JP2788431B2 - Underground buried object type identification device - Google Patents
Underground buried object type identification deviceInfo
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- Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、物質に固有の弾性
波を利用し、地中埋設物の材質の種類を安定した高い精
度で特定することができる地中埋設物の種類の識別装置
に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an underground object type discriminating apparatus capable of stably and accurately specifying the type of material of an underground object by utilizing an elastic wave inherent to a substance. .
【0002】[0002]
【従来の技術】従来、地中埋設物の探知方法としては、
電磁波、超音波などを用いる方法が採用されている。こ
れらの方法は、地表面から地中に向けて電磁波などを送
出し、地中埋設物での反射波または屈折波などを検出す
るものであり、地中埋設物の埋設位置および大きさなど
の情報を得ることができる。しかしながら、これらの方
法では地中埋設物の種類を特定するための材質などの情
報を得ることができない。2. Description of the Related Art Conventionally, methods for detecting underground objects include:
Methods using electromagnetic waves, ultrasonic waves, and the like have been adopted. These methods transmit electromagnetic waves and the like from the ground surface to the ground and detect reflected waves or refracted waves at the underground objects, and determine the position and size of the underground objects. Information can be obtained. However, these methods cannot obtain information such as a material for specifying the type of the underground object.
【0003】また、磁気などを用いた金属探知機によっ
て地中埋設物の探知を行うことも可能であるけれども、
この場合、探知できる地中埋設物は金属から成るものの
みであり、たとえばプラスチックやガラスなどから成る
ものは探知できない。[0003] It is also possible to detect underground objects using a metal detector using magnetism or the like,
In this case, the underground objects that can be detected are only those made of metal, and those that are made of, for example, plastic or glass cannot be detected.
【0004】さらに、埋設物の種類を特定する従来技術
としては、地中に探針を貫入し、貫入した前記探針を打
振したときの感触や探針のすべり具合などによって操作
者自身が識別する方法がある。しかしながらこの場合、
操作者の主観によって識別精度が決まるので、安定した
埋設物の種類の識別が困難となる。また、人による判断
であることから、時間がかかるとともに、識別作業の省
力化・省人化の妨げとなる。このような不都合を解消す
るためには、以下に示すような認識装置を利用した客観
的な識別が考えられる。Further, as a conventional technique for specifying the type of an object to be buried, a probe penetrates into the ground and the operator himself / herself determines the feeling when the penetrated probe is struck and the degree of slippage of the probe. There is a way to identify. However, in this case,
Since the identification accuracy is determined by the operator's subjectivity, it is difficult to stably identify the type of the buried object. In addition, since the judgment is performed by a person, it takes time and hinders labor saving and labor saving of the identification work. In order to solve such inconvenience, objective recognition using a recognition device as described below can be considered.
【0005】図10は、典型的な従来例であるパターン
認識装置71の構成を示すブロック図である。画像や音
声などの入力パターンは、特徴抽出手段72に与えられ
る。特徴抽出手段72は、入力パターンからそのパター
ンを特徴づける特徴量を抽出する。特徴量とは、たとえ
ば画像であれば、画像パターンをより簡潔に表現し、後
述する識別に用いられる本質的な情報のことである。抽
出された特徴量を要素とする特徴ベクトルは、識別手段
73に与えられる。FIG. 10 is a block diagram showing the structure of a typical conventional pattern recognition apparatus 71. As shown in FIG. An input pattern such as an image or a sound is provided to the feature extracting unit 72. The feature extracting means 72 extracts a feature amount characterizing the pattern from the input pattern. The feature amount is, for example, an image, which is an essential information used to express an image pattern more simply and to be used for identification described later. The feature vector having the extracted feature amount as an element is provided to the identification unit 73.
【0006】識別手段73は、入力された特徴ベクトル
に基づいて、前記入力パターンが複数の予め定めた種類
のカテゴリのどのカテゴリに属するかを表現するカテゴ
リベクトルを算出して出力する。識別手段73は、特徴
ベクトルとカテゴリベクトルとの関係を予め学習させた
ニューラルネットワークで実現される。算出されたカテ
ゴリベクトルは、識別結果判定手段74に与えられる。
識別結果判定手段74は、与えられたカテゴリベクトル
に基づいて、入力パターンが属するカテゴリを決定し、
識別結果として出力する。識別結果は、出力手段75に
与えられる。出力手段75は、たとえばCRT(陰極線
管)などの表示装置で実現され、識別結果を外部(操作
者)に出力(報知)する。[0006] The identification means 73 calculates and outputs a category vector representing which of a plurality of predetermined types of categories the input pattern belongs to, based on the input feature vector. The identification means 73 is realized by a neural network in which the relationship between the feature vector and the category vector has been learned in advance. The calculated category vector is provided to the identification result determination means 74.
The identification result determination means 74 determines a category to which the input pattern belongs based on the given category vector,
Output as the identification result. The identification result is provided to the output unit 75. The output unit 75 is realized by a display device such as a CRT (cathode ray tube), and outputs (notifies) the identification result to the outside (operator).
【0007】前記識別手段73に用いられるニューラル
ネットワークとしては、たとえば、公知の技術であるバ
ックプロパゲーションニューラルネットワーク(以下、
「BPNN」と略称する)が使用される。このBPNN
については、「NATURE vol.323 9 p536-553 (Oct 1986)
Learning Representations by backpropagationerror
s」に述べられている。The neural network used for the identification means 73 is, for example, a back propagation neural network (hereinafter, referred to as a known technique).
"BPNN") is used. This BPNN
About `` NATURE vol.323 9 p536-553 (Oct 1986)
Learning Representations by backpropagationerror
s ".
【0008】BPNNは、入力層、出力層、および1つ
または複数の中間層から成り、これらの各層は複数のノ
ード群で構成される。ニューラルネットワークによる識
別では、たとえばニューラルネットワークの出力層の各
ノードを識別させたいカテゴリに1対1で対応させた一
般的な構成の場合、出力層を構成する複数のノードの中
で最大値を出力しているノードに対応したカテゴリを識
別結果としている。[0008] BPNN comprises an input layer, an output layer, and one or more intermediate layers, each of which is composed of a plurality of node groups. In the identification by the neural network, for example, in the case of a general configuration in which each node of the output layer of the neural network is associated with a category to be identified on a one-to-one basis, a maximum value among a plurality of nodes constituting the output layer is output. The category corresponding to the node being identified is used as the identification result.
【0009】[0009]
【発明が解決しようとする課題】電磁波などを用い、反
射波または屈折波を検出する従来技術においては、地中
埋設物の種類を特定することができないという問題があ
る。また、地中に貫入した探針を打振したときの感触や
探針のすべり具合などによる識別の場合は、前述のよう
に埋設物14の種類の特定は操作者が行うので、操作者
が異なると識別精度も異なることとなり、安定して識別
することが困難となる。また、人による判断であること
から、時間がかかるとともに、識別作業の省力化・省人
化の妨げとなる。In the prior art for detecting a reflected wave or a refracted wave by using an electromagnetic wave or the like, there is a problem that the type of the underground object cannot be specified. In addition, in the case of identification based on the feel when the probe penetrates into the ground and the degree of slippage of the probe, the type of the buried object 14 is specified by the operator as described above. If it is different, the identification accuracy will also be different, and it will be difficult to perform stable identification. In addition, since the judgment is performed by a person, it takes time and hinders labor saving and labor saving of the identification work.
【0010】さらに、前記パターン認識装置71を利用
した識別の場合は、前述したような操作者が識別する場
合のような不都合は解消するけれども、前記入力パター
ンとしてどのようなデータを入力すれば最適な識別が実
現できるかなど、具体的な方法は明らかではない。Further, in the case of the identification using the pattern recognition device 71, although the inconvenience such as the case where the operator identifies as described above is solved, what kind of data should be inputted as the input pattern is optimal. It is not clear how concrete identification can be realized.
【0011】本発明の目的は、安定した高い精度で、か
つ高速に埋設物の材質の種類を識別することができる地
中埋設物の種類の識別装置を提供することである。An object of the present invention is to provide an underground buried object type discriminating apparatus capable of discriminating the type of buried object material at high speed with stability and high accuracy.
【0012】[0012]
【課題を解決するための手段】本発明は、地中埋設物に
当接するまで地中に挿入される加振用探針を有し、前記
地中埋設物に振動を与える発振手段と、地中埋設物に当
接するまで地中に挿入される受振用探針を有し、前記発
振手段が地中埋設物に振動を与えることによって発生す
る弾性波を受振し、弾性波信号として出力する受振手段
と、前記受振手段が出力した弾性波信号から、地中埋設
物の種類を識別するための識別信号を作成する信号処理
手段と、前記識別信号に基づいて当該識別信号が表す地
中埋設物の種類を識別する識別手段とを備え、前記識別
手段は、複数の入力部を有する入力層と、地中埋設物の
種類に対応した数の出力部を有する出力層と、前記入力
層と出力層との間に介在される1または複数の中間層と
から成るニューラルネットワークを含み、前記信号処理
手段は、前記識別信号として、弾性波信号をアナログ/
デジタル変換した後フーリエ変換して周波数応答信号を
作成し、当該周波数応答信号を複数の周波数帯域毎に分
割した分割応答信号を前記ニューラルネットワークの入
力層の複数の入力部にそれぞれ与えることを特徴とする
地中埋設物の種類の識別装置である。本発明に従えば、
発振手段の加振用探針と、受振手段の受振用探針とは、
地中埋設物に当接するまで地中に挿入され、発振手段の
加振用探針を介して地中埋設物に振動を与え、当該地中
埋設物で発生した弾性波を受振手段の受振用探針を介し
て受振する。受振した弾性波に基づく弾性波信号から地
中埋設物の材質の種類を識別するための識別信号が作成
され、作成された識別信号に基づいて当該識別信号が表
す地中埋設物の種類が識別される。地中埋設物で発生す
る弾性波は、地中埋設物に固有のものであり、このため
上述のようにして地中埋設物の材質の種類を識別するこ
とが可能である。上述のような地中埋設物の識別方法
は、発振手段、受振手段、信号処理手段および識別手段
を備える地中埋設物の種類の識別装置を用いて行われ
る。信号処理手段は前記識別信号を作成し、識別手段は
信号処理手段が作成した識別信号に基づいて、当該識別
信号が表す地中埋設物の材質の種類を識別する。前記識
別手段は、複数の入力部を有する入力層と、地中埋設物
の種類に対応した数の出力部を有する出力層と、前記入
力層と出力層との間に介在される1または複数の中間層
とから成るニューラルネットワークを含み、前記信号処
理手段は、前記識別信号として、以下の信号を前記ニュ
ーラルネットワークの入力層の複数の入力部にそれぞれ
与える。すなわち、信号処理手段は、前記弾性波信号を
アナログ/デジタル変換した後フーリエ変換して周波数
応答信号を作成し、当該周波数応答信号を複数の周波数
帯域毎に分割した分割応答信号を、複数の入力部にそれ
ぞれ与える。前記分割応答信号が識別信号である。この
ような地中埋設物の種類の識別装置を用いて上述の方法
で地中埋設物の材質の種類を識別するので、従来技術の
ように人手によって地中埋設物の種類を識別することと
比較して、安定した高い精度での識別が可能となる。ま
た、識別に要する時間が短くなるとともに、省力化・省
人化を図ることが可能となる。さらに、複数の発振およ
び受振手段を用いると、一度に多数の地中埋設物の種類
の識別を行うことが可能となり、識別効率をさらに向上
させることができる。また、ニューラルネットワークを
用いると、入力層への入力データ数および出力層からの
出力データ数の変更が比較的容易である。According to the present invention, there is provided an oscillating means having a vibrating probe inserted into the ground until it comes into contact with an underground object, and oscillating means for applying vibration to the underground object. A vibration receiving probe that is inserted into the ground until it comes into contact with the buried object, receives an elastic wave generated by the oscillation means applying vibration to the buried object, and outputs an elastic wave signal. Means, signal processing means for creating an identification signal for identifying the type of the underground object from the elastic wave signal output by the vibration receiving means, and an underground object represented by the identification signal based on the identification signal Identification means for identifying a type of the input layer, an input layer having a plurality of input units, an output layer having a number of output units corresponding to the type of the underground object, the input layer and the output And one or more intermediate layers interposed between the layers Includes a network, said signal processing means, as the identification signal, the acoustic wave signal analog /
A frequency response signal is created by performing a Fourier transform after digital conversion, and a divided response signal obtained by dividing the frequency response signal into a plurality of frequency bands is provided to a plurality of input units of an input layer of the neural network. It is a device for identifying the type of underground buried object. According to the present invention,
The vibration probe of the oscillating means and the vibration probe of the vibration receiving means,
It is inserted into the ground until it abuts on the underground object, gives vibration to the underground object through the vibrating probe of the oscillating means, and transmits the elastic wave generated by the underground object to the vibration receiving means. Vibration is received through the probe. An identification signal for identifying the type of material of the underground object is created from the elastic wave signal based on the received elastic wave, and the type of the underground object represented by the identification signal is identified based on the created identification signal. Is done. The elastic wave generated in the underground object is unique to the underground object, and therefore, the type of the material of the underground object can be identified as described above. The underground object identification method as described above is performed using an underground object type identification device including an oscillating unit, a vibration receiving unit, a signal processing unit, and an identification unit. The signal processing means creates the identification signal, and the identification means identifies the type of material of the underground object represented by the identification signal based on the identification signal created by the signal processing means. The identification means includes: an input layer having a plurality of input sections; an output layer having a number of output sections corresponding to the type of the underground object; and one or a plurality of output layers interposed between the input layer and the output layer. The signal processing means applies the following signals to the plurality of inputs of the input layer of the neural network as the identification signals. That is, the signal processing unit performs analog-to-digital conversion on the elastic wave signal, and then performs Fourier transform to create a frequency response signal. Give each to the department. The division response signal is an identification signal. Since the type of the material of the underground object is identified by the above-described method using the underground object type identification device, the type of the underground object can be manually identified as in the related art. Compared with this, stable and highly accurate identification becomes possible. In addition, the time required for identification is reduced, and labor and labor can be saved. Furthermore, if a plurality of oscillation and vibration receiving means are used, it is possible to identify many types of underground objects at once, and the identification efficiency can be further improved. When a neural network is used, it is relatively easy to change the number of input data to the input layer and the number of output data from the output layer.
【0013】また本発明の前記識別手段は、ニューラル
ネットワークの出力層の出力部から地中埋設物の種類毎
に出力される出力信号レベルに基づいて、地中埋設物の
種類を判定する判定手段を含むことを特徴とする。本発
明に従えば、前記識別手段は判定手段を含み、ニューラ
ルネットワークの出力層の出力部から地中埋設物の種類
毎に出力される出力信号レベルに基づいて地中埋設物の
材質の種類を判定する。したがって、識別精度をさらに
向上することが可能となる。Further, the identification means of the present invention determines the type of the underground object based on the output signal level output from the output section of the output layer of the neural network for each type of the underground object. It is characterized by including. According to the present invention, the identification means includes a determination means, and determines the type of the material of the underground object based on the output signal level output for each type of the underground object from the output unit of the output layer of the neural network. judge. Therefore, the identification accuracy can be further improved.
【0014】また本発明は、前記識別手段の識別結果を
出力する出力手段を含むことを特徴とする。本発明に従
えば、前記地中埋設物の識別装置は出力手段を含み、識
別手段の識別結果を出力する。したがって、操作者は、
識別手段の識別結果を知ることができる。Further, the present invention is characterized in that it comprises output means for outputting the result of identification by the identification means. According to the present invention, the underground object identification device includes an output unit, and outputs an identification result of the identification unit. Therefore, the operator:
The identification result of the identification means can be known.
【0015】また本発明の前記出力手段は、前記識別手
段の識別結果を表示する表示手段であることを特徴とす
る。本発明に従えば、前記地中埋設物の識別装置は出力
手段を含み、識別手段の識別結果を出力する。前記出力
手段は、たとえば表示手段で実現される。したがって、
操作者は、識別手段の識別結果を知ることができる。Further, the output means of the present invention is a display means for displaying an identification result of the identification means. According to the present invention, the underground object identification device includes an output unit, and outputs an identification result of the identification unit. The output means is realized by, for example, a display means. Therefore,
The operator can know the identification result of the identification means.
【0016】また本発明の前記加振用探針および受振用
探針は、同一の探針であることを特徴とする。本発明に
従えば、前記加振用探針と受振用探針とは、同一の探針
で実現される。したがって、地中へは1つの探針を挿入
するだけでよく、作業の簡略化を図ることができる。Further, the vibration probe and the vibration probe of the present invention are the same probe. According to the present invention, the excitation probe and the vibration receiving probe are realized by the same probe. Therefore, only one probe needs to be inserted into the underground, and the operation can be simplified.
【0017】また本発明は、前記受振手段が出力した弾
性波信号を逐次に記憶する記憶手段を含み、前記識別手
段は、当該識別手段による識別結果が誤っていたときに
は、前記記憶手段に記憶された弾性波信号を読出し、読
出した弾性波信号を用いて当該識別手段が有するニュー
ラルネットワークを学習させることを特徴とする。本発
明に従えば、前記地中埋設物の識別装置は前記受振手段
が出力した弾性波信号を逐次に記憶する記憶手段を含
み、前記識別手段は、当該識別手段による識別結果が誤
っていたときには、前記記憶手段に記憶された弾性波信
号を読出し、読出した弾性波信号を用いて当該識別手段
が有するニューラルネットワークを学習させる。したが
って、誤った識別を行ったとしても、次回からは正しい
識別ができるようになり、識別性能がさらに向上する。
また、識別性能を容易に向上させることができる。Further, the present invention includes a storage unit for sequentially storing the elastic wave signals output from the vibration receiving unit, and the identification unit stores the elastic wave signal when the identification result by the identification unit is incorrect. Read the elastic wave signal, and train the neural network of the identification means using the read elastic wave signal. According to the present invention, the underground object identification device includes a storage unit that sequentially stores the elastic wave signals output by the vibration receiving unit, and the identification unit is configured to perform an identification when the identification result by the identification unit is incorrect. Reading the elastic wave signal stored in the storage means, and learning the neural network of the identification means using the read elastic wave signal. Therefore, even if erroneous identification is performed, correct identification can be performed from the next time, and the identification performance is further improved.
In addition, the identification performance can be easily improved.
【0018】[0018]
【発明の実施の形態】図1は、本発明の実施の一形態で
ある地中埋設物の識別装置27を示すブロック図であ
る。識別装置27は、発振装置21、受振装置22、信
号処理回路23、識別回路24、表示処理回路25、表
示装置26およびデータベース回路43を含んで構成さ
れる。FIG. 1 is a block diagram showing an underground object identification device 27 according to an embodiment of the present invention. The identification device 27 includes the oscillation device 21, the vibration receiving device 22, the signal processing circuit 23, the identification circuit 24, the display processing circuit 25, the display device 26, and the database circuit 43.
【0019】発振装置21は、加振用探針28、ハンマ
29、モータ30およびばね31を備える。加振用探針
28の一方端部側には、ばね31によって加振用探針2
8の長手方向(上下方向)に平行にばね付勢されたハン
マ29が配置される。ハンマ駆動回路30aによってモ
ータ30を駆動してハンマ29を上方に引上げた後、ハ
ンマ29を下方に落下させると、ハンマ29によって加
振用探針28に衝撃が加わる。The oscillating device 21 includes a vibrating probe 28, a hammer 29, a motor 30, and a spring 31. On one end side of the vibrating probe 28, the vibrating probe 2 is
A hammer 29 that is biased by a spring is disposed in parallel with the longitudinal direction (vertical direction) of the hammer. After the hammer 29 is pulled up by driving the motor 30 by the hammer drive circuit 30a, when the hammer 29 is dropped downward, an impact is applied to the vibrating probe 28 by the hammer 29.
【0020】加振用探針28の他方端部は、埋設物35
に当接するまで地中34に挿入され、ハンマ29によっ
て上述のようにして加えられた衝撃は、減衰する振動と
なって加振用探針28を伝播して埋設物35に伝わる。
振動が伝わった埋設物35では、物質に固有の弾性波が
発生する。前記加振用探針28は、たとえば地表面に対
して30°〜45°の角度で挿入され、また0.1kg
重〜0.3kg重で加振される。The other end of the vibrating probe 28 is
The impact applied as described above by the hammer 29 until it comes into contact with the ground is transmitted to the vibrating probe 28 as attenuated vibration and transmitted to the buried object 35.
In the embedded object 35 to which the vibration has been transmitted, an elastic wave unique to the substance is generated. The vibrating probe 28 is inserted, for example, at an angle of 30 ° to 45 ° with respect to the ground surface,
Vibration is applied at a weight of ~ 0.3 kg.
【0021】受振装置22は、受振用探針32およびセ
ンサ33を備える。受振用探針32の一方端部側にはセ
ンサ33が取付けられる。受振用探針32の他方端部
は、前記埋設物35に当接するまで地中34に挿入され
る。上述のようにして埋設物35で発生した弾性波は、
受振用探針32で受振され、当該受振用探針32を伝播
してセンサ33で弾性波信号に変換される。当該弾性波
信号は、信号処理回路23の信号増幅器36、データベ
ース回路43および表示処理回路25に入力される。The vibration receiving device 22 includes a vibration receiving probe 32 and a sensor 33. A sensor 33 is attached to one end of the vibration receiving probe 32. The other end of the vibration receiving probe 32 is inserted into the underground 34 until it comes into contact with the buried object 35. The elastic wave generated in the buried object 35 as described above is
The vibration is received by the vibration receiving probe 32, propagated through the vibration receiving probe 32, and converted into an elastic wave signal by the sensor 33. The elastic wave signal is input to the signal amplifier 36 of the signal processing circuit 23, the database circuit 43, and the display processing circuit 25.
【0022】信号処理回路23は、信号増幅器36、A
/D変換器37、波形記憶回路38、FFT演算回路3
9および入力ベクトル生成回路40を含んで構成され
る。信号処理回路23では、受振した弾性波から地中埋
設物を識別するための識別信号が作成される。すなわ
ち、センサ33で変換された弾性波信号は、信号増幅器
36に入力されて増幅される。また、必要に応じて、信
号増幅器36が備えるフィルタを用いて不要な信号が取
り除かれる。信号増幅器36で処理された信号は、A/
D(アナログ/デジタル)変換器37に入力されてデジ
タル信号に変換され、さらに波形記憶回路38に入力さ
れて時間軸応答信号として記憶される。The signal processing circuit 23 includes a signal amplifier 36, A
/ D converter 37, waveform storage circuit 38, FFT operation circuit 3
9 and an input vector generation circuit 40. In the signal processing circuit 23, an identification signal for identifying an underground object is created from the received elastic waves. That is, the elastic wave signal converted by the sensor 33 is input to the signal amplifier 36 and amplified. Unnecessary signals are removed using a filter included in the signal amplifier 36 as necessary. The signal processed by the signal amplifier 36 is A /
The signal is input to a D (analog / digital) converter 37, converted into a digital signal, further input to a waveform storage circuit 38, and stored as a time axis response signal.
【0023】波形記憶回路38に記憶された時間軸応答
信号は、FFT(高速フーリエ変換)演算回路39でフ
ーリエ変換されて周波数応答信号が作成される。作成さ
れた周波数応答信号は、入力ベクトル生成回路40で複
数の周波数帯域毎に分割された分割応答信号が作成され
る。たとえば、20Hz〜5kHzの周波数帯域の信号
が、10〜100の範囲に分割される。たとえば50に
分割される。これらの分割信号は、予め学習し、データ
ベース回路43に記憶されるデータ中の各成分の最大値
で割算され、0〜1の値に正規化される。このようにし
て作成された分割応答信号が前記識別信号である。The time axis response signal stored in the waveform storage circuit 38 is Fourier transformed by an FFT (Fast Fourier Transform) operation circuit 39 to generate a frequency response signal. The generated frequency response signal is divided by the input vector generation circuit 40 into a plurality of frequency bands to generate a divided response signal. For example, a signal in a frequency band of 20 Hz to 5 kHz is divided into a range of 10 to 100. For example, it is divided into 50. These divided signals are learned in advance, divided by the maximum value of each component in the data stored in the database circuit 43, and normalized to a value of 0 to 1. The divided response signal thus created is the identification signal.
【0024】識別回路24は、ニューラルネットワーク
41および出力ベクトル判定回路42を含んで構成され
る。ニューラルネットワーク41としては、たとえばB
PNNが使用される。ニューラルネットワーク41に
は、入力ベクトル生成回路40からの分割応答信号が入
力され、当該分割応答信号に基づく地中埋設物の種類毎
の出力信号を作成して出力ベクトル判定回路42に与え
る。出力ベクトル判定回路42は、ニューラルネットワ
ーク41からの出力信号レベルに基づいて、地中埋設物
の種類を判定する。The identification circuit 24 includes a neural network 41 and an output vector determination circuit 42. As the neural network 41, for example, B
PNN is used. The neural network 41 receives the divided response signal from the input vector generation circuit 40, creates an output signal for each type of underground object based on the divided response signal, and provides the output signal to the output vector determination circuit 42. The output vector determination circuit 42 determines the type of the underground object based on the output signal level from the neural network 41.
【0025】波形記憶回路38、FFT演算回路39、
入力ベクトル生成回路40、ニューラルネットワーク4
1および出力ベクトル判定回路42からの出力信号は、
表示処理回路25で画像処理され、たとえば液晶表示装
置で実現される表示装置26に表示される。The waveform storage circuit 38, the FFT operation circuit 39,
Input vector generation circuit 40, neural network 4
1 and the output signal from the output vector determination circuit 42 are
The image is processed by the display processing circuit 25 and is displayed on a display device 26 realized by, for example, a liquid crystal display device.
【0026】図2は、前記識別回路24のニューラルネ
ットワーク41の概略的構成を示す図である。ニューラ
ルネットワーク41は、前記BPNNであり、入力層4
4、中間層45および出力層46で構成される。入力層
44は、複数のノードNI1〜NImで構成される。中
間層45は、1または複数の層構造であり、各層はそれ
ぞれ複数のノードNMで構成される。本形態では中間層
45を1層とし、当該中間層45は、複数のノードNM
1〜NMpで構成される。出力層46は、複数のノード
NO1〜NOnで構成される。FIG. 2 is a diagram showing a schematic configuration of the neural network 41 of the identification circuit 24. The neural network 41 is the BPNN, and the input layer 4
4, an intermediate layer 45 and an output layer 46. The input layer 44 includes a plurality of nodes NI1 to NIm. The intermediate layer 45 has one or a plurality of layer structures, and each layer includes a plurality of nodes NM. In this embodiment, the intermediate layer 45 is a single layer, and the intermediate layer 45 includes a plurality of nodes NM.
1 to NMp. The output layer 46 includes a plurality of nodes NO1 to NOn.
【0027】前記入力層44および出力層46を構成す
る各ノードの数は、入力されるデータの数および出力す
べきデータの数に対応して決定される。すなわち、入力
層44を構成するノードNIの数は、入力ベクトル生成
回路40で作成された分割応答信号の数に相当する。ま
た、出力層46を構成するノードNOの数は、埋設物の
種類の数に相当する。たとえば、ノードNIの数は50
に、ノードNOの数は4にそれぞれ選ばれ、また中間層
45を構成するノードNMの数は経験的に20に選ばれ
る。The number of nodes constituting the input layer 44 and the output layer 46 is determined according to the number of data to be input and the number of data to be output. That is, the number of nodes NI forming the input layer 44 corresponds to the number of divided response signals generated by the input vector generation circuit 40. Further, the number of nodes NO constituting the output layer 46 corresponds to the number of types of buried objects. For example, the number of nodes NI is 50
The number of nodes NO is selected to be four, and the number of nodes NM constituting the intermediate layer 45 is empirically selected to be twenty.
【0028】このようなニューラルネットワーク41の
学習は、データベース回路43に予め記憶された弾性波
信号と地中埋設物の種類とのデータが利用される。地中
埋設物の種類に対応したカテゴリベクトルは、識別した
い種類をニューラルネットワーク41の出力層46のノ
ードNOの状態で表したものである。出力層46のノー
ドNOと識別したいカテゴリとを1対1に対応させてい
る。たとえば、出力層46のノードNOnに対応したカ
テゴリを学習させるときには、入力層44のノードNI
1〜NImに予め定める特徴ベクトルをそれぞれ与える
とともに、出力層46のノードNO1〜NOnに教師信
号としてCi(i=n)=1、Ci(i≠n)=0のカ
テゴリベクトルをそれぞれ与える。In the learning of the neural network 41, data of the elastic wave signal and the type of the underground object stored in the database circuit 43 in advance are used. The category vector corresponding to the type of the underground object indicates the type to be identified in the state of the node NO in the output layer 46 of the neural network 41. The node number of the output layer 46 is associated with the category to be identified on a one-to-one basis. For example, when learning the category corresponding to the node NOn of the output layer 46, the node NI of the input layer 44
A predetermined feature vector is given to 1 to NIm, respectively, and a category vector of Ci (i = n) = 1 and Ci (i ≠ n) = 0 is given to nodes NO1 to NOn of the output layer 46 as teacher signals, respectively.
【0029】図3は、識別回路24の出力ベクトル判定
回路42での判定方法を説明するための図である。埋設
物の種類としてA〜Dの4種類を仮定して説明する。し
たがってニューラルネットワーク41の出力層は4つの
ノードNO1〜NO4で構成され、当該ニューラルネッ
トワーク41からは、A〜Dの種類に対応した4つの出
力信号が出力されて出力ベクトル判定回路42に入力さ
れる。このとき、出力信号レベルが最大値のものが識別
候補として選ばれる。出力ベクトル判定回路42では、
予め2つの閾値T1,T2(T1>T2)が設定され
る。FIG. 3 is a diagram for explaining a determination method in the output vector determination circuit 42 of the identification circuit 24. The description will be made assuming four types of objects A to D as the types of buried objects. Therefore, the output layer of the neural network 41 is composed of four nodes NO1 to NO4. From the neural network 41, four output signals corresponding to the types A to D are output and input to the output vector determination circuit 42. . At this time, the one having the maximum output signal level is selected as the identification candidate. In the output vector determination circuit 42,
Two thresholds T1 and T2 (T1> T2) are set in advance.
【0030】図3(1)に示されるように、出力信号レ
ベルが最大であり、識別候補として選ばれたBの信号レ
ベルは、T1以上であり、A,C,Dの信号レベルがT
2以下であれば、識別候補としたBを埋設物の種類とし
て採用する。図3(2)に示されるように、Bの信号レ
ベルがT2以上、T1以下であり、A,C,Dの信号レ
ベルがT2以下であるとき、または図3(3)に示され
るようにBの信号レベルがT1以上であり、A,C,D
のいずれか、たとえばAがT2以上であるときには、識
別候補としたBを棄却する。As shown in FIG. 3A, the output signal level is the maximum, the signal level of B selected as a candidate for identification is equal to or higher than T1, and the signal levels of A, C, and D are equal to T.
If it is 2 or less, B as the identification candidate is adopted as the type of the buried object. As shown in FIG. 3 (2), when the signal level of B is T2 or more and T1 or less, and the signal levels of A, C and D are T2 or less, or as shown in FIG. The signal level of B is equal to or higher than T1, and A, C, D
For example, when A is equal to or greater than T2, B as an identification candidate is rejected.
【0031】なお、前記閾値T1,T2は経験的に選ば
れる。たとえば、4つの出力信号レベルが近接する場合
に、T1,T2を出力信号レベル付近の比較的差の小さ
い値に設定すると、選択した識別候補を採用することが
できるし、T1,T2を差の大きい値に設定すると、選
択した識別候補が棄却される。T1,T2は、所望とす
る識別精度に応じて設定される。たとえば、出力信号レ
ベルの最大値を1としてT1=0.7,T2=0.3に
それぞれ設定される。The threshold values T1 and T2 are empirically selected. For example, when the four output signal levels are close to each other, if T1 and T2 are set to relatively small values near the output signal level, the selected identification candidate can be adopted. If set to a large value, the selected identification candidate is rejected. T1 and T2 are set according to desired identification accuracy. For example, assuming that the maximum value of the output signal level is 1, T1 is set to 0.7 and T2 is set to 0.3.
【0032】図4は、表示装置26に表示される表示画
面47の構成を示す図である。表示画面47は、時間波
形表示領域48、周波数スペクトル表示領域49,5
0、入力ベクトル表示領域51、ニューラルネットワー
ク構成表示領域52、出力ベクトル表示領域53および
埋設物名称表示領域54を含んで構成される。FIG. 4 is a diagram showing a configuration of a display screen 47 displayed on the display device 26. As shown in FIG. The display screen 47 includes a time waveform display area 48 and frequency spectrum display areas 49 and 5.
0, an input vector display area 51, a neural network configuration display area 52, an output vector display area 53, and an embedded object name display area 54.
【0033】時間波形表示領域48には、波形記憶回路
38からの時間軸応答信号に基づく波形が表示され、た
とえば0〜50msecの間の波形が表示される。周波
数スペクトル表示領域49,50には、FFT演算回路
39からの周波数応答信号に基づくスペクトルが表示さ
れる。一方の周波数スペクトル表示領域49には、たと
えば0〜20kHzの間のスペクトルが表示され、他方
の周波数スペクトル表示領域50には、たとえば20H
z〜5kHzの間のスペクトルが対数表示される。In the time waveform display area 48, a waveform based on the time axis response signal from the waveform storage circuit 38 is displayed, for example, a waveform for 0 to 50 msec is displayed. In the frequency spectrum display areas 49 and 50, the spectrum based on the frequency response signal from the FFT operation circuit 39 is displayed. One frequency spectrum display area 49 displays a spectrum between 0 and 20 kHz, for example, and the other frequency spectrum display area 50 displays, for example, 20H.
The spectrum between z and 5 kHz is displayed logarithmically.
【0034】入力ベクトル表示領域51には、入力ベク
トル生成回路40からの複数の分割応答信号に基づくグ
ラフ、すなわちニューラルネットワーク41に入力され
る入力ベクトルが表示される。ニューラルネットワーク
構成表示領域52には、前述したニューラルネットワー
ク41の構成が表示される。出力ベクトル表示領域53
には、ニューラルネットワーク41からの出力ベクトル
が、たとえば棒グラフとして表示される。埋設物名称表
示領域54には、出力ベクトル判定回路42で判定され
た埋設物の種類を表す名称が表示される。In the input vector display area 51, a graph based on a plurality of divided response signals from the input vector generation circuit 40, that is, an input vector input to the neural network 41 is displayed. In the neural network configuration display area 52, the configuration of the neural network 41 described above is displayed. Output vector display area 53
, An output vector from the neural network 41 is displayed as, for example, a bar graph. In the embedded object name display area 54, a name indicating the type of the embedded object determined by the output vector determination circuit 42 is displayed.
【0035】図5は、地中埋設物の識別および学習方法
を示すフローチャートである。また、図6は、表示画面
47の一例を示す図である。ステップa1では、受振装
置22で受信した弾性波信号が、信号処理回路23の信
号増幅器36に入力され、A/D変換器37でデジタル
信号に変換されて波形記憶回路38に時間軸応答信号と
して記憶される。ステップa2では、波形記憶回路38
に記憶された時間軸応答信号がFFT演算回路39でフ
ーリエ変換され、周波数応答信号が作成される。さら
に、入力ベクトル生成回路40で複数の分割応答信号が
作成される。ステップa3では、受信した弾性波信号が
データベース回路43に記憶される。データベース回路
43に記憶することによって、誤った識別をしたときに
ニューラルネットワークを再学習させることが可能とな
る。FIG. 5 is a flowchart showing a method of identifying and learning an underground object. FIG. 6 is a diagram illustrating an example of the display screen 47. In step a1, the elastic wave signal received by the vibration receiving device 22 is input to the signal amplifier 36 of the signal processing circuit 23, converted into a digital signal by the A / D converter 37, and stored in the waveform storage circuit 38 as a time axis response signal. It is memorized. In step a2, the waveform storage circuit 38
Is subjected to a Fourier transform by the FFT operation circuit 39 to generate a frequency response signal. Further, the input vector generation circuit 40 generates a plurality of divided response signals. In step a3, the received elastic wave signal is stored in the database circuit 43. By storing the information in the database circuit 43, the neural network can be re-learned when an erroneous identification is made.
【0036】ステップa4では、識別モードであるか否
かが判断される。識別モードである場合、ステップa5
に移り、識別モードでなく、学習モードである場合、ス
テップa9に移る。ステップa5では、入力ベクトル生
成回路40で作成された分割応答信号が、ニューラルネ
ットワーク41に入力されてニューラルネットワーク識
別処理される。ステップa6では、ニューラルネットワ
ーク41からの出力信号が出力ベクトル判定回路42に
入力されて識別結果判定処理される。ステップa7で
は、表示装置26に、たとえば図6に示される表示画面
47が表示される。At step a4, it is determined whether the mode is the identification mode. If it is the identification mode, step a5
When the mode is not the identification mode but the learning mode, the process proceeds to step a9. In step a5, the divided response signal created by the input vector generation circuit 40 is input to the neural network 41 and subjected to neural network identification processing. In step a6, the output signal from the neural network 41 is input to the output vector determination circuit 42, and the identification result determination process is performed. At step a7, for example, a display screen 47 shown in FIG.
【0037】ステップa8では、処理終了か否かが判断
され、終了でない場合にはステップa1に戻る。At step a8, it is determined whether or not the processing is completed. If not, the process returns to step a1.
【0038】ステップa4で学習モードであった場合の
ステップa9では、前記ステップa3でデータベース回
路43に記憶された弾性波信号が読出されて、当該弾性
波信号がニューラルネットワーク41の学習に使用され
る。In step a9 when the learning mode is set in step a4, the elastic wave signal stored in the database circuit 43 in step a3 is read out, and the elastic wave signal is used for learning of the neural network 41. .
【0039】ステップa10では、読出された弾性波信
号と対応する埋設物の種類との関係がニューラルネット
ワーク41で学習処理される。学習処理が終了するとス
テップa8に戻る。In step a10, the neural network 41 learns the relationship between the read elastic wave signal and the type of the buried object. When the learning process ends, the process returns to step a8.
【0040】学習モードは、識別を行う前に実行できる
とともに、識別を行い、当該識別の結果が誤っていたと
きにも実行できる。識別の結果の誤りは、操作者によっ
て判断される。このように学習モードを運用することに
よって、識別能力をさらに向上させることができる。The learning mode can be executed before performing the identification, and can also be executed when the identification is performed and the result of the identification is incorrect. An error in the identification result is determined by the operator. By operating the learning mode in this way, the discrimination ability can be further improved.
【0041】図7および図8は、埋設物の種類毎の弾性
波の一例を示すグラフである。図7(1),(3),
(5),(7)および図8(1),(3),(5),
(7)は、弾性波強度と時間との関係を示すグラフであ
り、図7(2),(4),(6),(8)および図8
(2),(4),(6),(8)は、弾性波強度と周波
数との関係を示すグラフである。図7および図8の
(1),(2)は埋設物が金属片である場合、(3),
(4)はプラスチック片である場合、(5),(6)は
石片である場合、(7),(8)は木片である場合をそ
れぞれ表す。図7は、土壌が乾燥したローム土である場
合、図8は湿った砂地である場合をそれぞれ表す。FIGS. 7 and 8 are graphs showing examples of elastic waves for each type of buried object. FIG. 7 (1), (3),
(5), (7) and FIGS. 8 (1), (3), (5),
(7) is a graph showing the relationship between elastic wave intensity and time, and is shown in FIGS. 7 (2), (4), (6), (8) and FIG.
(2), (4), (6) and (8) are graphs showing the relationship between elastic wave intensity and frequency. FIGS. 7 and 8 show (1) and (2) when the buried object is a metal piece.
(4) represents the case of plastic pieces, (5) and (6) represent the case of stone pieces, and (7) and (8) represent the case of wood pieces. FIG. 7 shows a case where the soil is dry loam soil, and FIG. 8 shows a case where the soil is wet sand.
【0042】図7および図8の周波数スペクトルから、
物質固有の応答特性があることがわかる。また、測定条
件による影響が少ないこともわかる。さらに、再現性も
優れていることが確認されている。これらのことから、
弾性波を利用した地中埋設物の種類の識別を安定して精
度よく行うことが可能であることがわかる。From the frequency spectra of FIG. 7 and FIG.
It can be seen that there is a response characteristic unique to the substance. Also, it is understood that the influence of the measurement conditions is small. Furthermore, it has been confirmed that the reproducibility is also excellent. from these things,
It can be seen that it is possible to stably and accurately identify the type of underground object using elastic waves.
【0043】図9は、発振装置21および受振装置22
の他の例である発振・受振装置55を示すブロック図で
ある。発振・受振装置55は、発振装置21の加振用探
針28と受振装置22の受振用探針32とを同じ探針と
したものであり、前記発振・受振装置55は、ハンマ5
6、モータ57、ばね58、センサ59および加振・受
振用探針60を備える。ハンマ56およびモータ57に
よって、前記発振装置21と同様にして探針60に衝撃
が加えられて発生した減衰する振動は、加振・受振用探
針60を伝播して埋設物35に伝わる。埋設物35で発
生した弾性波は、前記加振・受振用探針60で受振さ
れ、当該加振・受振用探針60を伝播してセンサ59で
弾性波信号に変換される。当該弾性波信号は、信号増幅
器36に入力される。FIG. 9 shows an oscillation device 21 and a vibration receiving device 22.
It is a block diagram which shows the oscillation / vibration receiving apparatus 55 which is another example. The oscillation / vibration device 55 is configured such that the vibration probe 28 of the oscillation device 21 and the vibration probe 32 of the vibration device 22 are the same probe.
6, a motor 57, a spring 58, a sensor 59, and a vibration / vibration receiving probe 60 are provided. Attenuated vibration generated by applying an impact to the probe 60 by the hammer 56 and the motor 57 in the same manner as in the oscillation device 21 is propagated through the excitation / vibration receiving probe 60 and transmitted to the embedded object 35. The elastic wave generated by the embedded object 35 is received by the excitation / vibration probe 60, propagates through the excitation / vibration probe 60, and is converted into an elastic wave signal by the sensor 59. The elastic wave signal is input to the signal amplifier 36.
【0044】以上のように、本形態によれば、従来技術
のように操作者が埋設物の種類を識別することと比較す
ると、安定した高い精度で識別することが可能となる。
また、短時間で識別できるとともに、省力化・省人化を
図ることが可能となる。As described above, according to the present embodiment, it is possible to identify the type of the buried object with stability and high accuracy, as compared with the case where the operator identifies the type of the buried object as in the prior art.
In addition, identification can be performed in a short time, and labor and labor can be saved.
【0045】さらに、ニューラルネットワーク41を用
いると、入力層44への入力データ数、および出力層4
6からの出力データ数の変更が比較的容易である。ニュ
ーラルネットワーク41の入力層44への入力データと
して分割応答信号に加えて、地質条件(たとえば探針の
挿入力、土壌の密度など)や、測定条件(たとえば探針
の挿入角度、挿入深さなど)を表すデータを入力するこ
とによって、識別精度をさらに向上することが可能であ
る。なお、本形態では、BPNNの例について説明した
けれども、たとえばシグモイド関数以外の非線形関数を
用いたり、さらにBPNN以外のどのようなニューラル
ネットワークを用いた場合でも、同様の効果が得られ
る。Further, when the neural network 41 is used, the number of input data to the input layer 44 and the output layer 4
It is relatively easy to change the number of output data from 6. In addition to the divided response signal as input data to the input layer 44 of the neural network 41, geological conditions (for example, probe insertion force, soil density, etc.) and measurement conditions (for example, probe insertion angle, insertion depth, etc.) ) Can further improve the identification accuracy. In the present embodiment, an example of BPNN has been described. However, similar effects can be obtained even when a non-linear function other than the sigmoid function is used, or when any neural network other than BPNN is used.
【0046】また、出力ベクトル判定回路42でニュー
ラルネットワーク41からの出力信号レベルに基づく判
定を行うことによって、識別精度の向上を図ることが可
能となる。なお、出力ベクトル判定回路42を設けなか
った場合には、たとえば出力信号レベルが最大であるニ
ューラルネットワーク41からの出力信号によって地中
埋設物の種類が決定される。Further, by making a determination based on the output signal level from the neural network 41 in the output vector determination circuit 42, it is possible to improve the identification accuracy. If the output vector determination circuit 42 is not provided, for example, the type of the underground object is determined by the output signal from the neural network 41 having the maximum output signal level.
【0047】また、表示装置26に識別状況が段階的に
表示されるので、操作者が識別結果を知ることができる
上に、さらに識別処理の過程を知ることができる。な
お、表示装置26に表示する以外に、識別結果が所望と
する埋設物の種類であるときにブザー音を鳴らす報知手
段を設ける例や、警告灯でフラッシュ(点滅)表示する
例も本発明の範囲に属するものである。Further, the identification status is displayed step by step on the display device 26, so that the operator can know the identification result and further know the process of the identification process. In addition to the display on the display device 26, the present invention also includes an example in which an informing unit that emits a buzzer sound when the identification result indicates the type of the buried object is desired, and an example in which a flashing (flashing) display is performed using a warning light. It belongs to the range.
【0048】さらに、発振・受振装置55を用いること
によって、地中への探針の挿入は1つでよくなり、作業
の簡略化を図ることができる。Furthermore, by using the oscillation / vibration receiving device 55, only one probe needs to be inserted into the ground, and the operation can be simplified.
【0049】[0049]
【発明の効果】以上のように本発明によれば、地中埋設
物の材質の種類を安定した高い精度で、かつ短時間で識
別することができ、作業の省力化・省人化を図ることが
可能となる。また、ニューラルネットワークを用いるこ
とは、ニューラルネットワークへの入力データ数、ニュ
ーラルネットワークからの出力データ数の変更が比較的
容易である。さらに、判定手段を設けることによって識
別精度が向上する。またさらに、識別結果を出力するこ
とによって、操作者は識別結果を知ることができる。さ
らに、加振用探針と受振用探針とを同一の探針とするこ
とによって、作業の簡略化を図ることができる。また、
誤った識別を行った場合であっても、ニューラルネット
ワークを学習させることによって、次回からは正しい識
別ができるようになり、識別性能がさらに向上する。As described above, according to the present invention, the type of material of an underground object can be identified with high accuracy and in a short period of time, and labor and labor can be saved. It becomes possible. Using a neural network makes it relatively easy to change the number of input data to the neural network and the number of output data from the neural network. Further, by providing the determination means, the identification accuracy is improved. Further, by outputting the identification result, the operator can know the identification result. Further, by using the same probe for the vibration probe and the vibration probe, the operation can be simplified. Also,
Even if erroneous identification is performed, by learning the neural network, correct identification can be performed from the next time, and the identification performance is further improved.
【図1】本発明の実施の一形態である地中埋設物の種類
の識別装置27を示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing an underground object type identification device 27 according to an embodiment of the present invention.
【図2】識別回路24のニューラルネットワーク41の
概略的構成を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing a schematic configuration of a neural network 41 of the identification circuit 24.
【図3】識別回路24の出力ベクトル判定回路42での
判定方法を説明するための図である。FIG. 3 is a diagram illustrating a determination method in an output vector determination circuit of the identification circuit.
【図4】表示装置26に表示される表示画面47の構成
を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing a configuration of a display screen 47 displayed on the display device 26.
【図5】地中埋設物の種類の識別および学習方法を示す
フローチャートである。FIG. 5 is a flowchart showing a method of identifying and learning the type of an underground object.
【図6】表示画面47の一例を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing an example of a display screen 47.
【図7】埋設物の弾性波の一例を示すグラフである。FIG. 7 is a graph showing an example of an elastic wave of a buried object.
【図8】埋設物の弾性波の一例を示すグラフである。FIG. 8 is a graph showing an example of an elastic wave of a buried object.
【図9】発振・受振装置55を示すブロック図である。FIG. 9 is a block diagram showing an oscillation / vibration receiving device 55.
【図10】典型的な従来例であるパターン認識装置71
の構成を示すブロック図である。FIG. 10 shows a pattern recognition device 71 as a typical conventional example.
FIG. 3 is a block diagram showing the configuration of FIG.
21 発振装置 22 受振装置 23 信号処理回路 24 識別回路 26 表示装置 27 地中埋設物の種類の識別装置 28 加振用探針 29 ハンマ 32 受振用探針 33 センサ 34 地中 35 埋設物 36 信号増幅器 37 A/D(アナログ/デジタル)変換器 38 波形記憶回路 39 FFT演算回路 40 入力ベクトル生成回路 41 ニューラルネットワーク 42 出力ベクトル判定回路 43 データベース回路 44 入力層 45 中間層 46 出力層 55 発振・受振装置 60 加振・受振用探針 DESCRIPTION OF SYMBOLS 21 Oscillation device 22 Vibration receiving device 23 Signal processing circuit 24 Identification circuit 26 Display device 27 Identification device of type of underground object 28 Vibration probe 29 Hammer 32 Vibration probe 33 Sensor 34 Underground 35 Buried object 36 Signal amplifier 37 A / D (analog / digital) converter 38 waveform storage circuit 39 FFT operation circuit 40 input vector generation circuit 41 neural network 42 output vector determination circuit 43 database circuit 44 input layer 45 intermediate layer 46 output layer 55 oscillation / vibration device 60 Vibration / vibration probe
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 加納 雅彦 神奈川県相模原市淵野辺1−18−32 A −302 (72)発明者 牧野 辰夫 岐阜県各務原市川崎町1番地 川崎重工 業株式会社 岐阜工場内 (72)発明者 宇野 昌嘉 岐阜県各務原市川崎町1番地 川崎重工 業株式会社 岐阜工場内 (72)発明者 木村 智納 岐阜県各務原市川崎町1番地 川崎重工 業株式会社 岐阜工場内 (56)参考文献 特開 平5−5785(JP,A) 特開 平8−152472(JP,A) 特開 平3−286380(JP,A) 特開 平4−84754(JP,A) 特開 平2−179471(JP,A) 特開 平2−176011(JP,A) IEE Conference Pu blication No.409 P393 −398「NEURAL NETWORK S FOR THE DETE CTI ON OF BURIED PLAN T」′Artificial Neur al Networks’,26−28 J une 1995 防衛技術ジャーナル「地中探査レー ダ」VOL.15 NO.8 P9−17 8月、1995 IGARSS VOL.1994 NO. 4 P2117−2119「WAVELETS AND NEUTRAL NETS」 (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G01N 29/00 - 29/28 G01S 15/00 - 15/96 G01V 1/00 - 1/52──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Masahiko Kano 1-18-32 Fuchinobe, Sagamihara City, Kanagawa Prefecture A-302 (72) Inventor Tatsuo Makino 1 Kawasakicho, Kakamigahara City, Gifu Prefecture Kawasaki Heavy Industries, Ltd. Gifu Factory (72) Inventor Masaka Uno 1st Kawasaki-cho, Kakamigahara-shi, Gifu Pref. In the Gifu factory of Kawasaki Heavy Industries, Ltd. (72) Inventor China Kimura 1st Kawasaki-cho, Kakamigahara-shi, Gifu pref. References JP 5-5785 (JP, A) JP 8-152472 (JP, A) JP 3-286380 (JP, A) JP 4-84754 (JP, A) 2-179471 (JP, A) Japanese Patent Laid-Open No. 2-176011 (JP, A) IEEE Conference Publication No. 409 P393-398 "Neural Networks S For The Detition Of Buried Plan T", Artificial Neuronal Networks', 26-28 June 1995 Defense Technology Journal "Underground Exploration Radar" Vol. 15 NO. 8 P9-17 August, 1995 IGARSS VOL. 1994 NO.4 P2117-2119 "WAVELETS AND NEUTRAL NETS" (58) Fields investigated (Int. Cl. 6 , DB name) G01N 29/00-29/28 G01S 15/00-15/96 G01V 1/00- 1/52
Claims (6)
れる加振用探針を有し、前記地中埋設物に振動を与える
発振手段と、 地中埋設物に当接するまで地中に挿入される受振用探針
を有し、前記発振手段が地中埋設物に振動を与えること
によって発生する弾性波を受振し、弾性波信号として出
力する受振手段と、 前記受振手段が出力した弾性波信号から、地中埋設物の
種類を識別するための識別信号を作成する信号処理手段
と、 前記識別信号に基づいて当該識別信号が表す地中埋設物
の種類を識別する識別手段とを備え、 前記識別手段は、 複数の入力部を有する入力層と、 地中埋設物の種類に対応した数の出力部を有する出力層
と、 前記入力層と出力層との間に介在される1または複数の
中間層とから成るニューラルネットワークを含み、 前記信号処理手段は、前記識別信号として、弾性波信号
をアナログ/デジタル変換した後フーリエ変換して周波
数応答信号を作成し、当該周波数応答信号を複数の周波
数帯域毎に分割した分割応答信号を前記ニューラルネッ
トワークの入力層の複数の入力部にそれぞれ与えること
を特徴とする地中埋設物の種類の識別装置。1. An oscillating means having a vibration probe inserted into the ground until it comes into contact with an underground object, and an oscillating means for applying vibration to the underground object; A vibration receiving tip inserted therein, the oscillation means receiving an elastic wave generated by applying vibration to the object buried underground, and a vibration receiving means for outputting as an elastic wave signal; From the elastic wave signal obtained, a signal processing means for creating an identification signal for identifying the type of the underground object, and identification means for identifying the type of the underground object represented by the identification signal based on the identification signal Comprising: an input layer having a plurality of input portions; an output layer having a number of output portions corresponding to the type of the underground object; and an intervening portion between the input layer and the output layer. Including a neural network consisting of one or more hidden layers The signal processing means generates a frequency response signal by subjecting the acoustic wave signal to analog / digital conversion and then Fourier-transforming it as the identification signal, and generates a divided response signal obtained by dividing the frequency response signal into a plurality of frequency bands. An underground object type discriminating apparatus, which is provided to each of a plurality of input units of an input layer of a neural network.
クの出力層の出力部から地中埋設物の種類毎に出力され
る出力信号レベルに基づいて、地中埋設物の種類を判定
する判定手段を含むことを特徴とする請求項1記載の地
中埋設物の種類の識別装置。2. The method according to claim 1, wherein the identification unit includes a determination unit configured to determine a type of the underground object based on an output signal level output from the output unit of the output layer of the neural network for each type of the underground object. 2. An apparatus for identifying the type of an underground object according to claim 1, wherein:
手段を含むことを特徴とする請求項1記載の地中埋設物
の種類の識別装置。3. The apparatus according to claim 1, further comprising an output unit that outputs an identification result of the identification unit.
果を表示する表示手段であることを特徴とする請求項3
記載の地中埋設物の種類の識別装置。4. The apparatus according to claim 3, wherein said output means is display means for displaying a result of identification by said identification means.
Apparatus for identifying the type of underground object described.
一の探針であることを特徴とする請求項1記載の地中埋
設物の種類の識別装置。5. The apparatus according to claim 1, wherein the vibrating probe and the vibrating probe are the same probe.
次に記憶する記憶手段を含み、 前記識別手段は、当該識別手段による識別結果が誤って
いたときには、前記記憶手段に記憶された弾性波信号を
読出し、読出した弾性波信号を用いて当該識別手段が有
するニューラルネットワークを学習させることを特徴と
する請求項1記載の地中埋設物の種類の識別装置。6. A storage unit for sequentially storing elastic wave signals output from said vibration receiving unit, wherein said identification unit stores an elastic wave signal stored in said storage unit when an identification result by said identification unit is incorrect. 2. The underground object type discriminating apparatus according to claim 1, wherein the signal is read, and the neural network of the discriminating means is learned using the read elastic wave signal.
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| JPH0980034A JPH0980034A (en) | 1997-03-28 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2024152543A (en) * | 2023-04-13 | 2024-10-25 | 國立中央大學 | A method for proposing parameters for optimizing coagulation operation in water purification |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3723107B2 (en) * | 2001-09-13 | 2005-12-07 | 三菱重工業株式会社 | Waveform data analysis apparatus and analysis system |
| JP2018096763A (en) * | 2016-12-10 | 2018-06-21 | 株式会社ポート電子 | Hammering sound discriminating device, and discriminating method |
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| JP7225876B2 (en) * | 2019-02-08 | 2023-02-21 | 富士通株式会社 | Information processing device, arithmetic processing device, and control method for information processing device |
| JP7618963B2 (en) * | 2020-03-08 | 2025-01-22 | 大同特殊鋼株式会社 | Ultrasonic inspection method for round bar material |
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| CN115876130A (en) * | 2022-11-25 | 2023-03-31 | 浙江图维科技股份有限公司 | Method and device for locating underground pipelines |
-
1995
- 1995-09-18 JP JP7238625A patent/JP2788431B2/en not_active Expired - Lifetime
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|---|
| IEE Conference Publication No.409 P393−398「NEURAL NETWORKS FOR THE DETE CTION OF BURIED PLANT」′Artificial Neural Networks’,26−28 June 1995 |
| IGARSS VOL.1994 NO.4 P2117−2119「WAVELETS AND NEUTRAL NETS」 |
| 防衛技術ジャーナル「地中探査レーダ」VOL.15 NO.8 P9−17 8月、1995 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2024152543A (en) * | 2023-04-13 | 2024-10-25 | 國立中央大學 | A method for proposing parameters for optimizing coagulation operation in water purification |
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| JPH0980034A (en) | 1997-03-28 |
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