JPS5855460B2 - 誘導無線による移動体位置検出方式 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は一定の走行路上を移動する移動体の位置を誘導
無線により検出する方式に関するものである。

天井クレーン、列車等の如（一定の走行路上を移動する
移動体の位置を誘導無線によって検出する方式は公知で
ある。

その−、二の例を以下に示す。

第１図は上記の移動体の位置を地上側に於いて検出する
方式であって１は一定軌道に沿って布設された交差対線
であって間隔ｈ１、等距離１、毎に交差部２及び平行部
分１を備えている。

３は前記交差対線路１に沿って布設され間隔ｈ２の平行
２線である。

前記２個の線路１及び３はそれぞれ増幅器、波形整形器
４．．５０，４２，５２を介して位相比較器６に接続さ
れて誘導線路を形成する。

７は一定軌道上を移動する移動体であって前記交差対線
路１の平行部分２′と結合する方向に一直線上に配置せ
るアンテナ８１，８□と、前記交差対線路１の交差部２
に結合する方向にアンテナ９を配置し、前記アンテナ８
、及び８２を直接送信器１０に接続し、アンテナ９を−
の位相差を与える移相器１１を介して送信器１０に接続
する。

従ってアンテナ８１，８□とアンテナ９は位置的に−の
位相差を持ち、さらに−の給電位相差を持つため、交差
対線路１に受信されるアンテナ８８，８２及びアンテナ
９からの合成信号はアンテナの移動する位置即ち移動体
の位置によって位相差が変化する。

前記の交差対線路１及び平行２線３の一端はそれぞれ増
幅器、波形整形器４□、 ５． 、４□、５２を介して
位相比較器６に接続されているので位相差に比例した電
圧又は電流の電気信号を取出し、その電気信号の大きさ
により移動体７の交差対線１の交差部２からの距離を地
上にて検出する。

第２図は移動体の位置を移動体上に於いて検出する方式
を示すものであって第１図と同一符号は同一部分を示し
、交差対線路１の一端に送信器１００、平行２線路３の
一端に送信器１０２をそれぞれ接続する。

移動体７には交差対線路１の平行部分と結合する方向に
配置されたアンテナ８１゜８□と、交差対線路１の交差
部２と結合する方向に配置されたアンテナ９と、平行対
線路３に結合する方向に配置されたアンテナ８３，８４
を備えている。

送信器１０１及び交差対線路１よりの高周波磁界はアン
テナ８□、８２及び９で受信され、アンテナ９で受信さ
れる信号をアンテナ９に接続される移相器１１で−の位
相差を与えてアンテナ８１゜８□で受信される信号と共
に合成器１２により合成し、増幅器４□、波形成形器５
．を介して位相比較器６に入れ、さらにアンテナ８３，
８４で受信せる送信器１０□から平行２線路３を介して
送信された信号を増幅器４２、波形整形器５２を介して
前記位相比較器６に入れて前記合成信号との位相を比較
し、位相差に比例した電圧又は電流の電気信号を取出し
、その電気信号の大きさによって移動体の交差部２から
の距離を移動体上に於いて検出する。

前記の第１図及び第２図に示す従来の移動体の位置検出
方式は位置を示す周期的に交差した位置検出用の交差対
線１のほかに位相比較のための平行２線路３を必要とし
、長距離線路に於いて平行２線路３の信号位相と交差対
線１の各電気定数の相違に基づく信号位相の変動が生ず
るため正確な位相差の検出が困難となり位置検出精度が
悪化する欠点がある。

また第２図に示す移動体の上で自己の位置を検出する方
式に於ては平行２線路の高周波信号と交差対線路１の高
周波信号との干渉を防止するため各線路へ送出する高周
波信号の周波数を別々にするか、または送信周波数を同
一にした場合は平行２線路３と交差対線路１との間隔を
十分能して使用しなければならない等の欠点がある。

本発明は移動体走行路に沿い２本の導線を周期的に交差
した一対の交差対線路を布設してこれに高周波電流を給
電し、移動体上にＮ個（Ｎ＝１．２．３、・・・・・・
・・・）のアンテナ素子、移相器、合成器および位相比
較器を備え、前記線路中の高周波電流により発生する磁
界又は電界の変化を前記Ｎヶのアンテナにて受信した高
周波信号をそれぞれのアンテナに対応した移相器にてＮ
＝２の場合はπ ２′）位相差・Ｎ−３・４・°゛°°°゛°°°０°°
°゛°°°０ 場合（ｉ−１，２、・・・・・・・・・Ｎ−１）の位相
差を与えた後、位相差を与えない高周波信号と合成して
得られる合成信号と、前記Ｎヶのアンテナの受信高周波
信号のいづれか一つ又は別に設けたアンテナの受信高周
波信号との位相比較を行い、位相差に略比例した電圧又
は電流の電気信号を取出し、前記線路の交差部からの距
離を移動体上で連続的に検出することを特徴とする誘導
無線による移動体位置検出方式である。

これを図面により詳細に説明するに、第３図、第５図及
び第６図は交差対線路に高周波送信電源を接続し、移動
体上にて移動体位置を検出する方式を示し、第１図及び
第２図と同一符号は同一部分を示すものとする。

第３図に於いて誘導線路である交差対線路１の交差部２
間の距離を一定ピッ１ チーとし、移動体上の２個のアンテナ８１，８□を交差
対線路１に沿わせその間隔を艷とし、ア・テす８□と交
差部２との距離をＸとする。

アンテナ８１を移相器１１を介してアンテナ８２と共に
合成器１２に接続し、さらにアンテナ８２及び合成器１
２の出力側をそれぞれ増幅器４０，４２、波形整形器５
０，５□を介して位相比較器６に接続する。

上記の接続回路に於いて誘導線路として高周波送信器１
０を接続せる交差対線路１のピッチＰ１ と幅ｈ１
の比を適当な値にすると、移動体７上のアンテナ８、お
よび８２との結合レベルは前記交差部２で瞬断し、線路
１に沿って正弦波状の振幅変化を繰返えし、アンテナ８
１ で受信された高周波信号は次の式で表示される。

ここにＡ１・・・・・・振幅 Ｐｌ ・・・・・・交差ピッチ Ｘ・・・・・・・・・交差部分よりの距離ω・・・・・
・・・・角高周波数 π 次にアンテナ８・１受信された高周波信号９１゜移相後
、アンテナ８□ で受信された信号と合成器１２で合成
される。

この合成された高周波信号は既知の単相の交流電動機の
回転磁界を示す次の式で表示される。

ここにＡ３・・・・・・振幅 位相比較器６により（１）式と（２）式の高周波信号Ｔ
１とＴ２の位相を比較してその位相差φを求めると となる。

このことは位相差φは交差部２からの距離Ｘに比例する
ことを示すものであって、これを第４図にて示す如く連
続的な位相差信号を得るのである。

従って位相差に比例した電圧又は電流の電気信号を取出
し、その電気信号の大きさにより移動体の交差対線路１
の交差部２よりの距離Ｘを移動体上で連続的に検出出来
る。

第５図は交差対線路を第３図と同一のもので移動体７上
に間隔←ユ）の３本以上のアンテナ８．。

ご８□・・・・・・・・・８Ｎを交差対線路１に沿わせ
、アンテナ２π ８１．８□・・−・・・・・８Ｎ−１を−ｉ （ｉ＝１
．２．３、・・・・・・・・・（Ｎ−１）〕宛移相する
位相器１１□、１１２・・・・・・・・・１１Ｎ 、を
介してアンテナ８Ｎと共に合成器１２に接続し、前記ア
ンテナ８Ｎ及び合成器１２をそれぞれ増幅器４．．４２
、波形整形器５１，５２を介して位相比較器６に接続し
て両者の位相を比較する。

この場合Ｎ本のアンテナ８．・・・・・・・・・８Ｎに
よる受信高周波信号の合成出力は第３図に於けるアンテ
ナが２本の場合の受信高周波信号の合成出力をホヤ２）
式と振幅を示す定数だけが異なる同一式で示され、一般
的に知られたＮ相の交流電動機の回転磁界を示す式とな
り次の式で示される。

ここにＡ４・・・・・・振幅 従って前記それぞれの波形整形器５０，５□の出力は位
相比較器６により位相が比較されてその位相差に比例し
た電圧又は電流の電気信号を取出し、その電気信号の大
きさにより移動体７の誘導線路即ち交差対線路１の交差
部２よりの距離Ｘを移動体上で連続的に検出することが
できる。

第６図は第３図及び第５図の誘導線路と同一の一定ピッ
チ毎に交差する交差対線路１に沿って移動する移動体７
上に前記交差対線路の平行部分２′及び交差部２と結合
する方向に配列されたアンテナ８及び９を備え、アンテ
ナ８を合成器１２に、アンテナ９を移送器１１を介して
合成器１２にそれぞれ接続し、また前記アンテナ８及び
合成器１２にそれぞれ増幅器４１，４□、波形整形器５
、。

５２を介して位相比較器６に接続されている。

上記の装置ではアンテナ８に受信される受信高周波は交
差対線路１との結合によりその交差部２１ まりの距離Ｘが交差ピッチ−の中央部で振幅が最大とな
り、アンテナ９に受信される受信高周波は交差対線路１
の交差部２上にて振幅が最大となリ、アンテナ８及び９
はそれぞれ第３図に示すアンテナ８． 、８２と等価で
あり、これらにて受信せる受信高周波信号をそれぞれ増
幅器４１，４□及び波形整形器５． 、５２を介して位
相比較器６にて位相を比較してその出力より第４図に示
す交差対線路１の交差部２よりの距離Ｘに比例した位相
差信号を取出し移動体γ上にて連続的に位置検出を行う
ことができる。

第７図は従来の位相比較方式による絶対番地検出方式と
本発明による連続的な位置検出方式とを結合せた絶対番
地による移動体上に於ける自己の移動位置検出方式の実
施例を示すものであって誘１ 導無線線路は−で交差した交差対線路１１、番地を示す
周期で交差した交差対線１２，１３・・・・・・・・・
１Ｎおよび平行２線の対線１゜により構成される。

平行２線の対線１゜に発振器１０の周波数ｆ１なる高周
波電流を分周器１３により一に分周せる周波数ｆ２の高
周波電流がスイッチ１４ｏを介して送出される。

交差対線１□、・・・・・・・・・１Ｎに発振器１０の
周波数ｆ１の高周波電流がそれぞれスイッチ１４□。

１４２・・・・・・・・・１４Ｎを介して送出される。

前記のスイッチ１４ｏ、 １４□・・・・・・・・・１
４Ｎは同期パルス発生器１５により送出される同期パル
スにより開閉され、スイッチ１４ｏは前記同期パルスの
同期の抽出を容易にするために、またスイッチ１４１〜
１４Ｎは前記交差対線路１１．・・・・・・１Ｎの判別
を行うために時間系列に従い順次開閉される。

移動体７上の３本のアンテナ８１，８２，８３は前記誘
導線路に沿って交差対線１１・・・・・・・・・１Ｎの
平行部分から発生する磁界と結合する様に配置され、１ 且つアンテナ８．と８２は互に一離れて居り、アンテナ
８２はアンテナ８□、８２０位置とは無関係に平行２線
の対線１゜の磁界と結合して受信高周波ｆ２を受信し、
増幅器４３で増幅され波形整形器５３で波形整形されて
絶対番地検出用の基準位相信号を得る。

アンテナ８□は交差対線１２・・・・・・・・・１Ｎよ
りの磁界と結合し受信高周波ｆ１を受信し、増幅器４□
で増幅され、波形整形器５□で波形整形され、絶対番地
検出用の番地を示す位相信号を得る。

前記の波形整形器５３０基準位相信号と波形整形器５２
０番地を示す位相信号は位相比較器６□により位相比較
されて基準位相信号より同期パルス抽出器１６により抽
出された再生同期パルスにより帥記の位相比較器６２０
位相位相比較方式号処理器１７１で２進符号による絶対
番地化する。

アンテナ８．および８□、移相器１１．合成器１２、増
幅器４１および４２、波形整形器５□および５２、位相
比較器６１、交差対線路１１ は前記第３図に示す移動
体７上検出の連続位置検出装置を構成し、アンテナ８１
および８□は交差対線路１１の磁界と結合し、高周波信
号ｆ１を受信して移相、合成、増幅、波形整形、位相比
較により交差対線路１、の交差部２よりの距離に略比例
する電圧又は電流を位相比較器６１の出力として得る。

前記の位相比較器６□の出力は前記同期パルス抽出器１
６の再生同期パルスにより交差対線路１１ の高周波電
流送出時間に同期してＡ／Ｄ変換器１８により前記交差
対線路１１ の交差部２よりの距離に略比例した電圧又
は電流を２進符号に変換する。

絶対番地検出用の交差対線路１２・・・・・・・・・ｂ
ρ交１ 差距離を−とし、連続位置検出用の交差対線路１□の交
差距離を として交差位置を一致させて布設すると、
移動体が移動した場合の絶対番地検出器の最下位の位置
符号と連続位置検出器の位置情報の関係は第９図の如く
なり、連続位置情報の１周期の変化に対し絶対番地はほ
ぼ２番地の変化を示す。

第９図に於いてａは絶対番地の位置情報、ｂは連続位置
検出器の位置情報出力とし△１ｏ、△１１゜△１２は一
般的に二つの位置検出器の間に発生する位置誤差を示し
、互に矛盾した位置を示す情報を与えるものである。

第７図に於いて符号処理器１７２は前記連続位置検出器
の位置情報を優先させる機能を有し、第９図すに示す様
に連続位置検出器の位置情報出力の１周期のレベル変化
を３分割してｂ′に示す如く高いレベルを示すｈ、中間
レベルを示すｍ、低いレベルを示すｌに３分割した位置
情報に変換し、前記第８図ａに示す絶対番地の最下位の
位置符号と論理判定を行なう。

第１表に示す論理は番地ａが２Ｌ即ち偶数で位置情報ｂ
′が低いレベルの時、番地ａを１番地上位の奇数番地に
判定し、番地ａが（２Ｌ＋１ ）即ち奇数で位置情報ｂ
′が高いレベルの時番地ａを１番地下位の偶数番地に判
定し、第９図ａに示す絶対番地を連続位置の位置情報す
と整合した新しい絶対番地Ｃ′に変換し、さらに絶対番
地Ｃ′の−の番地を示す絶対番地Ｃに再変換して連続位
置の位置情報すと整合させ、線路の最小交差距離以下の
位置も含めて絶対番地にて検出する位置検出方式を実現
することが出来る。

本発明の誘導無線による移動体位置検出方式は上記の如
き構成を有するものであるから移動体が長距離を走行し
ても移動体の位置を移動体上に於いて連続的に正確に検
出することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は従来の誘導無線による移動体位置検
出方式を示す図、第３図、第５図、第６図、第７図は従
来の位相比較方式による絶対番地検出方式と本発明によ
る連続的な移動体位置検出方式とを組合せた絶対番地に
よる移動体上に於ける自己の移動体位置検出式の一実施
例を示す。 第４図は第３図による連続位置検出方式の位相比較器出
力とアンテナ位置および線路との関係図、第８図は第７
図による連続位置検出方式の出力と絶対番地検出方式の
出力との関係図を示す。 １は交差対線、２は交差部、３は平行２線、４は増幅器
、５は波形整形器、６は位相比較器、７は移動体、８は
線路平行部分と結合する方向のアンテナ、９は線路の交
差部と結合する方向のアンテナ、１０は送信器、１１は
移相器、１２は合成器、１３は分周器、１４はスイッチ
、１５は同期パルス発生器、１７は符号処理器、１８は
Ａ／Ｄ変換器。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １２本の導線を周期的に交差したｌ対の交差対線路■を
   移動体に沿って布設して該線路に高周波電流を給電し、
   移動体上にＮヶ（Ｎ−２，３，４、・・・・・・・・・
   ）のアンテナ素子、移相器、合成器および位相比較器を
   備え、該線路中の高周波電流により発生する磁界又は電
   界の変化を該Ｎヶのアンテナ素子により受信した高周波
   信号をそれぞれのアンテナ素子に対応した移相器にてＮ
   ＝２の場合はの移相差、Ｎ＝３．４、・・・・・・・・
   ・の場合はそれぞれ２π −（ｉ ＝ １．２、・・・・・・・・・Ｎ〜１）の位
   相差を与えた後、位相差を与えない高周波信号と合成し
   て得られる合成信号と、Ｎヶの該アンテナ素子の受信高
   周波信号のいずれか一つ又は別に設けられたアンテナ素
   子の受信高周波信号との位相比較を行い、位相差に略比
   例した電圧又は電流の電気信号を取出し、前記線路の交
   差部からの距離を移動体上で連続的に検出することを特
   徴とする誘導無線による移動体位置検出方式。