JPH10332308A - 走行装置の位置検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 走行装置のズレ量を正確に検出できると共
に、誘導線を廃止でき、識別となる物体を容易に施工で
き、しかも、地盤の沈下等があっても破損などのトラブ
ルが発生しない走行装置の位置検出装置を提供すること
を目的とする。 【解決手段】 本発明に係る走行装置の位置検出装置
は、（Ａ）走行路面１の走行経路上に敷設した金属製の
マーク板２と、（Ｂ）複数個の検出コイル５と複数個の
ダミーコイル６を内蔵した励磁コイル３と、（Ｃ）前記
複数個の検出コイル５とダミーコイル６の出力電圧の差
に基づいてピーク電圧発生位置を演算する手段と、
（Ｄ）前記演算手段により算出したピーク電圧発生位置
を、走行装置の位置と認識する手段とからなり、（Ｅ）
走行装置２０に、前記金属製のマーク板２と相対する励
磁コイル３を設けたことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、走行装置（例え
ば、車両やタイヤ走行クレーン等）を自動走行させる際
に、走行装置のズレ量（走行方向に対して直交方向する
方向に沿う位置ズレ量ｙ）を検出する装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の技術を図５〜図７に示す。図５
は、従来の走行装置の平面図。図６は、従来の走行装置
の正面図。

【０００３】図７は、従来の走行装置のサーチコイル１
０３および１０４に発生する誘起電圧の差と走行装置の
ズレ量ｙの関係を示す図である。走行装置１０２を走行
経路に沿い自動走行させるためには、走行装置１０２と
走行経路とのズレ量ｙを検出して、その検出したズレ量
ｙを零とするように操舵して走行をする必要がある。

【０００４】走行装置１０２のズレ量ｙを検出するに
は、従来の装置では、図５及び図６に示すように、走行
経路に沿う走行路面下に誘導線１０１を埋設しておき、
この誘導線１０１に高周波電流を流し、誘導線１０１か
ら磁界を発生させておく。

【０００５】一方、走行装置１０２には、走行方向と直
交する方向（ズレ方向：ｙ方向）に沿い一対のサーチコ
イル１０３と、１０４を配置しておく。誘導線１０１か
ら発生した磁界がサーチコイル１０３および１０４に鎖
交すると、このサーチコイル１０３と、１０４には誘起
電圧が発生する。

【０００６】しかも、サーチコイル１０３と、１０４に
発生する誘起電圧は、図７（Ａ）に示すように、誘導線
１０１との距離に応じて変化するので、両誘起発生電圧
の差は、図７（Ｂ）に示すように、ズレ量ｙに対応した
ものとなる。走行装置１０２に備えたズレ量検出器１０
５は、サーチコイル１０３と、１０４に発生した誘起電
圧の差を求め、この差電圧からズレ量ｙを求めている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の技術に
は、次のような問題がある。 （１）走行路面下に誘導線１０１を引くためには、事前
に埋設工事が必要であり、この埋設工事に多大な手間が
かかる。 （２）誘導線１０１を追加設置する場合には、コンクリ
ートの路面を掘り返す必要があり、この工事期間中は走
行が不可能となる。 （３）路面が沈下したりすると、誘導線１０１が切断
し、位置ズレ検出ができなくなることがある。 （４）路面に金属片が落ちていると、その影響で誤差が
発生するおそれがある。

【０００８】本発明は、これらの問題を解決することが
出来る装置、すなわち、走行装置のズレ量ｙを正確に検
出できると共に、誘導線を廃止でき、識別となる物体
（従来技術では誘導線であったが、本発明では金属製の
マークとする）を容易に施工でき、しかも、地盤の沈下
等があっても破損などのトラブルが発生しない走行装置
の位置検出装置を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】

（第１の手段）本発明に係る走行装置の位置検出装置
は、（Ａ）走行路面１の走行経路上に敷設した金属製の
マーク板２と、（Ｂ）複数個の検出コイル５と複数個の
ダミーコイル６を内蔵した励磁コイル３と、（Ｃ）前記
複数個の検出コイル５とダミーコイル６の出力電圧の差
に基づいてピーク電圧発生位置を演算する手段と、
（Ｄ）前記演算手段により算出したピーク電圧発生位置
を、走行装置の位置と認識する手段とからなり、（Ｅ）
走行装置２０に、前記金属製のマーク板２と相対する励
磁コイル３を設けたことを特徴とする。

【００１０】すなわち、本発明装置は、（１）長方形の
励磁コイル３を挟んで、複数個の検出コイル５とダミー
コイル６を置き、（２）金属製のマーク板２による磁束
密度変化に伴う複数個の検出コイル５とダミーコイル６
の出力電圧の差から回帰分析で近似式を求め、（３）そ
の近似式により、ピーク電圧発生位置を計算して、その
ピーク電圧発生位置を、走行装置２０のズレ量ｙとして
検出し、（４）前記検出コイル５とダミーコイル６の出
力電圧の差の最大値を中心にした、複数個の中から（例
えば、出力電圧の差の最大値を中心にして、その中心の
前後２〜５個の中から）基準電圧以上のものを選択し
て、ピーク電圧発生位置を計算して、走行装置のズレ量
ｙとして検出する。

【００１１】

【発明の実施の形態】

（第１の実施の形態）本発明の第１の実施の形態を図１
〜図４に示す。図１は、第１の実施の形態に係る装置の
構成図。

【００１２】図２は、第１の実施の形態に係る装置によ
るズレ量の検出の仕方を示す図。図３は、第１の実施の
形態に係る装置の作動の説明図。図４は、第１の実施の
形態に係る装置に対して、金属片等が散乱していた場合
でも、それらの外乱に影響されにくいことを示す図であ
る。

【００１３】図１において、１は走行装置が走行する路
面、２は金属製のマーク、３は励磁コイル、４は交流電
源、５はズレ検出コイル（ｎ個）、６はダミーコイル
（ｎ個）、７はＡｍｐ （ｎ個）、８はＡ／Ｄ変
換器 （ｎ個）、９はＬＰＦ （ｎ個）、１０は
多チャンネルの変換器、１１はＣＰＵ、１２はＤ／Ａ変
換器である。

【００１４】本発明装置における電源には交流電源４を
使用する。本発明装置では、金属製のマーク板２に流れ
る渦電流Ｌｏｓｓを利用するため、直流では難しいため
である。

【００１５】ただし、磁界は変化するので、直流でも信
号はでるが、速度で変化するため、直流では停止時に出
力がでない。ＬＰＦ（Ｌｏｗ Ｐａｓｓ Ｆｉｌｔｅ
ｒ）は、信号の周波数より高い成分を除去し、Ｓ／Ｎの
向上を図る。

【００１６】図２は、ズレ量ｙの検出の仕方を示す図で
あり、矩形の励磁コイル３に内蔵した検出コイル５およ
びダミーコイル６により、マーク板２の位置を検出して
走行方行に対して直角方向のズレ量ｙを検出する。

【００１７】検出コイル５とダミーコイル６の構造は同
じであるが、励磁コイル３を挟んで金属製のマーク板側
を検出コイル５と呼び、その反対側をダミーコイル６と
呼ぶことにする。

【００１８】装着する位置も、励磁コイル３を挟んで対
称位置に置く。ただし、バランスを取るため、ダミーコ
イル６の位置をズラして調整するようにしている。

【００１９】次に、本発明装置の作動を図３に基づいて
説明する。金属製のマーク板２が無い状態において、検
出コイル５の出力とダミーコイル６の出力が同一になる
ようにしている。

【００２０】金属製のマーク板２が有る状態において、
検出した各検出コイル５とダミーコイル６の差出力は、
図３に示すようになり、金属製のマーク板２の中心位置
（ｙ方向）で最大となるように分布する。

【００２１】また、検出コイル５およびダミーコイル６
と金属製のマーク板２の間隔（以下ＧＡＰという）２１
が変化すると、各検出コイル５およびダミーコイル６の
出力が変化し、ＧＡＰ２１が小さくなると出力が大きく
なり、ＧＡＰ２１が大きくなると出力が低下するが、ピ
ーク電圧発生位置は金属製のマーク板２の中心（ｙ方
向）になるように変化する。

【００２２】そこで、検出コイル５およびダミーコイル
６の出力電圧の差の最大値を中心にして、その中心の前
後ｍ個の位置の出力電圧の差から基準値Ｖ_S 以上のもの
を選択し、 Ｖ＝ａ＋ｂｙ＋ｃｙ² 式（１） の２次式で近似すると、未知数ａ、ｂ、ｃは、

【００２３】

【数１】 を最小にするように、最小２乗法で定めれば良い。

【００２４】すなわち、Ｑを未知数ａ、ｂ、ｃについて
偏微分して、０とおけば、正規方程式を得ることがで
き、その正規方程式を解いて、ａ、ｂ、ｃを求めると、
金属製のマーク板２の中心位置（最大電圧発生位置）
は、 ｄＶ／ｄｙ＝０ 式（３） の位置であるから、 ｙ＝−ｂ／（２ｃ） 式（４） として求めることができる。

【００２５】また、ＧＡＰが変化して、検出コイル５お
よびダミーコイル６の出力が変化しても、式（４）の分
子、分母に同一係数が掛けられるのでキャンセルされ
る。そのため、ＧＡＰの変化に影響されることなく、ズ
レ量ｙを検出することが出来る。

【００２６】さらに、最大出力電圧から、Ｖ_S 以上のも
のを選択するようにすることにより、図４に示すよう
に、金属片等が散乱していた場合の外乱等でＶ_S 以上の
出力値があっても無視するので、外乱に影響されにくい
ズレ検出装置を提供することが出来る。 （従来装置と本発明装置の比較）従来装置（図７）で
は、サーチコイル１０３および１０４に発生する誘起電
圧の差と走行装置のズレ量ｙを検出する。

【００２７】本発明装置では、検出コイル５とダミーコ
イル６の誘起発生電圧の差により、ズレ量ｙを検出す
る。そして、従来装置（図７）と本発明装置には次のよ
うな差がある。

【００２８】従来装置では、ＧＡＰの変化による補正の
必要がある。しかし、本発明装置では、ピーク位置をと
らえることにより、ＧＡＰの変化による補正の必要がな
い。すなわち、本発明装置では、自動的に補正されてい
る。

【００２９】

【発明の効果】本発明は前述のように構成されているの
で、以下に記載するような効果を奏する。 （１）走行装置が走行する路面に金属製のマーク板を貼
付けることにより、地盤沈下等があっても、誘導線のよ
うに切断されるおそれがない。 （２）また、金属製のマーク板の近くに、金属片が落ち
ていても、最大値を中心にした検出コイルの出力値か
ら、ズレ位置を検出することが出来るので、その影響を
受けにくい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態に係る装置の構成
図。

【図２】本発明の第１の実施の形態に係る装置によるズ
レ量の検出の仕方を示す図。

【図３】本発明の第１の実施の形態に係る装置の作動の
説明図。

【図４】本発明の第１の実施の形態に係る装置に対し
て、金属片等が散乱していた場合でも、それらの外乱に
影響されにくいことを示す図。

【図５】従来の走行装置の平面図。

【図６】従来の走行装置の正面図。

【図７】従来の走行装置のサーチコイル１０３、１０４
に発生する誘起電圧の差と走行装置のズレ量ｙの関係を
示す図。

【符号の説明】

１ …走行装置が走行する路面 ２ …金属製のマーク板 ３ …励磁コイル ４ …交流電源 ５ …検出コイル ５ｙ_n …検出コイル （ｎ＝１、２、３、…、ｎ） ６ …ダミーコイル ６ｙ_n …ダミーコイル （ｎ＝１、２、３、…、ｎ） ７ …Ａｍｐ ７ｙ_n …Ａｍｐ （ｎ＝１、２、３、…、ｎ） ８ …Ａ／Ｄ変換器 ８ｙ_n …Ａ／Ｄ変換器 （ｎ＝１、２、３、…、ｎ） ９ …ＬＰＦ（Ｌｏｗ Ｐａｓｓ Ｆｉｌｔｅｒ） ９ｙ_n …ＬＰＦ （ｎ＝１、２、３、…、ｎ） １０ …多チャンネルの変換器 １１ …ＣＰＵ １２ …Ｄ／Ａ変換器 ２０ …走行装置 ２１ …ＧＡＰ（ｚ方向） １０１…誘導線 １０２…走行装置 １０３…サーチコイル １０４…サーチコイル １０５…ズレ量検出器 Ｖ_n …標準ＧＡＰに基づくコイルの誘起電圧の差（ｎ
＝１、２、〜、ｎ） Ｖ_n ′…大ＧＡＰに基づくコイルの誘起電圧の差 （ｎ
＝１、２、〜、ｎ） Ｖ_n ″…小ＧＡＰに基づくコイルの誘起電圧の差 （ｎ
＝１、２、〜、ｎ） ｘ …走行方向 ｙ …ズレ方向 ｚ …上方向（ｘ軸、ｙ軸に直行する方向）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小田 芳美 広島県広島市西区観音新町四丁目６番22号 三菱重工業株式会社広島研究所内 (72)発明者 田口 俊夫 広島県広島市西区観音新町四丁目６番22号 三菱重工業株式会社広島製作所内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】（Ａ）走行路面（１）の走行経路上に敷設
   した金属製のマーク板（２）と、（Ｂ）複数個の検出コ
   イル（５）と複数個のダミーコイル（６）を内蔵した励
   磁コイル（３）と、（Ｃ）前記複数個の検出コイル
   （５）とダミーコイル（６）の出力電圧の差に基づいて
   ピーク電圧発生位置を演算する手段と、（Ｄ）前記演算
   手段により算出したピーク電圧発生位置を、走行装置の
   位置と認識する手段とからなり、（Ｅ）走行装置（２
   ０）に、前記金属製のマーク板（２）と相対する励磁コ
   イル（３）を設けたことを特徴とする走行装置の位置検
   出装置。