JPH06258423A - 移動体の検出装置及び誘導装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】移動体の有無の検出安定性を向上させた検出装
置とこの検出装置を適用した移動体の誘導装置を提供す
ることを目的とする。 【構成】誘導路ＴＷの中心線灯灯器CL1 内に投光器T1，
T1′を設け、これらそれぞれ対応する受光器R1，R1′
を、誘導路ＴＷの両側の路肩側方に配置し、投光器T1，
T1′から受光器R1，R1′に向けて、誘導路ＴＷに対して
略直角方向に光ビームを放射し、航空機10の車輪で光ビ
ームが遮断された時、航空機有りの出力を発生させる。
これにより、投光器−受光器間の距離が短くなり、受光
器R1，R1′での光ビームの受光安定性が向上する。ま
た、上記の光センサを制御区間に複数配置して前方制御
区間内の航空機の検出出力に基づいて後続航空機に対す
る前方制御区間への進入許可の信号を生成する誘導シス
テムとする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、移動体によりエネルギ
ビームが遮断された時に、移動体有りの検出出力を発生
するセンサを利用して移動体の検出を行う移動体の検出
装置及びこの検出装置を利用して移動体を誘導する誘導
装置に関し、特に、空港内の誘導路や滑走路等を走行す
る航空機の検出及び誘導に有効な移動体の検出装置及び
誘導装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、誘導路等を航空機が移動する場
合、誘導路内を複数の制御区間に仕切り、前方のある制
御区間における航空機の存在・不在情報に基づいて後続
の航空機に対して前方への移動許可を与えたり停止の指
令を与えたりすることで閉塞制御を行い、航空機同志の
衝突を防止するようしている。このため、各制御区間内
で航空機を検出するための検出装置が必要である。

【０００３】このような誘導路や滑走路等の走行路を移
動する航空機を検出するための検出装置としては、例え
ば、本出願人の一人も出願人となっている米国特許５_,
０２７_, １１４号明細書等に開示されているループコイ
ル方式がある。また、光ビームを用いる方法やマイクロ
波を用いる方法（例えば特願平３−３５９３４９号、特
願平３−３４９６２８号及び特願平４−３０１１６号等
参照）等がある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、例えば
ループコイル方式の検出装置では、誘導路や滑走路の広
い範囲にわたって複数のループコイルを埋設しなければ
ならず、特に、滑走路にループコイルを埋設することは
滑走路面にコイル埋設による傷をつけ易く、また、ルー
プコイルに断線故障が生じた場合、短時間での修復が困
難である等の問題点があった。

【０００５】また、誘導路若しくは滑走路を挟んで、投
光器と受光器、或いは、マイクロ波の送波器と受波器を
対向配置して、投光器或いは送波器からのエネルギビー
ムを航空機が遮断したときを航空機有り（或いはメンテ
ナンスのための自動車の有り）とする方式は、設置作業
がループコイル方式に比べて容易であるが、誘導路や滑
走路は幅が広いために、互いに対向させる投光器と受光
器或いは送波器と受波器との距離がかなり長くなり、エ
ネルギビーム受信側で安定してエネルギビーネを受信す
ることが難しい。

【０００６】本発明は上記の事情に鑑みてなされたもの
で、エネルギビームの遮断により移動体検出を行うセン
サのエネルギビーム受信の安定性を高めた、信頼性の高
い移動体の検出装置を提供することを目的とする。ま
た、本発明の移動体検出装置を用いて移動体を誘導制御
する誘導装置を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】このため、本発明では、
エネルギビームを放射するエネルギビームの放射手段
と、該放射手段からのエネルギビームを受信するエネル
ギビームの受信手段とを備え、移動体が存在せずエネル
ギビームが受信手段で受信された時に論理値１の出力を
発生し、移動体の存在でエネルギビームが遮断された時
に論理値０の出力を発生する構成の移動体の検出装置で
あって、前記放射手段と受信手段のいずれか一方を、移
動体が走行する走行路の中心線上近傍に配置し、他方を
前記走行路の路肩側方に配置する構成とした。

【０００８】また、前記一方の手段を、前記走行路の中
心線上近傍に放射状に複数配置し、他方の手段を前記一
方の手段に対向させて前記走行路の路肩側方に複数配置
する構成としてもよい。また、前記一方の手段と他方の
手段を、走行路に対して直角方向に対向配置する構成と
してもよい。この場合、前記一方の手段を複数設けて相
反する路肩方向に向けて配置し、前記他方の手段を走行
路の両側に対向配置する構成としてもよく、そして、複
数設けられたエネルギビームの受信手段の出力の論理和
演算を行う論理和演算手段を設け、該論理和演算手段の
論理和出力を移動体有無の判定出力とする構成とした。

【０００９】移動体が航空機である場合、前記一方の手
段を、航空機走行路の中心線上に設けられる中心線灯灯
器内に内蔵する構成とする。また、本発明の誘導装置で
は、移動体が走行する走行路を複数の制御区間に区切
り、各制御区間内に、移動体進行方向に沿って請求項１
記載の検出装置を複数配置する一方、 互いに隣接する
２つの制御区間の移動体進行方向後方側制御区間に配置
した複数の前記検出装置の出力の論理積を演算する論理
積演算手段と、隣接する前方制御区間に配置した複数の
検出装置に対応して複数設けられ、前記論理積演算手段
の論理値０の出力をリセット入力信号とし、前記前方制
御区間の対応する検出装置のエネルギビームが遮断され
た後改めてエネルギビームを受信した時の出力の立ち上
がり微分信号をトリガ入力信号とすると共に当該トリガ
入力信号を自己保持する自己保持回路とを備え、前記ト
リガ入力信号の入力によって発生する前記各自己保持回
路の出力信号に基づいて、後方の制御区間における移動
体進入の許可信号を生成する構成とした。

【００１０】移動体進入の許可信号としては、全ての自
己保持回路の出力信号の論理積出力としてもよく、ま
た、前方制御区間の入口から所定番目の検出装置に対応
する自己保持回路の出力信号としてもよく、更には、前
方制御区間の入口から所定番目までの検出装置に対応す
る全ての自己保持回路の出力信号の論理積出力としても
よい。

【００１１】また、走行路の中心部と両側の路肩側方と
の間で走行路に対して略直角にエネルギビームを放射さ
せる構成の検出装置を用いる構成とし、各検出装置にお
ける複数のエネルギビーム受信手段の前記立ち上がり微
分信号の論理和出力を、対応する自己保持回路のトリガ
入力信号とする構成とする。

【００１２】

【作用】かかる構成の検出装置では、走行路を挟んで走
行路両側にエネルギビームの放射手段と受信手段とを設
ける場合に比べて、放射手段と受信手段との間の距離が
約半分に短縮されるので、エネルギビームの受信が安定
する。また、走行路の中心部と両側の路肩側方との間で
走行路に対して略直角にエネルギビームを放射させる構
成とすると、一方のエネルギビーム放射手段若しくは受
信手段が新聞紙等で覆われて移動体検出が不可能な状態
にあっても、他方のエネルギビーム放射手段と受信手段
によって移動体の検出機能を維持することができる。

【００１３】また、かかる構成の誘導装置では、隣接す
る制御区間の移動体進行方向に対して後方側の制御区間
における検出装置が移動体を検出する毎に論理積回路か
ら論理値０の出力が間欠的に発生して自己保持回路はリ
セットされる。そして、移動体が最終の検出装置を通過
すると、論理積回路から論理値１の出力が発生し続け自
己保持回路に入力する。そして、前方の制御区間に移動
体が進入し移動するに従って、その制御区間の検出装置
が順次移動体を検出し、移動体の通過によって検出装置
から論理値１の出力が改めて発生すると、対応する自己
保持回路から順次論理値１の出力が発生し自己保持す
る。これら自己保持回路の論理値１の出力は、移動体が
前方制御区間に進入したことを意味しており、この自己
保持回路の出力に基づいて後方制御区間への移動体進入
の許可信号を発生させる。

【００１４】

【実施例】以下、本発明に係る移動体の検出装置を実施
例を図面に基づいて説明する。図１は、本発明の移動体
検出装置を航空機の検出装置として適用した実施例を示
す図である。図１において、航空機１０が地上走行する
走行路としての例えば誘導路（滑走路でもよい）ＴＷの
航空機１０を誘導するための中心線Ｃ上には、多数の中
心線灯灯器ＣＬ１，ＣＬ２，ＣＬ３，・・が配置されて
いる。各中心線灯灯器ＣＬ１，ＣＬ２，ＣＬ３，・・に
は、航空機１０上のパイロットに夜間中心線を示すため
の中心線灯Ｎ１，Ｎ２，Ｎ３，・・が内蔵されている。
また、前記中心線灯灯器ＣＬ１，ＣＬ２，ＣＬ３，・・
には、それぞれ２個づつのエネルギビーム放射手段とし
ての投光器Ｔ１とＴ１′，Ｔ２とＴ２′，Ｔ３とＴ
３′，・・が、図１に示すように走行路ＴＷに対して略
直角に走行路ＴＷの相反する路肩方向に向けて内蔵され
ている。これら各投光器Ｔ１とＴ１′，Ｔ２とＴ２′，
Ｔ３とＴ３′，・・に対向して走行路ＴＷの両側路肩側
方には、前記投光器Ｔ１とＴ１′，Ｔ２とＴ２′，Ｔ３
とＴ３′，・・から放射されるエネルギビームとしての
光ビームを受信するエネルギビーム受信手段としての受
光器Ｒ１とＲ１′，Ｒ２とＲ２′，Ｒ３とＲ３′，・・
が設けられており、これら互いに対応する投光器と受光
器とで航空機検出センサを構成していており、本発明の
移動体検出装置に相当する。

【００１５】図２〜図４は前記中心線灯灯器ＣＬ１の構
成を示した図である。尚、各中心線灯灯器は同じ構成で
あるので、他の中心線灯灯器については説明を省略す
る。図２は中心線灯灯器ＣＬ１を上部から見た図であ
り、図３は誘導路ＴＷの中心線Ｃ上に設置した中心線灯
灯器ＣＬ１を正面から見た図である。図から判るよう
に、中心線Ｃ上に配置される中心線灯Ｎ１に対して直角
に左右に投光器Ｔ１，Ｔ１′が配置されている。

【００１６】また、図４に示すように、中心線灯灯器Ｃ
Ｌ１は、内部に３つの空間ＳＰ、ＳＰＬ、ＳＰＲが設け
られ、中央の空間ＳＰに中心線灯Ｎ１のランプＬが備え
られている。左右の空間ＳＰＬ，ＳＰＲには、投光器Ｔ
１，Ｔ１′の投光素子ＰＴ，ＰＴ′を備えている。尚、
ａ，ｂはランプＬのリード線、ｃ，ｄ，ｅ，ｆは各々投
光素子ＰＴ，ＰＴ′のリード線である。

【００１７】次に、かかる本実施例の航空機検出センサ
の動作について説明する。航空機１０が存在しない時
は、投光器からの光ビームが対向している受光器によっ
て受光される。即ち、投光器Ｔ１の光ビームは受光器Ｒ
１で受光され、投光器Ｔ１′の光ビームは受光器Ｒ１′
で受光され、投光器Ｔ２の光ビームは受光器Ｒ２で受光
され、投光器Ｔ２′の光ビームは受光器Ｒ２′で受光さ
れ、投光器Ｔ３の光ビームは受光器Ｒ３で受光され、投
光器Ｔ３′の光ビームは受光器Ｒ３′で受光される。こ
の状態では、各受光器から論理値１の出力信号が発生し
ている。

【００１８】かかる状態で、航空機１０が図の矢印方向
に中心線灯Ｎ１，Ｎ２，Ｎ３，・・の点灯を見て移動す
ると、航空機１０の車輪によって、まず、投光器Ｔ１−
受光器Ｒ１間と投光器Ｔ１′−受光器Ｒ１′間の光ビー
ムが遮断され、航空機の移動に伴って、次に、投光器Ｔ
２−受光器Ｒ２間と投光器Ｔ２′−受光器Ｒ２′間の光
ビームが遮断され、引き続いて、投光器Ｔ３−受光器Ｒ
３と投光器Ｔ３′−受光器Ｒ３′間の光ビームが遮断さ
れる。このように、航空機１０の車輪によって、各受光
器Ｒ１とＲ１′，Ｒ２とＲ２′，Ｒ３とＲ３′，・・に
入射している光ビームが遮断されると、受光器Ｒ１とＲ
１′，Ｒ２とＲ２′，Ｒ３とＲ３′，・・から論理値０
の航空機検出の出力信号が発生する。

【００１９】かかる構成の航空機検出センサによれば、
従来のように投光器と受光器とを誘導路ＴＷを挟んで両
側に設ける場合に比べて、投光器と受光器との間の距離
が約半分になるため、投光器からの光ビームを受光器側
で安定して受信することができ、航空機検出センサの信
頼性が向上する。また、誘導路ＴＷの中心部から誘導路
ＴＷに対して直角方向に両側に対をなすセンサを設ける
構成としたので、対をなすセンサの論理和出力を航空機
検出の出力とする構成とすれば、一方のセンサが新聞紙
等の障害物で遮られたり故障した場合でも、他方のセン
サで航空機の検出が可能であり、対をなす両方のセンサ
が同時に異常にならない限り航空機検出機能を維持する
ことができる。

【００２０】尚、図１の投光器Ｔ１″と受光器Ｒ１″で
示すように、光ビームの放射方向は、中心線Ｃに必ずし
も直角である必要はなく、中心線灯灯器内に多数の投光
器を放射状に配置し、これら投光器の光ビーム放射方向
にそれぞれ受光器を配置してもよい。この場合、航空機
を放射状に検知でき多数の投光器を一点に集中しながら
広い範囲で航空機を検出することができる。また、セン
サは誘導路ＴＷの両側に設ける必要はなく片側だけでも
よいことは言うまでもない。更に、本実施例では、投光
器を中心線灯灯器内に、受光器を路肩側方に、それぞれ
配置したが、逆に配置してもよい。また、誘導路中心部
側に配置する投光器若しくは受光器は、中心線灯灯器内
ではなく、中心線灯灯器とは別に、中心線上に配置する
ようにしてもよい。また、片側だけにセンサを配置する
構成としてもよいことは言うまでもない。

【００２１】次に、本発明の移動体の誘導装置の実施例
について説明する。以下に示す実施例は、上述した航空
機センサを用いて航空機の誘導システムに適用した実施
例である。第１実施例を示す図５〜図７において、誘導
路ＴＷは、複数の制御区間（閉塞区間）Ａ，Ｂに区切ら
れている。各制御区間Ａ，Ｂ内には、図５に示すよう
に、図１と同様にして中心線灯灯器ＣＬｉ（ｉ＝１〜
ｎ）とＣＬｊ′（ｊ＝１〜ｎ）内に設けた投光器に対応
させて、誘導路ＴＷに対して略直角方向の路肩側方に受
光器Ｒ１とＲ１′，Ｒ２とＲ２′，・・，ＲｎとＲｎ′
及びＰ１とＰ１′，Ｐ２とＰ２′，・・，ＰｎとＰｎ′
を備えており、制御区間Ａ，Ｂには、複数の航空機検出
センサが配置されている。ここで、受光器Ｒｉ（ｉ＝１
〜ｎ）とＲｉ′（ｉ＝１〜ｎ）は制御区間Ａ内のものを
示し、受光器Ｐｊ（ｊ＝１〜ｎ）とＰｊ′（ｊ＝１〜
ｎ）は制御区間Ｂ内のものを示す。ｘ１，ｘ２，・・，
ｘｎとｘ１′，ｘ２′，・・，ｘｎ′は各々受光器Ｒｉ
（ｉ＝１〜ｎ）とＲｉ′（ｉ＝１〜ｎ）の２値の出力信
号、ｙ１，ｙ２，・・，ｙｎとｙ１′，ｙ２′，・・，
ｙｎ′は各々受光器Ｐｊ（ｊ＝１〜ｎ）とＰｊ′（ｊ＝
１〜ｎ）の２値の出力信号であり、各々航空機の車輪が
検知されないとき論理値１、車輪が検知されたとき論理
値０となる。従って、航空機が制御区間Ａに進入して
後、制御区間Ｂへ向かって進行したとすると、例えば、
受光器Ｒ１，Ｒ２，・・，Ｒｎの出力信号ｘ１，ｘ２，
・・，ｘｎは図６に示すようになる。即ち、航空機検出
出力（論理値０）は、航空機の前輪と後輪で発生し、順
にｘ１＝０，ｘ２＝０，・・，ｘｎ＝０が通常重なるこ
となく生じるようになっている。

【００２２】図７は、図５のセンサ信号を用いて航空機
が制御区間Ａを進行して制御区間Ｂに進入したとき、後
続の航空機に例えば制御区間Ａへの進入許可を与えるた
めの制御回路を示す。図７において、論理積演算手段と
してのＡＮＤゲートＧＴは、隣接する制御区間の航空機
進行方向後方側の制御区間である制御区間Ａに設けた受
光器Ｒ１とＲ１′，Ｒ２とＲ２′，・・，ＲｎとＲｎ′
の出力信号ｘ１とｘ１′，ｘ２とｘ２′，・・，ｘｎと
ｘｎ′の論理積演算を行って、自己保持回路Ｍ１，Ｍ
２，・・，Ｍｎにリセット入力信号を与えるものであ
る。また、ＡＮＤゲートＧ１，Ｇ２，Ｇ３，・・，Ｇｎ
は、隣接する制御区間における前方側制御区間である制
御区間Ｂに設けた受光器Ｐ１とＰ１′，Ｐ２とＰ２′，
・・，ＰｎとＰｎ′の出力信号ｙ１とｙ１′，ｙ２とｙ
２′，・・，ｙｎとｙｎ′の、エネルギビームが遮断さ
れた後改めてエネルギビームを受信した時の立ち上がり
微分信号の論理積演算（ｄｙ１／ｄｔ∧ｄｙ１′／ｄ
ｔ），（ｄｙ２／ｄｔ∧ｄｙ２′／ｄｔ），（ｄｙ３／
ｄｔ∧ｄｙ３′／ｄｔ），・・・，（ｄｙｎ／ｄｔ∧ｄ
ｙｎ′／ｄｔ）（記号∧は論理積記号を示す）を行うも
のである。更に、最初のＡＮＤゲートＧ１を除くその他
のＡＮＤゲートＧ２，Ｇ３，・・，Ｇｎは、前段の自己
保持回路Ｍ（ｉ−１）（ｉ＝２〜ｎ）の出力信号との論
理積演算を行う構成である。また、各々のＡＮＤゲート
Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３，・・，Ｇｎの出力信号は、自己保持
回路Ｍ１，Ｍ２，・・，Ｍｎのトリガ入力信号となり、
各自己保持回路Ｍ１，Ｍ２，・・，Ｍｎは前記トリガ入
力信号を自己保持する構成である。

【００２３】次に、かかる構成の本実施例の航空機誘導
装置における航空機誘導動作を説明する。航空機が制御
区間Ａを進行すると、受光器Ｒ１とＲ１′，Ｒ２とＲ
２′，・・，ＲｎとＲｎ′で受光している光ビームが航
空機の車輪で遮断される毎に、受光器Ｒ１とＲ１′，Ｒ
２とＲ２′，・・，ＲｎとＲｎ′で順に論理値０の出力
が生じ、その都度、自己保持回路Ｍ１，Ｍ２，・・，Ｍ
ｎがリセットされてその出力信号ｚ１，ｚ２，ｚ３，・
・，ｚｎは論理値０（出力電圧零）となる。この出力信
号ｚｉ＝０（ｉ＝１〜ｎ）は、制御区間Ａに航空機が存
在していることを示しており、いずれの信号を採っても
後続航空機に対して制御区間Ａへの進入禁止の信号とす
ることができる。

【００２４】航空機が、制御区間Ａから制御区間Ｂに進
入して更に進むと、同様にして制御区間Ｂ内の受光器Ｐ
１とＰ１′，Ｐ２とＰ２′，・・，ＰｎとＰｎ′で順に
論理値０の出力が生じる。そして、航空機の車輪により
光ビームが遮断された後、改めて光ビームが受光される
ことによって、受光器Ｐ１とＰ１′，Ｐ２とＰ２′，・
・，ＰｎとＰｎ′から順に論理値１の出力が発生し、こ
れら出力の立ち上がり微分信号（ｄｙ１／ｄｔ∧ｄｙ
１′／ｄｔ），（ｄｙ２／ｄｔ∧ｄｙ２′／ｄｔ），
（ｄｙ３／ｄｔ∧ｄｙ３′／ｄｔ），・・・，（ｄｙｎ
／ｄｔ∧ｄｙｎ′／ｄｔ）が対応するＡＮＤゲートＧ
１，Ｇ２，Ｇ３，・・・，Ｇｎに順次入力し、ＡＮＤゲ
ートＧ１，Ｇ２，Ｇ３，・・・，Ｇｎからその論理積出
力信号が順に生じる。そして、ＡＮＤゲートＧ１を除く
他のＡＮＤゲートＧ２，Ｇ３，・・，Ｇｎは、前記立ち
上がり微分信号と前段の自己保持回路Ｍ１，Ｍ２，・
・，Ｍ（ｎ−１）の出力との論理積演算を行っており、
自己保持回路Ｍ２，Ｍ３，・・，Ｍｎでは、前段の自己
保持回路Ｍ１，Ｍ２，・・，Ｍ（ｎ−１）が出力を発生
した時のみ論理値１の出力が発生する。

【００２５】このようにして、航空機が制御区間Ｂを進
行するにつれて、自己保持回路Ｍ１，Ｍ２，・・，Ｍｎ
の出力信号ｚ１＝１，ｚ２＝１，ｚ３＝１，・・，ｚｎ
＝１が順に生じる。この出力信号ｚｉ＝１（ｉ＝１〜
ｎ）は、航空機が制御区間Ｂに進入したことを示してお
り、制御区間Ａへの後続機の進入許可信号とすることが
可能である。

【００２６】ここで、受光器Ｐ１とＰ１′，Ｐ２とＰ
２′，・・，ＰｎとＰｎ′で生じる航空機の検出信号は
車輪によるものであり、受光器Ｐ１，Ｐ１′若しくはＰ
２，Ｐ２′で航空機が検出されても航空機の後部はまだ
制御区間Ａに残っていることが考えられる。そして、中
心線灯灯器ＣＬ１′，ＣＬ２′，ＣＬ３′，・・，ＣＬ
ｎ′のいずれの所に航空機の車輪が到着したとき航空機
の最後部が制御区間Ａを抜けた否かは走行する航空機の
長さと中心線灯灯器ＣＬｊ′（ｊ＝１〜ｎ）の設置間隔
で定まる。

【００２７】従って、全ての自己保持回路Ｍ１，Ｍ２，
・・，Ｍｎの出力信号ｚ１＝１，ｚ２＝１，ｚ３＝１，
・・，ｚｎ＝１の論理積出力を制御区間Ａへの進入許可
の信号とするか、または、誘導の対象となる航空機の長
さと中心線灯灯器ＣＬｊ′（ｊ＝１〜ｎ）の設置間隔に
基づいて、航空機の最後部が制御区間Ａを抜けた後にそ
の航空機の車輪検出する位置に設置される制御区間Ｂ入
口から所定番目のセンサに対応する自己保持回路の出力
を制御区間Ａへの進入許可の信号とするか、又は、前記
所定番目までの全ての自己保持回路の出力の論理積出力
を制御区間Ａへの進入許可の信号とすればよい。これに
より、確実に航空機同志の衝突を防止でき安全な航空機
の誘導が可能となる。

【００２８】尚、本実施例では、信号ｙｊ，ｙｊ′（ｊ
＝１〜ｎ）の立ち上がり微分信号の論理積演算出力を自
己保持回路Ｍ１，Ｍ２，・・，Ｍｎのトリガ入力信号と
しているが、信号ｙｊ，ｙｊ′の論理積演算の結果の出
力の立ち上がり微分信号を、自己保持回路Ｍ１，Ｍ２，
・・，Ｍｎのトリガ入力信号としてもよいことは明らか
である。

【００２９】ところで、図７の制御回路において自己保
持回路Ｍｉ（ｉ＝２〜ｎ）のトリガ入力信号の生成に前
段の自己保持回路Ｍ（ｉ−１）の出力信号ｚ（ｉ−１）
＝１（ｉ＝２〜ｎ）を、トリガ入力信号における論理積
条件としている理由は以下の（ａ）と（ｂ）による。 （ａ）出力信号ｚｉ＝１（ｉ＝２〜ｎ）の生成条件は図
７によれば、全ての前段の自己保持回路の出力信号が生
成されていることである。即ち、自己保持回路Ｍｊ（ｊ
＜ｉ）の出力信号ｚｊ（ｊ＜ｉ）の論理積ｚｉ＝ｚ１∧
ｚ２∧・・∧ｚ（ｉ−１）（記号∧は論理積信号）とし
て、自己保持回路Ｍｉ（ｉ＝２〜ｎ）の出力信号ｚｉが
生成されている。

【００３０】これにより、各自己保持回路Ｍ１，Ｍ２，
・・，Ｍｎを対応する受光器からの出力信号ｙ１とｙ
１′の立ち上がり微分信号の論理積信号を単独でトリガ
入力信号とする場合と比較して、格段に耐雑音性が向上
する（微分による信号処理は一般に誤りが起こり易い。
例えばセンサＰｊ，Ｐｊ′の投光器側を棒切れが一時的
に覆ってもトリガ信号は起こり得る。） （ｂ）航空機が制御区間Ａから制御区間Ｂの方向に進行
しているときだけ、ｚｉ＝１（ｉ＝２〜ｎ）は生じる。
逆方向、即ち、受光器の出力信号が、Ｐｎ，Ｐｎ−１，
・・・，Ｐ２，Ｐ１の順に論理値０となったら出力信号
ｚｉ＝１（ｉ＝２〜ｎ）は生じない。従って、誘導する
航空機の方向をも検出していることになり、万一、逆方
向から航空機が進入しても、制御区間Ａに対する進入許
可の信号が発生することはない。

【００３１】尚、図５で受光器が誘導路ＴＷの片側だけ
にしか存在しない場合、即ち、受光器が例えばＲ１，Ｒ
２，・・，ＲｎとＰ１，Ｐ２，・・，Ｐｎだけである場
合、図７の制御回路において、ｘ1 ′＝ｘ2 ′＝・・＝
ｘn ′＝１，ｄｙ1 ′／ｄｔ＝ｄｙ2 ′／ｄｔ＝ｄｙ3
′／ｄｔ＝・・・＝ｄｙn ′／ｄｔ＝１に予め設定し
ておけばよい。

【００３２】図８は制御回路の別の実施例を示すもので
ある。図５において、受光器の出力信号ｘi とｘi ′
（ｉ＝１〜ｎ）若しくはｙj とｙj ′（ｊ＝１〜ｎ）は
対をなし、必ずしも両方が存在しなければならない理由
はない。両者は、一方が何らかの理由で（例えばセンサ
の故障で）利用できないとき、他方を利用して航空機を
検出すればよいという関係にあってもよい。

【００３３】従って、図８では、センサの出力信号ｘｉ
とｘｉ′（ｉ＝１〜ｎ）及びｙｊとｙｊ′（ｊ＝１〜
ｎ）の論理和信号をＡＮＤゲートＧＴ，Ｇ１，Ｇ２，Ｇ
３，・・，Ｇｎの入力信号とするよう構成している。
尚、図７と同一要素には、同一符号を付してある。図８
で、ＯＲゲートＯＲ１，ＯＲ２，ＯＲ３，・・・，ＯＲ
ｎは、制御区間Ａに設けられる対をなすセンサの受光器
ＲｉとＲｉ′（ｉ＝１〜ｎ）からの信号ｘ１とｘ１′，
ｘ２とｘ２′，・・・，ｘｎとｘｎ′の論理和演算を行
うもので、航空機が制御区間Ａに進入したとき必ず対を
なす信号ｘｉとｘｉ′（ｉ＝１〜ｎ）が同時に論理値０
となる。後述するようにフェールセーフな光センサでは
センサの出力信号が論理値１には誤らないセンサとする
ことができる。このようなセンサを用いれば、センサが
故障したときｘｉ＝０、若しくはｘｉ′＝０（ｉ＝１〜
ｎ）に誤るので、ｘｉ＝１若しくはｘｉ′＝１のいずれ
かが生じたとき、航空機（車輪）の不在を示す信号とし
てＡＮＤゲートＧＴに入力することが可能である。

【００３４】ＯＲゲートＯＲ１′，ＯＲ２′，ＯＲ
３′，・・，ＯＲｎ′は、制御区間Ｂに設けられる対を
なすセンサの受光器ＰｊとＰｊ′（ｊ＝１〜ｎ）の立ち
上がり微分信号の論理和演算を行うものである。そし
て、ＯＲゲートＯＲ１′の論理和出力は自己保持回路Ｍ
１に直接トリガ入信号として入力しており、その他のＯ
ＲゲートＯＲ２′，ＯＲ３′，・・，ＯＲｎ′の論理和
出力は、ＡＮＤゲートＧｉ（ｉ＝２〜ｎ）を介して前段
の自己保持回路Ｍｉ−１（ｉ＝２〜ｎ）の出力との論理
積出力として自己保持回路Ｍｉ（ｉ＝２〜ｎ）にトリガ
入力信号として入力している。従って、どちらかに立ち
上がりの出力信号が発生して、自己保持回路Ｍｉ（ｉ＝
１〜ｎ−１）に論理値１の出力信号が発生しておれば、
自己保持回路Ｍｉ（ｉ＝２〜ｎ）にトリガ入力信号を与
えることができる。

【００３５】前述のように、センサがフェールセーフな
センサであれば、センサが故障したとき決して信号ｙｊ
（ｊ＝１〜ｎ）若しくはｙｊ′（ｊ＝１〜ｎ）には立ち
上がりの信号が生じない。よって、航空機の車輪によっ
て対をなすセンサからの信号ｙｊ（ｊ＝１〜ｎ）若しく
はｙｊ′（ｊ＝１〜ｎ）のいずれかで立ち上がり信号が
生じれば、航空機の存在を示す信号として対応する自己
保持回路Ｍｉ（ｉ＝１〜ｎ）をトリガすることができ
る。

【００３６】尚、本実施例の図７及び図８に示す制御回
路は、従来の航空機検出のセンサシステムにも適用がで
きる。図９は誘導路ＴＷを従来のセンサを用いて２重系
に構成したものを示す。即ち、投光器Ｔ１とＴ１′，Ｔ
２とＴ２′，・・，ＴｎとＴｎ′を誘導路ＴＷの一方の
路肩側方に配置し、受光器Ｒ１とＲ１′，Ｒ２とＲ
２′，・・，ＲｎとＲｎ′を他方の路肩側方に配置して
投光器Ｔｉ（ｉ＝１〜ｎ）と受光器Ｒｉ（ｉ＝１〜ｎ）
を互いに対向させ、Ｔｊ′（ｊ＝１〜ｎ）とＲｊ′（ｊ
＝１〜ｎ）も互いに対向させて、誘導路ＴＷを、投光器
Ｔｉ，Ｔｊ′と受光器Ｒｉ，Ｒｊ′とで挟むようにして
いる。そして、投光器Ｔｉ−受光器Ｒｉ（ｉ＝１〜ｎ）
と投光器Ｔｊ′−受光器Ｒｊ′（ｊ＝１〜ｎ）とで２重
系（ｉ＝ｊの時）の光センサシステムを構成している。

【００３７】この場合、受光器Ｒ１とＲ１′，Ｒ２とＲ
２′，・・，ＲｎとＲｎ′の２値の出力信号を、各々図
１における出力信号ｘ１とｘ１′，ｘ２とｘ２′，・
・，ｘｎとｘｎ′とすれば、図７、図８の制御回路が図
９の従来の２重系光センサシステムにも適用できること
は明らかである。しかし、図９の点線Ｘで示すような状
態で障害物が存在する場合、図９のセンサシステムで
は、受光器Ｒ１，Ｒ１′の両方共誤りの信号ｘ１＝０，
ｘ１′＝０を生じて、図８のＯＲゲートＯＲ１の出力信
号は論理値０となる。しかし、同じような状態で障害物
が存在しても、図５に示す本実施例のセンサシステムの
場合には、受光器Ｒ１には出力信号ｘ１＝０（論理値
０）が生じるが、受光器ｘ１′には出力信号ｘ１′＝０
が生じないので、図８の制御回路におけるＯＲゲートＯ
Ｒ１の出力信号は航空機の車輪が存在しない限り論理値
１であることができ、航空機の検出機能を維持すること
ができ、航空機検出の信頼性が向上する。

【００３８】次に、フェールセーフなセンサ（出力信号
が論理値１に誤らないセンサ）の公知の構成法について
説明する。図１０は投光器Ｔから危険な領域Ｗ（安全を
確認すべき領域）に光ビームＢを照射し、受光器Ｒでこ
の光信号（交流）を受信する構成である。受光器は受光
素子と、この出力信号を増巾する増巾器と、増巾器の出
力信号を整流する整流回路とから成る。

【００３９】図１０のセンサは、フェールセーフ処理と
して以下に述べる（１）〜（３）に示す３つの重要な処
理を行っている。 （１）受光器Ｒの入力信号を交流信号とする。図のＢ₁
−Ｂ₀ の振幅で示すように、投光器Ｔの出力信号（光ビ
ームＢ）は光ありの状態（Ｂ₁ ）と光なしの状態
（Ｂ₀ ）とが交互に出力される交番信号として受光器Ｒ
へ送信される。この方法は、受光器Ｒ側から見ると、Ｂ
₁ （光あり）のレベルが障害物で光ビームの遮断されて
いない状態（即ち、安全）を意味し、Ｂ₀ （光なし）の
レベルが障害物で光ビームの遮断された状態（即ち、安
全でない）を意味している。受光器Ｒを構成する受光素
子と増巾器はこの交番信号を受信して増巾することによ
り、領域Ｗに現実に障害物が進入したときこの交番信号
は受信されず、障害物が不在のときこの交番信号は受信
されることになる。換言すると、この方法は、障害物が
不在である（安全である）ときにも、これを示す受信信
号の中に危険を示す信号（Ｂ₀ ）が含まれることにな
る。 （２）安全を示す信号ｙ＝１は交流信号の整流出力信号
とする。

【００４０】図１０における増巾器の出力信号は倍電圧
整流回路で整流されて直流出力信号ｙ＝１を生じる。図
でコンデンサＣ１には、入力信号レベルＢ₀ （危険を示
す）が受信されて、はじめて図で示す極性の充電がダイ
オードＤ１を介して起こる。そして、入力信号レベルＢ
₁ （安全を示す）はこの充電電圧に重畳し、ダイオード
Ｄ２を介してコンデンサＣ２に直流の出力電圧Ｖ_DCとし
て蓄積される。この蓄積電圧Ｖ_DCは、入力信号レベルＢ
₀ によってコンデンサＣ１が充電されない限り生じな
い。即ち、安全を示す直流出力信号Ｖ_DCは危険を示す入
力信号レベルＢ₀を受信できるときのみ生じることにな
る。

【００４１】図に示す受信方法は、安全を示す信号（Ｖ
_DC）を生成するとき、受光素子と増巾器が危険を示すこ
とのできることを確認して生じていることになる。この
動作を論理的に表現すれば、領域Ｗが安全であること
と、受光器Ｒが危険を示すことのできることの論理積で
出力信号ｙ＝１が生じる、ということになる。そして、
もし、入力信号レベルＢ₁ が受信されないとき、直流出
力Ｖ_DCは生じないので危険を示すことになる。図で投光
器Ｔから送信される交番の光ビームＢは危険な領域Ｗに
障害物があるか否かを検査すると同時に、受光器Ｒの受
光素子と増巾器が正常に動作しているか否かを検査する
ための検査信号となっている。 （３）出力信号は電源電位より高いレベルで出力され
る。

【００４２】図１０で、倍電圧整流回路は、ダイオード
Ｄ１を用いて電源電位Ｖ_CCにクランプされており、信号
ｙは電源電位Ｖ_CCに整流出力電圧Ｖ_DCが重畳して出力さ
れる。このように電源電位に重畳して出力信号が生成さ
れる（電源枠外電位の出力信号と呼ぶ）理由は、図の点
線で示すように、万一、コンデンサＣ１に短絡故障が生
じて出力側に電源電位Ｖ_CCが直接出力されるようなこと
があっても、出力側で出力電位Ｖ_DCとこれを区別できる
ようにするためである。即ち、図で、倍電圧整流回路の
出力電位をＶとすると、２値の出力信号ｙは次のように
判断されるようにする。

【００４３】ｙ＝１， Ｖ＞Ｖ_CC ＝０， Ｖ≦Ｖ_CC 即ち、電源電位Ｖ_CCより高い出力電位（Ｖ＞Ｖ_CC）が出
力されるときを安全を示す信号ｙ＝１とし、電源電位Ｖ
_CCと等しいか，若しくは電源電位Ｖ_CCより低い出力電位
（Ｖ≦Ｖ_CC）で出力されるときを危険を示す信号ｙ＝０
とする。

【００４４】このように、信号ｙを２値化することによ
って、万一、コンデンサＣ１に短絡故障が生じて電源電
位Ｖ_CCが出力側に出力されても、誤って安全を示す信号
ｙ＝１が生じるようなことがない。尚、上述のフェール
セーフセンサは、領域Ｗを監視するエネルギビームが光
でなく、超音波であっても実現できることは明らかであ
る。

【００４５】図７と図８の制御回路において、誘導路Ｔ
Ｗに配置する光センサに、上に示したような安全が論理
値１で示され、故障が論理値０となるようなセンサ（フ
ェールセーフなセンサ）構造のものを用い、且つ、各Ａ
ＮＤゲートや自己保持回路及びＯＲゲートに、例えば本
出願人による米国特許４，６６１，８８０号明細書、米
国特許４，７５７，４１７号明細書、米国特許５，０２
７，１１４号明細書等で公知となっているフェールセー
フなＡＮＤゲートや自己保持回路、ＯＲゲート（故障時
出力信号が論理値１に誤らないＡＮＤゲート、自己保持
回路、ＯＲゲート）を用いれば、出力信号ｚｉ（ｉ＝１
〜ｎ）は論理値１に誤らない信号とすることができる。
即ち、センサ及び制御回路の故障で誤って進入許可の出
力信号を生じない、フェールセーフな構成とすることが
できる。

【００４６】かかる構成によれば、目標とする制御区間
内に複数のセンサを配置したので、センサの位置と航空
機の長さから制御区間を比較的容易に定めることができ
るようになった。また、センサを誘導路の両側に配置す
る構成とすれば、一方が例え故障しても他方のセンサで
航空機検出の機能を維持できるので、誘導システムの信
頼性が向上する。

【００４７】更に、各センサや制御回路を構成する論理
回路や自己保持回路を論理値１に誤らないフェールセー
フなものを用いれば、後方制御区間への航空機進入の許
可信号が故障で誤って生じることのない安全性の高いフ
ェールセーフな構成にできる。尚、本実施例では、航空
機の検出と誘導システムに適用した例を示したが、例え
ば、列車の軌道内にセンサを設けても同様に列車の検出
及び閉塞制御が可能であることは明らかである。

【００４８】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、エ
ネルギビームの放射手段と受信手段との一方を移動体の
走行路の略中央線上付近に配置し、他方を走行路の路肩
側方に配置する構成としたので、放射手段と受信手段と
の距離を従来に比べて約半分にでき、受信手段における
エネルギビームの受信の安定性が格段に向上し検出装置
の信頼性が向上する。また、走行路に対して略直角に走
行路中心部から両側路肩側方に向けてエネルギビームを
放射する構成とすれば、片側が故障等で機能しなくなっ
ても他方で移動体の検出機能を維持することができ、一
層信頼性が向上する。

【００４９】また、本発明の誘導装置によれば、検出装
置を移動体を誘導する制御区間の移動体進行方向に沿っ
て複数配置し、前方制御区間に配置した各検出装置の移
動体通過後の論理値１の信号を自己保持し、この自己保
持出力に基づいて後方制御区間の進入許可の信号を生成
する構成としたので、移動体が前方の制御区間内に進入
し移動したことを確実に検出して後続の移動体に対する
進入許可の信号を発生させることができる。また、セン
サの配置間隔と移動体の長さとから前方制御区間内への
移動体の進入位置を容易に定めることができ、閉塞の制
御区間を容易に設定することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る移動体検出装置の一実施例の配置
構成を示す概略図

【図２】同上実施例の走行路中心線上側に配置する投光
器内蔵の中心線灯灯器の上面図

【図３】図２の中心線灯灯器の正面図

【図４】図２のＡ−Ａ′線矢視断面図

【図５】本発明に係る移動体誘導装置の一実施例の制御
区間内における光センサの配置構成を示す概略図

【図６】図５における光センサ出力信号のタイムチャー
ト

【図７】同上実施例の許可信号生成のための制御回路を
示す回路図

【図８】同上実施例の許可信号生成のための制御回路の
別の実施例を示す回路図

【図９】従来と本発明の光センサシステムの違いを説明
する図

【図１０】フェールセーフなセンサを構成するための原
理を説明する図

【符号の説明】

１０ 航空機 Ｃ 中心線 ＣＬｉ，ＣＬｊ′ 中心線灯灯器 ＰＴ，ＰＴ′ 投光器 Ｒｉ，Ｒｉ′，Ｐｊ，Ｐｊ′ 受光器 ＧＴ，Ｇ１〜Ｇｎ ＡＮＤゲート Ｍｉ 自己保持回路 ＯＲ１〜ＯＲｎ，ＯＲ１′〜ＯＲｎ′ ＯＲゲート

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】エネルギビームを放射するエネルギビーム
   の放射手段と、該放射手段からのエネルギビームを受信
   するエネルギビームの受信手段とを備え、移動体が存在
   せずエネルギビームが受信手段で受信された時に論理値
   １の出力を発生し、移動体の存在でエネルギビームが遮
   断された時に論理値０の出力を発生する構成の移動体の
   検出装置であって、 前記放射手段と受信手段のいずれか一方を、移動体が走
   行する走行路の中心線上近傍に配置し、他方を前記走行
   路の路肩側方に配置したことを特徴とする移動体の検出
   装置。
2. 【請求項２】前記一方の手段を、前記走行路の中心線上
   近傍に放射状に複数配置し、他方の手段を前記一方の手
   段に対向させて前記走行路の路肩側方に複数配置する構
   成とした請求項１記載の移動体の検出装置。
3. 【請求項３】前記一方の手段と他方の手段を、走行路に
   対して直角方向に対向配置する構成とした請求項１記載
   の移動体の検出装置。
4. 【請求項４】前記一方の手段を複数設けて相反する路肩
   方向に向けて配置し、前記他方の手段を走行路の両側に
   対向配置する構成とした請求項３記載の移動体の検出装
   置。
5. 【請求項５】複数設けられたエネルギビームの受信手段
   の出力の論理和演算を行う論理和演算手段を設け、該論
   理和演算手段の論理和出力を移動体有無の判定出力とす
   る構成とした請求項４記載の移動体の検出装置。
6. 【請求項６】移動体が航空機である請求項１〜５のいず
   れかに記載の移動体の検出装置。
7. 【請求項７】前記一方の手段を、航空機走行路の中心線
   上に設けられる中心線灯灯器内に内蔵する構成とした請
   求項６記載の移動体の検出装置。
8. 【請求項８】移動体が走行する走行路を複数の制御区間
   に区切り、各制御区間内に、移動体進行方向に沿って請
   求項１記載の検出装置を複数配置する一方、 互いに隣接する２つの制御区間の移動体進行方向後方側
   制御区間に配置した複数の前記検出装置の出力の論理積
   を演算する論理積演算手段と、 隣接する前方制御区間に配置した複数の検出装置に対応
   して複数設けられ、前記論理積演算手段の論理値０の出
   力をリセット入力信号とし、前記前方制御区間の対応す
   る検出装置のエネルギビームが遮断された後改めてエネ
   ルギビームを受信した時の出力の立ち上がり微分信号を
   トリガ入力信号とすると共に当該トリガ入力信号を自己
   保持する自己保持回路とを備え、 前記トリガ入力信号の入力によって発生する前記各自己
   保持回路の出力信号に基づいて、後方の制御区間におけ
   る移動体進入の許可信号を生成する構成としたことを特
   徴とする移動体の誘導装置。
9. 【請求項９】全ての自己保持回路の出力信号の論理積出
   力を、前記移動体進入の許可信号として生成する構成と
   した請求項８記載の移動体の誘導装置。
10. 【請求項１０】前方制御区間の入口から所定番目の検出
    装置に対応する自己保持回路の出力信号を、前記移動体
    進入の許可信号して生成する構成とした請求項８記載の
    移動体の誘導装置。
11. 【請求項１１】前方制御区間の入口から所定番目までの
    検出装置に対応する全ての自己保持回路の出力信号の論
    理積出力を、前記移動体進入の許可信号として生成する
    構成とした請求項８記載の移動体の誘導装置。
12. 【請求項１２】各制御区間に請求項５記載の検出装置を
    複数配置する構成とし、前記各検出装置における複数の
    エネルギビーム受信手段の前記立ち上がり微分信号の論
    理和出力を、対応する自己保持回路のトリガ入力信号と
    する構成である請求項８〜１１のいずれかに記載の移動
    体の誘導装置。