(57)【要約】【課題】  指向性に関する工夫が存在し、障害物がどの場所に存在するのかを精度よく知ることができる技術を提供する。【解決手段】  ボーリング抗に昇降させてボーリング抗周辺の障害物を発見するための表面下レーダであって、ボーリング抗の中心線に対して垂直方向に指向性を有する指向性アンテナと、指向性アンテナを前記中心線を略中心として回転させる回転駆動部と、指向性アンテナをボーリング抗に対して昇降させるための昇降部と、回転駆動部によって回転する指向性アンテナの指向性の回転位置を取得するための回転位置取得部と、昇降部によって昇降する指向性アンテナの昇降位置を取得するための昇降位置取得部と、レーダ検出結果と、その検出の際の回転位置と昇降位置とを関連付けて記録する記録部と、を有する表面下レーダを提供する。【選択図】図１１
2017090134.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ボーリング抗に昇降させてボーリング抗周辺の障害物を発見するための表面下レーダであって、
ボーリング抗の中心線に対して垂直方向に指向性を有する指向性アンテナと、
指向性アンテナを前記中心線を略中心として回転させる回転駆動部と、
指向性アンテナをボーリング抗に対して昇降させるための昇降部と、
回転駆動部によって回転する指向性アンテナの指向性の回転位置を取得するための回転位置取得部と、
昇降部によって昇降する指向性アンテナの昇降位置を取得するための昇降位置取得部と、
レーダ検出結果と、その検出の際の回転位置と昇降位置とを関連付けて記録する記録部と、
を有する表面下レーダ。
【請求項２】
ボーリング抗を所定深さまで掘削するボーリング抗掘削ステップと、
掘削されたボーリング抗に請求項１に記載の表面下レーダを昇降させて障害物の有無を検査する検査ステップと、
検査ステップにて障害物が発見されない場合には請求項１に記載の表面下レーダをボーリング抗から退避する表面下レーダ退避ステップと、
前記退避後、回転掘削ビットを配置して、略ボーリング抗の中心位置を中心に掘削ビットを回転させて本作業抗を略前記所定深さまで前進し本作業抗を掘り進める本作業抗掘削ステップと、
本作業抗が前記所定深さに達した後に回転掘削ビットを退避する回転掘削ビット退避ステップと、
回転掘削ビットの退避後に本作業抗の底面位置を表面としてボーリング抗掘削ステップ以降を所定回数繰り返す繰り返しステップと、
からなる表面下本作業抗の掘削方法。
【請求項３】
ボーリング抗に昇降させてボーリング抗周辺の障害物を発見するための表面下レーダであって、
ボーリング抗の中心線方向に指向性を有する指向性アンテナと、
指向性アンテナをボーリング抗に対して昇降させるための昇降部と、
昇降部によって昇降する指向性アンテナの昇降位置を取得するための昇降位置取得部と、
レーダ検出結果と、その検出の際の昇降位置とを関連付けて記録する記録部と、
を有する表面下レーダ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、地中やコンクリート下にある障害物を発見するための表面下レーダに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
地下にある障害物を発見することは、地下工事をする上で重要なものである。一般に、地下にある障害物を発見する技術として、地中レーダを用いた探索方法が知られている。
【０００３】
そこで、地中レーダを用いた地下障害物探索方法として、特許文献１の技術が挙げられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−１１６８５３
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１においては、地中に形成したボーリング坑内をレーダが行き来することにより、地中の障害物を発見するという技術が開示されている。
【０００６】
しかし、特許文献１では、指向性に関する工夫が開示されておらず、障害物が存在することが分かっても、どの場所に存在するのかを精度よく知ることには問題が残されていた。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、そのような問題を踏まえて、指向性に関する工夫が存在し、障害物がどの場所に存在するのかを精度よく知ることができる技術を提供しようとするものである。
【０００８】
具体的には、ボーリング抗に昇降させてボーリング抗周辺の障害物を発見するための表面下レーダであって、ボーリング抗の中心線に対して垂直方向に指向性を有する指向性アンテナと、指向性アンテナを前記中心線を略中心として回転させる回転駆動部と、指向性アンテナをボーリング抗に対して昇降させるための昇降部と、回転駆動部によって回転する指向性アンテナの指向性の回転位置を取得するための回転位置取得部と、昇降部によって昇降する指向性アンテナの昇降位置を取得するための昇降位置取得部と、レーダ検出結果と、その検出の際の回転位置と昇降位置とを関連付けて記録する記録部と、を有する表面下レーダを提供する。
【０００９】
また、ボーリング抗を所定深さまで掘削するボーリング抗掘削ステップと、掘削されたボーリング抗に前記表面下レーダを昇降させて障害物の有無を検査する検査ステップと、検査ステップにて障害物が発見されない場合には前記表面下レーダをボーリング抗から退避する表面下レーダ退避ステップと、前記退避後、回転掘削ビットを配置して、略ボーリング抗の中心位置を中心に掘削ビットを回転させて本作業抗を略前記所定深さまで前進し本作業抗を掘り進める本作業抗掘削ステップと、本作業抗が前記所定深さに達した後に回転掘削ビットを退避する回転掘削ビット退避ステップと、回転掘削ビットの退避後に本作業抗の底面位置を表面としてボーリング抗掘削ステップ以降を所定回数繰り返す繰り返しステップと、からなる表面下本作業抗の掘削方法を提供する。
【００１０】
また、ボーリング抗に昇降させてボーリング抗周辺の障害物を発見するための表面下レーダであって、ボーリング抗の中心線方向に指向性を有する指向性アンテナと、指向性アンテナをボーリング抗に対して昇降させるための昇降部と、昇降部によって昇降する指向性アンテナの昇降位置を取得するための昇降位置取得部と、レーダ検出結果と、その検出の際の昇降位置とを関連付けて記録する記録部と、を有する表面下レーダを提供する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の請求項１及び２の記載によれば、指向性に関する工夫が存在し、障害物がどの場所に存在するのかを精度よく知ることができる技術を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明にかかる指向性アンテナの指向性を有する方向を示す図
【図２】本発明における表面下レーダの機能について、機能ブロックで示した図
【図３】指向性アンテナをボーリング坑の中心線を略中心として回転させる場合の図
【図４】指向性アンテナをボーリング抗に対して昇降させる場合の図
【図５】実施例１における表面下レーダのハードウェア構成を示す図
【図６】実施例１における表面下レーダを用いた場合の処理の流れを示す図
【図７】実施例２における表面下本作業抗の掘削方法の処理の流れを示す図
【図８】指向性アンテナの構造を示す図
【図９】本発明における表面下レーダによる計測方法を示す概念図
【図１０】表面下レーダにより得られた記録の一例を示す図
【図１１】本発明における表面下レーダの一例を示す概念図
【図１２】掘削ドリルの一例を示す図
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本件発明の実施の形態について、添付図面を用いて説明する。なお、実施例と請求項の相互の関係は以下の通りである。実施例１は主に請求項１に関し、実施例２は主に請求項２に関する。本件発明は、これら実施例に何ら限定されるべきものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において、種々なる態様で実施し得る。
【実施例１】
【００１４】
本発明は、ボーリング抗に昇降させてボーリング抗周辺の障害物を発見するための表面下レーダであって、ボーリング抗の中心線に対して垂直方向に指向性を有する指向性アンテナと、指向性アンテナを前記中心線を略中心として回転させる回転駆動部と、指向性アンテナをボーリング抗に対して昇降させるための昇降部と、回転駆動部によって回転する指向性アンテナの指向性の回転位置を取得するための回転位置取得部と、昇降部によって昇降する指向性アンテナの昇降位置を取得するための昇降位置取得部と、レーダ検出結果とその検出の際の回転位置と昇降位置とを関連付けて記録する記録部と、を有する表面下レーダである。
【００１５】
図１１は、本発明における表面下レーダの一例を示す概念図である。表面下レーダ（１１０１）は、指向性アンテナ（１１０２）と、回転駆動部（１１０３）と、昇降部（１１０４）と、回転位置情報と昇降位置情報とを取得して記録をする装置（１１０５）とが存在し、指向性アンテナは信号線を含むロープ（１１０６）にて吊るされており、全体がやぐら（１１０７）で支えられている。そして、回転駆動部や昇降部などに電気を供給するための電源（１１０８）が存在する。
【００１６】
以下、本発明における表面下レーダについて、機能的構成、ハードウェア構成及び処理の流れについて、順に説明する。
【００１７】
＜機能的構成＞
まず、前提として、アンテナとしては「ボーリング抗の中心線に対して垂直方向に指向性を有する指向性アンテナ」を用いる。指向性アンテナを用いることにより、障害物の発見のみならず、その障害物が存在する場所を正確に把握することができる。そして、この指向性アンテナは、ボーリング坑内に昇降させて用いるのであるから、障害物の位置の把握のためには、ボーリング坑の深さ方向に指向性を有するよりも、ボーリング坑の中心線に対して垂直方向に指向性を有することが望ましい。
【００１８】
図８は、指向性アンテナの構造を示す図である。（ａ）は、指向性アンテナの外観の一例を示す図であり、（ｂ）は、（ａ）の指向性アンテナを「Ａ」の面で切断した場合の断面図である。指向性アンテナ（０８０１）は、断面から見ると、電磁波吸収材（０８０２）に囲まれた中に電磁発生源（０８０３）が存在し、そこから出た電磁波（０８０４）が反射材（０８０５）によって反射して指向性アンテナ外部に出て行く。そして、受信の際には、外部から指向性アンテナ内に入り込んできた電磁波（０８０４）が反射材（０８０５）で反射し、電磁受信源（０８０６）にて受信される。
【００１９】
また、指向性アンテナは、一度に検出し得る範囲が狭すぎると、検出に要する時間が多く必要になる。他方、一度に検出し得る範囲が広すぎると、記録を生かして障害物を除去する際に、障害物の位置の特定が十分でなくなる。そのため、障害物の特定に支障を来すことがない範囲で広く一度に検出し得る構成とすることが望ましい。具体的には、一度に検出し得る範囲は、２５ｃｍ程度であることが望ましい。
【００２０】
図１は、本発明にかかる指向性アンテナの指向性を有する方向を示す図である。指向性アンテナ（０１０１）は、ボーリング坑（０１０２）の中心線（０１０３）に対して垂直方向に指向性を有している（０１０４）。
【００２１】
この指向性アンテナを用いることにより、ボーリング抗の中心線に対して垂直方向について、障害物までの距離を把握することができる。そして、指向性をもたせることにより長距離の検出が可能となり、具体的には、半径１．５ｍ程度の計測まで可能となる。この検出可能距離は、使用する周波数の帯域を調整することにより、調節可能である。具体的には、周波数の帯域を低くすれば、検出可能距離がより長くなる。もっとも、周波数の帯域を低くすると分解能が悪くなるので、適切な範囲であることが望ましく、具体的には、検出可能距離が１．５ｍから５．０ｍの範囲であることが望ましい。
【００２２】
次に、本発明の表面下レーダは、機能面を概観すると、指向性アンテナを、前記中心線を略中心として回転させたり、ボーリング抗に対して昇降させるための機能を有し、かつ、その回転位置や昇降位置を取得して、レーダ検出結果とその検出の際の回転位置と昇降位置とを関連付けて記録するための機能を備えている。
【００２３】
図２は、本発明における表面下レーダの機能について、機能ブロックで示した図である。表面下レーダ（０２０１）は、指向性アンテナ（０２０２）と、回転駆動部（０２０３）と、昇降部（０２０４）と、回転位置取得部（０２０５）と、昇降位置取得部（０２０６）と、記録部（０２０７）とを有している。以下、具体的に各機能の内容につき説明する。
【００２４】
「回転駆動部」は、指向性アンテナをボーリング坑の中心線を略中心として回転させる機能を有する。図３は、指向性アンテナをボーリング坑の中心線を略中心として回転させる場合の図である。上図の矢印方向から見た図が下図であり、下図の（ａ）の回転後が（ｂ）である。指向性アンテナ（０３０１）は、ボーリング坑の中心線（０３０２）を略中心として回転している。回転方向は、時計回りでも反時計回りでも良い。回転をすることにより、ボーリング抗の中心線に対して垂直方向について、１周全体の障害物までの距離を把握することができる。
【００２５】
次に「昇降部」は、指向性アンテナをボーリング抗に対して昇降させる機能を有する。図４は、指向性アンテナをボーリング抗に対して昇降させる場合の図である。（ａ）が昇降前であり、下向きの矢印の分だけ降下させたときの状態が（ｂ）である。指向性アンテナ（０４０１）は、ボーリング坑（０４０２）に対して昇降している。昇降させることにより、ボーリング坑の中心線の方向（通常であれば深さ方向）についてアンテナによる検出範囲を広げることができる。
【００２６】
１回当たりの昇降の幅は、前記指向性アンテナにより一度に検出し得る範囲がどの程度かによる。例えば、一度に検出し得る範囲が２５ｃｍであれば、その範囲は検出済みであるから、２５ｃｍの幅で昇降すれば、満遍なく検出できることになる。なお、指向性アンテナにつき、これを連結して用いる場合がある。そうすると、１つの指向性アンテナが一度に検出し得る範囲が２５ｃｍの場合に４つ連結して用いれば、一度に検出し得る範囲は１００ｃｍとなるという具合である。その場合には、昇降の幅は、１００ｃｍであることが望ましくなる。
【００２７】
次に、「回転位置取得部」は、回転駆動部によって回転する指向性アンテナの指向性の回転位置を取得する機能を有する。前記のように指向性アンテナは回転駆動部によって回転するものであるが、障害物の位置を正確に把握するためには、障害物がある方向を正確に検出する必要がある。そうすると、指向性アンテナによって障害物を検出した際、そこで検出しているデータが、ボーリング坑の中心線に対して垂直方向のうち、どのような方向のデータであるのかを把握する必要がある。そこで、「回転位置取得部」により、回転駆動部によって回転する指向性アンテナの指向性の回転位置を取得するものである。
【００２８】
指向性アンテナを信号線を含むロープによって吊下げて実施する場合には、ボーリング抗の上方の吊下げロープをその軸線に対して回転させることが考えられるが、このロープが長いとき、例えば１０メートル以上伸長しているときには、回転させた後吊下げられている指向性アンテナが予定位置に静止するまでに時間がかかる。その原因は、回転方向の力が指向性アンテナに伝搬するのに時間がかかり、かつ、伝搬された力によって回転する指向性アンテナが回転方向に振り子運動をしてその振り子運動が収束するまでに時間がかかるためである。そこで、回転位置取得部は、指向性アンテナから反作用として伝搬してくる回転方向のトルクをトルク検知部にて検知して、この回転方向のトルクが所定の値以下になったときに回転位置を外部に出力する、ないしは収束した旨を外部に出力する構成が考えられる。そうすれば、誤った回転位置の検出結果を記録することがなくなる。
【００２９】
また、このような回転が開始される際には指向性アンテナの電源を切り、出力を受け取って初めて指向性アンテナに電源を入れて駆動するように構成してもよい。それにより、電力の節約につながる。
【００３０】
この回転位置取得の目的は、後に記録に残した後に、その記録を用いた障害物の除去等に生かすことにある。そのため、例えば１２０度という角度の情報があった場合に、それが地中のどの部分であるのかが分かるようにしておくことが望ましい。そのための構成としては、例えば、０度とする基準位置を予め決めておき、その基準位置との角度の差を取得するという方法が考えられる。そのために基準位置設定部を設けてもよい。
【００３１】
また、回転位置取得部における基準位置の設定は、地磁気に基づいて自動的に決定してもよい。そのための構成としては、方位磁石部を備え、方位磁石が示す東西南北のいずれかを自動的に基準位置とする構成が考えられる。
【００３２】
次に、「昇降位置取得部」は、昇降部によって昇降する指向性アンテナの昇降位置を取得する機能を有する。前記のように指向性アンテナは昇降部によって昇降するものであるが、障害物の位置を正確に把握するためには、障害物がある昇降位置（通常であれば深さ）を正確に検出する必要がある。そうすると、指向性アンテナによって障害物を検出した際、そこで検出しているデータが、ボーリング坑のうち、どの昇降位置のデータであるのかを把握する必要がある。そこで、「昇降位置取得部」により、昇降部によって昇降する指向性アンテナの昇降位置を取得するものである。
【００３３】
この昇降位置取得の目的は、後に記録に残した後に、その記録を用いた障害物の除去等に生かすことにある。そのため、値が地中のどの部分（通常であれば深さ）であるのかが分かるようにしておくことが望ましい。そのための構成としては、例えば、地上部分を「０」として基準位置を設定し、その基準位置との差を取得するという方法が考えられる。さらには、１回当たりの昇降の幅が定まっているのであれば、昇降回数により、自然と昇降位置を計測することができる。例えば、昇降の幅が２５ｃｍである場合には、５回昇降したときには深さ方向に１００ｃｍ〜１２５ｃｍの部分の障害物情報であることがわかる。
【００３４】
以上の機能により、指向性アンテナを用いて、障害物の位置を正確に把握することができる。
【００３５】
そして、その検出結果を用いて、例えば障害物の除去作業、あるいは障害物を避けた採掘作業などが行われることが想定される。そのため、レーダ検地結果は、利用可能な状態で記録しておくことが望ましい。「記録部」は、レーダ検出結果とその検出の際の回転位置と昇降位置とを関連付けて記録する機能を有するものである。これにより、障害物が存在する場所を一覧として保持しておくことができる。
【００３６】
以上により、指向性に関する工夫が存在し、障害物がどの場所に存在するのかを精度よく知ることができる技術を提供することができる。
【００３７】
≪変形例≫
「指向性アンテナ」について、ボーリング抗の中心線方向に指向性を有する指向性アンテナを用いることが考えられる。その場合には、ボーリング坑よりも深い部分に障害物が存在するか否かを発見することが主な目的となる。深さ方向に指向性を有するとして、正確にどれくらいの深さの部分に障害物が存在するかを把握するため、前記と同様に、指向性アンテナをボーリング抗に対して昇降させるための「昇降部」と、昇降部によって昇降する指向性アンテナの昇降位置を取得するための「昇降位置取得部」と、を有することが望ましい。そして、「記録部」においては、レーダ検出結果と、その検出の際の昇降位置とを関連付けて記録することが望ましい。
【００３８】
＜ハードウェア構成＞
図５は、本実施例における表面下レーダのハードウェア構成を示す図である。以下、この図を用いて説明する。
【００３９】
この図にあるように、本実施例における表面下レーダは、各種演算処理を行う「ＣＰＵ（中央演算装置）」（０５０１）と、「主メモリ」（０５０２）と、を備えている。また、取得した情報などを保持する「ＨＤＤ」（０５０３）や、障害物を検出するための「指向性アンテナ」（０５０４）、「回転位置取得センサ」（０５０６）及び「昇降位置取得センサ」（０５０７）と通信を行うための「Ｉ／Ｆ（インターフェース）」（０５０８）を備えている。そして、それらが「システムバス」（０５０５）などのデータ通信経路によって相互に接続され、情報の送受信や処理を行う。なお、図示しないが、外部機器と情報の送受信を行うための「サーバ」及び「ネットワークインターフェイス」については、本発明において必須の構成要素ではない。
【００４０】
また、「主メモリ」は、各種処理を行うプログラムを「ＣＰＵ」に実行させるために読み出すと同時に、そのプログラムの作業領域でもあるワーク領域を提供する。また、この「主メモリ」や「ＨＤＤ」にはそれぞれ複数のアドレスが割り当てられており、「ＣＰＵ」で実行されるプログラムは、そのアドレスを特定しアクセスすることで相互にデータのやりとりを行い、処理を行うことが可能になっている。本実施例において「主メモリ」に格納されているプログラムは、回転駆動プログラム、昇降プログラム、回転位置取得プログラム、昇降位置取得プログラム、記録プログラムである。
【００４１】
表面下レーダの「指向性アンテナ」は、障害物が存在するという情報を取得する。その際、備えている指向性により、障害物との距離をも含めて情報を取得する。これら取得した障害物に関する情報（以下では「レーダ検出結果情報」という。）は、「ＨＤＤ」及び「主メモリ」に格納される。
【００４２】
この「指向性アンテナ」は、「主メモリ」に格納されているプログラム「回転駆動プログラム」によって、ボウリング抗の中心線を略中心として回転する。また、「指向性アンテナ」は、「主メモリ」に格納されているプログラム「昇降プログラム」によって、ボーリング抗に対して昇降する。そして、同時に、「回転位置取得プログラム」によって、「回転位置取得センサ」を実行し、回転駆動プログラムにより回転する指向性アンテナの指向性の回転位置の情報を取得し、かつ、「昇降位置取得プログラム」によって、「昇降位置取得センサ」を実行し、昇降プログラムにより昇降する指向性アンテナの昇降位置の情報を取得する。
【００４３】
そして、「記録プログラム」によって、レーダ検出結果情報と、その検出の際の回転位置と昇降位置とを関連付けて、「ＨＤＤ」に格納する。
【００４４】
これらにより、指向性に関する工夫が存在し、障害物がどの場所に存在するのかを精度よく知ることができる技術を提供することができる。
【００４５】
＜処理の流れ＞
図６は、本実施例における表面下レーダを用いた場合の処理の流れを示す図である。本実施例における表面下レーダの処理の流れは、回転駆動ステップ（Ｓ０６０１）、昇降ステップ（Ｓ０６０２）、回転位置取得ステップ（Ｓ０６０３）、昇降位置取得ステップ（Ｓ０６０４）、記録ステップ（Ｓ０６０５）に分かれる。以下、それぞれの処理の内容・流れについて説明する。
【００４６】
「回転駆動ステップ」とは、指向性アンテナをボーリング坑の中心線を略中心として回転させる段階である。想定される態様としては、間断なく回転させるというものであり、以下のステップを実行中にも「回転駆動ステップ」は継続して実行されるのが通常である。
【００４７】
「昇降ステップ」とは、指向性アンテナをボーリング抗に対して昇降させる段階である。これにより、深さ方向に対して満遍なく障害物を検出することができるようになる。
【００４８】
「回転位置取得ステップ」とは、回転駆動ステップによって回転する指向性アンテナの指向性の回転位置を取得する段階である。このステップは、回転駆動ステップと同時に実行されるのが通常である。
【００４９】
「昇降位置取得ステップ」とは、昇降部によって昇降する指向性アンテナの昇降位置を取得する段階である。このステップは、昇降ステップと同時に実行されるのが通常である。
【００５０】
「記録ステップ」とは、レーダ検出結果とその検出の際の回転位置と昇降位置とを関連付けて記録する段階である。このステップは、上記のステップの実行中にリアルタイムで記録が更新されることを想定している。
【００５１】
以上のステップは、本発明の本旨を逸脱しない範囲で順番が変わり得るものであるし、基本的には、同時に実行されることが想定されるものである。
【００５２】
＜活用例＞
以上の結果、障害物がどの場所に存在するのかを精度よく知ることができる。以下では、その記録の活用例を説明する。
【００５３】
図９は、本発明における表面下レーダによる計測方法を示す概念図である。基準位置からの角度θの値を取得し、昇降回数として「ｎ」「ｎ＋１」「ｎ＋２」などの数を取得する。そして、指向性アンテナのもつ指向性により、半径１．５ｍの範囲で障害物を検出できる。昇降の幅については、前記のように２５ｃｍであることが望ましい。
【００５４】
図１０は、図９の表面下レーダにより得られた記録の一例を示す図である。縦軸が電磁波の強さ、横軸が基準位置を「０」とした場合の角度である。上図が１回の昇降の幅を２５ｃｍとした場合のｎ回の昇降したとき、下図が１回の昇降の幅を２５ｃｍとした場合のｎ＋１回の昇降したときにおけるデータである。
【００５５】
図１０によると、「ｎ×２５ｃｍ」の深さ部分について、基準位置から１４０度付近の部分に障害物が存在することが分かる。また、「ｎ×２５ｃｍ」の深さ部分について、基準位置から２８０度付近の部分に障害物が存在することが分かる。他方、「（ｎ＋１）×２５ｃｍ」の深さ部分について、障害物が存在しないことが分かる。
【００５６】
そのため、障害物の除去においては、「ｎ×２５ｃｍ」の深さ部分について、基準位置から１４０度付近及び２８０度付近を掘削し、障害物除去作業を行うという具合である。
【００５７】
なお、このように記録を表にして出力する以外にも、３Ｄ映像にして出力することも考えられる。そのため、記録を３Ｄに映像化して出力するための３Ｄ出力部を有していても良い。
【実施例２】
【００５８】
本実施例は、実施例１に記載の表面下レーダを用いた表面下本作業抗の掘削方法である。この掘削方法の特徴としては、ボーリング坑の掘削と本作業坑の掘削を順番に繰り返すことにより、徐々に本作業坑の掘削を進めていくという点にある。そうすることにより、障害物を見落として本作業坑の掘削を進めることを防止することができ、安全に本作業坑の掘削を進めることができる。
【００５９】
図７は、本実施例における表面下本作業抗の掘削方法の処理の流れを示す図である。本実施例における表面下本作業抗の掘削方法は、ボーリング抗掘削ステップ（Ｓ０７０１）と、検査ステップ（Ｓ０７０２）と、表面下レーダ退避ステップ（Ｓ０７０３）と、本作業抗掘削ステップ（Ｓ０７０４）と、回転掘削ビット退避ステップ（Ｓ０７０５）と、繰り返しステップ（Ｓ０７０６）とからなる。
【００６０】
以下、各ステップの内容及び流れについて、順に説明する。
【００６１】
「ボーリング抗掘削ステップ」は、ボーリング抗を所定深さまで掘削する段階である。ここにおける「所定深さ」とは、１回当たりの値をより深くすれば、本作業坑の掘削作業のスピードは上がる。しかし、他方で障害物を見落とす可能性も大きくなる。そのため、両方のバランスを失わない程度に適度な深さであることが重要である。具体的には、それまでの本作業坑の深さに50ｃｍ程度を加えた深さまで掘り下げることが望ましい。
【００６２】
このボーリング坑は障害物の有無の検査のための抗であるから、必要な限度での径で掘削することが望ましい。そのため、
【００６３】
次に、「検査ステップ」とは、掘削されたボーリング抗に前記実施例１に記載の表面下レーダを昇降させて障害物の有無を検査する段階である。障害物の有無及び位置を把握するための機能及び処理の流れについては、実施例１のとおりである。
【００６４】
次に、「表面下レーダ退避ステップ」とは、検査ステップにて障害物が発見されない場合には前記表面下レーダをボーリング抗から退避する段階である。検査ステップにて障害物が発見されなければ、本作業抗を掘削することの障害となるものがないことになる。そして、本作業坑を掘削するためには、後に述べるように回転掘削ビットを配置する必要があるところ、表面下レーダがボーリング坑内に存在したら作業の邪魔になる。そのため、検査ステップにて障害物が発見されなければ、前記表面下レーダをボーリング抗から退避する必要がある。
【００６５】
次に、「本作業坑掘削ステップ」とは、前記退避後、回転掘削ビットを配置して、略ボーリング抗の中心位置を中心に掘削ビットを回転させて本作業抗を略前記所定深さまで前進し本作業抗を掘り進める段階である。
【００６６】
ここにおける「回転掘削ビット」とは、本作業坑を掘り進めるための掘削ビットである。本作業坑の径は、表面下レーダにおける検査結果として障害物がないと確認できている範囲、すなわち指向性アンテナによる検出可能な範囲内であることが望ましい。例えば、指向性アンテナにより検出可能な範囲がボーリング坑の中心線から半径１．５ｍの範囲であるとすれば、本作業坑の径は半径１．５ｍ以内であることが望ましいという具合である。また、同様にボーリング坑の深さまでしか検査が完了していないのであるから、その検査が完了している範囲である「前記所定深さ」まで本作業坑の掘削を進めることとなる。
【００６７】
次に、「回転掘削ビット退避ステップ」とは、本作業抗が前記所定深さに達した後に回転掘削ビットを退避する段階である。前記のように、本実施例における掘削方法の特徴としては、ボーリング坑の掘削と本作業坑の掘削を順番に繰り返すことにより、徐々に本作業坑の掘削を進めていくという点にある。そのため、本作業抗掘削ステップの後には、再び「ボーリング坑掘削ステップ」が想定されている。したがって、再びボーリング坑掘削ステップの段階になった時点で回転掘削ビットが坑中に存在すると、ボーリング坑の掘削の邪魔になる。このようなことから、本作業抗が前記所定深さに達した後に回転掘削ビットを退避する必要がある。
【００６８】
最後に、回転掘削ビットの退避後に本作業抗の底面位置を表面としてボーリング抗掘削ステップ以降を所定回数繰り返す（繰り返しステップ）ことになる。所定回数については、最終的に必要な本作業坑の深さと、ボーリング坑掘削ステップにて一度に掘り進める深さとによって異なる。例えば、最終的に必要な本作業坑の深さが３０ｍであり、ボーリング坑掘削ステップにて一度に掘り進める深さが５０ｃｍであれば、所定回数は６０回ということになる。また、最終的に必要な本作業坑の深さが１５ｍであり、ボーリング坑掘削ステップにて一度に掘り進める深さが１ｍであれば、所定回数は１５回ということになる。
【００６９】
以上のような処理の内容及び流れにより、徐々に本作業坑の掘削を進めていくことができ、もって、障害物を見落として本作業坑の掘削を進めることを防止すること、及び安全に本作業坑の掘削を進めることができる。
【００７０】
なお、これらの処理手順を一つの装置で実行できるようにすることが考えられる。例えば、ボーリング抗を掘削する掘削ドリルを中空とし、指向性アンテナ筐体をその中空部分に格納可能とし、掘削作業中は指向性アンテナ筐体を掘削ドリルに格納し、掘削作業が終了した後に掘削ドリルを抗上方へ退避させるとともに格納されていた指向性アンテナ筐体を掘削ドリル先端から外部に押出し、その後、指向性アンテナによる観測を行うという構成である。この構成によれば、都度掘削ドリルの全体を抗内から引き抜き、都度指向性アンテナ筐体を抗内に落とし込み、観測終了の都度逆のことをする、という手間を大幅に省くことができる。
【００７１】
図１２は、掘削ドリルの一例を示す図である。掘削ドリル（１２０１）の真ん中部分（１２０２）を中空とすることによって、指向性アンテナを格納することが可能となる。
【符号の説明】
【００７２】
指向性アンテナ：０１０１、０３０１、０４０１、０８０１、１１０２
ボーリング坑：０１０２、０４０２
中心線：０１０３、０３０２
電磁波吸収材：０８０２
電磁発生源：０８０３
電磁波：０８０４
反射材：０８０５
電磁受信源：０８０６
掘削ドリル：１２０１
表面下レーダ：１１０１
回転駆動部：１１０３
昇降部：１１０４
ロープ：１１０６
やぐら：１１０７
電源：１１０８
【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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【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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