジャイロセンサ１８、高度計１９、加速度センサ２０、方位センサ２１が設けられており、これらにより、測定箇所の位置、高度、方位、移動方向等の情報が取得できる。そして、演算部１６は、送信アンテナ１２からの電磁波をコンクリート構造物３の鉄筋５に照射してから、コンクリート構造物３内の鉄筋５からの反射波を受信アンテナ１３で受信するまでの時間を計測して、コンクリート構造物３内の鉄筋５の探査データを生成する探査部３１の機能を有する。また、演算部１６は、測定箇所の位置（緯度、経度）、高度、方位、移動方向等の情報を、ＧＰＳ受信機１７、ジャイロセンサ１８、高度計１９、加速度センサ２０、方位センサ２１から取得して、探査データ中に、これと関連する測定箇所の位置（緯度、経度）、高度、方位、移動方向等の測定箇所に関連する情報を埋め込んで探査データファイルを生成するデータ生成部３２の機能を有する。これにより、探査部が取得した探査結果と、探査を行った位置情報との関連状態を管理することができる。
【００１９】
次に、本発明の第１の実施形態に係る埋設物探査装置１を用いて、コンクリート橋梁における橋脚の検査を行う場合の処理について説明する。
図２は、コンクリート橋梁の検査を行う場合の処理のフローチャートであり、図３は、検査を行うコンクリート橋梁の外観を説明する図である。図３において、符号１０１、１０２、…は橋脚（柱）であり、符号１１１ａ、１１１ｂ、…、１１２ａ、１１２ｂ、…、１１３ａ、１１３ｂ、…、１１４ａ、１１４ｂ、…は測定箇所である。また、符号１２０は橋桁であり、符号１２０ａは橋桁の表面であり、符号１２０ｂは橋桁の裏面である。作業者は、以下の手順で、図３に示すように、各橋脚１０１、１０２、…の上部と下部で、それぞれ四面（東西南北）の方位に、測定箇所１１１ａ、１１１ｂ、…、１１２ａ、１１２ｂ、…、１１３ａ、１１３ｂ、…、１１４ａ、１１４ｂ、…の測定を行う。
【００２０】
なお、橋脚の東西南北とは、橋脚の各面の法線方向であり、例えば、最も北方向に近い面を北の面とし、北の面と対向する面を南の面とする。そして、橋脚を上から見た場合に、橋脚の各面を時計回りに、北、東、南、西とする。方位は東、西、南、北に限られず、各面を北東、南東、南西、北西、または北北西、東南東、南南西、西北西としてもよい。
【００２１】
コンクリート橋梁における橋脚の検査を行う場合、先ず、作業者は、埋設物探査装置１を所定の測定箇所に配置する（ステップＳ１）。埋設物探査装置１が所定の測定箇所に配置されると、演算部１６は、ＧＰＳ受信機１７の位置情報から、現在地の位置情報（緯度、経度）を取得する（ステップＳ２）。
なお、図３に示すように、コンクリート橋梁の橋脚１０１、１０２、…の場所は、ある程度離れているので、現在地の位置情報は、ＧＰＳ受信機１７の位置情報の精度で、十分に、識別できる。
次に、演算部１６は、橋脚の測定箇所リストを記憶部２２から読み出し、表示部２４に表示する（ステップＳ３）。この測定箇所リストは、例えば、メモリカードリーダ／ライタ２５により、メモリカードを経由して、入力できる。なお、この測定箇所リストは、ＵＳＢインターフェース等により入出力できるようにしてもよい。
【００２２】
次に、演算部１６は、高度計１９から高度情報を取得し（ステップＳ４）、方位センサ２１から方位情報を取得する（ステップＳ５）。そして、演算部１６の探査部３１は、ステップＳ２で取得された位置（緯度、経度）情報と、ステップＳ４で取得された高度情報と、ステップＳ５で取得された方位（東西南北）情報とにより、現在の測定箇所がどの測定箇所であるかの判定を行う（ステップＳ６）。すなわち、図３に示したように、演算部１６は、測定箇所１１１ａ、１１１ｂ、…、１１２ａ、１１２ｂ、…、１１３ａ、１１３ｂ、…、１１４ａ、１１４ｂ、…が設けられている場合、ＧＰＳ受信機１７から得られた位置（経度、緯度）情報から、橋脚１０１、１０２のうち、どの橋脚の検査が行われているかを判定できる。また、演算部１６は、高度計１９からの高度情報から、各橋脚の上方の部分の測定箇所であるか、下方の部分の測定箇所であるかを判定できる。更に、演算部１６は、方位センサ２１で得られた方位情報から、各橋脚の東西南北の４面のうち、どの方向の測定箇所であるかを判定できる。これにより、演算部１６は、現在測定している測定箇所が測定箇所１１１ａ、１１１ｂ、…、１１２ａ、１１２ｂ、…、１１３ａ、１１３ｂ、…、１１４ａ、１１４ｂ、…のうちのどれであるかを特定することができる。
【００２３】
次に、作業者は、測定操作を行う（ステップＳ６）。測定操作では、例えば格子状の探査ガイドラインを設定する。作業者は、この探査ガイドラインに沿って埋設物探査装置１を移動（走査）させて、探査データを取得する。また、このときの埋設物探査装置１の角度はジャイロセンサ１８で検出され、移動方向（水平／垂直方向、前／後方向）は、加速度センサ２０や距離検出器１５により検出される。なお、探査ガイドラインを設定する方法としては、コンクリート構造物の探査面に、チョーク等により探査ガイドラインをマーキングする方法や、探査ガイドラインが描画されたシートをコンクリート構造物の探査箇所に貼る方法があるが、本発明では、どのような方法で探査ガイドラインを設定してもよい。また、作業者は、埋設物探査装置１を用いて探査ガイドラインに沿って、例えば橋脚１０１の左右方向のみ探査してもよく、または橋脚１０１の上下方向のみ探査してもよい。
【００２４】
演算部１６のデータ生成部３２は、測定が完了した箇所については、探査データに対応する測定箇所の位置（緯度、経度）、高度、方位、移動方向の情報、及び探査データのデータ番号を関連付けて、探査データファイルを生成する。データ生成部３２は、生成した探査データファイルを記憶部２２に記憶する（ステップＳ８）。
また、探査部３１は、データ生成部３２が探査データファイルを生成したか否かを判定し、判定した結果に応じて、測定箇所リストを切り替えて表示部２４に表示する。具体的には、探査部３１は、データ生成部３２が探査データファイルを生成した箇所を、測定が終了した箇所として、測定箇所リストから削除する（ステップＳ９）。そして、探査部３１は、測定箇所が残っているか否かを判定し（ステップＳ１０）、測定箇所が残っていれば（ステップＳ１０  Ｙｅｓ）、作業者は、埋設物探査装置１を次の測定箇所に配置して（ステップＳ１１）、ステップＳ２に戻る。
【００２５】
以下、ステップＳ２からステップＳ１０の操作を繰り返していくことで、各測定箇所での探査データに、これに対応する測定箇所の位置、高度、方位、移動方向等の測定箇所に関連する情報が埋め込まれた探査データファイルが生成される。また、各測定箇所での測定が完了する毎に、表示部２４の測定箇所リストから、完了した測定箇所が削除されていく。全ての測定箇所での測定が完了すると、ステップＳ１０で、測定箇所が残っていないと判定され（ステップＳ１０  Ｎｏ）、測定処理が終了する。
【００２６】
このように、本実施形態では、測定箇所の位置、高度、方位、移動方向等の測定箇所に関連する情報が探査データに埋め込まれて、探査データファイルを生成している。このため、探査データファイルの情報から、収集した探査結果がどの橋桁のどの部分で、どの方向から収集したデータであるかを識別できる。このため、作業時にメモ書きを残す必要がなくなり、作業能率が向上すると共に、信頼性の向上が図れる。
なお、作業者は、例えば橋桁１２０の表面１２０ａ，裏面１２０ｂ等を探査するようにしてもよい。埋設物探査装置１は、各種センサが取得した測定箇所に関連する情報を、探査データに埋め込んで探査データファイルを生成するので、探査データファイルの情報から、収集した探査結果がどの橋桁のどの部分で、どの方向から収集したデータであるかを識別できる。
【００２７】
なお、本実施形態では、データ生成部３２が探査データと、これに対応する測定箇所の位置（緯度、経度）、高度、方位、移動方向とを関連付けて生成している。そして、探査部３１は、データ生成部３２が探査データを生成したか否かを判定した結果に応じて、測定が終了したか否かを判定している。すなわち、探査部３１は、測定が終了した箇所については、測定箇所リストから削除して、測定が終了していない測定箇所のみ、表示部２４に表示している。これにより、作業者は、どの測定箇所の測定操作が必要であるかを、一見して視認することができる。なお、この例では、測定が終了した箇所については、測定箇所リストから削除して、測定が終了していない測定箇所のみ、表示部２４に表示しているが、同じ測定箇所の測定を行った場合、アラートを表示したり、ブザーを鳴らすようにしてもよい。また、上述の例では、測定が終了した測定箇所を測定箇所リストから削除して、表示部２４に表示しているが、測定箇所リストの表示に、測定済みか否かを示すチェックマークを表示するようにしてもよい。
【００２８】
図５は、探査データファイルの一例である。この例では、探査データファイルは、ヘッダ部と本体部とからなり、ヘッダ部に、探査データと関連する測定箇所の位置（緯度、経度）、高度、方位、移動方向の情報が埋め込まれており、本体部に、測定により得られた探査データが格納される。なお、この探査データファイルの構成は一例であり、このような構成に限定されるものではない。探査データファイルは、探査データ中に、これと関連する測定箇所の位置（緯度、経度）、高度、方位、移動方向の情報が埋め込まれる構造であれば、どのような構成であってもよい。
この探査データファイルのヘッダ部をＰＣ（Personal Computer）等で解析すれば、この探査データがどの橋桁のどの部分で、どの方向から収集したデータであるかを識別できる。そして、ＰＣ等でこの探査データに基づいて、橋脚の配筋状態に関する報告書を容易に作成することができる。
【００２９】
また、上述の例では、測定箇所と関連する情報として、測定箇所の位置、高度、方位、移動方向の情報を探査データファイルに埋め込んでいるが、これらの情報を全て埋め込む必要はなく、例えば、位置（緯度、経度）情報のみを埋め込むような構成としてもよい。また、位置（緯度、経度）と移動方向のみ埋め込むような構成としてもよい。
また、データ生成部３２は、測定箇所リストに基づいて、探査データファイルを生成するようにしてもよい。この場合、データ生成部３２は、測定箇所毎の探査データのデータ番号を、測定箇所リストの測定箇所を示す情報と関連付けて探査データファイルを生成するようにしてもよい。この場合であっても、作業者は、探査データファイルに基づいて、橋脚の配筋状態に関する報告書を容易に作成することができる。
【００３０】
本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲内で様々な変形や応用が可能である。
例えば、上述の例では、測定箇所の位置、高度、方位、移動方向等の情報を取得するために、ＧＰＳ受信機１７、ジャイロセンサ１８、高度計１９、加速度センサ２０を設けているが、これらの構成に限られるものではない。また、上述の例では、橋梁における橋脚の配筋状態の検査について説明したが、本発明は、例えば、マンション、学校、ビル、トンネル等のコンクリート建物の配筋状態を検査する場合にも、同様に適用できる。
【符号の説明】
【００３１】
１…埋設物探査装置、３…コンクリート構造物、５…鉄筋、１１…送信部、１２…送信アンテナ、１３…受信アンテナ、１４…受信部、１５…距離検出器、１６…演算部、１７…ＧＰＳ受信機、１８…ジャイロセンサ、１９…高度計、２０…加速度センサ、２１…方位センサ、２２…記憶部、２３…操作部、２４…表示部、２５…メモリカードリーダ／ライタ、１０１、１０２…橋脚、１１１ａ、１１１ｂ、１１２ａ、１１２ｂ、１１３ａ、１１３ｂ、１１４ａ、１１４ｂ…測定箇所、１２０…橋桁
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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