JPS5943800B2 - 移動体の位置検知可能なデ−タ伝送装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 一定の走行路を移動する車両やクレーンなどの移動体の
走行を自動化システムによつて制御する場合には、移動
体の限在位置監視を連続してまたは一定区間で行いかつ
移動体と地上制候装置間で制御および監視のデータ授受
ができることが必要である。

本発明はこの場合に随時データの送受を行い、同時に移
動体の現在位置を地上制御装置側（以下地上側という）
あるいは移動体側で検知できるようにした位置検知兼デ
ータ通信装置に関するものである。従来の位置検知装置
には移動体の走行車輪またはこれに係合させた回転軸に
その回転に伴つてパルスを発生するパルス発生器を連結
し、移動体の移動によつて発生するパルス数を数えて一
定基準位置からの距離を常時算出するものがあるが、こ
のような装置では起動時に基準位置から現在位置までの
情報を入力しなければならぬこと、移動中算出結果を記
憶する必要があること等の煩わしさがある。

また装置の電源が一旦断となると記憶が消滅するから復
旧後に現在位置情報を入力してやるか、停電対策を施し
ておくことが必要である。さらに走行車輪の滑りがあれ
ば誤差が生じ易いことが欠点である。また別な装置とし
て走行路に沿つて展張した誘導線に信号電流を流しある
いは移動体から誘導線に誘導送出した信号電流を移動体
側あるいは地上側で受信して行ういわゆる誘導無線方式
の位置検知装置が種々提案されているが、これらは移動
体の位置検出専用であつて移動体と地上側間のデータ伝
送を行うにはデータ伝送用機器を別個に設けることが必
要で経済的に不利であつた。そこで本発明は上記の欠点
を除いて移動体の位置検知と同時にデータ通信を可能と
した効率的な装置を提供するものであるが、その特徴は
移動体または地上側からデータにて位相変調した１つの
周波数Ｆ，とこれと異なる周波数Ｆ２で無変調のも．の
との２つの信号波を誘導線群を介して相手側に送信し、
相手側はこの信号波を受信してデータの受信を行い、ま
た移動、地上のいずれかで移動体の位置検知をも同時に
行うようにしたことである。

以下本発明をさらに具体的に説明する。まず誘導線を用
いた移動体の位置検知について説明する。

この位置検知方法は本発明者がすでに提案したもので、
図１は位置検知装置の構成原理図である。移動体の位置
は移動体の走行路を任意数に分割しその分割区間毎にグ
レイコードによる番地を与え、そのコードのビツト数に
等しい数の平行２線式誘導線を走行路に敷設すると共に
、各誘導線には図２に一例を示したように分割区間の区
分点において交叉を施しておき、移動体または地上側か
ら以下に示すようにこれらの各誘導線に送出した２波の
位相差を地上側または移動体に設けた位置検知器によつ
て検知しコード化した出力によつて分割区間別の番地コ
ードとして得られることが特徴である。図１では平行２
線式誘導線６が１個のみで２周波信号送信機２およびア
ンテナまたはアンテナコイル３が移動体に設けてあり、
誘導線の一端地上側に設けた結合器４および位置検知器
１によつて移動体の位置を地上側で検知する場合で５は
終端抵抗である０送信機２よりの２波はアンテナ３から
放射され誘導線６に誘起電圧を発生させるが、この位相
は交叉点毎に反転し移動体がＡまたはＣ区間にある場合
（５ＢまたはＤ区間にある場合とでは結合器４に伝送さ
れる電圧または電流の位相が１８０器異つている。

この位相がＡまたはＣにある移動体によるものか、Ｂま
たはＤにある移動体によるものかを位置検知器１で２波
を利用して検知し、これを２進コードの１かＯとして出
力することを各誘導線について行い移動体の番地コード
の各ビツトのコードを得ることができる。こ＼で重要な
役目をもつ位置検知器の構成および動作については図４
によつて後に説明する。図３は本発明装置の基本的構成
例図である。

この図に｝いてｒはデータ伝送用区間Ｄｄに｝ける走行
路に沿つて展張された誘導線、８は地上側のデータ送出
器あるいは位置検知（兼）データ受信装置、Ｒｄは誘導
線７の終端抵抗、９は結合器、１０，１１，１２は移動
体に載置するもので、１０はデータ送出器あるいは位置
検知データ受信装置、１１はデータ信号の送出あるいは
受信用アンテナコイル、１２は位置検知用アンテナであ
る〇また１３は走行路の一部位置検知を行わんとする区
間Ｄａに展張した誘導線の１つで、Ｒａはその終端抵坑
器、１４は結合器である。なおこの例では簡単のため位
置検知用誘導線は１３の１個のみ示してあるが、番地コ
ードがｎビツトなら図２に示したように交叉点がそれぞ
れ異るｎ個の並列平行２線式誘導線群がたとえばデータ
伝送用誘導線７の２線間に並列に敷設されることになる
。またアンテナ１１は誘導線７にのみ結合すればよいが
、アンテナ１２は位置検出用の各誘導線に走行中もほ＼
同一の結合損失にて結合するように１個または複数のア
ンテナコイルを設ける。さて８または１０内部に設けら
れたデータ送出器には２つの周波数Ｆ，およびＦ２の発
振器、その増幅器訃よびデータ（２進コード）によつて
ｆ１波を位相変調（ＰＳＫ）する変調器が含まれ、移動
体に設置された場合はＦ，波をアンテナ１１からｆ１と
一定の周波数関係にある無変調のＦ２波をアンテナ１２
からそれぞれ送出し、また地上側に設けた場合はＦ，波
を誘導線７に送出し、Ｆ２波は位置検知の誘導線数が一
般に複数であるから時分割循環形に各誘導線に順に送出
する。

上記２波ｆ１とＦ２の関係はｆ１＝（ｍ−１）Ｆ２／ｍ
（ｍは２以上の整数）に選ぶ必要がある。以下にはｆ１
＝Ｆ２／２の場合について説明するが、ｍを２以外の数
に選んだ場合も全く同様に動作する。次に図４は８と１
０内部の位置検知、データ受信装置の構成例プロツク図
で、最上段はデータ受信部、第２段以下は位置検知部で
、この例では位置検知用誘導線が２つ（番地コードが２
ビツト）の場合を一例として示したが、ｎビツトの番地
コードなら位置検知部はたとえばｎ段になる。

データ受信部において１５はｆ１波を抽出する帯域濾波
器（以下ＢＰＦという）、１６は増幅振幅制限器、１７
は周波数２逓倍器、１８は位相変調信号検出器（ＤＴＣ
）であり、位置検知部の１９はＦ２波を抽出するＢＰＦ
、２０は増幅、振幅制限器、２１は位相弁別器（ＰＤ）
である。この位置検知部が地上側の装置８内部のもので
あれば位置検知用誘導線数に等しい数の位置検知器（１
９〜２１）を設け、その入力ＢＰＦｌ９を各誘導線に接
続して後述のように各誘導線の位相をＰＤ２ｌから出力
する並列処理の方法と、ＢＰＦｌ９の前段に走査分配器
を設けこれによつて各誘導線の入力を一定の順序で時分
割循環形で接続切替を行つた出力を１段のみの位置検知
器に加えＰＤ２ｌから直列位置情報を出力する直列処理
の方法とがある。図４には地上側に設置され並列処理の
方法を用いた場合を示してある。次に図４の各部の動作
を図５を用いて説明する。

図５は図３の移動体にデータ送出器を設け地上側に位置
検知・データ受信装置を設置したときの各部動作波形例
図である。いまデータ送出器の変調入力に図５のＺのよ
うなデータが入力するものとする０この入力データによ
つてＦ，波はたとえぱ差動位相変調方式（ＤＰＳＫとい
う。周知のようにこの方式には２相、４相、８相、・・
・・・・一般に２ｍ相などの方法がある。）で位相変調
されるが、入力データが“１”ならπ相シフトさせ“０
”ならＯ相シフト（すなわちシフトなし）させてＦ２波
形をアンテナ１１に出力し誘導線７に結合させる。〔な
おりＰＳＫでは２相変調の場合入力信号が“０”のとき
は位相は偏移（シフト）せず、信号が“゜ｒならπ（１
８０偏）だけ位相をシフトすることを信号の１ビツト単
位で行つて送出する０この受信側では先行ビツト信号を
１ビツト時間遅延させたものと後続ビツトとの位相差を
位相弁別器でビツト毎に検出し同相ならＯ、逆相ならπ
に対応させた符号に変換出力する。Ｚ波形上部の１〜８
はビツト番号、ＳＰはストツプ、ＳＴはスタート、Ｚ波
形下部のπ、０は位相を表わしている。〕一方Ｆ２波は
Ｆ２＝２ｆ１の周波数関係を保つてアンテナ１２から出
力し誘導線群（図３では７，１３）に結合する。かくし
てこれらの誘導線の誘起電圧は地上側の位置検知・デー
タ受信装置８に導かれる。図５のＬｌ３は誘導線１３の
交叉を便宜上示したもので、この交叉点の左右における
装置８の出力の変化は次のようになる。ただし移動体は
一定速度で移動するものとする。まず交叉誘導線１３か
ら結合器１４を通じてのＦ，波あ・よびＦ２波出力のう
ちＦ２波はｄ波形に示すようにＬ，３の交叉点で位相が
反転するが、位置検知部のＢＰＦ２でＦ２波が抽出され
２０で増幅し振幅制限されて一定レベルとなつた信号が
位相弁別器ＰＤ２ｌの一方に入力する。ところでこのと
きもう一方の誘導線７、結合器９よりのｆ１波（｝よび
Ｆ２波）出力はデータ受信部のＢＰＦｌ（１５）でｆ１
成分が抽出され、１６で増幅した後振幅制限されて次段
の１７で２ｆ１に２逓倍される。ｆ１波は２逓倍される
と明らかにπ相変調波はシフト量ゼロの連続位相波ｅが
得られるのでこれを基準位相信号として位置検知部の位
相弁汎鵬（ＰＤ）２１のもう１つの入力に送出する。な
訃ｆ１＝Ｆ２／２の場合には上記のようにＦ，を２逓倍
すればよいが、Ｆ，＝（ｍ−１）Ｆ２／ｍの一般の場合
にはｆ１波とＦ２波の差周波数をｍ逓倍すればシフト量
ゼロのＦ２連続位相波が得られ基準位相信号に用いられ
る。さて位相弁別器はこの２入力（波形ｄ＜１５ｅ）が
同相か逆相かを弁別して出力を送出するが、位相弁別器
２１には低域濾波器および方形波変換器が含まれていて
ｈ波形に示すようにたとえば同相ではＨレベル、逆相で
はＬレベルの出力ｈを発生する。なお１９，２０等のＢ
ＰＦや増幅器は固有の位相シフト量を持つのが普通であ
るが、これらは予測できないのでＰＤ入力には理想的な
位相差とするための位相シフト補正回路を挿入して｝く
ことが必要である。このようにして位置検知部は前記の
ように番地コードのビツト数ｎに等しい位置倹知用誘導
線の各出力毎の位相弁別を行いＨ，Ｌレベルすなわち６
′１″，′６０″にコード化してビツト毎の並列または
直列の番地コードを出力することができるので移動体の
位置を地上側で検知することができる。一方データ伝送
に関してはＤＰＳＫされたＦ，波が図４の１６で一定振
幅になつた後位相変調信号検出器（ＤＴＣ）１８におい
て前記従来のＤＰ＄Ｋ復調手段で図５のｊ波形がＤＴＣ
内部の位相弁別器から出力されるから、これをさらに図
４の１８に続ぐ（図示省略）低域濾波器およびシユミツ
ト回路によつて方形波に変換するかまたは積分一放電濾
波器で方形波に変換してデータ送出側と同一のＺ波形に
復元される。

以上のように本発明装置では地上側からデータ伝送信号
（ｆｌ波）を誘導線７に、また位置検知信号（Ｆ２波）
を位置検知用誘導線群に時分割循環切替式にそれぞれ送
出し、移動体側でデータ受信と自己の位置検知を同時に
行うことができる。

たゞし移動体では一般に位置検知用誘導線よりの入力を
地上側と同期して切替えそれぞれの位置検知部に入力さ
せることが必要である。また逆に移動体側からデータ伝
送信号（ｆｌ波）と位置検知用誘導線毎に周波数が異る
がＦ２＝Ｍｆｌ／ｍ−１の関係にあるＦ２波群の位置検
知信号を誘導線に送出し、地土側でデータ受信と移動体
の位置検知を同時に行うことができるが、この場合には
ｎ個のＦ２波を用いる代わに上記の切替え動作は不要で
ある。さらにデータ伝送と位置検知は共に一方側で行う
必要はなく、地土側からデータ伝送信号を移動体に送り
移動体から位置検知用信号を送出することまたはこの逆
の方法も実現できることは明らかである。また上記の位
置検知は番地コード検出による移動体の絶対位置を求め
るもので誘導線数は番地コードのビツト数＋１必要であ
るが、誘導線数を減じてその代り相対番地を交叉点数の
計算によつて求める位置検知兼データ伝送にも本発明は
利用できることも明らかで、本発明は一定走行路につい
て誘導線の効率的な使用と設備機器の簡略化などの効果
が得られるが、その性能として位置検出には交叉形誘導
線を用い位相弁別方式を用いているため振幅制限器を使
用することができるので、移動体アンテナと誘導線の間
隔が走行に伴つて変動しその間の結合損失に大きな変化
があつても交叉位置の正確な検出が可能で位置検知の確
度が高いなど運用土著しい効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

図１は位置検知装置の構成原理図、図２は区間別番地コ
ードと誘導線の交叉例図、図３は本発明装置の基本的な
構成例図、図４は位置検知・データ受信装置の構成例プ
ロツク図、図５は図４の各部波形例図である。 １ ・・・・・・位置検知部、２・・・・・・送信器、
３，１１，１２・・・・・・移動体アンテナ、４，９，
１４・・・・・・結合器、５，Ｒｄ，Ｒａ・・・・・・
終端抵抗、６，？，１３・・・・・・誘導線、８，１０
・・・・・・データ送出器と位置検知兼データ受信装置
のそれぞれ単独または組合わせ、１５，１９・・・・・
・ ＢＰＦ、１６，２０・・・・・・増幅兼振幅制限器
、１Ｔ・・・・・・周波数逓倍回路、１８・・・・・・
位相変調信号検出器、２１・・・・・・位相弁別器。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 移動体の走行路に沿つて第１の誘導線を展張し移動
   体と地上固定局間に周波数ｆ＿１波を２＾ｋ相（ｋは１
   ，２，３等の整数）位相変調を行つてデータの送受を行
   う装置と、上記走行路中移動体の位置検知を要する区間
   を任意数に分割しその分割区間毎にグレイコードによる
   位置番地を与えそのビット数（ｎ）に等しい数の第２の
   平行２線式誘導線群で上記番地の各ビットコードに合わ
   せて分割区間の区分点に交叉を施して走行路に沿つて展
   張したものに、移動体より上記ｆ＿１波と、ｆ＿２＝ｍ
   ｆ＿１／（ｍ−１）〔ｍは２以上の整数〕の周波数関係
   にある無変調のｆ＿２波信号を第１の誘導線および第２
   の誘導線にアンテナを介して結合供給する装置と、地上
   固定局において上記ｆ＿１波とｆ＿２波の差周波数をｍ
   逓倍した出力を位相弁別用の基準位相信号として第２の
   誘導線群のそれぞれからのｆ＿２波出力との位相弁別を
   行い番地コードを検知する装置とを具備したことを特徴
   とする移動体の位置検知可能なデータ伝送装置。 ２ 移動体の走行路に沿つて第１の誘導線を展張し移動
   体と地上固定局間に周波数ｆ＿１波を２＾ｋ相（ｋは１
   ，２，３等の整数）位相変調を行つてデータの送受を行
   う装置と、上記走行路中移動体の位置検知を要する区間
   を任意数に分割しその分割区間毎にグレイコードによる
   位置番地を与えそのビット数に等しい数の第２の平行２
   線式誘導線群を上記番地の各ビットコードに合わせて分
   割区間の区分点に交叉を施したものを走行路に沿つて展
   張し地上固定局より上記第２の誘導線群のそれぞれに上
   記ｆ＿１波とｆ＿２＝ｍｆ＿１／（ｍ−１）〔ｍは２以
   上の整数〕の周波数関係にある無変調のｆ＿２波信号を
   時分割循環式を供給する装置と移動局において各誘導線
   よりピックアップした上記ｆ＿１波とｆ＿２波の差周波
   数波をｍ逓倍した出力を位相弁別用の基準位相信号とし
   てｆ＿２波出力との位相弁別を行い番地コードを検知す
   る装置とを具備したことを特徴とする移動体の位置検知
   可能なデータ伝送装置。