JPH04309102A - 移動車の位置検出装置 - 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、地上側に設置された記
憶媒体に電磁誘導作用によって給電するための給電用コ
イルが移動車に設けられ、前記給電用コイルにて形成さ
れる磁界の強度を検出する磁界検出手段と、その磁界検
出手段からの検出情報に基づいて前記移動車と前記記憶
媒体との相対位置を算出する処理手段が設けられている
移動車の位置検出装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】かかる移動車の位置検出装置の従来例と
して、本出願人が先に出願した特願平２―１４５２０７
号に記載したものがある。この従来例において、記憶媒
体は移動車の走行経路に沿って設置され、移動車に与え
るべき走行制御が記憶されている。又、移動車との間で
電磁誘導による近接無線通信を行うための通信手段を備
える。この記憶媒体はバッテリーを内蔵せず、その消費
電力は移動車から電磁誘導作用によって非接触で供給さ
れる。移動車は記憶媒体に接近するに伴って、記憶媒体
に給電し、その記憶情報を通信によって読み出す。そし
てその情報に基づいて、その後の走行制御を行う。従っ
て、移動車には給電用コイルと通信用コイルが備えられ
、記憶媒体には受電用コイルと通信用コイルが備えられ
ている。

【０００３】具体的には、移動車の走行路面に記憶媒体
Ｂが埋設され、移動車に、図５に示すように、平面視で
角型ループ状に巻回された給電用コイル３が備えられて
いる。そして、給電用コイル３の上方に５個のピックア
ップコイル５ａ，５ｂ，……５ｅが配設され、給電用コ
イル３にて形成される磁界の強度を検出する磁界検出手
段を構成している。

【０００４】各ピックアップコイルに発生する誘導電圧
は、該ピックアップコイルの真下に記憶媒体Ｂの中央部
がある位置関係のときに最も小さくなる。従って、これ
らのピックアップコイルに発生する誘導電圧から、逆に
、給電用コイル３と記憶媒体Ｂとの相対位置、即ち移動
車と記憶媒体Ｂとの相対位置を検出することができる。 例えば、図中の一対のピックアップコイル５ａ及び５ｂ
の誘導電圧の差から、左右方向の相対位置を知ることが
できる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記の従来例によって
移動車と記憶媒体との相対位置を検出する場合、移動車
が記憶媒体に対し、左右方向又は前後方向のいずれかに
ずれている場合は定量的な位置検出が可能であるが、斜
め方向にずれている場合は定量的な位置検出が難しかっ
た。ピックアップコイルが配設されている左右方向及び
前後方向の線上にある位置ずれに対しては、該ピックア
ップコイルの誘導電圧がリニアに変化するが、斜め方向
の位置ずれに対しては、各ピックアップコイルの誘導電
圧が非線型に変化することによる。

【０００６】本発明は、かかる実情に鑑みて為されたも
のであって、その目的は、上記のように、移動車と記憶
媒体との位置関係が斜め方向にずれている場合にも左右
方向の相対位置及び前後方向の相対位置を定量的に検出
できるようにすることにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の移動車の位置検
出装置は、地上側に設置された記憶媒体に電磁誘導作用
によって給電するための給電用コイルが移動車に設けら
れ、前記給電用コイルにて形成される磁界の強度を検出
する磁界検出手段と、その磁界検出手段からの検出情報
に基づいて前記移動車と前記記憶媒体との相対位置を算
出する処理手段が設けられているものであって、第１の
特徴構成は、前記磁界検出手段が複数個のピックアップ
コイルを二次元マトリックス状に配設して構成され、前
記処理手段は、前記各ピックアップコイルからの複数個
の検出値に基づいて、前記二次元マトリックスの行方向
での前記相対位置及び列方向での前記相対位置を算出す
るように構成されている点にある。

【０００８】第２の特徴構成は、第１の特徴構成を実施
する際の好ましい具体構成を特定するものであって、前
記処理手段が、列方向に並んだ複数個のピックアップコ
イルからの検出値を行毎に加算して得られる複数個の値
から行方向での前記相対位置を算出し、行方向に並んだ
複数個のピックアップコイルからの検出値を列毎に加算
して得られる複数個の値から列方向での前記相対位置を
算出するように構成されている点にある。

【０００９】

【作用】第１の特徴構成によれば、例えば図１に示すよ
うに、３行３列のマトリックス状に９個のピックアップ
コイルが配設されている。一般的に表現すれば、Ｍ行Ｎ
列のマトリックス状に複数（Ｍ×Ｎ）個のピックアップ
コイルが配設される。そして、処理手段は、各ピックア
ップコイルに発生する誘導電圧に対応する複数の検出値
を演算処理することにより、行方向での相対位置及び列
方向での相対位置を算出する。

【００１０】第２の特徴構成によれば、図１の例の場合
、横方向（行方向）の相対位置を算出するには、先ず、
前後方向（列方向）に並んだ３個のピックアップコイル
（例えば５ａｃ，５ａ，５ａｄ）からの検出値を加算し
て、行毎の３個の値を得る。そして、これら３個の値か
ら左右方向の相対位置を算出するのである。前後方向（
列方向）の相対位置は列毎に３個の検出値を加算して得
られる３個の値から算出される。Ｍ行Ｎ列のマトリック
ス状に複数（Ｍ×Ｎ）個のピックアップコイルが配設さ
れている一般的な場合も同様である。

【００１１】このように、行方向（列方向）に並んだピ
ックアップコイルからの検出値を行毎（列毎）に加算し
て得られる複数の値に基づいて行方向（列方向）での相
対位置を算出するので、一つの行（列）のみの複数のピ
ックアップコイルからの検出値に基づいて算出する場合
に比べて信頼性が高い算出結果を得ることができる。

【００１２】その理由の一つは、いずれかのピックアッ
プコイルからの検出値がノイズ等により不正確な値であ
ったとき、その悪影響が緩和されることにある。他の一
つは、行方向（列方向）での相対位置を算出する際の列
方向（行方向）の位置ずれ及び上下方向の位置ずれに起
因する誤差が緩和されることにある。

【００１３】

【発明の効果】第１の特徴構成によれば、移動車と記憶
媒体との位置関係が斜め方向にずれている場合にも左右
方向の相対位置及び前後方向の相対位置を定量的に検出
できるようになった。つまり、二次元マトリックス状に
配設されている複数のピックアップコイルの外周を結ぶ
四角形の範囲内であれば、相対位置をリニアに検出する
ことができるようになった。

【００１４】そして、第２の特徴構成の場合、発明の作
用で述べたように、一つの行（列）のみのピックアップ
コイルからの検出値に基づいて行方向（列方向）での相
対位置を算出する場合に比べて信頼性が高い算出結果を
得ることができるようになった。

【００１５】以上の結果、リアルタイムで得られる信頼
性の高い二次元の相対位置データに基づいて、移動車の
走行制御、操向制御、及び停止制御を的確に行うことが
できるようになった。

【００１６】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図４に示すように、移動車Ａの走行路面に記憶媒
体Ｂが埋設されている。記憶媒体Ｂは、移動車Ａの走行
経路に沿って複数箇所に設けられ、夫々に、その番地、
隣接する記憶媒体の番地と分岐方向、距離等の走行制御
情報を記憶させている。移動車Ａは、記憶媒体Ｂに接近
すると通信装置１１にて記憶媒体Ｂとの間で近接無線通
信を行い、その記憶情報を読み出す。そして、読み出し
た走行制御情報に基づいて、次の記憶媒体まで自律走行
し、複数の記憶媒体を順次たどるようにして所定の走行
経路に沿って走行する。

【００１７】移動車Ａには走行用モータ１２にて推進駆
動されると共に操向用モータ１３にて操向駆動される操
向輪兼用の走行輪１４が前後左右に設けられている。各
走行輪１４には回転数に比例する数のパルスを発生する
エンコーダ１５が設けられている。図２に示すように、
移動車Ａにはマイクロコンピュータを搭載した処理手段
４が備えられ、処理手段４は前記の走行制御情報と、エ
ンコーダ１５のパルスから求められる走行距離や走行速
度、及び後述の記憶媒体との相対位置情報等に基づいて
、各走行輪１４の走行用モータ１２及び操向用モータ１
３を駆動制御して自律走行する。

【００１８】記憶媒体Ｂは、図２及び図３に示すように
、走行路面に露出する表面が約３００ｍｍ角のタイル材
の表面板１６で覆われ、その下に角型ループ状の受信用
コイル１７、送信用コイル１８、及び受電用コイル１９
が中心から外側へ順次配設されている。受信用コイル１
７及び送信用コイル１８は移動車Ａとの間で近接無線通
信を行うためのもので、ＶＨＦ帯の電波に同調する。 受電用コイルは移動車Ａから約２５ＫＨｚの電磁波で供
給される電力を非接触で受電するためのものある。つま
り、記憶媒体Ｂはバッテリーを搭載しておらず、その消
費電力は移動車Ａから給電される。移動車Ａが接近して
初めて記憶媒体Ｂは通電され、それ以外のときは無通電
状態であるので、記憶媒体本体部２０に備える記憶素子
には不揮発性のＩＣメモリが用いられている。

【００１９】移動車Ａの通信装置１１には、図２に示す
ように、記憶媒体Ｂの各コイルと向かい合うように送信
コイル１、受信コイル２、給電用コイル３が設けられて
いる。送信コイル１及び受信コイル２は、図２に示すよ
うに、夫々送信回路、受信回路を介して送受信Ｉ／Ｆに
接続され、送受信Ｉ／Ｆは処理手段４とデータの授受を
行う。

【００２０】図１に示すように、給電用コイル３の内側
上方に、９個のピックアップコイル５ａ，５ｂ，………
…が３行３列のマトリックス状に配設されている。以下
の説明において、これら９個のピックアップコイルを区
別する必要のないときは、ピックアップコイル５という
ことにする。

【００２１】各ピックアップコイル５には、給電用コイ
ル３にて形成される磁界による誘導電圧が発生する。各
誘導電圧は図２に示すように、信号処理回路６にて増幅
され、バンドパスフィルタを通り、整流・平滑されて直
流電圧となり、Ａ／Ｄ変換器でディジタル値に変換され
た検出値となって処理手段４に入力される。

【００２２】ピックアップコイル５に発生する誘導電圧
は、給電用コイル３と記憶媒体Ｂの受電用コイル１９と
の電磁結合の強さによって変化する。つまり、両者の電
磁結合が密である程、磁束の分布は給電用コイル３の下
方が密、上方が疎になり、その結果ピックアップコイル
５に発生する誘導電圧は低くなる。

【００２３】そして、図２のように移動車Ａの給電用コ
イル３が記憶媒体Ｂの真上にある場合は、例えば、ピッ
クアップコイル５ａの誘導電圧とピックアップコイル５
ｂの誘導電圧は同等に低下するが、仮に、移動車Ａが右
方向に変位すれば、ピックアップコイル５ａの誘導電圧
の低下が、ピックアップコイル５ｂの誘導電圧の低下よ
り大きくなる。

【００２４】従って、処理手段４は、端的に言えば、ピ
ックアップコイル５ａからの検出値Ｐｃとピックアップ
コイル５ｂからの検出値Ｑｃとの差（Ｐｃ−Ｑｃ）から
移動車Ａと記憶媒体Ｂとの左右方向の相対位置を算出す
ることができる。実際には、鉛直方向の位置ずれによる
影響等を補正して、より正確に左右の相対位置の定量値
を得るために、以下のような演算処理を行っている。

【００２５】第１に、移動車Ａと記憶媒体Ｂとの鉛直方
向の距離のばらつきに起因するピックアップコイル５か
らの検出値の変化を補正するために、上記の検出値の差
を検出値の和の変化量で除算する。即ち（Ｐｃ−Ｑｃ）
／（２−（Ｐｃ＋Ｑｃ））但し、各検出値は給電用コイ
ル３が記憶媒体Ｂと電磁結合していないときの値が１と
なるように正規化されている。

【００２６】第２に、移動車Ａの給電用コイル３が記憶
媒体Ｂの真上にある場合に各ピックアップコイル５の感
度が低下するので、中央に設けたピックアップコイル５
ｅからの検出値Ｒｃで補償する。即ち、（Ｐｃ−Ｑｃ）
／（３−（Ｐｃ＋Ｑｃ＋Ｒｃ））

【００２７】第３に，
移動車Ａと記憶媒体Ｂとが前後方向にもずれている場合
、左右のピックアップコイル５ａ及び５ｂの検出値の差
（Ｐｃ−Ｑｃ）が左右方向の相対位置に対してリニアに
変化しなくなる。そこで、前後方向の位置ずれによる影
響を補正するために、前後方向（列方向）に並んだ３個
のピックアップコイル５からの検出値を行毎に加算して
得られる３個の値を用いる。即ち、 Ｐ＝Ｐｆ＋Ｐｃ＋Ｐｒ Ｑ＝Ｑｆ＋Ｑｃ＋Ｑｒ Ｒ＝Ｒｆ＋Ｒｃ＋Ｒｒ なる３個の値Ｐ，Ｑ，Ｒを用いて、 （Ｐ−Ｑ）／（３−（Ｐ＋Ｑ＋Ｒ）） なる式で算出される値から左右方向の相対位置を求める
。但し、Ｐｆ，Ｑｆ，Ｒｆは、夫々ピックアップコイル
５ａｃ，５ｃ，５ｂｃからの検出値とし、Ｐｒ，Ｑｒ，
Ｒｒは、夫々ピックアップコイル５ａｄ，５ｄ，５ｂｄ
からの検出値とする。

【００２８】以上の処理の結果、左右方向の相対位置Ｘ
はオフセット定数Ｃ，Ｄを加えると、下記の式で求めら
れることになる。

【００２９】

【数１】

【００３０】前後方向の相対位置Ｙも同様にして求めら
れる。即ち、左右方向（行方向）に並んだ３個のピック
アップコイル５からの検出値を列毎に加算して得られる
３個の値をＳ，Ｔ，Ｕとすれば、下式より求められる。

【００３１】

【数２】

【００３２】但し、 Ｓ＝Ｐｒ＋Ｒｒ＋Ｑｒ Ｔ＝Ｐｆ＋Ｒｆ＋Ｑｆ Ｕ＝Ｐｃ＋Ｒｃ＋Ｑｃ であり、Ｅ，Ｆはオフセット定数である。

【００３３】上記実施例においては、前後方向又は左右
方向に並んだ３個のピックアップコイル５からの検出値
を行毎又は列毎に単に加算したが、各検出値に重み付け
をした後に加算するようにしてもよい。９個のピックア
ップコイルのうち、最も誘導電圧の変化が大きいピック
アップコイルが要素となる行及び列に配設されたピック
アップコイルからの検出値の重みを他より大きくするこ
とにより、処理は複雑になるが相対位置検出精度は高ま
る。

【００３４】上記実施例においては、３行３列のマトリ
ックス状に９個のピックアップコイルを配設したが、２
行２列のマトリックス状に４個のピックアップコイルを
配設した場合も同様にして前後方向及び左右方向の相対
位置を検出することが可能である。逆に、ピックアップ
コイルの数をもっと増やして検出範囲を広げたり、検出
精度を高めたりすることができる。一般的に表現すれば
、Ｍ行Ｎ列のマトリックス状に（Ｍ×Ｎ）個のピックア
ップコイルを配設して、それらの検出値に基づいて実施
例に準じた演算処理を行い、前後方向及び左右方向の相
対位置を検出することができる。

【００３５】又、中央のピックアップコイル５ｃは、実
施例で述べたように記憶媒体Ｂの真上に移動車の給電用
コイルが位置するときの検出感度を補正するために設け
たが、もちろん、省略することも可能である。

【００３６】尚、特許請求の範囲の項に図面との対照を
便利にするために符号を記すが、該記入により本発明は
添付図面の構成に限定されるものではない。

【００３７】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係る移動車の位置検出装置に
おけるピックアップコイル等の平面配置図及びブロック
図

【図２】同じく、側面配置図

【図３】記憶媒体の平面視の部分断面図

【図４】本発明
の実施例に係る移動車と走行路面を示す概略側面図

【図５】従来例に係る移動車の位置検出装置におけるピ
ックアップコイル等の平面配置図

【符号の説明】

３　　　　　　給電用コイル ４　　　　　　処理手段 ５　　　　　　ピックアップコイル Ａ　　　　　　移動車 Ｂ　　　　　　記憶媒体

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　地上側に設置された記憶媒体（Ｂ）に
   電磁誘導作用によって給電するための給電用コイル（３
   ）が移動車（Ａ）に設けられ、前記給電用コイル（３）
   にて形成される磁界の強度を検出する磁界検出手段と、
   その磁界検出手段からの検出情報に基づいて前記移動車
   （Ａ）と前記記憶媒体（Ｂ）との相対位置を算出する処
   理手段（４）が設けられている移動車の位置検出装置で
   あって、前記磁界検出手段が複数個のピックアップコイ
   ル（５）を二次元マトリックス状に配設して構成され、
   前記処理手段（４）は、前記各ピックアップコイル（５
   ）からの複数個の検出値に基づいて、前記二次元マトリ
   ックスの行方向での前記相対位置及び列方向での前記相
   対位置を算出するように構成されている移動車の位置検
   出装置。
2. 【請求項２】　　前記処理手段（４）は、列方向に並ん
   だ複数個のピックアップコイル（５）からの検出値を行
   毎に加算して得られる複数個の値から行方向での前記相
   対位置を算出し、行方向に並んだ複数個のピックアップ
   コイル（５）からの検出値を列毎に加算して得られる複
   数個の値から列方向での前記相対位置を算出するように
   構成されている請求項１記載の移動車の位置検出装置。