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公開番号2024083434
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-06-21
出願番号2024059892,2020130713
出願日2024-04-03,2020-07-31
発明の名称信号処理装置、切削装置、および信号処理方法
出願人株式会社東芝
代理人個人,個人,個人,個人,個人,個人
主分類G01N 22/00 20060101AFI20240614BHJP(測定;試験)
要約【課題】本発明の実施形態が解決しようとする課題は、路面上の対象物の有無を決定し、対象物の有無に応じて路面の切削を停止させることを決定する信号処理装置、切削装置、および信号処理方法を提供することである。
【解決手段】上記課題を解決するために、実施形態の信号処理装置は、路面に向けて電磁波信号を送信する送信部と、この電磁波信号に対応する反射波に基づく受信信号を受信する受信部と、この受信信号に基づいて、この路面における対象物の有無を決定し、この対象物の有無に応じてこの路面の切削を停止させるか否か決定する処理部を備える。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
路面に向けて複数の電磁波信号を送信する送信部と、
前記複数の電磁波信号に対応する反射波に基づく複数の受信信号を受信する受信部と、
前記複数の受信信号に基づく、隣り合う送信時刻の受信信号における複数の信号強度の差分のうち、第１差分および第２差分が対象物に基づく前記反射波の信号強度に関する条件を満たす場合、前記路面の切削停止を通知する通知部と、
を備える、
信号処理装置。
続きを表示（約 2,400 文字）【請求項２】
前記第２差分は、前記第１差分から第１時間以内の差分である、
請求項１に記載の信号処理装置。
【請求項３】
前記第１時間は、前記受信部および前記路面の切削を行う切削部の間の距離を、前記受信部および前記切削部の移動速度に基づいて設定される、
請求項２に記載の信号処理装置。
【請求項４】
前記条件は、前記アスファルトに反射した信号強度と前記対象物に反射した信号強度との差分に応じて定められ、
前記第１差分の前記条件と、前記第２差分の前記条件は、正負が反転した条件である、
請求項１～３のいずれか一項に記載の信号処理装置。
【請求項５】
前記送信部は、複数の第１電磁波信号を送信する第１送信部および前記第１送信部とは異なる複数の時刻に第２電磁波信号を送信する第２送信部を含み、
前記複数の第１電磁波信号および前記複数の第２電磁波信号は前記複数の電磁波信号に含まれ、
前記受信部は、前記複数の第１電磁波信号の前記路面における反射波に基づく複数の第１受信信号および前記複数の第２電磁波信号の前記路面における反射波に基づく複数の第２受信信号を受信し、
前記複数の第１受信信号および前記複数の第２受信信号は前記複数の受信信号に含まれる、
請求項１～４のいずれか一項に記載の信号処理装置。
【請求項６】
前記通知部は、
前記複数の第１受信信号から隣り合う送信時刻の受信信号における複数の第１信号強度の差分のうち前記第１信号強度の第１差分および前記第１信号強度の第２差分、または、前記複数の第２受信信号から隣り合う送信時刻の受信信号における複数の第２信号強度の差分のうち前記第２信号強度の第１差分および前記第２信号強度の第２差分の少なくとも一方が、前記対象物に基づく前記反射波の信号強度に関する条件を満たす場合、前記路面の切削停止を通知する、
請求項５に記載の信号処理装置。
【請求項７】
前記送信部は、第１周波数の複数の第１電磁波信号を送信する第１送信部および第２周波数の複数の第２電磁波信号を送信する第２送信部を含み、
前記受信部は第１受信部および第２受信部を含み、
前記第１受信部は、前記複数の第１電磁波信号の前記路面における反射波に基づく複数の第１受信信号および前記複数の第２電磁波信号の前記路面における反射波に基づく複数の第２受信信号の少なくとも一方を受信し、
前記第２受信部は、前記複数の第１電磁波信号の前記路面における反射波に基づく複数の第３受信信号および前記複数の第２電磁波信号の前記路面における反射波に基づく複数の第４受信信号の少なくとも一方を受信し、
前記複数の第１受信信号および前記複数の第２受信信号の少なくとも一方、並びに前記複数の第３受信信号および前記複数の第４受信信号の少なくとも一方は、前記複数の受信信号に含まれる、
請求項１～４のいずれか一項に記載の信号処理装置。
【請求項８】
前記送信部は、第１符号を有する複数の第１電磁波信号を送信する第１送信部、および前記複数の第１電磁波信号の送信に応じて、前記第１符号を有する複数の第２電磁波信号および前記第１符号が反転した第２符号を有する複数の第３電磁波信号の少なくとも一方を送信する第２送信部を含み、
前記受信部は、前記第１電磁波信号と前記第２電磁波信号とが重畳した第１重畳信号を複数、および前記第１電磁波信号と前記第３電磁波信号とが重畳した第２重畳信号を複数受信し、
前記複数の第１重畳信号および前記複数の第２重畳信号に基づいて、前記複数の受信信号を算出する処理部をさらに備える、
請求項１～４のいずれか一項に記載の信号処理装置。
【請求項９】
前記処理部は、前記複数の第１重畳信号および前記複数の第２重畳信号に基づいて、前記受信信号に含まれる複数の第１受信信号および複数の第２受信信号を算出し、
前記通知部は、前記複数の第１受信信号から隣り合う送信時刻の受信信号における複数の第１信号強度の差分のうち前記第１信号強度の第１差分および前記第１信号強度の第２差分、または、前記複数の第２受信信号から隣り合う送信時刻の受信信号における複数の第２信号強度の差分のうち前記第２信号強度の第１差分および前記第２信号強度の第２差分の少なくとも一方が、前記対象物に基づく前記反射波の信号強度に関する条件を満たす場合、前記路面の切削停止を通知する、
請求項８に記載の信号処理装置。
【請求項１０】
前記送信部は、第１位相の複数の第１電磁波信号を送信する第１送信部および前記第１位相と直交する第２位相の複数の第２電磁波信号を送信する第２送信部を含み、
前記受信部は第１受信部および第２受信部を含み、
前記第１受信部は、前記複数の第１電磁波信号の前記路面における反射波に基づく複数の第１受信信号および前記複数の第２電磁波信号の前記路面における反射波に基づく複数の第２受信信号の少なくとも一方を受信し、
前記第２受信部は、前記複数の第１電磁波信号の前記路面における反射波に基づく複数の第３受信信号および前記複数の第２電磁波信号の前記路面における反射波に基づく複数の第４受信信号の少なくとも一方を受信し、
前記複数の第１受信信号および前記複数の第２受信信号の少なくとも一方、並びに前記複数の第３受信信号および前記複数の第４受信信号の少なくとも一方は、前記複数の受信信号に含まれる、
請求項１～４のいずれか一項に記載の信号処理装置。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、信号処理装置、切削装置、および信号処理方法に関する。
続きを表示（約 2,500 文字）【背景技術】
【０００２】
劣化した路面の修繕のために、路面の切削を行う切削装置が開発されている。路面の切削の際には、路面上に切削してはならない対象物（例えば、マンホールの蓋）がある場合がある。この対象物を切削すると、対象物の損傷や切削装置の損傷が起こる可能性がある。したがって、対象物が切削されないように作業員などにより移動させる必要がある。また、切削による粉塵や廃材、時間帯や天候によっては、作業員などによる対象物の見落としが発生する場合がある。路面の切削を停止する場合には、路面の切削停止を通知することが望ましい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開平１１－５０４１５号公報
特開２０１１－１８２１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の実施形態が解決しようとする課題は、路面の切削を停止する場合には、路面の切削停止を通知する信号処理装置、切削装置、および信号処理方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するために、実施形態の信号処理装置は、路面に向けて複数の電磁波信号を送信する送信部と、前記複数の電磁波信号に対応する反射波に基づく複数の受信信号を受信する受信部と、前記複数の受信信号に基づく、隣り合う送信時刻の受信信号における複数の信号強度の差分のうち、第１差分および第２差分が対象物に基づく前記反射波の信号強度に関する条件を満たす場合、前記路面の切削停止を通知する通知部を備える。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
第１の実施形態における切削装置１００の構成図。
切削装置１００の機能ブロック図。
時刻ごとの切削装置１００の位置の模式図。
図３における電磁波信号の反射波に基づく受信信号の信号強度および信号強度の差分を表す図。
切削装置１００の動作のフローチャート。
第１の実施形態に適用可能な切削装置１５０の構成図。
第１の実施形態に適用可能な切削装置１６０の構成図。
センサ部１２０ａおよび１２０ｂが時分割による送信を行う場合を説明する図。
図８において、受信部１２２ａおよび１２２ｂが受信する場合を説明する図。
センサ部１２０ａおよび１２０ｂが周波数分割による送信を行う場合を説明する図。
図１０において、受信部１２２ａおよび１２２ｂが周波数ｆ０およびｆ１の受信信号を受信する場合を説明する図。
センサ部１２０ａおよび１２０ｂが符号分割による送信を行う場合を説明する図。
センサ部１２０ａおよび１２０ｂが位相変調による送信を行う場合を説明する図。
図１３において、受信部１２２ａおよび１２２ｂが位相φ０およびφ１の受信信号を受信する場合を説明する図。
第１の実施形態に適用可能な切削装置１７０の構成図。
センサ部１２０ａおよび１２０ｃが異なる偏波の電磁波信号の送信を行う場合を説明する図。
図１６において、受信部１２２ａおよび１２２ｃが偏波の向きが変わった受信信号をも受信する場合を説明する図。
第２の実施形態における、センサ部１２０’による電磁波信号の送信範囲および反射波に基づく受信信号の受信範囲を表す図。
図１８の場合における信号強度の角度分布を表す図。
図３における信号強度の角度分布および信号強度の角度分布の差分を表す図。
電磁波信号の周波数を時刻に応じて変化させる場合を説明する図。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下、発明を実施するための実施形態について図面を参照して説明する。開示はあくまで一例にすぎず、以下の実施形態に記載した内容により発明が限定されるものではない。当業者が容易に想到し得る変形は、当然に開示の範囲に含まれる。説明をより明確にするため、図面において、各部分のサイズ、形状等を実際の実施態様に対して変更して模式的に表す場合もある。複数の図面において、対応する要素には同じ参照数字を付して、詳細な説明を省略する場合もある。
【０００８】
（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態における切削装置１００の構成図である。図１（ａ）は切削装置１００のｘｚ平面図、図１（ｂ）は切削装置１００のｘｙ平面図を表している。切削装置１００は路面の切削機能を備えた移動体であり、路面上を移動しながら路面を切削する。切削装置１００は、本実施形態では一例として路面切削車両としているが、ロボットなどでもよい。切削装置１００は移動しながら所定の時間ごとに電磁波信号を路面に向けて送信する。この路面に対する反射波に基づく受信信号を受信し、受信信号に基づいて路面における対象物の有無を決定する。対象物とは、切削装置１００が路面の切削にあたって切削を回避したい路面における物体である。例えば、路面に設置されたマンホールの蓋などである。切削装置１００は、対象物が存在すると決定された場合に路面の切削を停止する。
【０００９】
図２は、切削装置１００の機能ブロック図である。図１および図２を用いて、切削装置１００の構成要素を説明する。切削装置１００は、車体１０１、駆動部１０２、コンベア部１０３、切削部１０４、記憶部１０５、および信号処理装置１１０を備える。信号処理装置１１０はセンサ部１２０、処理部１３０、通知部１４０を備える。センサ部１２０は送信部１２１および受信部１２２を備える。処理部１３０は算出部１３１、決定部１３２、制御部１３３、信号生成部１３４を備える。
【００１０】
車体部１０１は、切削装置１００の外装である。本実施形態では一例として切削装置１００を路面切削車両としているため、車両の外装部、ボディ部に相当する。
（【００１１】以降は省略されています）

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