JPS5831547B2 - 移動体の位置検知装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は誘導無線を用いて一定走行路上を移動する移動
体の位置をその位置に与えられた番地（これを絶対番地
という）を表わす交番２進符号（グレイコード）として
検出する装置に関する。

従来の絶対番地を求める誘導無線式移動体位置検知装置
では、たとえば走行路を任意数に区切った区間毎に適宜
な２進コード化番地を与え、この番地コードを形成する
桁数に見合う複数個の走行路に平行に布設した平行２線
式誘導線に番地区分点において番地コードに合わせて交
差を施したものと、これらの誘導線と平行に布設した基
準位相信号を得るための平行２線式誘導線とで構成され
た誘導線群を設け、移動体には特定周波数の送信機とア
ンテナを塔載して、そのアンテナを上記誘導線群に結合
させ、また誘導線群の一端には上記基準位相信号誘導線
出力を基準位相としてその他の各誘導線の出力との位相
差を２値による出力として検出し絶対番地コードを得る
ものがあるが、このような装置ではまず誘導線の総数を
ｎとすれば平行２線の交差の有無によって表現できる番
地コードの数Ｎは、Ｎ＜２ｎ”で与えられ、たとえば５
００番地を構成するには、２’＝５１２からｎは１０以
上であることが必要で、多数の誘導線を使用することは
経済的にも保守上からも大きな負担となっている。

本発明はこの欠点を著しく緩和するために行ったもので
、たとえば５００００番地成するにはｎ＝５でよ〈従来
の半数の誘導線で済むから経済上の効果は著しい。

以下本発明を実施例によって詳細に説明する。

本発明装置にて使用する誘導線群は基準信号（用）誘導
線と番地コードに対応する番地コード誘導線から構成さ
れ、いずれも移動体走行路に沿って平行に布設しである
。

第１図は基準信号波を伝送する基準信号誘導線と移動体
側の結合ループコイルの構成説明図である。

図中の１，２は結合変成器、３，３’、４は交差形平行
３線式誘導線、５は誘導線の終端抵抗器、６，７は結合
ループコイル、Ｓは誘導線とループコイルの結合する区
間を表わしている。

３゜３′、４よりなる誘導線はたとえば線間間隔を１５
α一定で同一平面内にかつ番地区間の区分点に合わせて
３と３′の誘導線を交差させて展張したものである。

また結合変成器１は誘導線３と３′の他の終端間に接続
し、結合変成器２は誘導線４の一端と結合変成器１の１
次側中間点に接続すること図の通りである。

ループコイル６と７は移動体側に設けられかつ移動体に
塔載した特定高周波数の信号波を送出する送信機から共
に信号電流を供給されるが、そのうち結合コイル６は図
のように中央で交差された交差形に形成されているから
誘導体３，３’、４と結合すると実線矢印のような方向
に流れる電流（変成器２の２次側入力による）によって
誘導出力を発生し、またはその逆に結合コイル６に流れ
る電流によって３，３’、４の各誘導線に実線矢印の方
向の電流を誘起される、換言すれば結合コイル６は誘導
線の３線と結合する。

しかし破線矢印方向の電流（これは変成器１の２次側入
力による）による誘起電圧は相殺されてゼロとなるから
、コイル６と誘導線３と３′に破線矢印方向に流れる電
流との結合はない。

次に結合コイル７は通常の無交差形ループコイルでコイ
ル６とは逆に破線矢印方向の電流とは結合し、実線矢印
方向の電流とは結合しない。

すなわち第１図から容易に理解されるように結合ループ
コイル６の入力信号ａは変成器２の２次側に出力ａ′を
発生し、結合ループコイルγの入力信号すは変成器１の
２次側に出力ｂ／を発生する。

なお結合ループコイル６と１は一方が交差形、他方が無
交差形ではゾ同−外形寸法であるから両者間の結合がな
く、ａ −ａ ’経路とｂ−ｂ’経路間の結合損失は誘
導線の区間長Ｓの大きさ、信号の周波数等によって相違
するが、実測値では約６０ｄＢ以上が得られている。

なお本説明では結合ループコイル６と７には通常のルー
プコイル状のものを示したが、各コイルは磁性心コイル
としてもよく、またコイル６と７は重ね合わせて置くこ
とも可能である。

またａ−ａ’、ｂ−ｂ’両回線間の結合を最小に抑える
ため、変成器１と２の接続部分や終端抵抗５に平衡用抵
抗器を接続したり、各誘導線間に平衡用コンデンサを接
続するなど公知の平衡手段を施しておくことが必要であ
る。

このようにして誘導線のＳ区間を平行３線誘導線路とし
て結合ループコイル６および７それぞれに対する信号伝
送路を構成することができるが、コイル７の電流による
出力ｂ′はコイル７が交差点を通過する度に位相が反転
するのに対して、コイル６の電流による出力ａ′は常に
一定位相で振幅もはシ一定の基準信号となる。

次に第２図Ａは第１図のような基準信号用誘導線８と番
地コード用誘導線９を用いた位相弁別と結合度レベル差
弁別すなわち移動体の位置検出の原理説明図である。

なお本発明では基準信号誘導線出力の位相および結合度
を基準にして番地コード誘導線出力が移動体すなわち結
合ループコイルの位置によって位相と大きさが変化する
ことを検出し、それによって番地コード誘導線１つ当り
２２番地を得るものである。

第２図中１０．１１はそれぞれ誘導線８，９の一端に接
続した結合変成器で、１０は第１図の変成器２に該当す
る。

１２は結合度レベル差弁別回路、１３は位相差弁別回路
、１４は位置コード論理回路で、これら１２．１３，１
４の３回路は地上固定側の移動体位置検知器を構成する
。

また（０） １ （１） 、 （２） 、 （３）は走
行路に沿った誘導線の分割区間毎に与えた区間番地とし
、ｌは第２図Ｂの断面図に示したように結合ループコイ
ル７（コイル６はコイル７と重ね合せであると考えてよ
い）と誘導線８と９（同一平面上にある）の間隔、ｌＳ
は誘導線８の線間隔、Ａ１． Ａｏは番地コードの１．
０に応じて広、狭に変化させた誘導線９の線間隔とする
。

１５１１、ｌｏの相互間はｌｓを基準としてたとえばＡ
１＝１．５１３５． Ａｏ＝０．６６６ （＝１ ／１
５）７８のように選ぶと共に、結合ループコイルγの長
さＬ７はｌ、よりゃＳ大きくする。

さて結合ループコイル７と誘導線８，９とがはｓｌｌに
等しい間隔ｌで結合する場合の結合度は、誘導線の線間
隔（ｌｏ、１１）にはゾ正比例することが知られており
、結合ループコイルγと誘導線８の結合度はｋ１５（ｋ
は比例定数）、コイルＩと誘導線９の結合度は番地（０
）と（３）ではｋｌｌ、番地（１）と（２）ではｋｌｏ
のように変化する。

さらに誘導線９は番地（１）と（２）の区分点で２線の
交差が行われているから、結合変成器１１の出力信号波
は結合ループコイルが（０）または（１）の区間にある
ときと２またば３の区間にあるときとでは１８００−π
ラジアンだけ位相が異る。

すなわち（１） ７ （２）の区分点でπ相の変化を生
じる。

第２図の誘導線構成において結合ループコイル６および
７に入力した信号波は、移動体の走行に伴ってコイル６
．１の存在する区間に対応する大きさく結合度に比例）
および位相をもつ出力を結合変成器１０，１１から次段
に送出させる。

まず変成器１０の出力は基準信号波として結合度レベル
差弁別回路１２および位相差弁別回路１３に第１図ａ′
のような各区間共同−レベル、同位相の信号波を送り込
み、変成器１１の出力は上記のように各区間に与えた番
地コードの２値情報をもつ信号波を回路１２および１３
に入力させる。

この結果結合度レベル差弁別回路１２では基準信号波の
振幅レベルを基準にして２値情報信号波の振幅レベルの
差を検出するが、これらの振幅レベルは上記のように１
１５，１３１．ｌｏに比例して一定または変化するので
、第２図の（０）と（３）の各区間では１５に対する変
成器１０の出力レベルを１３，１１１．ｌ。

に対する変成器１１の出力レベルをｅ、 、 ｅ□とす
ればｅ８〈ｅｌとなり、１と２の各区間ではｅ５〉ｅ。

となるから（ｅｌ−＝：１．５ｅ５．ｅｏ中１５／Ｌ５
となる）変成器１１よりの入力がｅ５より大きいときは
２進コードのＩ ＩＴ 、 ｅｓ以下のとき０″の各既
定レベルを出力させるものとすれば、０と３の各区間で
はｌ １１１ 、 ｌと２・の各区間では０゛′の各レ
ベルの出力を論理回路１４に入力させる。

他方位相差弁別回路１３では変成器１０よりの基準信号
波入力の位相を基準とし、これに対する変成器１１より
の２値情報信号波の位相差を検出するもので、いま仮に
第２図のように（０） 、 （１）両区間の情報信号波
の位相は同相であるとすれば、（２）。

（３）両区間では交差点が１つあるので（０）・（１）
区間とは逆相すなわちπ相のずれがある。

従って位相差弁別回路１３は２人力が同相なら゛１″レ
ベルを出力し、逆相なら°Ｏ”レベルを出力するものと
すれば、（０） ｙ ＜’）区間では１″を、（２）
、 （３）区間では０″をそれぞれ出力し論理回路１４
に入力させる。

論理回路１４は１区間毎に２桁のコードによる番地を出
力するもので、いま仮りに回路１２よりの入力を２８ｆ
ｆｏ）、回路１３よりの入力を２４桁（１）とすれば、
第２図の（０）区間では１１、（１）１区間では０１
、（２）＋区間ではｏｏ 、３区間では１０のように２
１．２°符号を発生する。

なお移動体が走行するとき誘導線８，９と結合ループコ
イルγの間隔ｌが変動するが、この変動△ｌは８，９の
両誘導線に共通で上記のレベルｅ ５ ｙ ｅ １７
ｅ□の変化率もほぼ同一であるから、ｅＩ字１．５ ｅ
５． ｅ（、：ｅ８／１．５が維持され変動△ｌによる
検出誤りは発生しない。

さらに詳しく説明すれば結合度レベル差弁別回路１２で
はｅｌとｅ。

のはゾ中央のレベルにｅ８を選んであるから、ｅｌとｅ
。

の大きさが変動しても中央のレベルもその割合で変動し
弁別出力には影響はなく、位相差弁別回路１３では２つ
の位相成分のみの弁別であるからｌの変動には全く関係
がない。

次に第１図と第２図によって示した番地検知方法を利用
した実際の移動体位置検知用誘導線の構成例を示すと第
３図のようで、第３図において１゜２．３，３，４７５
．（ＯＬ（ＩＬ・・・等は第１図と共通とし、１５（１
５ａ、１５ｂ）は結合変成器、１６（１６ａ、１６ｂ）
は番地コード用誘導線、１７ａ、１７ｂは終端抵抗器で
ある。

各区間に番地コードを与えるには複数桁の識別方法が必
要であるが、こ＼ではｄ。

、 ｄｌ、 ｄ２． ｄ３． ｄ４は番地コード構成の
帝位とする。

まず３，３．４の３線誘導線は第１図による基準信号お
よびｄ。

（２０）位コードを伝送する。

３と３′による誘導線には前記の交番２進コードを用い
た番地コードの２０位に合わせて区間区分点において交
差を施しておく。

３と３′の線間隔１５は第２図と同じである。次に誘導
線１６ａは１つでｄｌ（２１）位とｄ２（２２）位のコ
ードを伝送するためのもので、まず第１に番地コードの
２１位コードの１と０に合わせて線間隔を１１とｌ。

に変化させ、次に２２位のコードの変化に合わせて区間
区分点で交差を施しておく３同様に誘導線１６ｂはｄ３
（２３）位とｄ４（２’ ）位のコードを伝送するため
のもので、線間隔をコードに合わせて１１とｌ。

に変化させておく。従って各誘導線の１端に接続した結
合変成器中２からは基準信号波ａ′、１からは２°位コ
ードに対応する２値位相情報信号波”ｙ１５ａからは２
１位および２２位コードの２２値位相・レベル情報信号
波ｃ／、 １５ ｂからは２３位および２４位コードの
２２値位相・レベル情報信号波ｄ′がそれぞれ出力され
る。

以上から明らかなように第３図は１つの交差形平行３線
式誘導線と２つの線間隔変化・交差形平行２線式誘導線
を用いて Ｎ二２５の交番２進コードによる番地コード
が検出できる一例であって、一般にＮ番地に対シテは２
２ （ｎ −ｔ ） ＋１＞Ｎを満足するように誘導線
数ｎを定めればよい。

たとえばＮ＝５００番地なら２’＝５１２から２（ｎ−
１）＋１＝９ ｎ＝５でよいことになり、従来のｎ＝
１０に対して半数で済む。

次に第３図のように構成した誘導線に対する移動体側に
載置する装置の構成例を第４図に、また第３図のａ′、
ｂ′、Ｃ′、ｄ′の各出力から位置を検出する地上固定
側位置検知器の構成例を第５図にそれぞれ示しであるが
、これについて説明する。

まず第４図においては１８は特定周波数（一般に５０ｋ
Ｈ２〜２５０ｋＨ２中の１波）の発振器、１９ａ。

１９ｂはその出力を必要レベルまで増幅する増幅器、６
，７は第１図で説明した結合ループコイルである。

コイル６は３．３’、４よりなる３線式誘導線に移動体
の移動中はシ一定に結合させ、コイル７は３，３′およ
び１６ａ、１６ｂに結合させる。

次に第５図において２０ａ、２０ｂ、２０ｃはいずれも
第２図１３と同じ位相差弁別回路、２１ａ。

２１ｂは結合度レベル差弁別回路（第２図１２と同じ）
、２２は位置コード論理回路である。

第３図の各誘導線から上記の信号波出力ａ′、ｂ′、ｃ
′。

ｄ′が図のように入力するが、基準信号波ａ′は２０お
よび２１のすべての回路に送り込まれる。

これらの回路の動作は第２図の回路と同じで、たとえば
ｂ′大入力位相差弁別回路２０ａでａ′を基準とするｂ
′の位相差を検出して１かＯかの２値レベルで出力する
。

Ｃ′大入力位相差弁別回路２０ｂと結合度レベル弁別回
路２１ａに送られ、回路２０ｂではａ′を基準とするＣ
′の位相差を１かＯのレベルで出力し、回路２１ａでは
レベル差の弁別を行い誘導線１６ａの線間隔が１１の場
合の出力ｅ１とｌｏの場合のｅ。

を弁別して１，０の２値レベルで出力する。

ｄ′大入力ついても同様で、位相差弁別回路２０ｃと結
合度レベル差弁別回路２１ｂに送られ、そのａ′に対す
る位相差とレベルの比較から２値レベルの出力をそれぞ
れ発生させる。

いま結合ループコイル７（および６）が第３図の（０）
区間にあるとすれば、２５桁の交番２進コード１１１１
１（２’→２０の順）を第５図の２０．２１の回路で弁
別して論理回路２２から各桁の番地コードａ４７ ａ３
７ ｄ２７ ｃｔｌｌ ｄＯを出力する。

同様に結合ループコイル１が（１）区間に移れば１１１
１０ 、（２）区間に移れば１１１００のように番地コ
ードを出力することは明らかである。

なお以上の説明では番地コードが５桁としたので番地コ
ードは ２５二３２しかなく、第３図の（３２）〜（６
３）の区間に番地コードを与えるには更に交番２進符号
の２５桁が必要で、たとえば（０）〜（３１）区間では
０１（３２）〜（６３）区間では１の出力を与える手段
−たとえば（３１）と（３２）の区間区分点で交差した
誘導線を追加して位相差弁別を行うなど−を付設するこ
とになるが、（３２）〜（６３）の番地コードの２°〜
２４桁は（３１）〜（０）の番地コードと一致する。

以上の説明のように本発明では基準信号波を得るのに交
差形平行３線式誘導線を用いると共に、その２線の交差
によってたとえば区間割当の交番２進番地コードの１桁
（この桁は第３図のように第１桁に限る必要はなく任意
の桁でもよい）を割当て、またこれに平行な他の平行２
線式誘導線にはそれぞれ番地コードの上記の１桁を除く
２桁分を割当て、その２線の交差と２線間の間隔の広狭
変化を行うことによって必要な番地コードを構成する。

また交番２進コードは公知のように隣接コード間のコー
ド距離が１であるから区分点上における飛び番地の発生
は抑止される。

さらにコード清報にレベル変化を用いた従来の装置では
一定のスライスレベルによるコードの判定を行っている
ので結合ループコイルと誘導線間の結合度変動に伴う区
分点の検知ずれが避けられなかったが、本発明では前記
のように基準信号波のレベルを基準とするのでこのよう
な検知ずれがなく、従来より少ない数の誘導線で多数の
番地コードを構成し検知することができる。

番地数が多い場合には所要誘導線の数は従来の馬に削減
できることは前記の通りで、装置の施設および運用保守
の費用が大巾に低くなるという大きな利点がある。

また誘導線の交差位置の検出には位相差弁別法を用い、
誘導線の線間距離の変化を誘導電圧レベルの大小によっ
て検出するには同じ走行路に展張した誘導線より得た基
準レベルに対する誘導電圧レベル差の弁別によっている
ため、両方法典雑音環境においても区分点の検出精度が
高いので、クレーンや台車など一定走行路上を移動する
移動体の自動走行制御等に必要な絶対番地式の位置検知
に適する経済的でしかも信頼性の装置である。

【図面の簡単な説明】

第１図は基準信号誘導線と移動体の結合ループコイルの
構成説明図、第２図は移動体の位置検出の原理説明図、
第３図は実際の移動体位置検知用誘導線の構成例図、第
４図は移動体側装置の構成例図、第５図は地上固定側位
置検知器の構成例図である。 Ｌ２，１０，１１，１５・・・・・・結合変成器、３゜
３’、４，８，９，１６・・・・・・誘導線、５，１７
・・・・・・終端抵抗、６，７・・・・・・結合ループ
コイル、１２゜２１・・・・・・結合度レベル差弁別回
路、１３，２０・・・・・・位相差弁別回路、１４，２
２・・・・・・位置コード論理回路、１８・・・・・・
発振器、１９・・・・・・電力増幅器。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １一定走行路上を移動する移動体の位置を走行路の所要
   区間に亘って任意数に区分した区間毎に連続して与えた
   交番２進符号による番地コードによって地上固定側にて
   検知する装置として、移動体に載置する移動体側設備と
   走行路に沿って上記所°要区間に展張した互に平行な誘
   導線群およびその一端に接続した地上固定側位置検知器
   にて構成し、上記移動体側設備には特定周波数の信号波
   の送信機とその出力が供給され移動体走行中上記誘導線
   群と結合する交差形ループコイルおよび無交差形ループ
   コイルを備え、上記誘導線群には上記番地コード中の１
   桁のコードに合わせて区間区分点にて交差を施して平行
   ２線とその中央中間にかつ同一平面上に展張した単線よ
   りなる交差形平行３線式基準信号波用第１の誘導線と、
   上記第１の誘導線に割当てた桁を除く２桁毎の番地コー
   ドに合わせて２線間の間隔の広狭２様の変化と２線の交
   差を区間区分点にて施した上記２桁毎の数に等しい線間
   隔変化交差形平行２線式の第２の誘導線を含みかつ上記
   第１の誘導線の外側２線の間隔ｌｓ、第２の誘導線の広
   、狭の間隔１１．ｌｏ間にはｌ。 ＜１５〈１１および１５／１１１”’ｌｏ／１５を満足
   すると共に、地上固定側位置検知器には上記第１の誘導
   線の一終端において外側２線を１次コイルの両端に接続
   した第１の変成器とその１次コイルの中点と中央の線を
   １次コイルの両端に接続した第２の変成器のうち上記第
   ２の変成器２次側よりの出力を基準信号波として上記第
   １変成器よりの出力との位相差および上記第２の誘導線
   の第１の誘導線と同じ側のそれぞれの終端に接続した変
   成器よりの出力との位相差と振幅レベル差をそれぞれ検
   出する位相差弁別器およびレベル差弁別器およびこれら
   の弁別器の各出力から区間毎の番地コードを出力する論
   理回路を備えたことを特徴とする移動体の位置検知装置
   。