JPS6016644B2 - 移動体の停止位置自己検知装置 - 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
合の移動体の停止位置の検知装置に関するものであるが
、特に走行略に沿って特定パターンの交差を施した平行
２線誘導線をあらかじめ決められた地域に敷設し、移動
体側で位贋および自己の停止を検出してたとえばプロセ
ス制御装置や人員輸送の車両では走行制御装置および車
両側扉またはホーム側扉の開閉制御装置に停止時の位置
情報を出力する装置に関するものである。

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、鰭磁結合式、譲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、た
とえば交差形平行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たとえば移動体の車輪や車軸に係
合したタコゼネレーター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‘
とは位置の最小単位は１瓜九以下、測定誤差は１仇以下
、また速度については移動体が停止状態に近い１肌／ｓ
ｅｃまでの検出性能が要求され従釆の方法では困難にな
っている。本発明はこの問題を解決するために行ったも
ので、移動体走行路に沿って敷設されその交差間隔を特
定パターンに合わせて長短に変化させた交差形平行２線
式誘導線に、特定信号波を地上固定側（以下地上局とい
う）あるいは移動体側から送出し、移動体側で交差間隔
の時間を計測し移動体の位置の検出と停止の検出を行っ
て停止位置を決定するもので、高精度、高分解館が得ら
れることが特長である。

本発明菱贋の使用によってクレーン、台車など運搬機器
の自動運転や走行制御の精度向上およびシーケンス制御
速度の効率向上が得られ、また車両、列車などの全自動
運転においても停止位置や扉の開閉の制御に高性能で安
全確実であり経済的に行うことができるなど実用上の効
果は大きい。以下本発明を実施例によって詳細に説明す
る。第１図は本発明装置の基本的構成例図である。

図中の１は移動体の走行路に沿った所要区間に設置した
交差形平行２線式誘導線、２はその終端抵抗器、３，４
，５は移動体に載遣される部分で、３と４は誘導線１と
結合するアンテナまたはアンテナコイルであり、５は停
止位置検知器である。誘導線に沿って左から右に（Ｓ方
向）移動体が走行するものとし最初のＴｓ（‘‘１”）
および“１”の交差間隔はＬ，“０”の交差間隔はＬに
それぞれとることにする。この図に示した交差間隔の長
短によるコードの表現は左側が１０１０１で、これは位
置検出の起点をコード化して与えたものであるが、この
コードを地点番号として使用することもある。１０１０
１に続く等間隔交差による０００・・・コードは後述の
ように位置検知に用いられる。

なお第１図の例ではＬ：公２に設定しているが、移動体
の検知区域内における加速度が大きいとき、たとえば第
１図において移動体がＳ方向に減速過程（滅加速）で移
動すると、最初のＴｓ ぐ１”）の交差間隔Ｌ，と次の
“０”の交差間隔Ｌ２の各通過時間が近接するか、また
は更に急減加速時には各通過時間の差が逆になることが
あるので、誘導線１内の所要区間内の加速度の大きさを
考慮して、Ｌ，＞２２にとるが、Ｌ，を十分大きくとる
ことが必要なことがある。またアンテナ３と４の間隔ら
はＬ／２にとるものとする。第２図は停止位置検知器５
の回路例ブロック図である。

この図中の６は特定周波数（一般に１０ＫＨＺ〜２５皿
ＨＺ）の発振器、７は増幅および振幅制御器（Ａ・Ｌ）
、８は位相弁別器（ＰＤ）、９は低城炉波器を含む方形
波変換器、１０は交差間隔の判定処理回路の制御回路、
１１は同じく処理回路のクロックパルス発生器、１２は
時間計測カゥンタ、１３は計測値記憶器（メモリ）、１
４は演算判定回路、１５はシフトレジスタ、１６はコー
ドの一致判定回路、１７は交差部カウンタ、１８は低速
度検出器、１９は停止位置情報出力器である。また第３
図および第４図は本発明装置の動作波形図で、これらの
波形図を用いて第１図、第２図の装置の動作を以下に説
明する。一般に移動体の停止時にはその走行速度は通常
規定された停止位贋より以前に十分な減速が行われてい
て、しかもこの停止位置検知のための僅かな区間では停
止のために大きな加速度の制御が行われるものであるが
、上記波形図では図示の便宜上一定速度と仮定して示し
てある。

さて規定された停止位置区間には第１図のように交差形
平行２線式議導線１を走行路に沿って敷設し、移動体側
にはこの誘導線１と結合するアンテナ３と４をアンテナ
相互の結合はないようにして間隔Ｌ３で設置して信号波
の結合伝達を行う。すなわち第２図の発振器６の信号出
力はアンテナ３から移動体が譲導線１の敷設区間に進入
した場合譲導線１に伝送されるが、誘導線１からはアン
テナ４に伝送される。また誘導線１には交差が施されて
いるから交差点の前後での誘導信号電流は互に逆相にな
る。さてアンテナ４に誘導した信号波は第２図Ａ・Ｌ７
に入力して増幅された後一定振幅に制限されてＰＤ８に
おいて発振器６からの一定レベル入力に対して位相弁別
が行われる。

この位相弁別器ＰＤ８の出力は、両アンテナ３と４が対
向している誘導線１の区間内に交差部が含まなければ同
相、交差部が含まれるときは逆相の各レベル出力（たと
えば同相では低レベル、逆相では高レベルとするが、こ
の逆でもよい）となるように、ＰＤ８の入力側に位相補
正回格を付設して位相補正を行っておく。すなわち発振
器６からアンテナ３に特定周波数の信号が出力され、次
にアンテナ３から誘導線１へ、誘導線１からアンテナ４
に順に伝達される。アンテナ４に誘起されたこの信号は
、増幅および振幅制限器ＡＬ７を経てＰＤ８に入力する
。このＰＤ８のもう１つの入力は発振器３からアンテナ
６に出力された信号と同一周波数の信号（基準位相信号
と呼ばれる）であって、ＰＤ８ではこれら２つの入力の
位相弁別が行われる。しかしアンテナ３から譲導線１−
アンテナ４の経路の誘導結合における位相回転、ＡＬ７
における位相回転はそれぞれ固有のものであって、アン
テナ３からの経路によるＰＤ８への入力信号と、発振器
６から直接入力する信号との位相差には、上記固有の位
相回転が加わりＰＤ８の理想とする特性が得られる位相
差にはならないので、上記位相補正回路を設けて補正を
行うのである。なおＰＤ８の理想特性を得るのは２つの
入力信号の位相差が同相（ｏｏ）または逆相の（１８０
ｏ）のときで最大電力となる。たゞしたとえば同相のと
き正出力なら逆相では負出力となる。次に位相差が９０
０では出力はゼロとなり、同相と逆相の間の位相差では
位相差に比例した出力となる。ＰＤ８の出力は方形波変
換器Ｗ９の入力側のＬＰＦを経て方形波に変換され第３
図、第４図のａ波形の出力となる。なお第３、第４両図
の波形は移動体がＳ方向に進行しアンテナ４と誘導線１
との相対関係を基準にした波形図であるが、第３図は位
置コードの起点の検出すなわち相対番地検出の起点検知
の動作波形を、第４図は停止位置検出の動作波形をそれ
ぞれ示している。まず第３図の場合を説明する。

第２図のＷ９の出力ａは制御回路１０とカウンタ１７と
に送られるが、制御回路１０では、波形の変換点のうち
たとえば立下り変換点を基準としてクロックパルスのカ
ウンタ１２の制御信号となるｂパルス、メモリ１３への
書込み指令となる。パルス、演算判定回路１４への演算
判定指令となるｄ波形、シフトレジス夕１５へのシフト
クロツクとしてｄ波形の後縁パルスなどを出力する。ｂ
，ｃ，ｄ波形についてはｂ波形の計数停止制御（Ｌレベ
ル）中にｃ波形のメモリ書込み指令が出力され書込み終
了後ｂ波形は計数復旧制御（日レベル）に移行する。そ
してこれと同時にｄ波形の演算指令が出力される。また
カウンタ１２はこの復旧によるＨレベルに移行と同時に
計数値がリセツトされる。このようにａ波形からのｂ波
形によってカウンタ１２が制御され計数制御（日レベル
）中クロック発生器１１よりのクロツクバルスをカウン
トする。そしてカウンタ１２が計数停止中に最終のクロ
ック計数値がｃ波形の指令により先行のメモリをクリア
して後続の新しい値として書込まれる。さらいｄ波形の
演算判定指令により演算判定回路１４はこの新しい数値
をメモリ１３から続出してすでに続出してある先行の数
値および判定結果から次のように演算判定を行う。本発
明ではコード符号“１”は交差間隔Ｌ，に、コード符号
“０”は交差間隔Ｌにそれぞれ対応するように設定され
、またＬ，＝２２の関係にある。

従って先行の交差間隔判定が“１”では後続のコード符
号は“１”か“０”のいずれかであり、“１”では先行
の“１”のときとほゞ同一の交差間隔が予想され、また
“０”では先行の“１”のときの約１／２の交差間隔が
予想される。以上のことから後続のコード符号の交差間
隔時間を、後に説明するように演算判定回路１４にて判
定するに用いる参照基準値は、上記のＬ＝な２からＬ，
とＬ２の中央、すなわち山，／４＝母２／２の時点にと
る。従って先行交差間隔時間をｔｎ（交差間隔時間とは
第３図ａ波形の１つのパルスの立下りからの次の波形の
立下りまでの時間）とすれば、このｔｎが“１”の判定
では（３／４）Ｌにおける値を参照基準値とするので、
このｔｎの７５％（・．・３／４＝０．７５）となる。
すなわち参照基準値＝ｔｎ・×０．７５となる。こ）で
ｔｎ，は先行交差間隔判定が“１”のときのｔｎの値で
ある。またｔｎが“０”の判定では（３／２）Ｌ２にお
ける値を参照基準値とするので、このｔｎの１５０％（
・．・３／２：１．５）となる。すなわち参照基準値＝
ｔｎｏ×１．５となる。こ）でｔｎｏはコード符号の判
定が“０”のときのｔｎの値である。このように先行の
交差間隔時間ｔｎとその１か０かの判定によって参照基
準値をｔｎ×７５％、またはｔｎ×１５０％とし、これ
と後続の交差間隔時間ｔｎ＋，とを比較して、ｔｎ十，
が参照基準値より大きいか等しければコード符号の判定
を‘‘１”とし、小さいときはコード符号の判定を“０
”とする。すなわちのとき“１”と判定する。

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（１０１０１）の部分に対して最
初のＴｓ区間Ｌはその先行区間は決めてないので先行は
１か０かあいまいであるが先行区間としてＬ２またはＬ
２以下の交差を設けることによって先行区間を１または
０と判定したとしてもＴｓ区間はｔｎ，×０．７５三ｔ
洲か、ｔｎｏ×１．５ミｔｎ＋，のいずれかであるから
必ず“１”に判定される。

その理由は次のようである。第３図によれば移動体のＳ
方向への一定速度走行に伴いまずａ波形が第２図Ｗ９か
ら出力し、これによってｂ，ｃ，ｄ各波形出力およびシ
フトクロック出力が制御回路１０から各部に出力する。
カウンタ１２ではｂ波形の制御によってクロックパルス
をカウントし、計数値はｃ波形の指令でメモリ１３に記
憶される。そして引続いてｄ波形の指令で演算判定回路
１４はメモリ１３から新しい計数値を銃込みこれと先行
の計数値に先行の判定結果を演算した参照基準値との比
較を行う。いまＴｓの計数値をｔｎ＋，としたとき前述
のようにＬ２またはＬ２以下の交差間隔が先行してｔｎ
が１または０のいずれであってもｔ帆の方が大きいから
１を出力する。次にＴｓの計数値ｔｓの７５％（‘‘１
”であるから）を基準値として後続のＬ２区間の計数値
とから明らかに“０”を出力する。このように引続き交
差区間毎に演算判定して演算判定回路１４は１または０
を出力する。これが第３図のｅ波形である。ｅ波形は次
段のシフトレジスタ１５に入力し、また制御回路１０か
らは各交差部毎に発生するｄ波形の後続（立下り）パル
スをシフトパルスクロックとしてシフトレジスタ１５に
供給されるので、演算判定回鞠１４の出力ｅ波形ぐ１”
判定のときのみ正パルス、“０”判定では負のまま）を
銃込みシフトが行われる。

第３図において移動体がＳ方向に移動するとき、Ｔｓ‘
１１交差区間の判定は“１”であるから（ｅパルスの左
側）次の“０”区間のはゞ中央でシフトレジスタｉｌに
“１”が続込まれる。次に移動体が２番目の“０”区間
を通過して、、３番目の“１”区間に進行すれば、２番
目の区間のｅ波形は“０”が出力されるので、シフトク
ロツクによりシフトレジスタ１５のｉｌは“０”、ｉ２
は先のｉｌの“０”を続込む。

移動体が次に３番目の“１”区間を通過して４番目の“
０”区間に進行すれば、ｅ波形は“１”を出力するので
シフトレジスタのｉｌは“１”、ｉ２は“０”「 ｉ３
は先のｉ２の“１”をそれぞれ続込む。全く同様にして
移動体が４番目の“０”区間を通り５番目の“１”区間
に進行すれば、ｅ波形は“０”でｉ ｌは“０”、ｉ
２は先のｉ ｌの“１”、ｉ３は先のｉ２の“０”、ｉ
４は先のｉ３の“１”をそれぞれ続込む。移動体が５番
目の“１”区間を通り、次の位置検知区間に進行すれば
、ｅ波形は“１”となり、ｉｌ‘ま“１”、ｉ２は‘‘
０”、ｉ ３は‘‘１’’、ｊ ４は‘‘０”、ｊ ５
は“１”をそれぞれ競込む。（シフトレジスタ１５内の
ｉｌ〜ｉ５はシフトクロツクによりシフトされることは
前記の通り）このようにしてシフトレジスタ１５にコー
ド１０１０１が記憶されると、次段の一致判定回路１６
では１０１０１コードの入力を待ち受けていて、常時記
憶している特定コード１０１０１との一致検出を行い、
一致と判定すれば一致のｆ波形を発生し交差部カウンタ
１７へ出力する。以上が第３図による位置コードの始点
検知の動作であって、この入力によって停止位置検出の
カウンタ動作が開始する。第４図は停止位置検出の動作
波形図で、移動体は一定速度でＳ方向に走行するものと
仮定している。

上記のコード一致検出により第４図上段に示した誘導線
１の（０）〜‘１１の間でカウンタ１７にナ波形が出力
されこのカウンタのゲートが開かれて誘導線１の交差点
通過にもとづく第２図Ｗ９よりのａ波形のパルス信号が
順次計数される。これがｉｌ・・・ｊｎ波形であって、
このようにコード一致検出によって位置検出のカウント
開始が常に規正される。停止動作中の移動体の停止の検
出には時計計測カウンタ１２の計数値がある停止に近い
低速度相当の計数値を超過したことを検出すればよいか
ら、低速度検出器１８にはカウンタ１２が停止に近い低
速度、たとえば位置検知の誘導線１の交差間隔Ｌ２＝２
０伽、停止に近い速度を１伽／ｓｅｃとすれば、１つの
交差間隔の通過所要時間は２の抄となるので、１仇／ｓ
ｅｃの速度を停止速度と定めれば、この速度はカウンタ
１２が２の砂を示していることを検出させればよい。

（移動体の速度がこれより早ければ２０に達することは
ない）すなわち低速度検出器１８にはこの停止速度に当
る２０のコードを記憶させておき、他方カウンタ′１２
の各桁の計数値（コード）をこの低速度検出器に入力さ
せ、記憶値２０との照合一致検出を行う。この例ではカ
ウンタ１２が２０のコードに達すると、低速度検出器１
８は出力を発生して停止位置情報出力器１９に送出する
ので、この停止位置出力情報器１９はこの入力によって
前記カウンタ１７のｆ波入来以降の計数値、すなわち特
定コード地域以後の位置検知地域の交差区間のカウンタ
がｏｕｔとして出力される。この世力○心は誘導線１の
（０）交差点を零とした交差点数に相当するカウント数
の相対番地形の停止位置になる。以上のように本発明で
は相対番地方式を用いカウント開始地点を規制して停止
までの交差部数をカウントし、また停止位置出力制御を
交差間隔の時間計測によって判定出力し、停止時の位置
を交差部数計数値という位置情報として出力する。

なお上記の例はある特定のコードを設定し、Ｌ，Ｌの交
差間隔の別を用いた誘導線１を移動体走行路に沿って敷
設すると共に、移動体側にはＬ間隔で設けた２アンテナ
と発振器および停止位置検知器を載遣して地上局の無電
源化を図っているが、これとは別に上記発振器６を地上
局側に移して誘導線１の一端、たとえば第１図左側に抵
抗器２にかえて接続し、特定周波数の信号電流を誘導線
１に送出すると共に、移動体側では第２図の発振器６に
かえて増幅と振幅制限器（Ａ・Ｌ）７と同一機能の増幅
兼振幅制限器７′（図示せず）を設けた場合においても
、上記誘導線１と結合する２つのアンテナのうち３の誘
導出力電圧をＡ・Ｌ７′にて増幅と振幅制限を行った後
、その出力を次段の位相弁別器８の一方の入力に導き、
また上記誘導線１と結合する別のアンテナ４の譲導出力
電圧を前記第２図の説明通りＡ・Ｌ７に入力させ、Ａ・
Ｌ７の出力は位相弁別器８のもう一方の入力に導いて２
つのアンテナの受信信号位相が同相か逆相かを弁別させ
れば以下第２図の停止位置検知器の動作によって第２図
の構成によるものと全く同様の停止位贋検出が可能であ
る。また本発明装置の性能を数値例で示すと、たとえば
Ｌ，＝２２，Ｌ２＝２０仇舷，Ｌ＝１００肌の場合には
２０仇岬毎の位置検知と２０仇舷毎の速度検知が実現で
きる。また誘導線側に発振器を設けた場合にはＬ／２間
隔の位置検知が可能で、複数のｎ個のアンテナを用いて
Ｌ／ｎ間隔の位置検出も可能であるが詳細な説明は省略
する。さらに本発明が高性能である理由の１つとして位
相差検出方法を用いていることが挙げられる。

すなわち交差部の検出に位相差検出を用いているため、
移動体の走行に伴って誘導線とアンテナ間の結合度が変
動し受信信号レベルの変化があっても、増幅−振幅制限
回路が第２図のＡ・Ｌ７のように使用できるから交差部
の検出が一定の精度で得られるからである。

【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図は第１図中の
停止位置検知器の回路例ブロック図、第３図および第４
図は第２図の動作波形例図である。 １…・・・謎導線、２・・・・・・終端抵抗器、３，４
・・・・・・アンテナまたはアンテナコイル、５・・・
・・・停止位置検知器、６・・・・・・発振器、７・・
・・・・増幅と振幅制限器（Ａ・Ｌ）、８・・・・・・
位相弁別器（ＰＤ）、９・・・・・・方形波変換器、１
０・・・・・・交差間隔の判定処理回路の制御回路、１
１・・・・・・クロツクバルス発振器、１２…・・・時
間計測カウンタ、１３・・・・・・計測値メモリ、１４
・…・・演算判定回路、１５・…・・シフトレジスタ、
１６・・・・・・コードの一致判定回路、１７・・…・
交差部カウンタ、１８・・・・・・低速度検出器、１９
・・・・・・停止位置情報出力器。 氷１図 氷２図 外Ｓ図 外４図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 移動体の走行路の安定止地点を含む地域に、上記走
   行路に沿つて敷設され特定コードに従つた長Ｌ＿１、短
   Ｌ＿２の区分を有する複数の交差区間を設けた交差形平
   行２線式誘導線と、移動体に載置した前記誘導線に特定
   周波数の信号出力を送出するための第１アンテナ３と、
   このアンテナに接続された発振器６と、前記誘導線と結
   合すると共に走行路に沿つた前記第１アンテナとの相互
   間隔が上記短交差間隔Ｌ＿２の１／２である第２アンテ
   ナ４と、停止位置検知器５とを具備し、上記停止位置検
   知器５は、上記第２アンテナ４よりの入力信号を増幅し
   かつ振幅制限を行う増幅兼振幅制限器７と、その出力に
   よる入力信号と前記発振器６よりの一定振幅入力信号と
   の間の位相差を弁別する位相弁別器８と、その出力を方
   形波に変換する方形波変換器９と、その出力であり前記
   地域においては特定コードに従うように発生したパルス
   コード（ａ波形）を入力として交差間隔時間を計測する
   カウンタ１２と、その計測値を記憶するメモリ１３と、
   交差間隔によるコード符号の判定出力を発生する演算判
   定回路１４と、この判定コード符号を記憶するシフトレ
   ジスタ１５と、前記カウンタ１２と制御回路１０にクロ
   ツクパルスを供給するクロツクパルス発生器１１と、前
   記方形波変換器の出力とクロツクパルスを入力として、
   前記カウンタ１２の制御出力（ｂ波形）、メモリ１３の
   制御出力（ｃ波形）、演算判定回路１４の制御出力（ｄ
   波形）、およびシフトレジスタ１５のシフトクロツクを
   それぞれ供給する交差間隔の判定処理回路の制御回路１
   ０と、前記特定コード地域走行によつて前記シフトレジ
   スタ１５に記憶されたコードと、あらかじめ設定してあ
   る特定コードが一致した場合に、検知出力（ｆ波形）を
   発生する一致判定回路１６と、この回路の出力で計数制
   御を受け前記特定地域通過後の方形波変換器９のパルス
   出力を計数する交差部カウンタ１７と、移動体の停止速
   度に当る数値コードを設定記憶させておき移動体が１つ
   の交差間隔内にある時間を計測する前記カウンタ１２の
   各桁の計数値コードによる入力と、上記記憶コードとの
   照合一致検出を行い入力コードが記憶コードに一致した
   とき出力を発生する低速度検出器１８と、この出力を制
   御信号として入力し前記交差部カウンタ１７の計数値を
   位置情報として出力する停止位置情報出力器１９とを主
   要部として構成したことを特徴とする移動体の停止位置
   自己検知装置。 ２ 特許請求の範囲第１項記載の移動体の停止位置自己
   検知装置において、発振器６を誘導線の一端に接続しそ
   の出力を上記誘導線に送出すると共に、移動体側には第
   １アンテナ３の誘導出力を増幅し振幅制限する第２の増
   幅と振幅制限器７′を設け、その出力と第２アンテナ４
   の前記増幅と振幅制限器７の出力とを前記位相弁別器８
   の位相弁別入力としたことを特徴とする移動体の停止位
   置自己検知装置。