JPS6058802B2 - 移動体の自己位置検知装置 - Google Patents

移動体の自己位置検知装置

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JPS6058802B2
JPS6058802B2 JP7037879A JP7037879A JPS6058802B2 JP S6058802 B2 JPS6058802 B2 JP S6058802B2 JP 7037879 A JP7037879 A JP 7037879A JP 7037879 A JP7037879 A JP 7037879A JP S6058802 B2 JPS6058802 B2 JP S6058802B2
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transformer
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孝男 癸生川
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Kokusai Electric Corp
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は一定走行路上を移動するクレーン、台車なとの
移動体の走行路上の位置を誘導無線を利用して移動体側
にて絶対番地式に検知する装置に関する。
誘導無線を利用して移動体の移動体側で検知することは
従来種々提案されているが、従来の装置では走行路を適
宜の数に分割してその小分割区間毎に2進コードの番地
にれを絶対番地という)を付与し、たとえば2進コード
構成のビット数と同数の平行2線式誘導線を走行路に沿
つて敷設し、各ビット担当の誘導線毎にビットの記号を
合わせて交差を施すと共に、ビット毎に相違する特定周
波数の信号電流を流し、他方移動体にはこれらの各誘導
線と結合する結合アンテナと位置検知器を備え、位置検
知器はアンテナ出力から各信号周波数を選別抽出しその
それぞれについて振幅変動レベルを検出する。
すなわち移動体の走行に伴つて誘導線の交差置では信号
レベルが消滅することを利用して区間毎のコード変化を
検知し移動体の位置を2進コードて求めるものがある。
しかし.このような装置ではレベルの変化を利用してい
るのて、初動作時に現在位置の絶対番地を入力するか基
準地点にホーミングする必要があつて繁雑である。また
レベル検出方法であるため雑音の多い場所では誤つた検
知を行うことがあり信頼度が低二くなるという欠点があ
つた。本発明は上記初動作時の運用上の不便を解消しそ
のまま移動体の位置を知ることを可能とすると共に、レ
ベル差検出と位相差検出法を用いて雑音による誤検出の
防止、移動体走行に伴うアンテナq誘導線間の間隔変動
による誤り検出の防止のほかに区間区分点の検出精度す
なわち位置精度の向上を行つたことが特長である。
また従来は1対の誘導線て2値(21)の情報が得られ
たものを本発明では4値(7)情報が得られるようにし
て誘導線の数を約112に縮小して経済上大きな効果を
挙げている。これは誘導線の交差および誘導線の離線(
または2線)間隔変化(第2図)により7値情報を得る
もので、これに従つて使用周波数も1誘導線当り1周波
数でよいから従来の約112に節約される。以下本発明
をさらに詳細に説明する。第1図は使用する誘導線のう
ち位相差検出に用いる基準信号波伝送用第1の誘導線と
移動体側の2結合ループコイルの構成原理図である。図
中の1,2は結合用変成器(以下変成器という)、3,
3″,4は交差形平行3線式誘導線、5はその終端抵抗
器、6,7は結合用ループコイル、Sは誘導線とコイル
6,7の結合区間である。3線9式誘導線はたとえば1
5(7ftの一定線間隔で同一平面である3線を平行に
展張し、外側の3,3″の2線は走行線路に沿つて区分
した区間の区分点に合わせて図のように交差を施してお
く。
また変成器1は誘導線3と3″の一端間に、変成器2は
誘導・線4の一端と変成器1の1次側中点間それぞれ1
次側コイルを接続してある。他方移動体側に設けた結合
コイルのうちコイル6は中央で交差させたループコイル
、7は無交差の通常のループコイルであるが、コイル6
は誘導線3,3″,4に実線矢印方向に流れる電流−こ
れは変成器2の〔a〕入力による一によつて誘起電圧を
発生する。すなわち誘導線3,3″,4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〔b〕入力
による一によつては誘起電圧は相殺されてゼロとなる。
すなわち変成器1よりの入力とは結合しない。またコイ
ル7はコイル6とは逆に破線矢印方向の電流すなわち変
成器1の〔b〕入力によつてのみ誘起電圧を発生し、実
線矢印方向の電流によつては誘起電圧は発生しない。す
なわち変成器2の入力信号〔a〕はループコイル6に出
力信号〔a″〕を発生し、変成器1の入力信号〔b〕ル
ープコイル7に出力信号〔b″〕を発生し、それぞれ信
号波の伝達が行われる。なおループコイル6と7とは一
方が交差形、他方が無交差形ながら同等の寸法形状を有
し、たとえば重ね合わせても相互結合はなくa−a″,
b−b″両回線間の結合損失はSの長さおよび信号周波
数によつて相違するが実測値で約60dBが得られてい
る。ただし結合を抑圧するため変成器1と2の端子間や
終端抵抗5に平衡用抵抗器を、また誘導線の線間に平衡
用コンデンサをそれぞれ接続するなどの手段を施すこと
が必要である。また本発明では結合コイル6と7はルー
プコイル状としているが、これらは磁性心コイルの組合
わせで構成することもできる。この第1の3線式誘導線
3,3″,4は第3図で説明するように基準信号と番地
コードの7位を与える役目をする。第2図は第2の誘導
線群に用いられる誘導線と結合コイル間の結合度弁別の
ための誘導線と検出一器の構成例図である。
第2図中の8は第1図と同じ基準信号誘導線とし、9は
番地符号のの2桁用誘導線、10,11は結合変成器、
12,13は信号波選択抽出用帯域沖波器(BPF)、
14は結合度レベル差弁別回路(L■)てある。また(
イ)),(1),(2),(3)は分割区間の番号、第
2図の右端に示した線路の側面図中のlは誘導線8,9
と結合コイル7との間隔、1sは基準信号用誘導線の2
線の間隔、10,11は番地コード用誘導線の狭、広2
様に変化させた離線間隔で、しを基準にして1。く1s
く11,11〜1.51s,,I0〜Is/1.5のよ
うに設定する。結合コイルの誘導線と直角方向の長さは
11よりやや大きくしl〜11としたとき誘導線と結合
コイルの結合度は上記離線間隔にほぼ正比例することが
実測て確められており、結合コイル7には誘導線8,9
の電流によつて1s,11,I0のそれぞれに対応する
レベルの結合出力が発生する。いま変成器10から周波
数F。の信号が入力して誘導線8の2線に流れ、同様に
変成器11からF,波信号が入力みて誘導線9に流れる
とき、結合コイル7には(イ)),(1),(2),(
3)・ ・・の各区間でF。,flの各波hと11,1
0のいずれかに応じたレベルの信号が誘導出力する。こ
の出力からBPFl2とBPFl3とてF。とf1波が
抽出され、次段の結合度レベル差弁別回路14ては基準
信号用誘導線8よりのF。波を基恕信号レベルとして番
地コード用誘導線9よりのf1波の振幅レベル差を検出
する。いま基準信号レベルE5、誘導線9の11区間の
レベルをe1、10区間のレベルをE。とすれば区間(
0),(3)ではE8くe1、区間(1),(2)では
E。<Esである。誘起電圧がEsより大きい区間のコ
ードを゛゜1゛、E5より小さい区間のコニドを゜゜0
゛とすれば(イ)),(3)区間では回路14から1が
、(1),(2)区間ではOがそれぞれ出力pとして出
力する。なおこのようにF。波とf1波の振幅レベル差
を弁別する方法では、移動体の移動に伴つて誘導線8,
9と結合コイル7との間隔1の変動が発生するが、Iの
変動量ΔIは両誘導線に共通でES,el,eOの変化
率は一定であるから、誘導線9の2線間間隔11と1。
に変化する位置で正しく弁別出力し、振幅レベル差弁別
による出力pは(0)〜(3)の各区間毎に図示のよう
にそれぞれ1,0,0,1となる。また誘導線9は区間
(1)と(2)の区分点で交差させているが、これは誘
導線9の信号位相を弁別して番地コードの他のビット情
報を得るに利用される。(後に説明する)次に第3図は
第1図および第2図によつて説明した原理を利用した絶
対番地(コード)を与えるための位置検知用誘導線の構
成例図である。第3図において1,2,3,3″,4,
5は第1図に同じで、24,25は結合変成器、26,
26″,27,27″は番地符号用誘導線、28,29
は終端抵抗、(0)〜(32)は走行路に沿つて区分し
た区間の番号で、各区間には7〜7のビットを用いた番
地コード(交番2進コード)が与えられる。A,B,C
,Dは入力信号波である。番地コードには交番2進符号
を用いると第3図の下段に示したように隣接区間のコー
ド間距離が1符号であつて区分点上での飛び番地の発生
が抑止される。第3図の最上段の誘導線は第1図と同じ
て基準信号および番地コードの7位信号を構成するもの
て、その交差はf位コードに合わせて施されノまた外側
の線3,3″の線間隔は第2図の説明のように基準信号
波F。伝送するため一定値1,に保たれる。第3図第2
段の誘導線26,26″は番地コードの21と7位信号
を伝送するためのもので、z位7のコード変化に合わせ
て離線間隔の変化を行い、さらに7位のコード変化に合
わせて交差を施してある。
第2図同様1。<I,〈11とするが具体的には11≠
1.51s,10≠1s/1.5に設定する。第3図第
3段の誘導線27,27″は番地コードの牙位およ9び
7位信号伝送するためのもので、7位のコード変化に合
わせて離線間隔の変化を行い、また7位のコード変化に
合わせて交差を施してある。10,h,11間の関係は
第2段と同一である。
第3図の例は7〜7位のコードすなわちN=tの番地の
検出が可能な誘導線の構成であるが、誘導線の所要数m
は22(′″+1)+1くNのように選定すればよい。
またA,B,C,Dの入力信号波については第4図を用
いて次に説明する。第4図は各誘導線に信号波を供給す
る地上側発信機(または送信機)の回路構成例図で、図
中の15は発振器、16a〜16nは周波数逓倍器(倍
周器)、17は合成器、18a〜18nは出力増幅器で
ある。
発振器15からは周波数F,の発振出力が倍周器にそれ
ぞれ入力し、Fsを基準周波数とするF。,fl,・・
・・Fnが作成される。たとえばF,=4kHzとし逓
倍数n=25とすれば倍周器16aでは100kHz1
16bでは4X(n+1)=104kHz116cでは
4×(n+2)=108kHz,・・のようになる。次
の合成器17には16aよりのF。波と16bよりのf
1波が入力し、この2波の合成波が次の増幅器18aで
必要レベルに増幅され、たとえば第3図のA入力となる
FO,flの両波を出力する。また18b,18c,・
・・18nからはB,C,・・・・Nの各出力としてそ
れぞれf1波、F2波、・ ・・Fn波が得られる。こ
れらF。,fl,f2等の周波数は絶対番地を構成する
誘導線の必要周波数であるが、誘導線構成が第3図のよ
うなら、第4図の発信機からはA,B,C,Dの出力が
必要で、第3図のAにはF。とf1の2信号波が送られ
変成器2を経て3,3″,4の交差形平行3線誘導線に
供給される。同様にしてB(7)f1波は変成器1を経
て3,3″による交差平行2線誘導線に送られ、CのF
2波は変成器24を経て26,26″の離間変化と交差
形平行2線誘導線にDO)F3は変成器25を経て27
,27″の離間変化と交差形平行2線誘導線にそれぞれ
送られる。そして各誘導線に流れる各種周波数の信号波
は移動体に付けてある結合アンテナに誘導結合する。第
5図は移動体側に設ける結合コイルと位置検知器の構成
例図である。
6,7を除く回路が位置検知器を構成し、19は包絡線
検出器、20はF,波抽出用BPFl2la〜21nは
それぞれf1〜FOの抽出用BPF,22a,22b,
・・・22n位相差弁別回路、23a,23b,・・・
・23nはそれぞれn+2倍,n+3倍, ・・n+
n倍の周波数逓倍器、24a,24b,・・24nは結
合度レベル差弁別回路、DO,dl,d2,d3,・・
・・d一1,dnは交番2進コードで付与した区間の絶
対番地を表わす各桁の検出された情報てある。
まず交差形ループコイル6は第1図の説明通り第3図の
変成器2と3,3″,4の3線誘導線とで構成さたAを
入力とする信号流回線と結合しFOl:.f1の出力を
発生するが、その1つは検波器19に入力しFOとf1
の差周波数が検出力される。4図の場合を例にとればF
=Nf,,fl=(n+1)F,であるから検波出力F
,波となノリ、次段のBPF2Oで抽出されたFs波は
区別のためf″,で表わすが、第4図の基準発振器15
の出力F,と同一周波数のものである。ループコイル6
のもう1つの出力はBPF2laに入力してf1波が抽
出され、これは基準信号波として位相差弁別回路(φ)
22a1結合度レベル差弁別回路(L■)24a,24
b,・・24nにそれぞれ入力する。また上記BPF2
Oの出力f″,波は周波数逓倍器23a,23b,・・
・・23nに入力して第4図のF2〜Fnとそれぞれ等
しいf″2,f″3,・・・・f″o波を発生し、位相
差弁別回路φ22b,φ22c,・・・・φ22nに基
準位相信号として入力させる。次に無交差形ループコイ
ル7は第3図の3,3″による交差形平行2線誘導線に
変成器1から入力するBによるf1波、誘導線26,2
6″による離間変化交差形平行2線誘導線に変成器24
から入力するCによるF2波、同様に誘導線27,27
″によるF3波等に結合してFl,f2,・・Fn各波
の出力を発生するが、このうちF2,f3,・・・・F
nはBPF2lb,2lc,・・21nでそれぞれ分離
抽出され、結合度レベル差弁別回路L■24a,L■2
4b,・・・L■24nにおいてBPF2laよりの基
準信号波f1とのレベル差弁別が行われる。
そしてこれらの弁別出力Dl,d3,・・・・Dn−1
は第3図最下段に示すように21,23,・・・2n?
−1の桁位の2値コード出力となる。他方において、位
相差弁別回路φ22a〜φ22nにもループコイル7の
出力が与えられ、φ22aではBPF2laよりの基準
信号波f1と、φ22bでは逓倍器23aよりのf″2
波と、φ22cては逓倍器23bよりのf″3波と、φ
22nでは逓倍器23nよりのf″n波とそれぞれ位相
差弁別が行われ、DO,d2,d4,・・・・DOの出
力を生じる。さらに詳しく説明するとまず結合度レベル
差弁別回路(LV)ては第3図の例の場合誘導線3と3
″の線間(離線)間隔を1,に設定し、他の誘導線では
結合度の大きい区間は11、小さい区間は1。
にそれぞれ設定し、かつ1。く1sく11,11=1.
515,10=し/1.5のように定めてあるので、ル
ープコイル6が3,3″,4の3線誘導線と結合して1
sに対する出力電圧Es得られ、ループコイル7が26
−26″および27−27″の各誘導線と結合して11
区間ではEl,lO区間ではE。の出力電圧が得られる
が、EO<Es<e1が成立する。そこで各レベル差弁
別回路LV24a−V24nではEsを基準レベルとし
てF2,f3,・・Fn各波のレベルの大小を出し、E
O<Esのときはたとえば“゜0゛を、Es<e1のと
きは“1゛を出力する。なお第2図の説明のとおりこれ
ら複数の誘導線と2つの結合ループコイル間の間隔1が
移動体の移動時に変動してもES,el,eOの変動度
も同一であるから離線間隔の11と1。の変化点すなわ
ち番地区間区分点は正確に弁別出力される。次に位相差
弁別回路(φ回路という)ではf1波については3,3
″,4の3線誘導線結合ループコイル6の結合による出
力信号と3,3″の2線誘導線と結合ループコイル7の
結合による出力信号間の位相差弁別を行い、またF2〜
Fn波によいては26−26″27−27″, ・・
の各誘導線を結合ループコイル7の結合による番地コー
ド情報信号を上記f″2,f″3,・・・・f″。
波基準位相信号波とする位相差弁別を行つて、たとえば
同相なら“1゛、逆相なら“0゛を出力する。ただし上
記の情報信号と基準位相信号とはその経路が同一てはな
く経路中の位相回転量には固有のものがあるので、各φ
回路の入力には上記同相、逆相の理想的な位相関係が得
られるように位相補正回路挿入しておく。またf1〜F
。の周波数間隔は最小F,であるから各φ回路にはF,
以上の周波数を除去する低域p波器(LPF)が設けて
あつて対象周波数の信号波のみの弁別出力を得るように
してある。次に以上のように第4図の発信機から第3図
のような絶対番地構成の誘導線にF。
,fl,f2,・・の各信号波を供給し、第5図のルー
プコイルと位置検知器による移動体の位置検知を行う場
合を第3図を用いて説明する。第3図の区間(0)で結
合ループコイル6と7が誘導線群と結合したとき、D4
,d3,・・・・DOの出力ぱ゜1111r゛(S7,
23,7,2l,7の配列)となるものとすれば、区間
(1)に移る区分点では3,3″の誘導線交差による位
相反転があつた化ぱ“0゛になるから“゜11110゛
と変わり、区間(2)では26一26″誘導線の離間変
化によりd1が゛゜0゛に変化して゜゜11100゛と
なる。このように各区間の番地コードがD。−D4に出
力するが、3,3″,4の3線では7位の番地コードを
割当て、これ以外の誘導線26−26″および27−2
7″等には番地コードの連続する2桁位のコードをそれ
ぞれ割当てている。また各区間の番地コードは連続する
交番2進コードにて与えられるから、隣接区間の番地コ
ード間隔は1ビットが維持され区分点上における飛び番
地の発生が抑止されている。なお第3図の誘導線構成で
はNく22(n+1)+1からn=3としてN=牙=3
2番地が得られる〔(イ))〜(31)番地〕が、所要
番地数がN=500のように大きい場合でも500く2
2(n−1)+1から2(n−1)+1=9C.・7=
512)゜.゜n=5すなわち5個の誘導線で構成する
ことが可能である。以上の説明から明らかなように本発
明装置によれば、移動体の位置を識別するために割当て
た分割区間毎の番地コード従来より少数の誘導線と使用
周波数を用いて表現し移動体の現在位置の自己検出が可
能であつて、誘導線の建設費と保守運用費の軽減がもた
らされること、番地コードの構成には平行2線式誘導線
の2線の間隔変化と2線の”交差を利用し、このコード
の検出には1つは基準信号レベルとのレベル差弁別、他
の1つは基準信号位相との位相差弁別によつているのて
、雑音の多い場所における誤つた検知を従来の装置より
大幅に改善されること、使用周波数の削減とその結・果
信号波の発信機と位置検知器の構成が簡略化され経済上
有利であること、高い確度の位置検知が移動体の初動作
時から絶対番地として得られるなどの利点があり、移動
体側にて自己の位置を高精度で検知できるからクレーン
や台車などの走行一ノ停止の自動制御などに用いて著し
い効果が期待できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は基準信号波伝送回線の構成原理図、第2図は結
合度レベル差弁別方法の原理説明図、第3図は番地コー
ドを与えるための誘導線群の構成例図、第4図は地上側
発信機の回路構成例図、第5図は移動体側の設備の構成
例図である。 1,2,10,11,24,25・・・・・・結合用変
成器、3,3″,4・・・・・3線式誘導線、5,28
,29・・・・・・終端抵抗、6,7・・・・・・結合
用ループコイル、8,9,26,27・・・・・・誘導
線、12,13,20,21・・・・・・BPFll4
,24・・・・・・結合度レベル差弁別回路(L■)、
15・・・・発振器(Fs)、16,23・・・・・・
周波数逓倍器(X)、17・・・・・・合成器、18・
・・・・・増幅器(,AP)、19・・・・・・検波器
、22・・・・・位相差弁別回路(φ)。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 一定走行路の所要区間を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を検出す
    ることによつて上記走行路上を移動する移動体の位置を
    移動体側で検知する装置を、上記走行路に沿つて上記所
    要区間に展張した互に平行な誘導線群とそのそれぞれの
    誘導線の一端から特定の1周波数または2周波数の信号
    を供給する地上固定側発信機および移動体に載置し上記
    誘導線群と誘導結合する2個のループコイルとその出力
    に接続した位置検知器にて構成し、上記誘導線群には上
    記番地コード中の1桁のコードの変化に合わせて区間区
    分点にて交差を施すと共にその1端を抵抗終端し他端に
    第1の変成器の1次コイル接続した平行2線とその中央
    中間にかつ同一平面上に展張すると共にその一端と上記
    第1の変成器の1次コイルの中点間に第2の変成器を接
    続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、この第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
    に等しい離線間隔変化交差形平行2線式の第2の複数誘
    導線を含み、かつ上記第1の誘導線の外側2線の間隔l
    _S、第2の各誘導線の広、狭の2線間隔l_1、l_
    0間にはl_0<l_S<l_1およびl_S/l_1
    ≒l_0/l_Sを満足するようにし、上記地上固定の
    発信機には基準周波数f_Sの発振器、その出力周波数
    をn(nは与えられた一定整数)逓信およびn+1逓倍
    した周波数f_0およびf_1の出力をそれぞれ発生す
    る第1および第2の逓倍器、上記両逓倍器よりのf_0
    およびf_1入力を合成増幅して上記第1の誘導線の第
    2の変成器2次側に送出する第1の増幅器、上記第2の
    逓倍器よりのf_1波を増幅して上記第1の誘導線の第
    1の変成器2次側に送出する第2の増幅器、上記発振器
    よりのf_S波をそれぞれn+2、n+3、・・・・・
    ・の逓倍と増幅を行つて得たf_2、f_3、・・・・
    ・・の周波数出力を上記第2の各誘導線の一端から別々
    に与える第3、第4、・・・・・・の逓倍器と増幅器を
    含み、上記移動体側の2つのループコイルは上記第1の
    誘導線に結合して第2の変成器入力波(f_0とf_1
    )よりの出力を生ずる交差形ループコイルと上記第1の
    誘導線の外側2線に流れるf_1波および第2の複数誘
    導線に流れるf_2、f_3、・・・・・・等の各波の
    誘導結合出力を発生する無交差形ループコイルとよりな
    り、位置検知器には上記交差形ループコイルよりのf_
    0およびf_1各波から基準波f_Sを抽出し、n+2
    倍、n+3倍、・・・・・・等のf_2、f_3、・・
    ・・・・各波を発生する周波数逓倍器、および同じ交差
    形ループコイルの出力からf_1波を抽出する第1の帯
    域濾波器を含む位相差弁別のためと数の基準信号波(f
    _1、f_2、f_3、・・・・・・)と結合度レベル
    差弁別のための基準信号波f_1の出力部と上記無交差
    形ループコイルよりのf_1、f_2、・・・・・・各
    波出力を上記周波数逓倍器よりの位相差弁別用基準信号
    波の同一周波数のものと位相比較を行つてその位相差に
    応じた上記番地コード中の1桁の2値出力をそれぞれ発
    生する複数個の位相差弁別回路および同じ無交差形ルー
    プコイル出力より抽出したf_2、f_3、・・・・・
    ・各波のレベル変化を上記第1の帯域濾波器出力のf_
    1波のレベルと比較して番地コード中の1桁の2値出力
    をそれぞれ発生する複数個の帯域濾波器と結合度レベル
    差弁別回路を備えたことを特徴とする移動体の自己位置
    検知装置。
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