JPS605002B2 - 移動体停止位置の自己検知装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は一定走行路を移動するクレーン、台車、車両な
どの移動体の走行を自動化システムによって制御する場
合などに移動体の停止位置の検知を移動体側で行う装置
に関するもので、特に走行路に沿って特定パターンの交
差を施した平行２線式誘導線をあらかじめ決められた地
域に敷設し、また移動体制御のために地上固定側（以下
地上局という）から移動体への制御データ伝送施設を共
用して移動体側で停止時の位置および停止を検出し停止
位置情報を出力することが特徴で、例えばプロセス制御
装置における走行制御や人員輸送車両における車両側扉
またはホーム側扉の開閉制御の停止時情報を出力する装
置として非常に有効である。

従来から使用されている移動体の位置検知器は大別して
光学式、電磁結合式、誘導結合式および機械式等になる
が、それぞれ固有の特徴があるため使用目的に応じて１
つまたは複数の方式の組合わせが実用されている。

特に誘導結合方式には種々な方法が提案されていて例え
ば交差形平行２線式誘導線の一対を用いて交差部におけ
る移動体受信アンテナの受信レベルの振幅変化を検出し
、また他の特定地点の基準点としての検出と合わせてレ
ベル変化数を計数する相対番地検知方法や、複数対の交
差形平行２線式誘導線を用いて交差部を複数ビットの２
進コード番地に合わせて設け、移動体はこの２進コード
番地を検知する絶対番地検知方法およびループコイルを
走行路に沿って複数個配設しておき移動体は通過毎にル
ープによる情報を検知する方法等がある。しかしこれら
の方法はいずれも移動体側アンテナまたはループコイル
と走行路や誘導線などの地上設備との間隔が検出精度に
密接に関係し、従来の振幅レベルを検出判定するもので
は雑音妨害と共に誤動作を生じるおそれがある。また停
止の検知を行うには例えば移動体の車輪や車軸に係合し
たタコゼネレータ出力から低速回転を判別して停止検知
出力を得る方法が用いられているが、低速では精度が低
く誤った停止位置を出力するなど精度が低いことが欠点
である。しかるに近年の移動体の停止位置検出には位置
の最小単位は１０ｃの、測定誤差１肌以下、停止直前の
低速度と完全停止とを含めて一定低速度以下停止に近い
状態を停止速度とすれば停止速度として１伽／ｓｅｃの
検出性能が要求され従来の方法では困難になっている。
本発明はこれらの問題を解決するために行ったもので、
クレーンや台車などの搬送機器の自動運転や走行制御に
おいて精度の向上、シーケンス制御速度の効率向上が得
られ、また車両などの全自動運転を行う場合に迅速かつ
高精度の停止位置情報を走行制御装置に入力させるよう
にすることができることが特徴で、以下実施例によって
詳細に説明する。

第１図は本発明の基本的構成例図である。

図中の１は移動体走行路上の一定停止地点を含む停止位
置検知区間に走行路に沿って敷設した交差形平行２線式
誘導線、２は１に平行で停止位置検知区間内には交差部
が存在しない平行２線式誘導線、３は終端抵抗器、４，
５はそれぞれ譲導線１および２の結合器、６は２つの周
波数ｆ．およびこれと異なる周波数ｆ２の２波送信機、
ｆ，，ｆ２は共に無変調波でもよいが、実用上はｆ，波
はデータ伝送に使用されデータ信号（Ｄ；ｎ）で２相位
相偏移変調（ＰＳＫ）されている。またら＝ｍｆ，／（
ｍ−１）〔ｍは２，３，４……の整数〕に選ぶことが必
要である。７および８は移動体に設置するもので、７は
１個または複数のアンテナまたはアンテナコイル、８は
データ復調および停止位置検知器である。

また誘導線１においてＴｓと“１”は長い交差間隔Ｌ，
にとり、“０’’は短い交差間隔Ｌ２にとるが、停止位
置検知区間を停止起点用コード区間と位置検知（コード
）区間によって構成し、コード区間では図の例のように
例えばコード１０１０１の構成とし、位置検知区間は短
交差間隔Ｌ２の連続構成である。コード１０１０１は位
置検出の起点を与えるためのものであるが、このコード
を地点の番号（すなわち番地）を与えるのに使うことも
ある。また第１図の例ではＬ，＝幻２に設定してあるが
、これは動作説明の便宜のためで、ある一定速度で移動
する場合には適当な関係である。なお本停止位置の検知
手法については後に詳しく説明するが、第１図のコード
区間の各交差区間のコードが０か１かの検知は、譲導線
に施された交差間隔ＬまたはＬ２の前区間（先行区間）
を移動体が通過する時間から得られた基準時間と、次の
区間（後続区間）を移動体が通過する時間とを比較して
、後続区間の交差間隔がＬかＬ２かを表わすコードの１
か０を判定することによって行っている。このため移動
体が停止の加速を急激に行えば、交差間隔をＬ，＝沙２
としてコード１０１０１を構成する交差線路区間におい
ては、最初の“１”に対するＬ，区間を通過する時間に
対し、次の“０”に対する−区間を通過する時間は停止
の加速度（減加速度）が大きい程接近し、前区間（Ｌ）
の所要時間よりＬ２区間の所要時間が大きくなって２番
目のコード“０”を‘‘１”と検知することになること
から、コード検知区間内における実用上の加速度を考慮
してＬを沙２より十分大きくすることもある。さらにＳ
は移動体の走行方向を示す。次に第２図は上記移動体側
のデータ復調器を含む停止位置検知器８の回路構成例図
、第３図および第４図は第１図および第２図の動作を説
明する波形図である。

これらの図によって第１図の装置の動作を次に説明する
。まず第１図の送信機６からデータ信号でＰＳＫされた
ｆ，波が結合器５を通じて誘導線２に、また無変調のら
波が結合器４を通じて譲導線１にそれぞれ送出される。

移動体がこれらの譲導線に沿ってＳ方向に走行するとき
アンテナ７に誘導線２から議導受信されるｆ，波は誘導
線２には交差部がないから連続位相波であるが、誘導線
１から受信されるｆ２波は誘導線１の交差部毎にｍ相（
１８０ｏ）位相が変化する。移動体は通例規定された停
止位置に停止する前に十分な減速が行われており、さら
にこの停止位置検知の僅かな区間では停止のため大きい
加速度の制御が行われるものであるが、これらの波形図
では便宜上一定速度と仮定している。また第２図〜第４
図の例ではが，＝ｆ２の場合である。さて移動体がＳ方
向に移動して第１図（または第３図）の停止位置検知区
間のコード区間に進入した場合には、第２図の停止位置
検知器にはｆ，，ら両波が入力するから帯城猿波器（Ｂ
ＰＦ）９および１０でそれぞれｆ２波およびｆ，波を選
択抽出する。

１１，１２はそれぞれこのｆ２波および，波の各出力を
増幅し、かつ振幅を一定に制限する回路（Ａ・Ｌ）であ
る。

Ａ・Ｌ１２の出力は２つに分れ、１つはデータ復調器２
６に入力してｆ，波からデ−タ信号出力Ｄｏｕｔが得ら
れ、他の１つは周波数２逓倍器１３に入力してＸ，＝ｆ
２波を出力し、これは位相弁別器（ＰＤ）１４の一方の
入力となってＰＤ１４のもう１つの入力であるＡ・ＬＩ
Ｉよりのら波との間に位相差の弁別が行われる。とこ
ろでｍ相の位相偏移変調（ＰＳＫという）されているＬ
波は周知ように２逓倍（４，８・・・・・・倍でも同様
）されると位相転換のない連続位相波になるからこの袖
波は位相弁別の基準位相信号として用いられる。なおＢ
ＰＦや増幅振幅制限回路（Ａ・Ｌ）では固有の位相回転
が行われるので、位相弁別器（ＰＤ）１４に入力する２
つの信号間の位相差は前記弁別器の理想動作特性に見合
う値になることが少し・。従って位相弁別器の２つの入
力側にたとえばＬＣ回路やＲＣ回路などで構成された移
相器すなわち位相補正回路をそれぞれ挿入して、２入力
信号の位相差をたとえば正しく同相や逆相となるように
補正すれば、移動体が誘導線の交差地点を通る度に位相
変化を正しく検出することができる。従って実用上はこ
の位相補正が必要である。ＰＤ１４では上記２入力間の
位相弁別を行い、同相なら例えば低（Ｌ）レベルの出力
を、逆相なら高（Ｈ）レベルの出力を次段の方形波変換
器（Ｗ）１５に送ると、こ）では内蔵の低域櫨波器を経
て方形波に変換される。この方形波は第３図にａ波形と
して示してある。（ａ波形はこの逆波形でもよい）。な
おデータ復調器２６の構成は通常公知の回路でよく説明
は省略する。第３図はコード区間における第２図各部波
形図であるが、Ｗ１５の出力ａ波形が次段の制御器（Ｃ
ｔｒ）１６に入力すると、その各変換点（立上りおよび
立下りすなわちＬ→日、Ｈ→Ｌ）を基準としてカウンタ
１８の制御信号となるｂ波形、記憶器（メモリという）
１９の書込み指令となるｃ波形、演算判定回路２０への
演算指令となるｄ波形、また第３図では図示省略したが
、ｄ波形の立下り（ｄパルスの右端の立下り）部分を利
用して発生させたｃ波形と同様なシフトレジスタ２１用
シフトクロックＳＣなどを発生する。

カウンタ１８はｂ入力がＨレベルの間はクロック発生器
１７よりのパルス入力を計数（従って時間計測）してい
るが、ｂ波形の計数停止制御（Ｌレベル）が行われてい
る間にＨレベルのｃ波形が出力されて計数値をメモリー
９に書込み、この書込み終了後ｂ波形は計数制御レベル
（日レベル）に復旧し同時にｃ波形もＬレベルに復旧す
る。さらにこれと同時にｄ波形の演算判定指令が演算判
定回路２０１こ出力される。またカゥンタ１８は前記の
ｂ波形のＨレベル復旧時に先行交差間隔の計数値をリセ
ットしてから後続の交差間の時間計測を行うことになる
。このようにして譲導線１の交差部毎にａ波形変換点を
基準としたｂ波形の制御信号によってクロツク発生器１
７よりのクロックをｂがＨレベルの間カウンタ１８で計
数し、ｂのＬレベルによる停止中にｃ波形による書込み
指令によってカウン夕１８の最終計数値がメモリ１９に
記憶される。次に演算判定回路２０では演算指令のｄ波
形のＨレベルを入力とすると、メモリ１９内の新しい交
差区間（以下後続区間という）の計数値を謙出し、内部
に記憶させてある先行交差区間（以下先行区間と略記）
の計数値およびそのコードから後続のコードを演算判定
する、その手段は次のようである。誘導線はコード“１
”に対して長さＬの交差間隔、コード“０”に対しては
長さＬ２の交差間隔を設け、本発明ではＬ＝が２に設定
している。

そこで先行区間を移動体が移動する所要時間とそのコー
ドの判定から後続区間の所要時間を比較し、たとえば先
行区間がＬ，（１‘１”）であって、その移動所要時間
と後続区間の所要時間がほゞ同一かまたは後続区間の方
が大きいときは後続区間の間隔はＬ，でコードは“１”
である。もし後続区間の所要時間が先行区間のは）、１
／２ならその間隔はＬ２でコードは“０”である。この
ことからＬと−の中間の３′山，＝３／２Ｌ２を後続区
間のコ−ド判定の基準にとる。演算判定回路２０１こ演
算指令のｄ波形のＨレベルが入力すると後続区間の計数
値を前段のメモリ１９から議出し、他方この演算判定回
路では先行区間の計数値とそのコードがたとえば“１”
と判定されたとすれば上言己計数値の７５％（３′４Ｌ
を判定基準とするから）、すなわち交差区間の移動所要
時間をｔｎとすればこの７５％を後続区間のコード判定
の参照基準値＝ｔｎ×０．７５と設定し、また先行区間
のコードが“０”と判定されたときは参照基準値はｔｎ
の１５０％すなわちｔｎ×１．５に設定する、上記のよ
うに参照基準値をコード判定の“１”と“０’’に対し
てそれぞれｔｎ×０．７５とｔｎ×１．５に作成し、こ
れらの参照基準値を後続区間の移動所要時間ｔｎ＋，と
比較し、ｔｎ＋，の方が大きいか等しければ“１”、小
さければ“０”とそれぞれ判定する。

すなわちｔｎ，およびｔｎｏをそれぞれ先行区間の判定
が“１”および“０”のときのｔｎの値としてのとき“
１”と判 のとき“０”と判 定する。

上記のような演算判定回路の動作から第１図および第３
図の誘導線１のコード区間の最初のＴｓ区間の先行区間
は１か０かの判定があいまいになるので、Ｌ２または−
以下の区間をこの前に設けておけば、この先行区間その
ものは１または０と判定されてもＴｓ区間は必ず１に判
定される。

その理由は参照基準値よりＴｓ区間のカゥンタ１８の計
測値の方が大きいからである。さて移動体がＳ方向に走
行するとまずａ波形がＷ１５から出力してＣｔｒ１６か
らｂ，ｃ，ｄ，ＳＣ等の各波形が出力する。

カウンタ１８ではクロック発生器１７からのクロツクを
計数し、ｃ波形の出力でその計数値はメモリー９に記憶
される。引続きｄ波形の指令によって演算判定回路２０
へメモリー９の新しい計数値を読み出し先行の計数値に
先行の判定結果を演算した参照基準値と比較をする。そ
してＴｓの計数値をｔｎ十，としたとき前記のように“
１”と判定されるから次のＬ区間はその計数値ｔｎ＋２
がｔｎ十，の７５％の参照基準値と比較され明らかに“
０”と判定出力される。このようにして演算判定回路２
川ま第３図に示す通りコード区間のコード“１”および
“０”を判定し、ｅ波形（“１”はＨレベル出力、“０
”はＬレベル出力）を出力する。以上の説明は誘導線に
施された交差区間のコードそれぞれを判定出力する手段
に関するものであったが、次にこのコード区間の全コー
ド検知方法を説明する。なおこのｅ出力は次段のシフト
レジスタ２１に入力するが、これを誘導線１の交差部毎
に発生するシフトクロックＳＣによって読み込みレジス
タ２１内でシフトが行われｉ，，ｉ２…・・・ｉ５波形
のように各桁に記憶される。そしてこのシフトレジスタ
２１には譲導線のコード区間のコード、この例では１０
１０１が記憶される。他方このシフトレジスタ２１の各
桁に対応して次段のコード一致判定回路２２にはあらか
じめ決められたコード１０１０１が設定記憶されていて
、シフトレジスタ２１の各桁の記憶値が入力されるとそ
の各桁コードが一致すれば一致判定回路２２は一致と判
定し、判定出力ｇ波形を交差部カウソ夕（または第２の
カウンタ）２３に制御出力として送出し、カウンタ２３
は誘導線１のコード区間に続く位置検知区間のａ波形す
なわち交差数の計数を開始する。次に第４図は停止位置
検出の動作波形図である。

たゞし第３図同様移動体がＳ方向に一定速度で移動した
場合を示してある。いま上記のコード１０１０１の一致
検知によってカウンタ２３への制御信号ｇが誘導線１の
交差区間（０）〜【１’の間に入力すると、一般にフリ
ップフロップで構成されたカゥンタ２３はＷ１５よりの
ａ波形の変換点毎に駆動され、その各段は，′２分周動
作が行われてｈ，，ｈ２・・・・・・ｈｎ波形のような
カゥンティング動作が行われる。次に移動体は誘導線の
位置検知区間に対するいずれかの位置でほゞ停止に近い
低速度を経て停止するので、停止または停止直前の低速
度であることを検知する。これには交差区間の時間計測
値が低速度では大きく（停止すれば時間カウントは無限
に大きく）なるので、低速度検知器２５には停止直前の
低速度に対する数値をあらかじめ設定しておく。他方こ
の検知器２５には常時時間計測カウンタ１８の計数値が
入力していて上記低速度に対する設定値との合致を待ち
受ける。カウンタ１８の各桁の計数値がその一定低速度
設定値に合致したことを低速度検出器２５で検出し、そ
の一致検出出力を停止位置出力器２４の制御信号として
送って、この出力器２４から前記カゥンタ２３の計数値
を停止位置情報Ｐｏｕｔとして出力させる。Ｐｏｕｔは
位置検知区間の（１｝力）ら始まる交差部の数に相当し
、停止位置が起点（０）よりの相対番地式に与えられる
。このＰｏ山を表示器やコンピュータ等に入力し表示や
移動体の制御に利用することができるが、本発明の範囲
外であるから説明は省略する。本発明の検出精度を数値
例で示すと、いまＬ２＝１０仇帆と設定すれば停止位置
が１０仇吻単位で検知できるということで、この位置は
相対番地式であるが起点の検出が正確に行われるので絶
対番地式の検出と同じ効果がある。

また上記の例では２，＝ｆ２の場合であったが、ｍｆ，
／（ｍ一１）＝ｆ２とした一般の場合にはＬ波を２逓倍
する代り‘こｆ２とｆ，の差周波数を合成抽出してこれ
をｍ倍したものを基準位相波として用いればよい。

さらにｆ，波の変調は２相ＰＳＫに限ることはなく、２
ｋ相（Ｍま１，２，３・・…・等）ＰＳＫでもよく、こ
のときはｍの選定とｆ２の同一周波数の基準位相波を得
る方法が異るのみである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の基本的構成例図、第２図は停止位置検
知器の回路構成例図、第３図および第４図は第１図およ
び第２図の動作波形例図である。 １，２・・・・・・誘導線、３・・・・・・終端抵抗器
、４，５・・・・・・結合器、６・・・・・・２周波送
信機、７……アンテナ、８・・・・・・停止位置検知器
、９，１０・・・・・・ＢＰＦ、１１，１２・・・・・
・増幅兼振幅制限器（Ａ・Ｌ）、１３……周波数２逓倍
器、１４……位相弁別器（ＰＤ）、１５・・・・・・方
形波変換器（Ｗ）、１６・・・・・・制御器（Ｃｔｒ）
、１７……クロツク発生器、１８，２３……カウンタ、
１９……メモリ装置（Ｍ）、２０・・・・・・演算判定
回路、２１・・・・・・シフトレジスタ、２２・・・・
・・コード一致判定回路、２４・・・・・・停止位置出
力器、２５・・・・・・低速度検出器、Ｄｏｕｔ・・・
・・・データ信号出力、Ｐｏｕｔ・・・・・・停止位置
情報出力。 対１図外２図 才５図 汁４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 移動体走行路に沿った移動体停止位置検知区間内に
   交差を施してない第１の平行２線式誘導線と、この誘導
   線と平行で停止起点用コード（符号）と位置検知用コー
   ドを直列にした特定コードに従って、長（長さＬ＿１）
   、短（長さＬ＿２でＬ＿２≦Ｌ＿１／２）の区分を有す
   る複数の交差区間を設けた第２の交差形平行２線式誘導
   線と、上記第１、第２各誘導線の一端からそれぞれ無変
   調、またはデータ信号等で２相（１８０°）位相偏移変
   調を行った第１の周波数（ｆ＿１）の信号および無変調
   でｆ＿２＝２ｆ＿１の関係にある第２の周波数（ｆ＿２
   ）の信号を送出する地上固定の送信機と、移動体に載置
   した上記各誘導線と結合したアンテナおよび停止位置検
   知器を具備し、上記停止位置検知器にはアンテナ出力よ
   り（ｆ＿１），（ｆ＿２）各周波数成分を別々に抽出し
   、かつ増幅して一定振幅制限を行う回路、上記一定振幅
   のｆ＿１波を周波数逓倍して得た２ｆ＿１波を基準位相
   波として、上記一定振幅のｆ＿２波との位相差が同相か
   逆相かを弁別する位相弁別器および、上記位相弁別器出
   力を入力して高低または正負のレベルに変換する方形波
   変換器、その方形波出力とクロツク入力とより第１のカ
   ウンタ、メモリ、演算判定回路、シフトレジスタの制御
   指令およびシフトクロツクを出力する制御器、この制御
   器および第１のカウンタにクロツクを供給するクロツク
   発生器、このクロツク入力と上記制御入力から第２誘導
   線の交差間隔毎の時間を計測する第１のカウンタ、この
   カウンタの出力を一時記憶するメモリ、このメモリから
   後続交差区間の時間計測値を読み出し、また先行交差区
   間の時間計測値とその符号判定結果によって、それぞれ
   異なる参照基準値を演算の上設定しておき、前記後続交
   差区間の時間計測値がこの参照基準値より大きければ符
   号“１”小さければ“０”の２値出力を発生する演算判
   定回路、その２値判定出力を順に記憶するシフトレジス
   タ、上記シフトレジスタの内容が、上記停止起点用コー
   ドと一致したとき上記弁別器出力の計数を開始し、位置
   検知コード区間の交差部数を計測する第２のカウンタ、
   移動体の停止に近い一定低速度に対する時間計測値を設
   定記憶させておき、入力する前記第１カウンタの計測値
   と、この低速度に対する設定計測値との一致を検出する
   低速度検出器、およびその出力を制御信号として前記第
   ２カウンタの計数値を停止位置情報として出力する回路
   を含むことを特徴とする、移動体停止位置の自己検知装
   置。