JPH06324064A

JPH06324064A - 移動体の位置及び速度の計測装置

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Publication number: JPH06324064A
Application number: JP11307693A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Sato; 佐藤　　寛; Yasuo Morooka; 泰男諸岡; Fusashi Tashiro; 維史田代
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1993-05-14
Filing date: 1993-05-14
Publication date: 1994-11-25
Anticipated expiration: 2014-07-05
Also published as: JP2916850B2

Abstract

(57)【要約】【目的】列車等の移動体の走行時の速度及び位置を正
確に測定する。【構成】列車上には、列車の進行方向に沿って、受信
素子９を中心にその両側の所定の距離に２個の送信素子
８、９を持つセンサー部６、送信信号処理部１２、受信
信号処理部１７、及び、状態監視部１３、１８を備える
検出装置１０が搭載される。受信素子９は、２個の送信
素子７、８からの信号の路床からの反射信号を検出す
る。検出装置１０は、地上側に施設されたレールを固定
しているクギあるいはボルトナット類の存在を検出す
る。演算処理部２１は、この検出時間間隔と、既知の固
定クギ間の距離あるいは信号の反射点間距離とにより、
その時点の列車の速度を演算し、また、検出回数を計数
することにより所定位置からの列車の位置を算出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、移動体の位置及び速度
の計測装置に係り、特に、レール上を走行する列車、道
路上を走行する自動車等の移動体の走行位置及び走行速
度を計測するために使用して好適な移動体の位置及び速
度の計測装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、レール上を走行する列車の走行
速度は、車軸に直結した交流速度発電機の出力パルス数
を計数し、計数したパルス数を速度に換算する、あるい
は、直流発電機の出力電圧を速度に換算する等の方法に
より計測されている。また、列車の走行位置は、軌道に
設けられた閉塞区間に列車が進入したことを検知し、こ
れにより、地上検知により閉塞区間内に列車があるとし
てその位置を検出するのが一般的である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】車軸に直結した発電機
等の出力から走行速度を求める従来技術は、車輪の回転
が停止する滑走時と車輪の空転時とに、計測した走行速
度が、実速度とは異なる走行速度となってしまうという
問題点を有している。

【０００４】また、閉塞区間内の列車の在線を検知する
位置の地上検知方式は、時々刻々と変化する列車の大ま
かな走行位置しか判からないという問題点を有してい
る。

【０００５】最近の鉄道は、輸送量の増大と共に、乗客
に対するサービス向上の要求が高まっており、これらの
要求を満足させるために、レール上を走行する多数の列
車の走行位置を把握し、その上で高密度、高速度運転を
図ることが要求されている。そして、現在の鉄道は、前
述の閉塞区間が、安全を確保する観点から長めに設定さ
れており、このため高密度、高速度運転が限界に達して
いるのが実情である。

【０００６】本発明の目的は、前記従来技術の問題点を
解決し、車上側において、時々刻々と変化する列車、自
動車等の移動体の走行速度と位置とを正確に検知するこ
とのできる移動体の位置及び速度の計測装置を提供する
ことにある。

【０００７】そして、本発明の目的は、本発明を鉄道シ
ステムに適用した場合に、時々刻々と変化する走行中の
列車の走行速度と位置とを車上側で正確に検知し、これ
により、閉塞区間を必要充分な最適長に設定し、高密
度、高速度の列車の運転を可能とすることにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明によれば前記目的
は、移動体上にその進行方向に平行に配置した少なくと
も２個の送信素子及び１個の受信素子で構成されたセン
サー部と、送信信号処理部、該送信信号処理部及び前記
送信素子の状態を監視する状態監視部、受信信号処理
部、該受信信号処理部及び前記受信素子の状態を監視す
る状態監視部で構成された検出装置と、該検出装置の送
信信号処理部からの出力、受信信号処理部の出力及び状
態監視部の出力から移動体の速度と位置とを求めるため
の演算を行う演算処理部とを備えることにより達成され
る。

【０００９】

【作用】前記２個の送信素子及び１個の受信素子は、例
えば、超音波の送信素子及び受信素子である。そして、
これらの素子は、地上が平坦な場合、移動体の静止時に
おいて、２個の送信素子からの地表からの反射信号が、
均等に１個の受信素子に入力されるように配置されてい
る。

【００１０】このため、移動体の静止時において、移動
体上に搭載された２個の送信素子からの送信信号は、平
坦な地上で反射されて移動体上の受信素子に入射するの
で、受信素子の出力信号は、送信素子が１個の場合の２
倍の値となる。また、地上に物体が存在し、その物体の
ために片方の送信信号が受信素子の入射角とは異なる方
向に反射した場合、反射信号が半分となるので受信素子
の出力信号も半分の値となる。

【００１１】すなわち、移動体の移動時において、地上
が平坦な場合に、受信素子の出力信号は、前述の場合と
同様に、送信素子が１個の場合の２倍の値となって変化
しないが、地上に地表から突出するような物体が存在す
ると、送信素子からの信号の反射が、その物体のために
乱され、移動体の移動速度に応じて変動する。この変動
は、地表と前記物体との境界で送信信号が受信素子の方
向に反射しなくなり、物体上で受信素子の方向に反射す
ることにより生じるものであり、受信素子の出力信号の
値が、送信素子が１個の場合の半分あるいは２倍以上と
なるように生じるもので、移動体の移動に応じて送信素
子の数だけ、すなわち２回発生する。

【００１２】この２回発生する受信素子の出力信号値の
変化を検出することにより、移動体の移動速度に対応し
た速度パルスを得ることができ、この速度パルスの出力
周期と、送信素子と受信素子の配置により決まる２個の
送信素子からの送信信号の反射点間の距離とを演算処理
することによって移動体の走行速度を算出することがで
き、また、最寄りの出発駅あるいは始発駅からの速度パ
ルスを計数積算することにより、走行位置を算出するこ
とができる。

【００１３】

【実施例】以下、本発明による移動体の位置及び速度の
計測装置の一実施例を図面により詳細に説明する。

【００１４】図１は本発明の第１の実施例の構成を示す
ブロック図、図２は本発明の第１の実施例を説明するレ
ールと枕木上のクギの位置との関係を説明する図、図３
は２個の送信素子と受信素子との関係を説明する図、図
４は移動体停止時の本発明の第１の実施例における各部
の動作波形を説明する図、図５は移動体走行中の本発明
の第１の実施例における各部の動作波形を説明する図、
図６は移動体走行中の本発明の第１の実施例における速
度パルスの発生状況を説明する図、図７は受信部の状態
監視部の故障時における各部の動作波形を説明する図、
図８は受信信号処理部の故障時における各部の動作波形
を説明する図、図９は送信部の状態監視部の故障時にお
ける各部の動作波形を説明する図である。図１〜図３に
おいて、１は枕木、２はレール、３は固定クギ、４は車
輪、５は車体、６はセンサー部、７、８は送信素子、９
は受信素子、１０は検出装置、１１は送信部、１２は送
信信号処理部、１３、１８は状態監視部、１５は受信
部、１７は受信信号処理部、２１は演算処理部である。

【００１５】本発明の一実施例による移動体の位置及び
速度の計測装置は、図１に示すように、検出装置１０及
び演算処理部２１により構成され、車体５上に搭載され
ている。検出装置１０は２個の送信素子７、８及び受信
素子９を備えるセンサー部６と、送信信号処理部１２及
び状態監視部１３を備える送信部１１と、受信信号処理
部１７及び状態監視部１８を備える受信部１５とにより
構成されている。

【００１６】そして、センサー部６を構成する送信素子
７、８及び受信素子９には、超音波素子が使用されてい
る。使用する超音波としては、例えば、４０ＫＨｚ以上
の周波数の信号が使用される。送信素子７、８及び受信
素子９は、光学的な素子を使用することができるが、ご
みの付着等による性能の劣化を防止するための保守を考
慮すると、超音波素子の使用が最適である。

【００１７】なお、図１において、検出装置１０及び演
算処理部２１の電源は省略して示しておらず、また、車
輪４の右横に示した矢印は、列車の進行方向を示してい
る。

【００１８】ところで、移動体としての列車が走行する
線路は、図２に示すように、所定の間隔で連続して配置
されている枕木１上に２本のレール２が取付け部品であ
る固定クギ３により取り付けられて構成されている。

【００１９】本発明の一実施例による計測装置は、前述
のように構成される線路の固定クギ３を検出して速度パ
ルスを発生するようにされており、従って、計測装置を
構成する検出装置１０のセンサー部６は、この固定クギ
３を検出することができる位置に、車体５上に配置され
ている。

【００２０】次に、センサー部６の２個の送信素子７、
８と受信素子９との関係を図３を参照して説明する。

【００２１】図３に示すように、２個の送信素子７、８
と受信素子９とは、２個の送信素子７、８の間に受信素
子９を挟んで列車の進行方向に平行に直線状に配置され
る。そして、そのレールと直角方向の位置は、前述した
ように、固定クギ３を検出することができる位置、すな
わち、２個の送信素子７、８からの送信信号が、レール
２の取付け鍔及び固定クギ３で反射し、受信素子９に入
力するような位置とされている。

【００２２】図３において、Ｌｍ（ｍ）は、枕木１の中
心間の距離であり、レール２を枕木１に固定する固定ク
ギ３の間隔もＬｍ（ｍ）となる。Ｈ（ｍ）は、地上と送
信素子７、８、及び、受信素子９との間の設置距離をで
あり、Ｌ₁（ｍ）＝Ｌ₂（ｍ）は、送信素子７、８の中心
に配置される受信素子９と送信素子７、８との設置距離
である。また、θ₁＝θ₂は、送信素子７、８の地上に対
する設置角度、Ｌｎ（ｍ）は、送信素子７、８からの送
信出力の地上での反射点間の距離である。

【００２３】前述において、２個の送信素子７、８から
送信した信号の地上での反射点間距離Ｌｎ（ｍ）と、枕
木１の設置距離Ｌｍ（ｍ）との関係がＬｎ＞Ｌｍとなる
ように２個の送信素子７、８を設置すると、受信素子９
には隣接した異なる物体、本発明の第１の実施例では固
定クギ３からの反射信号が入射し、その処理が行われる
ため、移動体の走行速度及び走行位置は、実際の値の１
／２として測定されるという不具合が発生する。

【００２４】また、超音波信号の伝搬速度は３３０（ｍ
／Ｓ）であるから、２個の送信素子７、８と受信素子９
との間の距離Ｌｎ（ｍ）を長く設定すると、送信信号が
受信素子に到達する時間が長くなって検出遅れが生じる
という不都合も発生する。

【００２５】このため、ＬｎとＬｍとの関係は、Ｌｎ＜
Ｌｍとなるように、地上と車上との距離Ｈを小さく、送
信素子７、８の地上に対する設置角度がθ₁＝θ₂となる
ように２個の送信素子７、８が設置されている。

【００２６】次に、前述したような条件を満たしたもの
として、本発明の第１の実施例の動作を、列車の停車時
と走行時とに分けて、図４〜図９に示す動作波形を参照
して説明する。

【００２７】いま、列車が停止しており、列車の停車位
置の地上に位置検出のための物体が無いものとする。そ
して、図１に示す演算処理装置２１からタイミング信号
２２が検出装置１０の送信部１１の送信信号処理部１２
と受信部１５の受信信号処理部１７に供給されているも
のとすると、検出装置１０の各部の動作波形は図４に示
すようになる。

【００２８】図４において、Ｔ１〜Ｔ１７は時刻を示
し、Ｔ１〜Ｔ９の期間は送信素子７と送信素子８とによ
る両者の反射信号が受信素子９に入射している場合を示
し、Ｔ９〜Ｔ１７の期間は送信素子７または８の一方の
反射信号だけが受信素子９に入射している場合を示して
いる。

【００２９】送信部１１の送信信号処理部１２は、図４
（１）に示す波形を持つ送信信号１２１を送信素子７に
供給し、送信素子８にこの送信信号１２１と位相の等し
い送信信号１２２を供給している。また、送信信号１２
１と送信信号１２２とは、送信部１１の状態監視部１３
にも供給される。

【００３０】状態監視部１３は、２個の送信素子の両端
に発生する電圧を監視することにより、両送信素子が正
常な場合、図４（３）の波形として示すように、一定の
周期で交番する監視信号１４を出力する。この交番信号
の交番周期は、図示例では送信信号の１サイクルとされ
ているが、この周期と位相とは、送信信号の周波数に関
連付ける必要はない。

【００３１】送信素子７、８から送出された信号は、地
上で反射して受信素子９に入射されるので、送信素子
７、８から送出された信号が両方共受信素子９に入力さ
れる場合、その出力信号１６は、時刻Ｔ１〜Ｔ９の間の
図４（２）に示す波形となる。この信号の値２Ｖ_R は、
両送信素子７、８からの信号の反射信号の合成値であ
り、１個の送信素子からの信号のみを受信した場合のほ
ぼ２倍の値を持つ。なお、図に示すＶ_B1は基準電圧値で
ある。

【００３２】受信信号処理部１７は、受信信号１６が入
力されないか、あるいは、その受信信号値が基準電圧Ｖ
_B1よりも低い場合、内部の受信処理信号値が、図４
（４）に示すように０（Ｖ）となり、受信出力１９とし
て、図４（５）に示す波形のように、一定周期で交番す
る信号を出力する。

【００３３】また、状態監視部１８は、受信信号１６を
監視し、受信信号１６が０（Ｖ）でなければ、その出力
信号として、図４（６）の波形に示すような一定の周期
で交番する監視出力２０を出力する。

【００３４】送信部１１の状態監視部１３からの出力信
号である監視出力１４、受信部１５の状態監視部１８か
らの出力信号である監視出力２０、及び、受信信号処理
部１７からの受信出力１９は、演算処理部２１に入力さ
れ、図４（７）に示すサンプリングパルスによりサンプ
リングされる。演算処理部２１は、サンプリングの結
果、それぞれの出力信号の交番周期が一定であると判定
した場合、検出装置１０全体が故障なく動作していると
判断して、故障検出信号２４として、その出力が一定周
期で交番する信号を出力し、速度パルス信号として、こ
の例の場合０(Ｖ)を出力する。

【００３５】列車の停車位置の地上側に物体があり、送
信素子７、８に供給された送信信号１２１、１２２によ
る反射信号の一方が受信素子９に入射せず、他方の反射
信号みが受信素子９に入射された場合、前述した各部の
動作波形は、図４の時刻Ｔ９〜Ｔ１７の間に示すような
波形となる。

【００３６】この場合、受信素子９の出力信号１６の動
作波形は、図４（２）の時刻Ｔ９〜Ｔ１７の間に示すよ
うに、一方の送信素子からの信号の反射信号を受信する
だけとなるので、その出力値は、Ｖ_R となる。そして、
送信部１１は、前述の場合と同一の動作をするので、状
態監視部１３の監視出力信号１４も同様に一定の周期で
交番したものとなる。また、受信素子９の出力信号１６
の値は、Ｖ_R となって前述の場合の１／２に低下してい
るが、位相は同一である。このため、受信部１５の受信
信号処理部１７の出力信号１９は、一定周期で交番し、
また、状態監視部１８の監視出力信号２０も一定周期で
交番したものとなる。

【００３７】従って、前述と同様に、検出装置１０から
出力される３種類の出力信号１４、１９、２０は、一定
周期で交番し、この状態が演算処理部２１で認識され、
故障検出信号２４の出力周期も前述と変わることなく、
一定周期で交番したものとなる。

【００３８】次に、列車が走行中の各部の動作波形を示
す図５及び速度パルスの発生状況を説明する図６を参照
して、列車走行中における本発明の第１の実施例の動作
を説明する。なお、図５、図６において、図４と同一の
記号は同一の意味である。

【００３９】いま、列車が図２に示す位置から矢印のの
方向に移動を開始するものとする。この場合、列車が動
き出す前の受信信号１６の値は、前述で説明したと同様
に、２Ｖ_Rとなっている。列車が動き出すと、送信素子
７、８からの送信信号１２１の反射点が移動し、まず、
送信素子７からの送信信号１２１が地上側の物体、この
例の場合固定クギ３の位置に達する。このとき、この送
信信号は、固定クギ３のエッジの部分で受信素子９に対
する入射方向とは別方向に反射し、引き続き、固定クギ
３の頭部で受信素子９に対する入射方向に反射し、さら
に、固定クギ３の他方のエッジの部分で受信素子９に対
する入射方向とは別方向に反射することになる。

【００４０】この結果、受信素子９の出力信号１６の値
は、送信素子７からの送信信号１２１が固定クギ３のエ
ッジ部にかかったとき、入射信号の絶対値が小さくなる
ので、時刻Ｔ３〜Ｔ５の間に示すように２Ｖ_RからＶ_Rに
変化する。また、送信素子７からの送信信号１２１が固
定クギ３の頭部で反射して受信素子９に入射するように
なると、この物体によって送信素子と物体との間、及
び、物体と受信素子との間の距離が短くなった分、反射
信号値が大きくなり、受信素子の出力信号１６の値は、
時刻Ｔ７〜Ｔ１０の間に示すようにＶ_RからｎＶ_Rへと変
化する。さらに、送信素子７の送信信号１２１が固定ク
ギ３の他方のエッジ部にかかったとき、前述と同様に入
射信号の絶対値が小さくなるので、受信素子９の出力信
号１６の値は、時刻Ｔ１２〜Ｔ１４の間に示すように、
ｎＶ_RからＶ_Rに変化し、そして、再び送信素子７の送信
信号１２１による反射信号のため、受信素子９の出力信
号１６の値はＶ_Rから２Ｖ_Rへと変化する。

【００４１】この受信素子９の出力信号１６の値ｎＶ_R
と受信部１５の基準電圧Ｖ_B1との関係は、ｎＶ_R ＞Ｖ_B1
に設定されており、この条件の時、受信信号処理部１７
の内部の受信処理信号は、図５（４）に示すようにな
る。受信信号処理部１７は、これにより、受信出力１９
として、前述のｎＶ_R ＞Ｖ_B1の状態の期間だけ、図５
（５）の時刻Ｔ６〜Ｔ１０に示すように、地上に物体が
無い場合の１／２の周期の“１”と“０”の期間が等し
い交番波形を有する信号を出力する。

【００４２】この場合、状態監視部１３の出力信号１４
と状態監視部１８の出力信号２０とは変化しないため、
演算処理部２１は、これらの信号の交番周期が一定周期
であると認識するが、受信出力１９の交番周期が変化し
ていると認識し、これにより、図５（８）に示すような
速度パルス２３を出力する。

【００４３】前述では、送信素子７からの送信信号が固
定クギ３に反射される動作を説明したが、列車がさらに
進むと、次に送信素子８からの送信信号が固定クギ３に
反射されることになり、この場合にも、本発明の第１の
実施例は、前述と同様な動作を行うことになる。さら
に、列車が進めば、次々と枕木１上の固定クギ３の位置
で前述と同様な動作が繰り返されることになる。

【００４４】この結果、列車の走行中に地上の物体を検
出した場合の受信出力１９と、演算処理部２１のサンプ
リングパルスと、速度パルス２３と、故障検出信号２４
との関係は図６に示すようになる。

【００４５】すなわち、受信出力１９は、地上の同一の
物体上を列車が通過したき、送信素子７からの送信信号
の物体上での反射により、前述したように、図６（１）
中のＤ₁ に示すようになり、送信素子の設置距離Ｌｎ
（ｍ）だけさらに走行すると、送信素子８からの送信信
号の物体上での反射により、Ｄ₂ に示すようになる。列
車が、さらに、枕木１間の距離であるＬｍ（ｍ）走行す
ると、受信出力１９は、前述と同様に、Ｄ₃、Ｄ₄に示す
ような信号となる。

【００４６】演算処理部２１は、この受信出力１９を図
６（２）に示したサンプリングパルスでサンプリングす
ることにより、図６（３）に示すような速度パルス２３
を生成して出力する。

【００４７】いま、受信出力１９のＤ₁とＤ₂とによる速
度パルス２３の出力周期をＴｎ(Ｓ)とし、速度パルス２
３の所定位置からのカウント数値をＮｐとすると、送信
素子７、８間の既知の設置距離Ｌｎ（ｍ）、枕木１の設
置間の既知の距離Ｌｍ（ｍ）から、列車速度Ｖ_Tと所定
位置からの走行距離Ｌ_Tとは、Ｖ_T＝Ｌｎ／Ｔｎ（ｍ／ｓ）Ｌ_T＝（Ｎｐ／２）×Ｌｍ（ｍ）の演算を演算処理部２１で行うことにより求めることが
できる。

【００４８】なお、送信素子７、８間の設置距離を通過
する時間から速度を求める場合、演算処理部２１に負担
がかかり過ぎることがあるが、このような場合、枕木間
Ｌｍ（ｍ）を通過する時間Ｔｓ（ｓ）を計測し、列車速
度Ｖ_Tを、Ｖ_T＝Ｌｍ／Ｔｓ（ｍ／ｓ）として求めるようにすることもできる。

【００４９】また、演算処理部２１に検出装置１０から
の３種類の出力信号の交番認識処理の他に、前述した列
車速度Ｖ_Tと走行距離Ｌ_Tの演算処理を実行させることが
時間的に困難で、演算精度等に影響を与える等の問題が
あれば、演算処理部２１をもう１組別に設置して演算さ
せるようにすることもできる。

【００５０】前述したように、検出装置１０の全ての部
分が正常な時には演算処理部２１に入力される３種類の
信号は必ず一定の周期で交番しているので、演算処理部
２１は、この場合に、故障検知信号２４が一定の周期と
なるような処理を実行して故障検知信号２４を出力する
が、検出装置１０を構成しているいずれかの部分に故障
が発生する、前述の３種類の信号のいずれかの交番が停
止し、演算処理部２１は、これにより、故障検出信号２
４の交番を停止させる処理を実行する。

【００５１】次に、検出装置１０を構成しているセンサ
ー部６の送信素子７、８及び受信素子９、送信部１１の
送信信号処理部１２及び状態監視部１３、受信部１５の
受信信号処理部１７及び状態監視部１８のいずれかが故
障した場合の動作を説明する。

【００５２】まず、図７を参照して、検出装置１０のセ
ンサー部６と送信部１１とが正常で、受信部１５の状態
監視部１８が故障して、受信部１５の状態監視部１８か
らの監視出力信号２０の交番が停止した場合の動作を説
明する。

【００５３】前述したように、演算処理部２１は、送信
部１１の送信信号処理部１２の状態監視部１３の出力信
号１４と、受信部１５の受信信号処理部１７の受信出力
１９と、受信信号処理部１７の状態監視部１８の出力信
号２０とを常にチェックしている。この例の場合、受信
部１５の受信信号処理部１７は、正常であるとしている
ため、その受信出力１９は、図７（５）に示すように、
正常に交番しており、速度パルス２３も図７（８）に示
すように正常に出力される。

【００５４】この例のように、受信部１５の状態監視部
１８が故障した場合、状態監視部１８の出力信号２０の
交番が停止するので、演算処理部２１は、この状態監視
部１８の出力信号２０の交番停止を認識して、故障検出
信号２４の交番を停止させる処理を実行する。これによ
り、故障検出信号２４は、図７（９）に示すように交番
しない信号として出力され、故障の表示を行う。

【００５５】次に、図８を参照して、検出装置１０のセ
ンサー部６と送信部１１とが正常で、受信部１５の受信
信号処理部１７が故障して、その受信出力１９の交番が
停止した場合の動作を説明する。

【００５６】演算処理部２１は、前述と同様の動作によ
り、受信信号処理部１７の受信出力１９の交番の停止を
認識した時点で、速度パルス信号２３を“１”の状態に
し、また、故障検出信号２４の交番を停止する処理を実
行する。これにより、故障検出信号２４は、図８（９）
に示すように交番しない信号として出力され、故障の表
示を行う。

【００５７】次に、図９を参照して、検出装置１０のセ
ンサー部６と受信部１５とが正常で、送信部１１の状態
監視部１３が故障して、状態監視部１３の出力信号１４
の交番が停止した場合の動作を説明する。

【００５８】演算処理部２１は、前述と同様の動作によ
り、状態監視部１３の出力信号１４の交番の停止を認識
すると、故障検出信号２４の交番を停止させる処理を実
行する。これにより、故障検出信号２４は、図９（９）
に示すように交番しない信号として出力され、故障の表
示を行う。

【００５９】この例の場合、受信部１５は正常であるの
で、受信出力１９、状態監視部１８の監視出力２０は、
図９（５）、図９（６）に示すように正常なものとして
出力され、速度パルス２３も図９（８）に示すようにな
る。

【００６０】前述したように、本発明の第１の実施例
は、検出装置１０を構成するセンサー部６、送信部１
１、受信部１５のいずれかの信号の交番が停止した場
合、演算処理部２１の故障検出信号２４の交番が停止
し、故障の表示を行うことができる。

【００６１】従って、前述した本発明の一実施例を列車
に適用した場合、故障検出信号２４の交番が停止したこ
とにより、例えば、列車に対してブレーキを指令し、あ
るいは、アラームランプを点灯させ、ブザーを鳴動する
等のいずれかの処置により、乗務員に対して警報を行う
ことにより、安全を損なうことなく迅速に対応すること
ができる。

【００６２】図１０は本発明の第２の実施例の構成を示
すブロック図、図１１はその動作を説明する各部の動作
波形を示す図である。図１０における図の符号は図１の
場合と同一であり、また、検出装置１０は図１と同一に
構成されている。

【００６３】図１０に示す本発明の第２の実施例は、２
個の送信素子からの送信信号をレール２の踏面で反射さ
せ、受信素子の受信信号値がレールの継目で通常よりも
小さくなることを検出して、それにより、速度パルスを
発生するようにしたもので、それ以外の点では、前述し
た第１の実施例と同一である。

【００６４】従って、図１０に示す本発明の第２の実施
例の構成についての説明は省略し、その概略の動作を図
１１を参照して説明する。

【００６５】２個の送信素子７、８に印加される送信信
号は、図１１（１）に示す波形を有するもので、これ
は、前述した本発明の第１の実施例の場合と同一であ
る。そして、列車の停車時、あるいは、走行中、２個の
送信素子７、８からの送信信号がレール２の踏面で反射
し、両送信信号の反射信号が受信素子９に入射する状態
の場合、受信信号１６の値は、図１１（２）の時刻Ｔ１
〜Ｔ６、及び、時刻Ｔ１１〜Ｔ１７に示すように２Ｖ_R
となる。

【００６６】列車が走行して、送信素子７からの送信信
号の反射点がレールの継目に当ると、受信素子９には送
信素子７による反射信号が入射せず、送信素子８による
反射信号しか入射しないため、受信素子９の出力信号１
６の値は、図１１（２）の時刻のＴ６〜Ｔ１１に示すよ
うに前述の半分のＶ_Rとなる。

【００６７】この本発明の第２の実施例において、受信
素子９の出力信号１６の値と検出装置１０の基準電圧Ｖ
_B2との関係は、２Ｖ_R ＞Ｖ_B2とされており、検出装置１
０内部の受信処理信号は、図１１（４）に示すようなも
のになり、また、検出装置１０の受信出力１９は、図１
１（５）に示すようになる。この本発明の第２の実施例
における受信出力１９は、検出装置１０がレール２の継
目を検出したとき、その交番周期が他の部分の倍の周期
となる点が、前述した本発明の第１の実施例と相違して
いる。

【００６８】この受信出力１９は、前述した本発明の第
１の実施例の場合と同様に、演算処理部２１のサンプリ
ングパルスによりサンプリングされる。この結果、演算
処理部２１は、受信出力１９の値がサンプリング毎に交
互に変化している時刻Ｔ１〜Ｔ６までの間、及び、時刻
Ｔ１１〜Ｔ１７の間、速度パルス２３を“０”とする処
理を実行する。

【００６９】一方、列車がレールの継目を通過しこの継
目が検出されると、受信素子９の受信信号１６は、図１
１（２）の時刻Ｔ６〜Ｔ１１に示すように、Ｖ_R ＜Ｖ_B2
となるため、内部の受信処理信号が出力されず、検出装
置１０の受信出力１９は、図１１（５）に示すように、
その交番周期が２倍の周期となる。

【００７０】この部分の受信出力１９は、サンプリング
パルスＳＰ６〜ＳＰ１０によりサンプリングされるが、
演算処理部２１は、ＳＰ７のサンプリング結果が前回の
ＳＰ６でのサンプリングした結果とが等しいことによ
り、速度パルス２３を“０”から“１”とし、次のサン
プリングパルスＳＰ８でのサンプリング結果が、ＳＰ７
でのサンプリング結果と異なる値を持つことにより、速
度パルス２３を“１”から“０”とする処理を行う。

【００７１】さらに、演算処理部２１は、サンプリング
パルスＳＰ９でのサンプリング結果が、ＳＰ８でのサン
プリング結果と等しいことにより、速度パルス２３を
“０”から“１”とし、サンプリングパルスＳＰ１０で
のサンプリング結果が、ＳＰ９でサンプリングした結果
と異なるため、速度パルス２３を“１”から“０”とす
る処理を行う。その後のサンプリング結果は、既に説明
したように、交互に異なるものとなるので、速度パルス
は“０”の状態が継続するようにされる。

【００７２】前述したように、本発明の第２の実施例
は、受信出力１９のサンプリング結果が毎回異なる場
合、速度パルス２３を“０”とし、サンプリング結果が
等しくなる場合、速度パルス２３を“１”とする処理を
実行することにより、速度パルス２３を得ることのでき
るものであり、この速度パルスを前述の本発明の第１の
実施例の場合と同様の方法で処理すれすることにより、
列車の速度及び走行位置を算出することができる。

【００７３】また、本発明の第２の実施例は、前述の本
発明の第１の実施例と同様に、送信部、受信部、センサ
ー部の動作状態を常に監視しており、検出装置を構成す
る回路のいずれかが故障したとき、故障検出信号を発生
させており、これにより、例えば、ブレーキ指令を出力
する等の処理を行わせることができる。

【００７４】なお、装置の故障が検出されてブレーキ指
令等が出力された場合、ブレーキ指令を簡単に乗務員が
解除することができないようにしておけば、より高い安
全性を確保することが可能である。但し、この機能を強
化し、乗務員の介入が全くできないように構成すると、
故障時に列車が本線上で立ち往生してしまうので、例え
ば、故障検知信号回路の電源をオフしてブレーキ指令を
解除し、再度電源の投入が行われたときには、ブレーキ
指令が出力されないような処置を施すことが可能であ
る。

【００７５】図１２は本発明の第３の実施例の構成を示
すブロック図、図１３、図１４は本発明の第３の実施例
の動作を説明する各部の波形を示す図である。図１２に
おいて、３１は検出装置、３２、３３はコイル、３４は
低周波信号発信器、３５、３９は半波整流回路、３６は
ローパスフィルタ、３７はフリップフロップ、３８は高
周波信号発信器、４０はハイパスフィルタ、４１は演算
処理部である。

【００７６】本発明の第３の実施例において、検出装置
３１は、移動可能な移動体上に搭載され、検出装置３１
のセンサー部が２個のコイル３２、３３を備え、それぞ
れのコイルに、低周波信号発信器３４及び高周波発信器
３８から低周波の交流信号と高周波の交流信号とが印加
されるように構成される。そして、両コイル３２、３３
は、通常、磁気的に疎結合状態となるように配置されて
いる。また、地上には、所定の間隔を持って、金属片３
０が固定されて設けられている。

【００７７】なお、この本発明の第３の実施例におい
て、低周波信号発信器３４、半波整流回路３５、ローパ
スフィルタ３６が第１の送受信部を構成し、高周波信号
発信器３８、半波整流回路３９、ハイパスフィルタ４０
が第２の送受信部を構成している。

【００７８】本発明の第３の実施例は、移動体の移動に
よってセンサー部のコイル３２、３３が地上の金属片に
より磁気的に密結合状態になったことを、移動体上の両
コイルに誘起した電圧を検出することにより検出し、こ
の検出信号を演算処理して移動体の速度及び位置を求め
るものである。

【００７９】図１２に示す検出装置３１において、検出
装置３１の位置に金属片３０がなく、コイル３２、３３
が磁気的に疎結合状態となっている場合の各部の波形が
図１３に示されており、以下、これについて説明する。

【００８０】コイル３２、３３には、それぞれ、低周波
信号発信器３４、高周波信号発信器３８から図１３
（１）、（２）に示すような、低周波の電圧及び高周波
の電圧が印加される。この例の場合、コイル３２、３３
が磁気的に疎結合となっているので、これらの信号は、
そのままの波形で半波整流回路３５、３９に入力されて
整流され、図１３（３）、（５）に示すような電圧波形
に変換された後、ローパスフィルタ３６、ハイパスフィ
ルタ４０を介して、弁別、波形整形されて、図１３
（４）、（６）に示すような矩形波状に交番する電圧に
変換される。これらの交番電圧は、フリップフロップ３
７のデータ端子Ｄ、トリガ端子Ｔに印加される。

【００８１】波形整形された図１３（６）に示す出力電
圧は、演算処理部４１にも印加されており、演算処理部
４１は、この出力信号を図１３（８）に示すサンプリン
グパルスでサンプリングし、出力信号が一定の周期で交
番していることを認識して、速度パルス４２を“０”と
する処理を実行し、図１３（１０）に示すような速度パ
ルスの信号を出力する。

【００８２】フリップフロップ３７は、前述したよう
に、図１３（４）、（６）に示す信号がデータ端子Ｄ、
トリガ端子Ｔに入力されているので、出力端子Ｑに図１
３（７）のに示すような高周波信号発信器３８の高周波
信号に同期し、低周波信号と同一の周期で交番する信号
を出力する。このフリップフロップ３７の出力信号も演
算処理部４１に入力され、図１３（８）に示すサンプリ
ングパルスでサンプリングされる。演算処理部４１は、
この信号が一定の周期で交番していることを認識する
と、検出装置３１を構成している各部が正常であると判
定して、故障検出信号４３を図１３（９）に示すような
一定の周期で交番する信号として出力する処理を実行す
る。

【００８３】次に、移動体上の検出装置３１のコイル３
２、３３とが地上の磁性材による金属片３０の作用によ
り磁気的に密結合状態になった場合の動作を図１４によ
り説明する。図１４において、時刻Ｔ４〜Ｔ７の間でコ
イル３２、３３と密結合状態になったものとする。ま
た、両コイルへの印加電圧は、図１４（１）、（２）に
示すように、図１３の場合と同一である。

【００８４】コイル３２、３３相互間が磁気的に密結合
状態になると、その波形を示していないが、コイル３２
には低周波の交流信号に高周波の交流信号が重畳され、
コイル３３には高周波の交流信号に低周波の交流信号が
重畳される。

【００８５】コイル３２に誘起した低周波の交流信号に
高周波の交流信号が重畳された電圧は、半波整流回路３
５で整流され、低周波信号がローパスフィルタ３６で弁
別されるので、ローパスフィルタ出力と波形整形された
出力とは、図１４（３）、（４）に示すような出力電圧
波形に整形され、図１４（４）に示す信号がフリップフ
ロップ３７のデータ端子Ｄに印加される。これらの波形
は、図１３の場合と同一である。

【００８６】一方、コイル３３に誘起した高周波の交流
信号に低周波の交流信号が重畳された電圧は、半波整流
回路３９で整流され、時刻Ｔ４〜Ｔ７に示すように、低
周波の負側に重畳された高周波信号が低周波の負側の信
号と共にカットされることになり、低周波の正側の電圧
に重畳された高周波信号のみがハイパスフィルタ４０で
弁別されるので、ハイパスフィルタ出力と波形整形され
た出力とは、図１４（５）、（６）に示すような出力電
圧波形に整形される。

【００８７】そして、図１４（６）に示す信号がフリッ
プフロップ３７のトリガ端子Ｔと演算処理部４１とに印
加される。このため、フリップフロップ３７の出力端子
Ｑは、高周波発信器３８の高周波の信号に同期した交番
信号となる。

【００８８】演算処理部４１は、前述した場合と同様
に、図１４（６）に示す波形整形されたハイパスフィル
タ４０の出力電圧と、図１４（７）に示すフリップフロ
ップ３７の出力とを、図１４（８）に示すサンプリング
パルスでサンプリングし、フリップフロップ３７の出力
信号の交番を認識して、検出装置３１を構成している各
部が正常であると判定し、図１４（９）に示すように故
障検出信号４３を一定周期で交番させる処理を実行する
と共に、ハイパスフィルタ４０の出力の交番が停止して
いる期間を検出して、この期間に図１４（１０）に示す
ように、速度パルス４２を“１”とする処理を実行す
る。

【００８９】移動体が走行し、金属片３０が移動体上の
センサー部のコイルから離れると、２個のコイルが密結
合状態から疎結合状態になり、コイル３２への高周波信
号とコイル３３への低周波信号の誘起がなくなる。これ
により、演算処理部４１は、フリップフロップ３７の出
力とハイパスフィルタ４０の出力との交番を認識して、
速度パルス４２を“１”から“０”に変化させる処理を
実行する。

【００９０】従って、本発明の第３の実施例によれば、
地上の金属片３０を一定間隔で設置することにより、金
属片３０により、コイル３２、３３相互間が密結合状態
となる度に速度パルス４２を得ることができ、この速度
パルス４２の出力時間の時間間隔からコイルを搭載して
いる移動体の速度を演算処理部４１で求めることがで
き、また、速度パルスを計数することにより、所定の位
置からの移動体の位置を求めることができる。

【００９１】コイル３２が故障し、低周波信号がコイル
３２に印加されなくなった場合、半波整流回路３５とロ
ーパスフィルタ３６の出力電圧が“０”となり、フリッ
プフロップ３７の出力も“０”となるため、演算処理部
４１では検出装置３１を構成している何れかの部分が故
障したと判定され、故障検出信号４３の交番停止処理が
実行される。

【００９２】前述した本発明の第３の実施例は、コイル
３３が故障した場合、高周波信号がコイル３３に印加さ
れなくなるので、半波整流回路３９及びハイパスフィル
タ４０の出力電圧が“０”となリ、フリップフロップ３
７の出力も“０”となるので、前述と同様に、演算処理
部４１で故障検出信号４３の交番を停止する処理が実行
される。また、演算処理部４１は、ハイパスフィルタ４
０の出力電圧が“０”となることを認識し、速度パルス
４２を“０”とする処理を実行する。

【００９３】なお、演算処理部４１における故障検出処
理と速度パルスを得るための処理とに時間がかかりすぎ
る場合、処理時間の短縮化のため、移動体の速度と位置
の演算処理を別の図示しない演算処理装置で行うように
してもよい。また、移動体の速度の検出精度を高めるた
めに、複数の検出装置３１を等位置に配置し、得られた
それぞれの信号を、別々演算処理装置で処理するように
することができ、さらに、これらの複数個の検出装置の
演算処理部を１個の演算処理部に統合するようにするこ
ともできる。

【００９４】図１５は本発明の第４の実施例の構成を示
す図である。図１５において、５０は偏芯車輪、５１は
ガイド、５２は案内棒、５３は案内棒に取り付けられた
金属片、５４は検出回路であり、他の符号は図１２の場
合と同一である。

【００９５】図示本発明の第４の実施例は、車輪の回転
により速度パルスを得るものであり、レール２上を案内
される偏芯車輪５０と、この偏芯車輪５０の偏芯車輪軸
に取り付けられた案内棒５２と、案内棒５２に取り付け
られた金属片５３とを有し、金属片５３を、ガイド５１
により案内される案内棒５２を介して偏芯車輪軸により
上下させるようにし、図１２で説明したと同様に２個の
コイルを有する検出装置３１にこの金属片の動きを検出
させるようにしたものである。

【００９６】図１５において、移動体が矢印方向に移動
すると、偏芯車輪５０の回転に伴って偏芯車輪５０の偏
芯車輪軸に取り付けられた案内棒５２がガイド５１に沿
って上下に運動する。この運動に伴って検出装置３１の
２個のコイルは、金属片５３により相互の結合状態を疎
と密の交互に変化させられる。

【００９７】検出回路５４は、図１２により説明した本
発明の第３の実施例の場合と同様に、２個のコイルが密
結合となったときに、速度パルスを出力することができ
る。本発明の第４の実施例は、この速度パルスにから、
前述と同様の方法で移動体の速度、位置を求めることが
できる。また、検出装置３１の内部故障は、既に説明し
た本発明の第３の実施例で説明した方法により検出する
ことができる。

【００９８】図１６は本発明の第５の実施例の構成を説
明する図である。図１６において、６０は検出装置、６
１は差動トランスであり、他の符号は図１５の場合と同
一である。

【００９９】この本発明の第５の実施例は、案内棒５２
を磁芯とする差動トランス６１により、偏芯車輪５０の
回転を検出する点が、図１２で説明した実施例と相違す
るのみで、その他の構成は本発明の第４の実施例と同一
である。

【０１００】図示本発明の第５の実施例において、移動
体の移動に伴って偏芯車輪５０が回転し、その偏芯車輪
軸に取り付けられた案内棒５２が上下に移動する。差動
トランス６１は、案内棒５２を磁芯としているため、案
内棒５２の上下運動により、装置の出力を変化させる。
検出回路６２は、この変化を検出して検出出力を演算処
理部４１に与え、演算処理部４１は、与えられた出力信
号の発生周期から、移動体の速度、位置を前述と同様に
して求める。

【０１０１】この実施例において、差動トランス６１が
断線した場合、その出力が“０”となることにより故障
を検出することができ、また、差動トランス６１の出力
巻線の片方が短絡した場合、出力電圧が片方に偏るので
どちらが故障したかを簡単に検出することができる。

【０１０２】図１７は本発明の第６の実施例の構成を説
明する図である。図１７において、７０は検出装置、７
１は発光素子、７２は受光素子、７３は検出回路であ
り、他の符号は図１５、図１６の場合と同一である。

【０１０３】図示本発明の第６の実施例は、前述した偏
芯車輪の回転を検出して速度パルスを発生される本発明
の第４、第５の実施例において、偏芯車輪の回転検出を
光学的に行うようにしたものである。

【０１０４】すなわち、この実施例は、図１５の実施例
における金属片５３の上下運動の検出を発光素子７１と
受光素子７２とによる光学系により行うもので、移動体
の移動に伴う金属片５３の上下運動を、発光素子７１か
らの光信号が受光素子７２により検出されたときの、光
信号の強弱、あるいは、受光素子７２への到達時間の変
化を検出回路７３で検出することにより、前述と同様な
方法により、移動物体の速度及び位置を求めるものであ
る。

【０１０５】図１８は本発明の第７の実施例の構成を説
明する図である。図１８において、８０は楕円車輪、８
１は検出装置であり、他の符号は図１６の場合と同一で
ある。

【０１０６】この本発明第７の実施例は、基本構成とし
ては図１６により説明した本発明の第５の実施例と同一
であり、偏芯車輪の代わりに楕円車輪８０を使用してい
る点でのみ第５の実施例と相違する。この実施例の動作
は、本発明の第５の実施例と同一であり、同一の効果を
得ることができる。

【０１０７】前述した本発明の第１、第２の実施例によ
れば、レールを枕木に固定するための固定用のクギ、ボ
ルト、ナットあるいはレールの継目を移動体上に設置し
た検出部で検出して移動体の移動速度及び位置を検知す
ることができるので、地上側の設備費用及び保守が全く
不要であり、常に、移動体側で正確な速度と位置とを計
測することができるという効果を得ることができる。

【０１０８】また、前述した本発明の全実施例は、列車
上に設置する装置が自身で常にその動作状態をチェック
しており、装置内部の何れかの故障を検知した場合に、
直ちにブレーキを作用させる、乗務員に警報で知らせる
等の処理に続けることができ、安全、確実に精度良く列
車の位置及び速度を検出することができ、さらに、検出
された列車の位置及び速度データを無線等の何らかの手
段によって、他の移動体あるいは中央の管制室に伝送す
るようにすることもできる。

【０１０９】本発明の実施例を列車の運行システムに適
用すれば、前述により、各列車のそのときの速度、在線
位置を正確に知ることができ、線路上に最適数の列車を
走行させることが可能となり、列車の高密度、高速度運
転によるサービスの向上を計ることができる。

【０１１０】また、本発明の実施例を列車の運行システ
ムに適用した場合、前述したように、列車の在線位置を
中央の管制室で正確に知ることができるばかりでなく、
中央の管制室を介して複数の列車に情報を提供し、ある
いは、走行中の列車間での情報交換も可能となり、イン
テリジェント列車運行システムを構築することが可能と
なる等、より一層のサービスの向上を図ることができ
る。

【０１１１】また、前述した本発明の全実施例は、複数
の検出装置を搭載することにより走行速度の検出精度の
向上を図ることができる。

【０１１２】前述した本発明の実施例は、本発明を列車
の速度、位置の検出のために適用したとして説明した
が、本発明は、列車の他、工場内の自走自動ロボット等
に適用することができ、工場内の混雑度によって最適な
ロボットの配置と速度の調整を行い、ロボットの効果的
な運用のために使用することができる。

【０１１３】また、本発明は、さらに、道路上に僅かの
設備を施すだけで、自動車に適用することもでき、この
場合、目的地に案内するナビゲーションシステム、道路
の混雑度から、他の道路に安全に誘導する等の円滑な都
市交通システムの構築のために使用することもできる。

【０１１４】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、車
上側において、時々刻々と変化する列車、自動車等の移
動体の走行速度と位置とを正確に検知することのでき、
本発明を鉄道システムに適用した場合に、時々刻々と変
化する走行中の列車の走行速度と位置とを車上側で正確
に検知し、これにより、閉塞区間を必要充分な最適長に
設定し、高密度、高速度の列車の運転を可能とすること
ができる。

【０１１５】これにより、本発明は、レール上を走行す
る列車の運行システム、工場内の自走ロボットシステ
ム、一般道路の都市交通システム等に適用し、これらの
システムを構築する上で極めて効果的である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例の構成を示すブロック図
である。

【図２】本発明の第１の実施例を説明するレールと枕木
上のクギの位置との関係を説明する図である。

【図３】２個の送信素子と１個受信素子との関係を説明
する図である。

【図４】移動体停止時の本発明の第１の実施例における
各部の動作波形を説明する図である。

【図５】移動体走行中の本発明の第１の実施例における
各部の動作波形を説明する図である。

【図６】移動体走行中の本発明の第１の実施例における
速度パルスの発生状況を説明する図である。

【図７】受信部の状態監視部の故障時における各部の動
作波形を説明する図である。

【図８】受信信号処理部の故障時における各部の動作波
形を説明する図である。

【図９】送信部の状態監視部の故障時における各部の動
作波形を説明する図である。

【図１０】本発明の第２の実施例の構成を示すブロック
図である。

【図１１】その動作を説明する各部の動作波形を示す図
である。

【図１２】本発明の第３の実施例の構成を示すブロック
図である。

【図１３】本発明の第３の実施例の動作を説明する各部
の波形を示す図である。

【図１４】本発明の第３の実施例の動作を説明する各部
の波形を示す図である。

【図１５】本発明の第４の実施例の構成を説明する図で
ある。

【図１６】本発明の第５の実施例の構成を説明する図で
ある。

【図１７】本発明の第６の実施例の構成を説明する図で
ある。

【図１８】本発明の第７の実施例の構成を説明する図で
ある。

【符号の説明】

１枕木２レール３固定クギ４車輪５車体６センサー部７、８送信素子９受信素子１０検出装置１１送信部１２送信信号処理部１３、１８状態監視部１５受信部１７受信信号処理部２１、４１演算処理部３１、７０検出装置３２、３３コイル３４低周波信号発信器３５、３９半波整流回路３６ローパスフィルタ３７フリップフロップ３８高周波信号発信器４０ハイパスフィルタ５０偏芯車輪５１ガイド５２案内棒５３金属片７１発光素子７２受光素子７３検出回路

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】移動体の位置及び速度を計測する計測装
置において、移動体上に、情報の送信部と、受信部と、
受信信号を処理する演算処理部とを備え、送信部からの
出力信号を地上あるいは軌道上の取付け部品に反射さ
せ、前記受信部で受信された前記反射信号により、前記
演算処理部が、前記取付け部品の存在を検出し、この検
出信号に基づいて前記移動体の位置及び移動速度を求め
る演算処理を行うことを特徴とする移動体の位置及び速
度の計測装置。
【請求項２】前記送信部は、送信信号処理部と、送信
素子とを備えて構成されることを特徴とする請求項１記
載の移動体の位置及び速度の計測装置。
【請求項３】前記送信部は、さらに、送信信号処理部
と送信素子との動作状態を監視する状態監視部を備えて
構成されることを特徴とする請求項２記載の移動体の位
置及び速度の計測装置。
【請求項４】前記送信部は、前記移動体の進行方向に
沿って複数個の送信素子を備えて構成されることを特徴
とする請求項１、２または３記載の移動体の位置及び速
度の計測装置。
【請求項５】前記受信部は、受信信号処理部と、１個
の受信素子とを備えて構成されることを特徴とする請求
項１ないし４のうち１記載の移動体の位置及び速度の計
測装置。
【請求項６】前記受信部は、さらに、受信信号処理部
と受信素子との動作状態を監視する状態監視部を備えて
構成されることを特徴とする請求項５記載の移動体の位
置及び速度の計測装置。
【請求項７】移動体の位置及び速度を計測する計測装
置において、移動体上に、情報の送受信を行う通常磁気
的に疎結合状態にある２個のコイルと、これらのコイル
のそれぞれに異なる周波数の信号を印加すると共に、こ
れらのコイルが密結合されたときにこれらのコイルに誘
起される他方のコイルからの信号を検出する第１及び第
２の送受信部と、受信信号を処理する演算処理部とを備
え、かつ、前記移動体の走行路上に所定の距離毎に配置
された前記２個のコイル相互間を磁気的に密結合にする
金属板を備え、前記金属板が前記２個のコイル相互間を
磁気的に密結合としたときに、各コイルに他方のコイル
から誘起された信号を検出し、この検出信号により、前
記演算処理部が、前記金属板の存在を検知し、この検知
信号に基づいて前記移動体の位置及び移動速度を求める
演算処理を行うことを特徴とする移動体の位置及び速度
の計測装置。
【請求項８】移動体の位置及び速度を計測する計測装
置において、移動体上に、情報の送受信を行う通常磁気
的に疎結合状態にある２個のコイルと、これらのコイル
のそれぞれに異なる周波数の信号を印加すると共に、こ
れらのコイルが密結合されたときに、これらのコイルに
誘起される他方のコイルからの信号を検出する第１及び
第２の送受信部と、偏芯円車輪と、偏芯円車輪の偏芯軸
に取り付けた上下方向に移動可能な案内棒と、案内棒に
取り付けられ、前記２個のコイルに近づいたとき前記２
個のコイル相互間を磁気的に密結合にする金属板と、受
信信号を処理する演算処理部とを備え、前記金属板が前
記２個のコイル相互間を磁気的に密結合としたときに、
各コイルに他方のコイルから誘起された信号を検出し、
この検出信号により、前記演算処理部が、前記金属板の
上下動の周期を検出し、この検出信号に基づいて前記移
動体の位置及び移動速度を求める演算処理を行うことを
特徴とする移動体の位置及び速度の計測装置。
【請求項９】前記第１の送受信部が低周波信号発信器
と半波整流回路とローパスフィルタとにより構成され、
前記第２の送受信部が高周波信号発信器と半波整流回路
とハイパスフィルタとにより構成されることを特徴とす
る請求項７または８記載の移動体の位置及び速度の計測
装置。
【請求項１０】前記第１、第２の送受信部は、さら
に、それらの内部構成回路の動作状態を監視する状態監
視部を備えて構成されることを特徴とする請求項７、８
または９記載の移動体の位置及び速度の計測装置。
【請求項１１】前記第１及び第２の送受信部と２個の
コイルとがそれぞれ複数組備えられることを特徴とする
請求項７ないし１０のうち１記載の移動体の位置及び速
度の計測装置。
【請求項１２】移動体の位置及び速度を計測する計測
装置において、移動体上に、偏芯円車輪と、該偏芯円車
輪に取り付けた上下方向に移動可能な案内棒と、該案内
棒を磁芯とする差動トランスと、差動トランスの出力を
処理する信号処理部と、該信号処理部の出力に基づいて
移動体の移動速度及び位置を求める演算処理を行う演算
処理部を備えて構成されることを特徴とする移動体の位
置及び速度の計測装置。
【請求項１３】移動体の位置及び速度を計測する計測
装置において、移動体上に、偏芯円車輪と、該偏芯円車
輪に取り付けた上下方向に移動可能な案内棒と、該案内
棒に取り付けた光反射板と、発光素子を有する信号送信
部と、受光素子を有する信号受信部と、該信号受信部の
検出信号に基づいて移動体の移動速度及び位置を求める
演算処理を行う演算処理装置を備えて構成されることを
特徴とする移動体の位置及び速度の計測装置。
【請求項１４】前記偏芯円車輪を偏芯楕円車輪とした
こと特徴とする請求項８ないし１３のうち１記載の移動
体の位置及び速度の計測装置。
【請求項１５】移動体の位置及び移動速度の演算結果
を他の移動体に伝送する機能を備えたことを特徴とする
請求項１ないし１４のうち１記載の移動体の位置及び速
度の計測装置。
【請求項１６】移動体の位置及び移動速度の演算結果
を非移動体に伝送する機能を備えたことを特徴とする請
求項１ないし１４のうち１記載の移動体の位置及び速度
の計測装置。