JPH04288605A - 車両走行位置検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、走路両側の誘導ケーブ
ルによる交流磁界を車両に取り付けた交流磁界検出用セ
ンサで検出することによって、走路の幅方向に対する車
両の走行位置を検出する装置、特にその交流磁界検出用
センサの構成に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、工場内無人搬送や無人耐久走
行試験等に自動操縦車が用いられている。この自動操縦
車を走行させるには、車両が走路から外れないようにす
るために、車両の操舵制御を行う必要があり、このため
には車両の走路に対する位置を常時把握することが必要
となる。従って、自動操縦車の制御においては、車両の
走路に対する正確な位置検出が非常に重要である。

【０００３】ここで、車両の走行位置を検出する方法の
一つに、ステレオ型誘導ケーブル方式がある（例えば、
「軌道式車両の不整地走行テスト装置」小松技報，第２
５巻，第２号，昭和５４年，Ｐ．２１〜３２参照）。こ
の方式では、走路の両側に一本ずつ計二本の誘導ケーブ
ルを敷設するとともに、その各誘導ケーブルにそれぞれ
周波数の異なる交流電流を流して走路上に交流磁界を形
成し、各誘導ケーブルによる交流磁界を車両に取り付け
たコイルを用いて成る交流磁界検出用センサで検出する
。すなわち、磁界中に置いたコイルに発生する誘導起電
圧は、誘導ケーブルからのコイルの距離（すなわち走路
中心からの車両の横変位）によって変化するため、この
誘導起電圧を周波数ごとに検出することによって各誘導
ケーブルからの距離を検出する。

【０００４】そして、ステレオ型誘導ケーブル方式によ
る従来の車両走行位置検出装置では、交流磁界検出用セ
ンサは、単一のコイルから構成されていた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上述のように単一のコ
イルから成る交流磁界検出用センサを用いた従来の車両
走行位置検出装置では、車両に取り付けたセンサの高さ
と姿勢、つまり単一のコイルの高さと向きが走行中一定
であれば、車両の走行位置を正確に検出することができ
る。

【０００６】しかし、実際には、車両のピッチングやロ
ーリングによってもそのコイルの高さと向きが変化する
。そして、コイルの高さ、向きが変化すれば、各誘導ケ
ーブルによって発生する交流磁界のコイルを通過する磁
束量が変化することにり、走路に対する横変位に変化が
ないのに、コイルに流れる誘導起電圧が変化することに
なり、正確な走行位置検出ができないという問題があっ
た。

【０００７】本発明は、上記問題を解決することを課題
としてなされたもので、車両のピッチングやローリング
に影響されることなく、車両の走行位置を正確に検出し
得る車両走行位置検出装置を提供することを目的とする
。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明に係る車両走行位
置検出装置は、交流磁界検出用センサは、一方の誘導ケ
ーブルによる交流磁界を検出する第一の磁界センサと、
他方の誘導ケーブルによる交流磁界を検出する第二の磁
界センサとを含む交流磁界検出用センサを含み、この第
一および第二の磁界センサは車両の前後方向の同軸上に
配置されており、かつ第一および第二の各磁界センサは
、それぞれ十字状に直交された車両の高さ方向に向けた
縦コイルと車両の幅方向に向けた横コイルとを有するこ
とを特徴とする。

【０００９】

【作用】上記構成の車両走行位置検出装置では、一方の
誘導ケーブルによる交流磁界によって第一の磁界センサ
の縦コイルと横コイルとにそれぞれ発生する誘導起電圧
を検出し、他方の誘導ケーブルによる交流磁界によって
第二の磁界センサの縦コイルと横コイルとにそれぞれ発
生する誘導起電圧を検出する。従って、それぞれの磁界
センサにおいて得られる２つのコイルの誘導起電圧のベ
クトル和よりそれぞれの磁界センサの対応する誘導ケー
ブルからの距離を算出でき、この値と走路の幅より、車
両の横変位を求めることができる。

【００１０】そして、誘導起電圧のベクトル和は、磁界
センサがその中心軸周りに回転しても変化しない。従っ
て、車両がローリングしても、求める車両の横変位の値
には影響しない。また、上述のように、誘導ケーブルか
ら磁界センサまでの距離をそれぞれ求められるため、磁
界センサの走路面からの高さが変化しても正しい横変位
を検出することができる。

【００１１】

【実施例】以下、図面に基づいて本発明の実施例を説明
する。

【００１２】図１は本発明に係る車両走行位置検出装置
の構成を説明する図で、（Ａ）は装置の車両への取り付
け状態を示す斜視図、（Ｂ）は交流磁界検出用センサの
側面図、（Ｃ）は装置のブロック図である。

【００１３】図のように、この車両走行位置検出装置は
、走路１の両側に敷設された第一，第二の二本の誘導ケ
ーブル２，３を用いたステレオ型誘導ケーブル方式によ
るものであり、車両４に取り付けられた交流磁界検出用
センサ５の構成に特徴を有する。

【００１４】二本の誘導ケーブル２，３は、本実施例の
場合、走路１の両側の路面上に所定の間隔Ｌで敷設され
ている。各誘導ケーブル２，３には、それぞれ周波数の
異なる交流電流が流され、それにより走路１上には、第
一の誘導ケーブル２による交流磁界と第二の誘導ケーブ
ル３による交流磁界とが形成される。

【００１５】そして、交流磁界検出用センサ５は、上記
第一の誘導ケーブル２による交流磁界を検出する第一の
磁界センサ６と、上記第二の誘導ケーブル３による交流
磁界を検出する第二の磁界センサ７とを車両４の前後方
向の同軸上に並べて構成されており、車両４のフロント
バンパ４ａの中央に固定されている。各磁界センサ６，
７は、それぞれ車両４の高さ方向に向けた縦コイル６ａ
，７ａと、車両の幅方向に向けた横コイル６ｂ，７ｂと
を十字状に直交させて構成されている。

【００１６】また、各磁界センサ６、７の出力は演算処
理部１０に供給され、ここにおいて後述のような演算処
理が行われ、車両位置（横変位）についての信号を出力
する。従って、この出力を用いて自動操縦制御を行うこ
とができる。

【００１７】上記構成の交流磁界検出用センサ５では、
図２の説明図に示すように、第一の磁界センサ６の縦コ
イル６ａと横コイル６ｂにおいて、第一の誘導ケーブル
２による交流磁界によってそれぞれ発生する誘導起電圧
ｅ１１，ｅ１２（ここでｅ１１，ｅ１２は図示のように
それぞれの起電力に応じた直交するベクトルである）を
検出する。これらの誘導起電圧ｅ１１，ｅ１２から算出
されるベクトル和Ｅ１＝（ｅ１１２　＋ｅ１２２　）１
／２　は、誘導ケーブル２を中心とする円の接線方向の
ベクトルであるため、磁界センサ６の中心と誘導ケーブ
ル２との距離をｌ１　と、各コイル６ａ，６ｂの巻数，
第一の誘導ケーブル２に流す交流電流の周波数およびそ
の電流値で決まる定数をＧ１　によって、 Ｅ１　＝Ｇ１　／ｌ１　 で表される。従って、二つの誘導起電圧ｅ１１，ｅ１２
から算出されるベクトル和Ｅ１と、予め算出される定数
Ｇ１との値をもとに、 ｌ１　＝Ｇ１　／Ｅ１　 を演算することにより、磁界センサ６の中心と誘導ケー
ブル２との距離ｌ１が求められる。

【００１８】一方、第二の磁界センサ７の縦コイル７ａ
と横コイル７ｂにおいては、第二の誘導ケーブル３によ
る交流磁界によって発生する誘導起電圧ｅ２１，ｅ２２
（ｅ２１，ｅ２２も上述のｅ１１，ｅ１２と同様に図示
のような直交ベクトルである）を検出する。これらの誘
導起電圧ｅ２１，ｅ２２も上述の誘導起電圧ｅ１１，ｅ
１２と同様にｅ２１，ｅ２２から算出されるベクトル和
Ｅ２＝（ｅ２１２　＋ｅ２２２　）１／２　の値と、各
コイル７ａ，７ｂの巻数，第二の誘導ケーブル３に流す
交流電流の周波数，その電流値から予め算出される定数
Ｇ２　の値とをもとに、磁界センサ７の中心と誘導ケー
ブル３との距離ｌ２　が、ｌ２　＝Ｇ２　／Ｅ２　 を演算することにより求められる。

【００１９】そして、各磁界センサ６，７の中心軸、つ
まり交流磁界検出用センサ５の中心軸と各誘導ケーブル
２，３とのそれぞれの距離ｌ１　，ｌ２　が求まれば、
その距離ｌ１　，ｌ２　の値と誘導ケーブル２，３同士
の間隔Ｌの値とをもとに、走路センターＣからの車両４
の横変位ｘ、正確には車両４のフロントの横変位ｘが、
第二の誘導ケーブル３側への変位を正として、 ｘ＝（ｌ１　２　−ｌ２　２　）／２Ｌによって求めら
れる。

【００２０】このように、この車両走行位置検出装置で
は、交流磁界検出用センサ５の二つの磁界センサ６，７
における誘導起電圧ｅ１１，ｅ１２およびｅ２１，ｅ２
２の値からそれぞれ算出されるベクトル和Ｅ１　，Ｅ２
　に基づいて、車両４の横変位ｘを求めることになる。 上記誘導起電圧ｅ１１，ｅ１２およびｅ２１，ｅ２２は
、交流磁界検出用センサ５がその中心軸周りに回転すれ
ば変化するが、そのベクトル和Ｅ１　，Ｅ２　は変化し
ない。従って、車両４がローリングしても、求める車両
４の横変位ｘの値には影響しない。

【００２１】また、本実施例においては、上記演算から
分かるように、検出した誘導起電圧ｅ１１，ｅ１２およ
びｅ２１，ｅ２２からそれぞれの距離ｌ１　，ｌ２１を
直接求め、これと間隔Ｌとの関係から横変位ｘを求めて
いる。このため、交流磁界検出用センサ５の中心の走路
面からの高さｈが変化しても正しい横変位ｘを求めるこ
とができる。 従って、車両４がピッチングしても、求める車両４の横
変位ｘの値には影響しないことがわかる。

【００２２】このように、本発明に係る車両走行位置検
出装置によれば、車両４のピッチングやローリングに影
響されることなく、車両４の走行位置を正確に検出する
ことができる。

【００２３】一方、図３から明らかなように、距離ｌ１
　，ｌ２　と間隔Ｌから交流磁界検出用センサ５の位置
が特定される。そこで、これらの値から、交流磁界検出
用センサ５の走路面からの高さｈ、つまり車両４のフロ
ントの高さが決定される。すなわち、高さｈは、ｈ＝［
ｌ１　２　−（ｌ１　２　−ｌ２　２　＋Ｌ２　）／２
Ｌ］１／２　によって求めることができる。

【００２４】また、その求めた高さｈと横変位ｘと間隔
Ｌの値から交流磁界検出用センサ５の位置における磁界
の傾きθ１　＝ｔａｎ−１［（Ｌ／２＋ｘ）／ｈ］が算
出でき、いずれか一方の磁界センサ、例えば磁界センサ
６の誘導起電圧ｅ１１，ｅ１２の値から磁界に対する交
流磁界検出用センサ５の傾きθ２　＝ｔａｎ−１ｅ１１
／ｅ１２が算出できる。このためこれらの値を用いるこ
とにより、走路１の幅方向に対する交流磁界検出用セン
サ５の傾きθ３　（つまり車両４のロール角）を θ３　＝θ１　−θ２　 によって求めることができる。

【００２５】更に、上記交流磁界検出用センサ５を、車
両４の前後方向同軸上のフロントとリアに取り付ければ
、フロントとリアの横変位の平均である車両４の中心の
横変位と、フロントとリアの横変位の差である車両４の
ヨー角と、フロントとリアの高さの差である車両４のピ
ッチ角とを検出することも可能となる。

【００２６】

【発明の効果】以上説明したとおり、本発明の車両走行
位置検出装置によれば、車両のピッチングやローリング
に影響されることなく、走路の幅方向に対する車両の走
行位置を正確に検出することができる。従って、本発明
の車両走行位置検出装置を用いることにより、自動操縦
車をより正確に制御することが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る車両走行位置検出装置の実施例に
おける構成を説明する図であり、（Ａ）は検出状態を示
す斜視図、（Ｂ）は交流磁界検出用センサの側面図、（
Ｃ）は交流磁界検出用センサのブロック図である。

【図２】実施例において車両の横変位を求める方法を説
明する説明図である。

【図３】実施例において交流磁界検出用センサの走路面
からの高さと走路の幅方向に対する傾き角とを求める方
法を説明する説明図である。

【符号の説明】

１　　走路 ２，３　　誘導ケーブル ４　　車両 ５　　交流磁界検出用センサ ６　　第一の磁界センサ ６ａ　　縦コイル ６ｂ　　横コイル ７　　第二の磁界センサ ７ａ　　縦コイル ７ｂ　　横コイル

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】走路の両側に敷設した二本の誘導ケーブル
   にそれぞれ周波数の異なる交流電流を流して形成した交
   流磁界を車両に取り付けた交流磁界検出用センサで検出
   することにより、走路の幅方向に対する車両の走行位置
   を検出する装置において、上記交流磁界検出用センサは
   、一方の誘導ケーブルによる交流磁界を検出する第一の
   磁界センサと、他方の誘導ケーブルによる交流磁界を検
   出する第二の磁界センサとを含み、これら第一および第
   二の磁界センサは車両の前後方向の同軸上に配置されて
   おり、かつ第一および第二の各磁界センサは、それぞれ
   十字状に直交された車両の高さ方向に向けた縦コイルと
   車両の幅方向に向けた横コイルとを有することを特徴と
   する車両走行位置検出装置。