JPH09210721A - 移動体の移動に関する情報検出システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 低コストで正確に、移動体の移動に関する情
報（位置，距離，速度，加速度等）を検出できるシステ
ムを提供する。 【解決手段】 移動体１の通路３に沿って等間隔でルー
プコイル４を配置する。移動体１にはサーチコイル２を
配置する。移動体１が移動し、サーチコイル２がループ
コイル４上にくると、相互誘導作用によりサーチコイル
２のインダクタンスが低下する。このインピーダンスの
低下により移動体１がループコイル４配置の位置に来た
ことを検出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、鉄道車両，自動車
等の移動体の移動に関する情報（位置，速度，加速度
等）の検出に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】 鉄道においては軌道回路によって列車の位置を検出し
ている。軌道回路での検出原理は、軌道すなわちレール
に検出電流を流し、列車の車軸によってそれが短絡され
たことを検知して列車が当該軌道回路内に存在するか否
かを検出する。

【０００３】フォトインタラプタの原理に基づく光線
式の位置検出方法もある。これは、発光素子と受光素子
を対向させて、発光素子と受光素子との間を移動体が通
過したか否かを光線を遮断したか否かにより検出する。

【０００４】通路にループコイルを埋設しそのインピ
ーダンスの変化で検出する方法もある。物体がループコ
イルに近づくと、磁性体の場合にはコイルに鉄心が近づ
くのと同じなのでコイルのインピーダンスは変化する。
また、単なる導電体（導体ともいう、以下導体という）
の場合にはループコイルの磁界によるうず電流が発生す
るためにコイルのインピーダンスが変化することを利用
する。

【０００５】道路でよく用いられる方法に超音波感知
器がある。これは、ある高さから超音波を路面にむけて
発射し、超音波が反射して再び感知器に戻ってくる時間
を計測して物体を検出する。超音波感知器と路面との間
に物体があれば、超音波は路面にとどく前に物体によっ
て反射され、路面から反射して戻るよりも短時間で感知
器に戻ってくることを利用する。

【０００６】永久磁石を通路脇に設置し、そのそばを
通過する車上の磁気接近スイッチで当該永久磁石の磁束
を検知し、絶対位置検出を行う方法が提案されている。

【０００７】速度は、車軸の回転数と車輪の円周との
積で求められる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】 軌道回路においては、列車が軌道回路内のどこにいる
かは検出できない。存在の有無を検出できるだけであ
る。通常軌道回路は数百メートル以上を１区間とする。
軌道回路をできるだけ小さな区間で運用すれば、位置検
出精度は向上するが地上設備の設置と維持の費用が高価
なため、経済上の問題で実現できない。従って、現状で
は数百メートル以上を１区間とせざるを得ない。

【０００９】光線式の位置検出方法では、検出ポイン
トの間隔を短くするほど位置精度は向上するが、地上設
備の設置と維持の費用が高価なために経済的な理由で現
実的ではない。また、光線式には発光器，受光器の汚れ
による感度低下の問題があり、クリーニングメンテナン
スは避けられれない。数が多ければ費用も膨大なものと
なる。

【００１０】超音波感知器は汚れの問題はないもの
の、設置台数を多くすることによる経済的な問題は前述
した他と同じである。現状でも、道路で見かける超音波
感知器は感応式信号機のセンサや渋滞状況の把握に使わ
れているに過ぎず、短い間隔で大量に設置するほど安価
ではない。

【００１１】前述したを含む各方法に共通した問題も
ある。前述した各方法においては、地上設備に電力と得
られた情報を伝送する設備が必要なことである。実はこ
こに最も費用がかかるのである。電力線，通信線の敷設
とメンテナンスである。数が少なければ問題はないが、
多くなると大規模な監視システムが必要となり、そのた
めの設備や要員まで確保しなければならなくなる。つま
り、得られる情報に比して費用が膨大なため実現してい
ないようである。

【００１２】永久磁石を使用したシステムは、前述し
た方法と比較すれば地上側の設備費用が極めて少なく、
車上側の費用が大半を占める。車上側の設備のメンテナ
ンス等は、車庫や車両基地等で集中して行えるので、電
力線，通信線の維持費用と比較すれば極めて安価に維持
できる。永久磁石を使用したシステムで最も問題となる
のは、永久磁石は静磁界しか発生しないということであ
る。つまり、磁束は空間的に変化しても時間的には変化
しないことを意味する。

【００１３】静磁界中の磁束を検出する手段としてはホ
ール素子の使用が考えられる。ホール素子ならば、車両
が停止していても検出可能であり、Ｓ極Ｎ極の極性の判
別までできる。しかし、ホール素子によって検出され出
力となる電圧は微小なため、増幅器が一般的に使用され
る。この微小電圧の増幅が問題となる。Ｓ／Ｎ比を考え
ると、増幅器でノイズまで増幅する可能性があり、鉄道
の列車回りのような電磁ノイズが豊富にあるような環境
には向いていない。また、後で述べる磁気接近スイッチ
のように永久磁石とセンサとの距離が極めて接近してい
る場合には有効である。

【００１４】磁気接近スイッチは永久磁石とスイッチと
の距離が極めて接近している場合には有効な手段であ
る。磁気接近スイッチには、リードリレーを使うタイプ
からコアの磁気飽和を用いるタイプまで考えられるが、
どれも大きな磁束密度を前提として設計されている。こ
れは、Ｓ／Ｎ比を考えた場合の誤動作対策であろう。し
かし、最大級の残留磁束密度を持つサマリウム・コバル
トの永久磁石を使用しても、磁気接近スイッチが動作す
る磁束密度を得るためには、数ミリメートル以上の間隔
は事実上不可能である。つまり、移動体にこの方式を適
用した場合には、移動体と固定された永久磁石とのクリ
アランスは前述した数ミリメートル以上にはなりえず、
移動体の形状等に著しい制限が設けられる。例えば、地
上と車体とのクリアランスが２０センチメートル近くあ
る自動車や、５０センチメートル以上ある鉄道車両には
適用できない。

【００１５】永久磁石による磁束をサーチコイル（ここ
では車上に設置されている検出コイル）で検出するため
には、サーチコイルが動くか永久磁石が動かなければ検
出できない。永久磁石は固定点を特定するためのもので
あるから、移動しないのでサーチコイルが動かさなけれ
ばならない。サーチコイルを搭載した移動体が動いてい
る間は永久磁石の磁界が時間的に変化するので検出は可
能であるが、例えば永久磁石上で移動体、すなわちサー
チコイルが停止した場合には検出不能になる。この場合
の対策は、サーチコイルを振動させることである。こう
すれば、車両が停止しても永久磁石による磁束を常に検
出できる。

【００１６】しかし、やっかいなことにはサーチコイル
に生じる起電圧は磁束の変化分に比例する。すなわち、
大きな出力を得るためには、面積の大きなターン数の多
いサーチコイルを大きな振幅で、高い振動周波数で振動
させることが不可欠となる。これを車上で実現するに
は、スペースの問題から極めて難しい。

【００１７】速度の検出に関しては、鉄道の場合には
レールと車輪とのすべりのために車軸の回転数と車輪の
円周の積から計算された速度と対地速度との誤差は大き
い。また、自動車などのゴムタイヤを使用している場合
でも事情はそんなに変わらない。多少、すべりが少ない
だけである。従って、車軸の回転数と車輪の円周との積
で求められる速度は、対地速度に対する目安として使用
できるが、正確な速度制御に使用する際には注意を要す
る。車軸の回転数と車輪の円周の積によって正確な速度
を求めるには、車輪とレールが歯車として噛み合ってな
ければならない。急斜面で用いられるケーブルカー等で
は実現できる。

【００１８】本発明は、このような状況のもとでなされ
たもので、低コストで正確に、移動体の移動に関する情
報（位置，距離，速度，加速度等）を検出できるシステ
ムを提供することを目的とするものである。

【００１９】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
本発明では、移動体の移動に関する情報検出システムを
次の（１）〜（１１）のとおりに構成する。

【００２０】（１）移動体に配置されたインダクタンス
素子と、このインダクタンス素子のインダクタンスの変
化を検出するインダクタンス変化検出手段と、このイン
ダクタンス変化検出手段の出力にもとづいて前記移動体
の移動に関する情報を算出する移動情報算出手段と、前
記移動体の通路に沿って配置され、前記インダクタンス
素子のインダクタンスに変化を与える標識とを備えた移
動体の移動に関する情報検出システム。

【００２１】（２）標識は短絡されたコイルである前記
（１）記載の移動体の移動に関する情報検出システム。

【００２２】（３）標識は導体ブロックである前記
（１）記載の移動体の移動に関する情報検出システム。

【００２３】（４）標識は磁性体である前記（１）記載
の移動体の移動に関する情報検出システム。

【００２４】（５）標識に、短絡されたコイル，導体ブ
ロック，磁性体３の種類のうちの少くとも２種類を組み
合せ用いる前記（１）記載の移動体の移動に関する情報
検出システム。

【００２５】（６）通路は軌道であり、そのまくら木に
標識を一体化した前記（１）記載の移動体の移動に関す
る情報検出システム。

【００２６】（７）標識を有するシートを通路に配置す
る前記（１）記載の移動体の移動に関する情報検出シス
テム。

【００２７】（８）移動に関する情報は、位置，距離，
速度，加速度である前記（１）記載の移動体の移動に関
する情報検出システム。

【００２８】（９）インダクタンス変化検出手段は、イ
ンダクタンスの増加と減少を識別して検出するものであ
る前記（１）または（５）記載の移動体の移動に関する
情報検出システム。

【００２９】（１０）インダクタンスの増加と減少の一
方を位置情報の読取り開始フラグ，桁の区切り，読取り
終了フラグ等と認識し、他方を位置情報として認識する
前記（９）記載の移動体の移動に関する情報検出システ
ム。

【００３０】（１１）インダクタンス変化検出手段は、
移動体に配置されたインダクタンス素子をＬ素子として
ＬＣ共振回路を構成し、このＬＣ共振回路の共振周波数
の変化により前記インダクタンス素子のインダクタンス
の変化を検出するものである前記（１）記載の移動体の
移動に関する情報検出システム。

【００３１】

【発明の実施の形態】以下本発明の実施の態様を、実施
例により詳しく説明する。ここで説明する実施例は、イ
ンダクタンス素子のインダクタンスの変化をＬＣ共振回
路の共振周波数のずれにより間接的に検出するものであ
るが、本発明はこれに限らず、インダクタンスの変化を
インピーダンスブリッジ回路等で直接検出する形で実施
することもできる。

【００３２】

【実施例】図１は本発明の原理を説明する図である。図
１において、１は自動車，列車等の移動体、２はこの移
動体１上に配置されたサーチコイル、３は道路，軌道等
の移動体１の通路、４はこの通路に沿って配置された地
上コイルである。地上コイル４は短絡されたループコイ
ルで、通路３に沿って複数個が原則として等間隔で配置
される。移動体１が通路３上を矢印６のように移動し、
移動体１に配置されたサーチコイル２が地上コイル４に
近づくと、矢印５に示すように、サーチコイル２と地上
コイル４は相互誘導状態となり、サーチコイル２のイン
ダクタンスが減少する。地上コイル４の代りに、導体板
を配置してもうず電流の発生によりサーチコイル２のイ
ンダクタンスが減少する。地上コイル４の代りに磁性体
を配置すれば、サーチコイル２が磁性体に近づくと磁束
（密度）が増大しインダクタンスが増大する。

【００３３】このように、通路３に沿って配置された地
上コイル４，導体板（板厚は厚くてもよく、導体である
コイルとも区別するため、請求項では導体ブロックと表
現している），磁性体（このように通路に沿って配置さ
れ、サーチコイルのインダクタンスを変化させる素子を
以下標識という）の位置に移動体１がさしかかると、移
動体１に配置されたサーチコイル２のインダクタンスが
変化し、この変化を検出することにより、移動体１（正
確にはサーチコイル２の位置）がその標識の位置に達し
たことを検出することができる。

【００３４】標識が等間隔に配置されていれば、サーチ
コイル２のインダクタンスの変化の度数により基準位置
からの距離を検出することができ、単位時間におけるサ
ーチコイル２のインダクタンス変化の度数に比例するも
のとしてあるいはこのインダクタンス変化の時間間隔に
反比例するものとして移動体１の速度を算出することが
できる。この速度の単位時間における変化により移動体
１の加速度を算出することができる。

【００３５】前述のように、標識の種類に応じて、サー
チコイル２のインダクタンスが増，減するので、インダ
クタンスの増加する標識と減少する標識を組み合わせて
用いることにより、読出し開始，終了等の所要のコード
とすることができる。

【００３６】なお、図１では、サーチコイル２はオープ
ンになっているが、実際は適宜の周波数の交流電流を流
した状態で考察している。

【００３７】（実施例１）図２は実施例１である“移動
体の位置検出システム”における移動体側の構成を示す
ブロック図である。本実施例は、サーチコイルを含むＬ
Ｃ直列共振回路を一種の帯域通過フィルタとしてサーチ
コイルのインダクタンス変化を検出する例である。

【００３８】図２において、２１は一定周波数ｆ_C の交
流電源、２２はループコイルで形成されたサーチコイ
ル、２３は一定容量のコンデンサ、２４は一定の低抵抗
値の抵抗であり、サーチコイル２２，コンデンサ２３，
抵抗２４は直列共振回路２５を構成している。２６は交
流電源２１の周波数ｆ_C を通過周波数帯域とするメカニ
カルフィルタからなるノイズ除去用の帯域通過フィルタ
である。２７は整流回路、２８はレベル判別回路であ
る。直列共振回路２５の共振周波数は、サーチコイル２
２が不図示の標識より充分離れた位置にあるとき、交流
電源２１の周波数ｆ_C と同じ周波数に設定されている。

【００３９】以上の構成により、サーチコイル２２等を
載置した移動体が、標識より充分離れた位置にあるとき
は、直列共振回路２５は共振周波数がｆ_C で交流電源２
１に対し直列共振状態にあり、抵抗２４には周波数ｆ_C
の大きな電流値の交流電流が流れ、帯域通過フィルタ２
６には周波数ｆ_C の大きな電圧値の交流電圧が入力され
る。この交流電圧は、帯域通過フィルタ２６をほとんど
減衰することなく通過し、整流回路２７で整流され大き
な電圧値の直流電圧に変換され、レベル判別回路２８に
おいて高レベルと判別される。

【００４０】移動体が移動し、標識上にさしかかると、
標識が、ループコイル，導体板のときはサーチコイル２
２のインダクタンスが減少し、また磁性体のときはサー
チコイル２２のインダクタンスが増大し、直列共振回路
２５の共振周波数はｆ_C から上昇し、またｆ_C から下降
する。これにより直列共振回路２５は直列共振状態から
はずれ、抵抗２４の電流値は低下し、帯域通過フィルタ
２６へ入力される周波数ｆ_C の交流電圧も低下する。帯
域通過フィルタ２６へ入力された交流電圧はほとんど減
衰することなく整流回路２７に供給され、整流されて小
さな電圧値の直流電圧に変換され、レベル判別回路２８
で低レベルと判別される。

【００４１】このように、レベル判別回路２８で低レベ
ルと判別することで、移動体（正確にはサーチコイル）
が標識上の位置にあることが検出できる。

【００４２】交流電源２１の高調波，低調波や、直列共
振回路２５に誘起する電磁ノイズは、帯域通過フィルタ
２６の通過帯域外の周波数のものがほとんどなのでフィ
ルタ２６で減衰され、レベル判別回路２８の判別動作に
影響を与えることが少ない。

【００４３】以上説明したように、本実施例では、通路
側は標識を配置するだけですむので設備，維持に費用が
かからず、標識の間隔を狭くするだけで位置検出の精度
を容易に高めることができる。

【００４４】（実施例２）図３は実施例２である“移動
体の位置検出システム”における移動体側の構成を示す
ブロック図である。本実施例は、サーチコイルを含むＬ
Ｃ共振回路をＬＣ発振回路の周波数決定要素としてサー
チコイルのインダクタンス変化を検出する例である。

【００４５】図３において、３１はＦＥＴ、３２，３４
は一定容量のコンデンサ、３３はサーチコイルで、これ
らの素子３１〜３４はコルピッツ形ＬＣ発振回路３５を
構成している。ＬＣ発振回路３５の発振周波数ｆ_o は、
サーチコイル３３のインダクタンスをＬ、コンデンサ３
２のキャパシタンスをＣ₁ 、コンデンサ３４のキャパシ
タンスをＣ₂ とすると、次式で表される。

【００４６】

【数１】

【００４７】サーチコイル３３が不図示の標識から充分
離れた位置にあるときの発振周波数ｆ_o をｆ_m とする。

【００４８】３６は、周波数ｆ_m を通過周波数帯域と
し、ややゆるやかな減衰特性の帯域通過フィルタであ
る。２７，２８は図２の同符号部と同様の機能部分であ
り、説明は省略する。

【００４９】以上の構成により、サーチコイル３３等を
載置した移動体が標識から充分離れた位置にあるとき
は、ＬＣ発振回路３５は発振周波数ｆ_m の交流電圧を発
生し、この一部は帯域通過フィルタ３６に入力される。
この入力電圧は、帯域通過フィルタ３６で減衰されるこ
となく整流回路２７に供給され直流に変換される。この
場合、帯域通過フィルタ３６での減衰がないので、レベ
ル判別回路２８で高レベルと判別される。

【００５０】移動体が移動し、標識上にさしかかると、
標識がループコイル，導体板のときはサーチコイル３３
のインダクタンスＬが減少し発振周波数ｆ_o がｆ_m より
上昇し、標識が磁性体のときはサーチコイル３３のイン
ダクタンスが増大し発振周波数ｆ_o はｆ_m より下降す
る。ＬＣ発振回路３５の交流電圧の一部は帯域通過フィ
ルタ３６に入力されるが、発振周波数がｆ_m から変化し
ているので、この入力電圧はフィルタ３６で減衰され、
レベル判定回路２８で低レベルと判別される。

【００５１】このように、レベル判別回路２８で低レベ
ルと判別することで、移動体が標識上の位置にあること
が検出できる。

【００５２】帯域通過フィルタ３６は、サーチコイル３
３のインダクタンスの変化検出と共に、実施例１の帯域
通過フィルタ２６と同様に、ＬＣ発振回路３５の発振出
力の高調波や、ＬＣ発振回路３５に誘起する電磁ノイズ
による影響を低減する動作を行う。

【００５３】ＬＣ発振回路としては、コルピッツ形に限
らず、同調形，ハートレー形等の適宜の回路を用いて実
施することができる。

【００５４】以上説明したように、本実施例においても
実施例１と同様の効果が得られる。

【００５５】（実施例３）図４は実施例３である“移動
体の位置検出システム”における移動側の構成を示す図
である。本実施例は、サーチコイルを含むＬＣ並列共振
回路のインピーダンスの変化によりサーチコイルのイン
ダクタンスの変化を検出する例である。

【００５６】図４において、図２と同符号部は同一機能
部であり、説明を省略する。４１はサーチコイル、４２
は一定容量のコンデンサで、素子４１，４２は並列共振
回路４３を構成する。４４は、交流電源２１，並列共振
回路４３と共に直列回路４５を構成する一定の低抵抗値
の抵抗である。並列共振回路４３の共振周波数は、サー
チコイル２１が不図示の標識から充分離れた位置にある
とき、交流電源２１の周波数ｆ_C と同一周波数になるよ
うに設定されている。

【００５７】以上の構成により、サーチコイル４１等を
載置した移動体が標識から充分離れた位置にあるとき
は、並列共振回路４３は電源の周波数ｆ_C で共振状態に
ありインピーダンスが非常に大きく直列回路４５には小
さい電流値の交流電流が流れる。よって抵抗４４には低
い交流電圧が発生し、レベル判別回路２８は低レベルを
判別する。

【００５８】移動体が移動し、標識上にさしかかると、
サーチコイル４１のインダクタンスが変化し、並列共振
回路４３の共振周波数はｆ_C から変化し、並列共振回路
４３のインピーダンスが低下し、直列回路４５には大き
い電流が流れる。よって抵抗４４に高い交流電圧が発生
し、レベル判別回路２８は高レベルを判別する。

【００５９】このように、レベル判別回路２８で高レベ
ルを判別することで、移動体が標識上の位置にあること
が検出できる。

【００６０】以上説明したように、本実施例によっても
実施例１と同様の効果が得られる。 （実施例４）図５は実施例４である“移動体の速度検出
システム”における移動体側の構成を示す図である。本
実施例は、実施例１の出力を用いて移動体の速度を検出
する例である。

【００６１】図５において、図２と同符号部は同一機能
部であり説明は省略する。４１は基準パルス（クロッ
ク）発生回路、４２は速度検出部である。

【００６２】以上の構成により、速度検出部４２では、
レベル判定回路２８が低レベルを出力すると、内蔵する
不図示のカウンタをリセットした後カウント可能とし、
カウンタは基準パルス発生回路４１のパルス数の計数を
開始し、レベル判定回路２８が次の低レベルを出力する
と計数を終了し、この計数結果にもとづいて移動体の速
度を演算する。

【００６３】ここで標識の間隔をＡメートル、パルス周
波数をｆヘルツ、パルス数をｎとすると、移動体の速度
Ｓｐ（秒速）は次式で求まる。

【００６４】

【数２】

【００６５】なお予め、ｎとＳｐの関係を載せたテーブ
ルを用意し、テーブル検索により速度を求めることもで
きる。また、前述のように連続する２個の標識間でパル
ス数を計数することに限られず、連続する多数の標識間
でパルス数を計数する形で実施することもできる。

【００６６】以上説明したように、本実施例では、通路
側に標識を配置するだけですむので設備，維持に費用が
かからず、車輪の回転を利用するものではないのですべ
りによる誤差はなく、正確に速度を検出することができ
る。

【００６７】（実施例５）図６は実施例５である“移動
体の特定位置（絶対位置ともいう），距離検出システ
ム”における移動体側の構成を示す。図７は本実施例の
説明図である。本実施例は、移動体が特定の位置にある
ことおよびこの位置からの距離を検出する例である。

【００６８】前述のように、移動体が標識上にさしかか
ると、サーチコイルのインダクタンスは、標識がループ
コイル，導体板のときは減少し、標識が磁性体のときは
増加する。本実施例は、このサーチコイルのインダクタ
ンスの増減の組合せにより特定の位置を指すコードを表
わすものである。

【００６９】図６において、図２と同一符号部は同一機
能部を示し、ここでの説明を省略する。６１は、交流電
源２１の電圧位相と直列共振回路２５の電流位相を比較
して電流位相の進み，遅れを判定する位相判定回路で、
レベル判別回路２８が低レベルの判別をする毎に判定を
行う。

【００７０】６２はレベル判別回路２８における低レベ
ル判定の度数を計数するカウンタ、６３は所要の演算等
を行うマイクロコンピュータ（以下マイコンという）で
ある。本実施例の場合、前記コードを表わす標識は短い
間隔で配置されるので、以下誤解のないように移動体に
載置したサーチコイル２２の位置により説明する。また
表示を簡単にするため、コードを表わす標識以外の標識
も同じ間隔で配置されているとしているが実際に実施す
る際は異なる間隔にしてもよい。また、サーチコイル２
２のインダクタンスを減少させるループコイル，導体板
等の標識をＡ標識とし、インダクタンスを増大させる磁
性体等の標識をＢ標識とし、これらの標識が移動体の通
路に沿って配置されているとする。

【００７１】以上のように構成されているので、移動体
に載置されたサーチコイル２２がＡ標識，Ｂ標識から充
分離れた位置にあるときは、直列共振回路２５の共振周
波数は交流電源２１の周波数ｆ_C に一致しており、回路
２５に交流電源２１の電圧位相と同相の大きい電流値の
交流電流が流れ、レベル判別回路２８は高レベルを判別
する。

【００７２】サーチコイル２２がＡ標識上にくると、サ
ーチコイル２２のインダクタンスが減少するので、直列
共振回路２５の共振周波数はｆ_C から上昇し、直列共振
回路２５に交流電源２１の電圧位相に対し進み位相の小
さい電流が流れる。よってレベル判別回路２８は低レベ
ルを判別し、これに同期して位相判定回路６１は進み位
相を判定し、マイコン６３はＡ標識を認識する。

【００７３】また、サーチコイル２２がＢ標識上にくる
と、サーチコイル２２のインダクタンスが増大し、直列
共振回路２５には遅れ位相の小さい電流が流れ、レベル
判別回路２８は低レベルを判別し、これに同期して位相
判定回路６１は遅れ位相を判定し、マイコン６３はＢ標
識を認識する。カウンタ６２はレベル判別回路２８の低
レベル判別毎に発生するパルスをカウントし距離情報を
蓄積する。

【００７４】図７において、クロブロックはマイコン６
３が認識したＡ標識、シロブロックはマイコン６３が認
識したＢ標識を表わし、（ａ）は距離情報を、（ｂ），
（ｃ）は特定位置情報を示している。（ａ）に示すよう
にＡ標識が続くときは、マイコン６３はカウンタ６２の
出力により距離情報を検出できる。

【００７５】（ｂ）に示すように、２個のＢ標識の間に
Ａ標識があるときは、最初のＢ標識でマイコン６３はカ
ウンタ６２にリセットパルスを送り、カウンタ出力を零
とした後カウント可能とする。次のＢ標識でカウンタ６
２のカウンタ出力をマイコン６３内のレジスタでホール
ドすると共にカウンタ６２にリセットパルスを送る。こ
の間にカウンタ６２は低レベル判別のパルスを２回カウ
ントしており、レジスタのホールド数は２となる。ホー
ルド数が１なら東京駅、２なら有楽町駅、３なら新橋駅
等と予め決めておくことにより特定の位置を検出でき
る。２番目のリセットパルス以後のカウンタ６２のカウ
ンタ出力によりマイコン６３は特定位置からの距離を検
出できる。

【００７６】（ｃ）に示すように、３個のＢ標識の間に
Ａ標識があるときは、最初のＢ標識でマイコン６３はカ
ウンタ６２にリセットパルスを送り、カウンタ出力を零
とした後カウント可能とする。次のＢ標識でカウンタ６
２の出力をマイコン６３内の第１のレジスタでホールド
すると共にカウンタ６２にリセットパルスを送る。その
次のＢ標識でカウンタ６２の出力をマイコン６３内の第
２のレジスタでホールドすると共にカウンタ６２にリセ
ットパルスを送る。ここで第１のレジスタのホールド数
を１０進法の１０の桁、第２のレジスタのホールド数を
１の桁とすれば、（ｃ）の場合２１となる。そこで予め
１から９９までの数に特定の位置を割り当てておくこと
により、特定位置を検出できる。３番目のリセットパル
ス以後のカウンタ６２の出力によりマイコン６３は特定
位置からの距離を検出することができる。

【００７７】図８により位相判定回路６１の構成，動作
を説明する。（ａ）において、８２は交流電源２１の電
圧波形であり、８１，８３は抵抗２４の電圧波形であっ
て、８１はサーチコイル２２がＡ標識上にきたときの波
形、８３はサーチコイル２２がＢ標識上にきたときの波
形である。各波形８１〜８３をクリッパにより方形波と
し、微分し整流して（ｂ）に示すパルスを得る。各パル
スは各波形の立ち上がりの時点すなわち位相を示してい
る。よってレベル判別回路２８が低レベルを判別し標識
を検出したときの、抵抗２４の電圧波形にもとづくパル
スが８５であるか８６であるかにより、Ｂ標識であるか
Ａ標識であるかが判定できる。

【００７８】すなわち、パルス８４を基準として、パル
ス８５は０°〜９０°の範囲内にあり、パルス８６は２
７０°〜３６０°の範囲内にあるから、交流電源２１の
電圧波形にもとづくパルス８４の発生時点から抵抗２４
の電圧波形にもとづくパルス（８５または８６）の発生
時点までの時間ｔｘを計測し、この時間ｔｘがパルス８
４のパルス間隔の１／２の時間ｔ０より小さいときはＢ
標識と判定し、大きいときはＡ標識と判定する。

【００７９】以上説明したように、本実施例によれば、
実施例１と同様の効果が得られる他に、特定の位置およ
び特定の位置からの距離を正確に検出することができ
る。

【００８０】（変形および実施の詳細） 以上の各実施例は、移動体に１個のサーチコイルを配
置する例であるが、本発明はこれに限定されるものでは
なく、複数のサーチコイルを配置する形で実施すること
ができる。たとえば、２個のサーチコイルを移動体の前
後にＤメートルの間隔で配置し、同一の標識を前後のサ
ーチコイルでｔ秒の時間間隔で検出して、移動体の速度
Ｓｐ（秒速）を次式で求めることができる。

【００８１】

【数３】

【００８２】また、２個のサーチコイルを移動体の左右
に配置し、通路に沿って２列に標識を間欠的に並べ、移
動体の移動にしたがい、片側で標識を検出したときは
“０”、両側で標識を検出したときは“１”として所要
のデジタル信号を検出する形で実施することができる。
あるいは左側の標識を検出したときは“０”、右側の標
識を検出したときは“１”とする形で実施することもで
きる。

【００８３】特に本発明を鉄道で実施する場合には、
まくら木と地上側の標識であるコイル等を一体化すれ
ば、設置工事はまくら木の取り替えという従来の工事の
中で可能であり、特別に標識を設置するためだけの工事
を行わなくても良い。まくら木と一体化するとは、まく
ら木に標識を埋め込むか、あるいはシート状の標識を取
り付けることを意味している。また、まくら木（幅は２
００mm）は正確に６００mm間隔で配置されるので、等間
隔の標識としては理想的である。そのために、設置に関
するコストは車上側への組み込みコストのみである。ま
た、地上側は電力や信号の配線等が不要であり、機器は
車上中心であり、メンテナンスが車両基地等で集中的に
行え、新しい方式への変更の場合には車上機器のみの交
換で済むため極めて安いコストででき、列車位置検出と
速度検出ができるとともに拡張性も維持できる。

【００８４】一般的な移動体には、通路にまくら木の
ように等間隔で配置されているものがないために、標識
の設置は改めて工事を行わなければならない。できるだ
け多くの標識を設置するにもかかわらず、低い設置コス
トに押さえるためには、コイルや導体板，磁性体板をシ
ート状にして裏面を粘着性にすれば貼るだけの工事とな
る。また、磨耗や寿命等で交換する際にも簡単に済ます
ことができる。また、粘着シートならば、壁や天井等の
場所も固定点として利用できる。改めて埋設工事を行わ
なくても良いので、極めて安価に標識の設置が行える。
さらに、地上側は電力や信号の配線等が不要であり、機
器は車上中心であり、メンテナンスが車庫等で集中的に
行え、新しい方式への変更の場合には車上機器のみの交
換で済むため極めて安いコストででき、移動体位置検出
と速度検出ができるとともに拡張性も維持できる。

【００８５】各実施例における帯域通過フィルタは交
流電源またはＬＣ発振回路で発生した周波数以外の電磁
ノイズを除去するためのものである。帯域通過フィルタ
には故障時に出力がなくなるメカニカルフィルタが望ま
しい。電磁ノイズが除去された後、整流されレベル判別
回路で地上の標識の有り無しが判別される。レベル判別
回路にはウインドウコンパレータを用いれば、ノイズ等
によるレベルの変動の誤った判別はなくなる。

【００８６】また、以上の構成によれば、回路が故障し
た場合には、出力がなくなるので移動体上の機器の故障
か移動体の停止かの判定が容易である。ＬＣ発振回路が
発振を停止した場合には出力はない。ＬＣ発振回路の発
振周波数が大きく変動しても、後段の帯域通過フィルタ
で出力は遮断される。ＬＣ共振回路が断線故障すると出
力がなくなる。コンデンサ短絡事故を起こすと理論的
（実際には寄生容量による共振点が存在するが、ここで
使用するコンデンサの容量よりけた違いに小さいので影
響はない）には共振点がなくなり、出力は大幅に変動す
るので、故障判定が容易である。帯域通過フィルタにメ
カニカルフィルタを使用していれば、故障時には出力は
ない。整流回路は故障すると出力がなくなるか、交流が
そのまま通過する。整流回路において、回路の電源や入
力の電圧値よりも大きな電圧となるように電源電圧に重
畳して整流すれば、故障時には電源電圧よりも大きな電
圧は存在しなくなる。つぎのレベル判別回路の検出ウイ
ンドウの下限を電源電圧よりも大きな値にしておけば、
整流回路の故障は容易に判定できる。ウインドウコンパ
レータはフェールセーフなウインドウコンパレータが実
用化されているのでそれを使用すれば、故障時に出力は
なくなる。このように移動体上の機器を構成するならば
フェールセーフな処理が可能となり、かつ移動体上の機
器の故障判定が容易となる、移動体上の機器が正常でカ
ウンタがカウントしないときには、その移動体は停止し
ていると判定できる。

【００８７】本発明の応用としては、移動体の制御，
状態監視，ナビゲーションシステムへの情報提供，大量
輸送機関ならば乗客への情報提供等が考えられる。

【００８８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
低コストで正確に、移動体の移動に関する情報を検出す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の原理説明図

【図２】 実施例１における移動体側の構成を示す図

【図３】 実施例２における移動体側の構成を示す図

【図４】 実施例３における移動体側の構成を示す図

【図５】 実施例４における移動体側の構成を示す図

【図６】 実施例５における移動体側の構成を示す図

【図７】 実施例５の説明図

【図８】 位相判定回路の説明図

【符号の説明】

１ 移動体 ２ インダクタンス素子 ３ 通路 ４ 地上コイル

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 移動体に配置されたインダクタンス素子
   と、このインダクタンス素子のインダクタンスの変化を
   検出するインダクタンス変化検出手段と、このインダク
   タンス変化検出手段の出力にもとづいて前記移動体の移
   動に関する情報を算出する移動情報算出手段と、前記移
   動体の通路に沿って配置され、前記インダクタンス素子
   のインダクタンスに変化を与える標識とを備えたことを
   特徴とする移動体の移動に関する情報検出システム。
2. 【請求項２】 標識は短絡されたコイルであることを特
   徴とする請求項１記載の移動体の移動に関する情報検出
   システム。
3. 【請求項３】 標識は導体ブロックであることを特徴と
   する請求項１記載の移動体の移動に関する情報検出シス
   テム。
4. 【請求項４】 標識は磁性体であることを特徴とする請
   求項１記載の移動体の移動に関する情報検出システム。
5. 【請求項５】 標識に、短絡されたコイル，導体ブロッ
   ク，磁性体の３種類のうちの少くとも２種類を組み合せ
   用いることを特徴とする請求項１記載の移動体の移動に
   関する情報検出システム。
6. 【請求項６】 通路は軌道であり、そのまくら木に標識
   を一体化したことを特徴とする請求項１記載の移動体の
   移動に関する情報検出システム。
7. 【請求項７】 標識を有するシートを通路に配置するこ
   とを特徴とする請求項１記載の移動体の移動に関する情
   報検出システム。
8. 【請求項８】 移動に関する情報は、位置，距離，速
   度，加速度であることを特徴とする請求項１記載の移動
   体の移動に関する情報検出システム。
9. 【請求項９】 インダクタンス変化検出手段は、インダ
   クタンスの増加と減少を識別して検出するものであるこ
   とを特徴とする請求項１または請求項５記載の移動体の
   移動に関する情報検出システム。
10. 【請求項１０】 インダクタンスの増加と減少の一方を
    位置情報の読取り開始フラグ，桁の区切り，読取り終了
    フラグ等と認識し、他方を位置情報として認識すること
    を特徴とする請求項９記載の移動体の移動に関する情報
    検出システム。
11. 【請求項１１】 インダクタンス変化検出手段は、移動
    体に配置されたインダクタンス素子をＬ素子としてＬＣ
    共振回路を構成し、このＬＣ共振回路の共振周波数の変
    化により前記インダクタンス素子のインダクタンスの変
    化を検出するものであることを特徴とする請求項１記載
    の移動体の移動に関する情報検出システム。