JPS593707B2 - 移動体の位置検知装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 一定走行路上を移動するクレーンなどの移動体の走行制
御を自動化システムにより行う場合などには移動体の現
在位置を常時監視できることが必要である。

本発明はこのような移動体の位置を移動体側において検
知するための位置検知装置に関する。

本発明では移動体の走振路に沿って展張した複数の並列
平行２線式誘導線の群に固定の信号発生器から信号電流
を出力し、移動体側ではこの誘導線電流による誘導磁界
を受信アンテナでピックアップし、これを位置検知器に
導いて移動体の現在位置情報符号を得るもので、以下詳
細に説明する。

図１は本発明の基本となる構成図で、１は固定側の位相
が同期されている２周波数ｆ１＊ｆ２の信号発生器（送
信機）、４は誘導線６との結合器、５は誘導線６の終端
抵抗、２と３は移動体側に設けるもので、３は誘導線と
結合する受信アンテナ、２は位置検知器である。

Ａ、Ｂ、Ｃ，Ｄは移動体の走行路を任意数に区分したと
きの区間基で、この例では４区間のみ示しである。

平行２線式誘導線６は区間の区分点毎に交叉を施しであ
るから、誘導線に流れる信号電流によって発生する誘導
磁界を走行路に沿って動く受信アンテナ３でピックアッ
プすれば、その誘起電圧の位相は区分点？通る毎に反転
する。

なおｆ２ ＝（ｎ １ ） ｆ １ ／ｎ（ｎは２以
上の整数）に選ぶ。

また図２は位置検知器２の詳細な構成側図、図３は位置
検知器の別な構成側図である。

まず図１による移動体の位置検知動作を図２の位置検知
器を用いた場合について説明する。

信号発生器１から誘導線６に送出された２周波数ｆ１゜
ｆ２の信号はアンテナ３にピックアップされてｆ２波抽
出用低域濾波器ＬＰＦ７およびｆｌ波抽出用帯域濾波器
ＢＰＩ−含む増幅器８にそれぞれ入力してｆ２構成、ｆ
１構成が別々に抽出され、ｆｌ。

ｆ２２２構成入力とする周波数変換器とＢＰＦよりなる
９に送られて（ｆｌ−ｆ２ ）成分が抽出さｎ−１ れる。

このｆｌ−ｆ２すなわち（１−−） ｆ １成分は増幅
器１０、振幅制限器１１を経て周波数逓倍器１２でｎ倍
され周波数はｆｌに変換される。

一方濾波増幅器８よりのｆ１１構成は振幅制限器１３に
も送られ、１３の出力と１２の出力は位相弁別器ＰＤ１
４に入力する。

なおもとのｆＩ波と区別する便宜上から逓倍器１２の出
力をｆＩ波と表示する。

さて前記のように移動体が移動し１つの区間（たとえば
Ａ）から次の区間Ｂに移ると誘起電圧の位相は反転する
ので、逓倍器１２の入力まではその位相変化を保持する
が、ここで逓倍されてｆ１′となるとこれは位相反転が
ない連続位相のｆ１′波となる。

なぜならたとえばｎ＝２のとき逓倍器１２の周波数逓倍
数は２であるが、区間毎の１８σ位相反転波は２逓倍す
れば連続位相波となり、ｎ＝３、４ 、・・・・の場合
にも同様に３，４．・・・・逓倍すれば連続位相波とな
るからである。

位相弁別器ＰＤ１４では振幅制限器１３よりのｆ１波入
力と逓倍器１２よりのｆ′波波力入力間の位相弁別が行
われ、ｆｌとｆＩが同相々ら正出力（＋ｃ出力）、逆相
なら負出力（−ｅ出力）、また９０° 、２７０°差の
ときおよびｆ、９ｆ１双方あるいはいずれか一方の入力
レベルが零に等しいときはゼロレベル出力する。

なお７，８のＬＰＥやＢＰＦでは多少の位相回転が伴な
うから１４のＰＤ大入力位相補正を行い、移動体の移動
に伴う位相反転時信号入力がＰＤのゼロレベル出力にな
るようにし、かつ誘導線の交叉点左右での出力が極性反
転となるようにしている。

このようにしてｆ１乞基準位相として各区間の位置情報
がｆｏとの位相弁別によって得られるから、ＰＤの出力
は方形波変換器１５によってＰＤのゼロ出力レベルを変
換点とする方形波に変換される。

次に位置検知器に図３の回路を用いた場合について説明
する。

いまｎ＝２従ってｆ ２＝ｆ、 ／２とｆｌの２周波を
位相同期して誘導線６に送り込んだとすれば、アンテナ
３からの信号はまず帯域濾波器１６および１７でそれぞ
れｆ２およびｆｌの各成分が抽出される。

１８．１９は増幅器、２０．２１は振幅制限器で、ｆ２
およびｆ１構成はそれぞれ増幅され振幅制限された後ｆ
２構成は周波数２逓倍器２２において２ｆ２に変換され
位相弁別器ＰＤ２３の一方の入力となる。

この入力の周波数１２ｆ２＝ｆｉと置くことにする。

また振幅制限器２１の出力ｆｌも位相弁別器２３の他の
一方の入力となる。

ところで前記のように移動体が移動するとき区間毎に受
信入力の位相が反転するが、ｆ１′は２逓倍で得られて
いるから位相は連続になっている。

、しかし一方のｆｌｌ大入力そのままであるからＰＤ２
３の出力は図２のＰＤ１４と全く等しく、方形波変換器
１５の動作も図２の場合と同じである。

次に図１〜図３の基本構成を実際の位置検知に用いた本
発明の実施例について説明する。

まず走行路に沿って区分した各区間には２進コードによ
る番地を与え、移動体側ではこの番地コードを検知し、
移動体の現在位置の絶対番地を知ることができるように
する。

このため２進コードは区間数によってその所要ビット数
すなわち桁数ｍが決定されるが、平行２線式誘導線６は
ｍ個平行に展張しその各々は２１位、２２位、・・・・
２ｍ位それぞれのコードに合わせてコードが変換する毎
に交叉を行っておく。

ただしこのコードにグレイコードのようにコードエレメ
ントの１つのみが順に変化してゆく形式のものを用いれ
ば、図４にその一例を示したように１つの区間区分点に
は各桁位を通じて唯１つの交叉部のみが存在するように
することができる。

またこの各桁位の誘導線にはそれぞれ図１のように結合
器４を通じて信号発生器１が接続され、それぞれ異なる
２周波数ｆ１１ ｊｆ２１ｔ・・・・ｆｌｒｎ、ｆ２
ｒｎの電流が誘導線に供給される。

なおｆ ２ｍ ＝（ｎ−１）ｆ １ｍ／ｎの関係があり
、かつすべての周波数が重複しないように割当をする。

一例を示すと１２群には１００ｋＨｚ帯、１２群には７
０ｋＨｚ帯を用いるようにする。

一方移動体側では受信アンテナとして誘導線群の面に平
行に移動し結合度が十分安定な１個〜複数個のアンテナ
コイルを用い、これらのアンテナからの入力は図２また
は図３に示すような位置検知器に導いて番地コードの検
知を行う。

図５は図２の回路を複数化した位置検知器の構成何区で
、２４は上記１２群（ｆ２１５ｆ２２ ｓ・・・’ｆ
２ｍ）を入力から抽出する低域濾波器ＬＰＥ、２５は上
記１１群（ｆｌｌ 、ｆ １２ ｔ・・・・ｆｌｍ）
を入力から抽出する高域濾波器ＨＰＦおよび増幅器Ａ、
２６は１１群およびｆ２群を入力とする周波数変換器で
、その出力は各桁位に対応する２周波の差（ｆｌ−ｆ２
）＝（１−）ｆ１＝ｆ１／ｎ？それぞれ取出すだめの帯
域濾波器ＢＰＦ２７−１〜２７−ｍに供給され、これら
のＢＰＦの出力はそれぞれ増幅、振幅制限および周波数
ｎ逓倍を行う２８−１〜２８−ｍに入力し、２８−１〜
２８−ｍからはそれぞれｆ１’（ｆｌｌ 、ｆ １２
ｔ ”ｆ１ｍ′）が出力される。

この出力は２９−１〜２９−ｍの位相弁別器ＰＤにそれ
ぞれ基準位相として入力するが、各ＰＤには２５から１
１群の出力が位相情報として入力される。

１１群は各桁位すなわち誘導線毎に異なる周波数である
から、各ＰＤではｎ逓倍出力のｆ′１と同一周波数のｆ
ｌのみの位相弁別信号が出力されろように１１群の他局
波数との差周波出力を除くだめの低域濾波器がこのＰＤ
に付加されて、同一周波数のみの出力を生じ各桁位それ
ぞれの２元コード出力を送出する。

なお各ＰＤ出力を図２、図３のように方形波に整形する
ことは当然であって図示は省略した。

これらの２元コードから移動体の現在位置の番地コード
が得られ、たとえば表示器などにそのままあるいは１０
進コードに変換表示することができるが、とにかく上記
のように構成すれば移動体は静止の状態でもまた移動中
でも２進コードによる位置が検知できるが、特に移動中
は誘導線の交叉部を境にしていずれかの桁位が変化し区
分点は高精度で検出できる。

以上詳細に説明したように、本発明装置においては所要
の誘導線数が番地コードの所要桁数と同じで区間の長短
の制限もないので、誘導線の交叉パターンによって番地
コードを表示する装置中量も線数が少く、特に走行路長
が長い場合に経済的で位置検知精度も高く実用上大きい
効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

図１は本発明の基本構成図、図２は図１中の位置検知器
の構成側口、図３は別な位置検知器の構成側口、図４は
本発明装置の誘導線群の構成側口、図５は本発明装置の
移動体側位置検知器の構成側口である。 Ａ、Ｂ、Ｃ・・・・・・移動体走行路の区分区間、１・
・・・・・信号発生器、２・・・・・・移動体の位置検
知器、３・・・・・・移動体の受信アンテナ、４・・・
・・・結合器、５・・・・・・終端抵抗、６・・・・・
・誘導線、７・・・・・・ＬＰＦ、８・・・・・・ＢＰ
Ｆ十増幅器、９・・・・・・周波数変換器ＢＰＦ、１０
・・・・・・増幅器、ＩＣｌ３，２０，２１・・・・・
・振幅制限回路、１２，２２・・・・・・周波数逓倍器
、１４゜２３・・・・・・位相弁別器、１５・・・・・
・方形波変換器、１６．１７・・・・・・ＢＰＦ、１８
．１９・・・・・・増幅器、２４・・・・・・ＬＰＦ、
２５・・・・・・ＨＰＦ十増幅器、２６・・・・・・周
波数変換器、２７・・・・・・ＢＰＦ、２８・・・・・
・増幅−振幅制限一周波数逓倍回路、２９・・・・・・
位相弁別器。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 一定走行路を任意数に分割した区間毎に与えたグレ
   イコードによる位置番地のビット数に等しくかつ各ビッ
   ト毎に割当られた番地コードに合わせて区間区分点に交
   叉を施した走行路に平行な平行２線式誘導線の並列群と
   、これら各誘導線の一端から周波数がそれぞれ重複する
   ことなく異りかつ同一誘導線には（ｎ １ ）ｆ １
   ／ｎ＝ｆ２ （ｎは２以上の整数）の関係にある２周波
   数ｆ１およびｆ２の電流を供給する多周波信号発生器ケ
   含む固定側設備と、移動体に載置され上記誘導線群の各
   々とほぼ一定距離にて結合する１個以上の受信アンテナ
   およびその出力に接続した位置検知器との組合せからな
   り、かつ上記検知器は各誘導線より受信した上記２周波
   信号を別々に抽出した各２周波出力からその差周波成分
   を取出して振幅制限と周波数のｎ逓倍を行って２周波中
   の高い周波数ｆ１に等しくかつ連続位相の波形出力を得
   ると共に、この出力と上記抽出した周波数ｆ１の出力と
   の位相弁別を行ってその位相が同相か逆相かによって２
   元符号に変換出力するように構成されたことを特徴とす
   る移動体の位置検知装置。