JPS6031618A - 移動体位置検知方式 - Google Patents
移動体位置検知方式Info
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- JPS6031618A JPS6031618A JP58140314A JP14031483A JPS6031618A JP S6031618 A JPS6031618 A JP S6031618A JP 58140314 A JP58140314 A JP 58140314A JP 14031483 A JP14031483 A JP 14031483A JP S6031618 A JPS6031618 A JP S6031618A
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- Japan
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- conductor
- phase
- antennas
- moving body
- voltages
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-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
- G05D1/00—Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots
- G05D1/02—Control of position or course in two dimensions
- G05D1/021—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles
- G05D1/0259—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles using magnetic or electromagnetic means
- G05D1/0265—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles using magnetic or electromagnetic means using buried wires
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- Physics & Mathematics (AREA)
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- Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
- Control Of Vehicles With Linear Motors And Vehicles That Are Magnetically Levitated (AREA)
- Train Traffic Observation, Control, And Security (AREA)
- Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)
- Control Of Linear Motors (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
[発明の対象]
本発明は誘導無線を利用して移動体の位置を連続的に検
知する方式に関するものである。
知する方式に関するものである。
[発明の背景]
例えば、リニアモーターカーの自動運転においては、走
行路に沿って一定間隔に配置されたモーター極(推進コ
イル)の極間距離の範囲内で常時地上においてその車体
位置を検知し、これに応して界磁電流の周波数、振幅、
位相を合理的に調整することが、この車両の円滑な運転
に不可欠な要請とされている。
行路に沿って一定間隔に配置されたモーター極(推進コ
イル)の極間距離の範囲内で常時地上においてその車体
位置を検知し、これに応して界磁電流の周波数、振幅、
位相を合理的に調整することが、この車両の円滑な運転
に不可欠な要請とされている。
現在、この要請に応える手段として有力視されているも
のとして誘導無線を用いた方式がある。
のとして誘導無線を用いた方式がある。
この方式には、移動体塔載アンテナの励振によって誘導
無線線路に誘起された電圧を地上において処理し、これ
から直接に移動体位置を検知する方式(地上検知)と、
誘導無線線路に給電された電圧を移動体塔載アンテナで
受信し、移動体上で信号処理し゛C位置を検知し、これ
を符号化して無線により地上基地局へ送信する方式(車
上検知)とがある。
無線線路に誘起された電圧を地上において処理し、これ
から直接に移動体位置を検知する方式(地上検知)と、
誘導無線線路に給電された電圧を移動体塔載アンテナで
受信し、移動体上で信号処理し゛C位置を検知し、これ
を符号化して無線により地上基地局へ送信する方式(車
上検知)とがある。
地上検知方式は地上において直接に制御信号が得られる
利点かある反面、誘導無線線路内の漏話量が大きな場合
に測定誤差を生ずる欠点がある。また、車」−検知方式
では誘導無線線路内の漏話が全く問題とならない反面、
位置情報を符号化し、これを無線伝送する必要があり、
系統が複雑化する欠点があり、双方の方式は優劣つけ難
い。
利点かある反面、誘導無線線路内の漏話量が大きな場合
に測定誤差を生ずる欠点がある。また、車」−検知方式
では誘導無線線路内の漏話が全く問題とならない反面、
位置情報を符号化し、これを無線伝送する必要があり、
系統が複雑化する欠点があり、双方の方式は優劣つけ難
い。
車−に検知方式として現在提案されている位置検知方式
について第1図および第2図を参照して説明する。
について第1図および第2図を参照して説明する。
第1図において、1,2は導体、3は導体1,2により
形成される誘導無線線路、4−1 、4−2は移動体塔
載アンテナである。
形成される誘導無線線路、4−1 、4−2は移動体塔
載アンテナである。
導体1,2は平面上に周期Pでもって波形形状に折り曲
げられ、相互にP/3ずらして配置されている。また、
アンテナ4−1 、4−2としては枠形ループコイルが
用いられ、相互にP/4ずらして移動体上に固定されて
いる。
げられ、相互にP/3ずらして配置されている。また、
アンテナ4−1 、4−2としては枠形ループコイルが
用いられ、相互にP/4ずらして移動体上に固定されて
いる。
地上送信機5から線路3に50〜200 K11zの高
周波電流を供給すると、周囲には誘導磁界が形成されア
ンテナ4−1 、4−2に電圧が誘起される。
周波電流を供給すると、周囲には誘導磁界が形成されア
ンテナ4−1 、4−2に電圧が誘起される。
線路3とアンテナ4−1 、4−2との離隔距離および
アンテナ4−1 、4−2の寸法を適当に選択すること
により各アンチナトI 、 4−2に誘起される電圧の
振幅を2(線路3の端末からアンテナ4−1までの距離
)について正弦波状とすることができる。
アンテナ4−1 、4−2の寸法を適当に選択すること
により各アンチナトI 、 4−2に誘起される電圧の
振幅を2(線路3の端末からアンテナ4−1までの距離
)について正弦波状とすることができる。
アンテナ4−1および4−2に誘起される電圧をそれぞ
れV I(z)およびV2(z)とすれば、V I(Z
): k CO527[Z/PV 2(Z): l(C
082π(2+P/4)/P= I< cos ((2
x z/P)+ π/2)・ ・ ・ ・(1) I(:常数。
れV I(z)およびV2(z)とすれば、V I(Z
): k CO527[Z/PV 2(Z): l(C
082π(2+P/4)/P= I< cos ((2
x z/P)+ π/2)・ ・ ・ ・(1) I(:常数。
と現わすことができる。
ここで、正相電圧V p(z)および逆相電圧Vn(z
)を次式により定義する。
)を次式により定義する。
・・・・(2)
(+)式および(2)式から直ちに次式が得られる。
・・・・(3)
V p(z)とV n(z)の位相差をφ(2)とすれ
ば、Φ(z) = z v p(z) −1V n(z
)=4πz/P ・◆・・(4) (/:偏角を意味する記号) となる。
ば、Φ(z) = z v p(z) −1V n(z
)=4πz/P ・◆・・(4) (/:偏角を意味する記号) となる。
すなわち、φ(2)は第2回に示すように2がP/2増
加する毎に直線的に2πの増加を示すことになり、Φ(
z)の測定を通し、移動体位置なP/2の周期で連続的
に測定することができる。
加する毎に直線的に2πの増加を示すことになり、Φ(
z)の測定を通し、移動体位置なP/2の周期で連続的
に測定することができる。
従って、これをリニアモーターカーの位置検知に適用す
る場合には、Pをモーター極間距離の2倍にとり、且つ
線路をモーター極と同期した位置に敷設することにより
所期の目的を達成することができる。
る場合には、Pをモーター極間距離の2倍にとり、且つ
線路をモーター極と同期した位置に敷設することにより
所期の目的を達成することができる。
しかしながら、上記のような方式には次のような欠点が
ある。
ある。
すなわち、各導体1,2の周期Pはリニアモーターカー
極間距離の2倍に等しくしなければならないが、リニア
モーターカーの実用機ではモーター極間距離は約6mに
なるものと予想されており、従って導体周111Pは約
12mとしなければならなくなる。
極間距離の2倍に等しくしなければならないが、リニア
モーターカーの実用機ではモーター極間距離は約6mに
なるものと予想されており、従って導体周111Pは約
12mとしなければならなくなる。
このため、線路3の製造が困難となり、高価となる恐れ
がある。
がある。
また、この方式を実現するためには、(1)式に示よう
に各導体間の誘起電圧が2について純粋な正弦波状とな
ることが必要であり、このためアンテナ5の長さI、は
P/7〜P15 (P=12mの場合は1.7〜2.4
m)と極めて大きくなる。アンテナを車体に取り付ける
場合、車体を流れる渦電流の影響を避けるため車体に切
欠部を設のかければならないが、これが大きな寸法とな
ることは車体の機械的強度上からも好ましくない。
に各導体間の誘起電圧が2について純粋な正弦波状とな
ることが必要であり、このためアンテナ5の長さI、は
P/7〜P15 (P=12mの場合は1.7〜2.4
m)と極めて大きくなる。アンテナを車体に取り付ける
場合、車体を流れる渦電流の影響を避けるため車体に切
欠部を設のかければならないが、これが大きな寸法とな
ることは車体の機械的強度上からも好ましくない。
本発明者は」二記のような問題を解決するために、3個
のアンテナを用いた位置検知方式を考案したので、この
方式について第3図により説明する。
のアンテナを用いた位置検知方式を考案したので、この
方式について第3図により説明する。
第3図において、11.12はそれぞれ導体であって、
導体11は周間Pてもって波形形状に折り曲げられ、導
体12は導体11と並行して直線状に配置されることに
よって誘導フ!((線線路13が形成されている。14
−1. +4−2.14−3はそれぞれ移動体塔載アン
テナであって、各アンテナはP/3の間隔を置いて移動
体に固定されている。
導体11は周間Pてもって波形形状に折り曲げられ、導
体12は導体11と並行して直線状に配置されることに
よって誘導フ!((線線路13が形成されている。14
−1. +4−2.14−3はそれぞれ移動体塔載アン
テナであって、各アンテナはP/3の間隔を置いて移動
体に固定されている。
地上送信機15から線路13に50〜200 KH2の
高周波電流を供給すると、周囲には誘導磁界が形成され
アンテナ14−L 14−2. u−:kに電圧が誘起
される。
高周波電流を供給すると、周囲には誘導磁界が形成され
アンテナ14−L 14−2. u−:kに電圧が誘起
される。
線路13の端末からアンテナ14−1までの距離を2と
すると、これら各アンテナに誘起される電圧Vl(z)
、 V2(z)、 V3(z)はそれぞれ次式のように
現わされる。
すると、これら各アンテナに誘起される電圧Vl(z)
、 V2(z)、 V3(z)はそれぞれ次式のように
現わされる。
Vl(z)= kl H+に2 cos2πz/P )
V2(z)= R+ (1+に2 CO527[(2+
P/3)/l” )V 3(z)= k l (1+k
2 C0827[(z+2P/3)/P)・・・・(
5) kl 、 k2 :常数。
V2(z)= R+ (1+に2 CO527[(2+
P/3)/l” )V 3(z)= k l (1+k
2 C0827[(z+2P/3)/P)・・・・(
5) kl 、 k2 :常数。
Q<l(2<1であるから(5)式の右辺は常に正であ
る。
る。
したがって、Vl(2)、 V2(Z)、 V3(2)
を直線検波してその包絡線I Vl(2)l 、l V
2(2)I 、I V3(2)1をめると次式のようt
こなる。
を直線検波してその包絡線I Vl(2)l 、l V
2(2)I 、I V3(2)1をめると次式のようt
こなる。
l V 1(z) l : V I(z)l V 2(
z) l = V 2(z)l V 3(z) l =
、 V 3(z)・ ・ ・ ・(6) ここで、角周波数ω0の新たな搬送波を(6)式の各々
の電圧で変調しそれぞれをVLI ’ (z)、Vv
’(z)、Vw ’ (z)とすると次式のようになる
。
z) l = V 2(z)l V 3(z) l =
、 V 3(z)・ ・ ・ ・(6) ここで、角周波数ω0の新たな搬送波を(6)式の各々
の電圧で変調しそれぞれをVLI ’ (z)、Vv
’(z)、Vw ’ (z)とすると次式のようになる
。
= k l(1+k 2 cos2πz/P)j(lJ
oL ・ e = k I[I十k 2 cos2π(z十P/3)/
PコJ ωOL 番 e = l< l[I+k 2 cos2π(z−P/3)
/P ]J ら+ot e ・・・・(7) ここで次式により正相電圧Vp ’ (z)および逆相
電圧Vn ’ (z)を定義する。
oL ・ e = k I[I十k 2 cos2π(z十P/3)/
PコJ ωOL 番 e = l< l[I+k 2 cos2π(z−P/3)
/P ]J ら+ot e ・・・・(7) ここで次式により正相電圧Vp ’ (z)および逆相
電圧Vn ’ (z)を定義する。
・ ・ ・ ・(8)
(7)式および(8)式から直ちに次式が得られる。
Vp ’ (z) =(3/2) kl ・1(2(+
2 yt z/P)+j ωot 番e Vn ’ (z)=(3/2)kl ・ k2−(J2
πz/P)+jωot e ・ ・ ・ ・(9) Vp ’ (z)またはVn ’ (z)と搬送波電源
から導かれる基準位相信号を比較することにより次式の
Φ′(2)をめることができる。
2 yt z/P)+j ωot 番e Vn ’ (z)=(3/2)kl ・ k2−(J2
πz/P)+jωot e ・ ・ ・ ・(9) Vp ’ (z)またはVn ’ (z)と搬送波電源
から導かれる基準位相信号を比較することにより次式の
Φ′(2)をめることができる。
= −(/ Vn ’ (zン −le )=2πz/
P ・ ・ ・ ・(10)すなわち、Φ′(Z)の測
定を通じ、移動体位置2をPの周期て連続的に知ること
ができる。
P ・ ・ ・ ・(10)すなわち、Φ′(Z)の測
定を通じ、移動体位置2をPの周期て連続的に知ること
ができる。
なお、(5)式の各式の右辺には実際には若干の空間高
調波成分が含まれるが、3個のアンテナを用いることに
より第3.9.15次等:3の整数倍次の高調波成分は
(8)式の信号処理の際に消滅することになり、第1図
の2個のアンテナを用いる方式に比して位置検知精度が
向上する利点がある。
調波成分が含まれるが、3個のアンテナを用いることに
より第3.9.15次等:3の整数倍次の高調波成分は
(8)式の信号処理の際に消滅することになり、第1図
の2個のアンテナを用いる方式に比して位置検知精度が
向上する利点がある。
上記方式は各種移動体の位置検知に対して適用可能であ
るが、特にリニアモーターカーの自動運転に好適に採用
され得る。
るが、特にリニアモーターカーの自動運転に好適に採用
され得る。
この場合、誘導無線線路はリニアーモーターカーの軌道
に並行して導体を所定形状に敷設することにより形成可
能であるが、リニアモーターカーの推進コイルを利用す
ることもできる。
に並行して導体を所定形状に敷設することにより形成可
能であるが、リニアモーターカーの推進コイルを利用す
ることもできる。
第4図はリニアモーターカーの推進−lイルの概要を示
したものであり、矩形状のループコイル11 。
したものであり、矩形状のループコイル11 。
V、Wがモーター極を形成している。ループコイルU、
V、Wに0〜30tlz程度の正相または逆相の電流を
通して進行波磁界を形成せしめると、これが車上の電磁
石に作用して推力を生ずる。この推進コイルを形成する
各ループコイルU、V、Wは、P/3ずすずらしてPの
周期構造を有しているので、このいずれかを第3図の導
体11に対応させて使用することが可能である。
V、Wに0〜30tlz程度の正相または逆相の電流を
通して進行波磁界を形成せしめると、これが車上の電磁
石に作用して推力を生ずる。この推進コイルを形成する
各ループコイルU、V、Wは、P/3ずすずらしてPの
周期構造を有しているので、このいずれかを第3図の導
体11に対応させて使用することが可能である。
リニアモーターカーの運転において、車体位置の検知を
必要とするのは、前にも述べた通りW磁電流の調整のた
めであり、ループコイルを本発明における誘導無線線路
の一部として使用できれば利点は大きい。
必要とするのは、前にも述べた通りW磁電流の調整のた
めであり、ループコイルを本発明における誘導無線線路
の一部として使用できれば利点は大きい。
第5図はリニアモーターカーの推進コイルを上記位置検
知方式の誘導無線線路として使用する場合の一例を示し
たものである。
知方式の誘導無線線路として使用する場合の一例を示し
たものである。
15は送信機、16は変成器、17,18.19は各ル
ープコイルt+、v、wの接続導体、12は直線状導体
である。各導体I7,18.19を図のように接続する
ことによりループコイル[1を往路、直線状導体12を
帰路とする誘導無線線路を形成でき、第3図で説明した
方法と同様にして位置検知を行うことができる。
ープコイルt+、v、wの接続導体、12は直線状導体
である。各導体I7,18.19を図のように接続する
ことによりループコイル[1を往路、直線状導体12を
帰路とする誘導無線線路を形成でき、第3図で説明した
方法と同様にして位置検知を行うことができる。
ところが、本発明者の検討によると、アンテナに誘起さ
れる電圧(例えばVl(z))は、第8図に示すように
アンテナがループコイルし夏の直上を通るたびに最大値
をとり、その近傍では半正弦波に近い形をとのであるが
、ループコイルV、Wの上では平坦な形となり、これが
かなり広い範囲になることが確認された。
れる電圧(例えばVl(z))は、第8図に示すように
アンテナがループコイルし夏の直上を通るたびに最大値
をとり、その近傍では半正弦波に近い形をとのであるが
、ループコイルV、Wの上では平坦な形となり、これが
かなり広い範囲になることが確認された。
すなわち、このような波形は上下に非対称性が甚しく、
従ってフーリエ級数に展開すれば大きな偶数次の高調波
成分が含まれるため、位置検知誤差を招くことになる。
従ってフーリエ級数に展開すれば大きな偶数次の高調波
成分が含まれるため、位置検知誤差を招くことになる。
これは、誘導無線線路を形成する一方の導体の波形形状
が矩形となるためであり、このような問題はリニアモー
ターカーの推進コイルを用いる場合のみならず、導体の
波形形状を矩形またはこれに近い形状とした一般の誘導
無線線路を用いる場合にも生ずることになる。
が矩形となるためであり、このような問題はリニアモー
ターカーの推進コイルを用いる場合のみならず、導体の
波形形状を矩形またはこれに近い形状とした一般の誘導
無線線路を用いる場合にも生ずることになる。
[発明の目的コ
本発明は、移動体の位置検知周期を誘導無線線路の導体
周期Pと等しくすることができ、これをリニアモーター
カーの自動運転に適用した場合には導体周期Pをモータ
ー極間距離と等しくすることができ、また車上アンテナ
を小型化できると共に誘導無線線路の製造を容易化でき
、更には誘導無線線路の波形形状が矩形またはこれに近
い形状であっても位置検知誤差を招くことがない位置検
知方式の提供を目的とするものである。
周期Pと等しくすることができ、これをリニアモーター
カーの自動運転に適用した場合には導体周期Pをモータ
ー極間距離と等しくすることができ、また車上アンテナ
を小型化できると共に誘導無線線路の製造を容易化でき
、更には誘導無線線路の波形形状が矩形またはこれに近
い形状であっても位置検知誤差を招くことがない位置検
知方式の提供を目的とするものである。
[発明の概要]
本発明の要点は、移動体の走行路に沿って、周期Pで波
形に折り曲げられた導体と、この導体と平行した直線状
導体とよりなる誘導無線線路が敷設されており、一方移
動体にはP/30間隔で配置された3個のアンテナ素子
よりなるアンテナ素子列の2組がP/2の奇数倍の間隔
て塔載されており、誘導無線線路に高周波電流を通電し
たとき上記各アンテナ素子に誘起されるそれぞれの電圧
(一方のアンテナ素子列の各素子の誘起電圧をそれぞれ
Via(z) + V2a(z) 、 V3a(z)と
し、他方のアンテナ−素子列の各素子の誘起電圧をそれ
ぞれVlb(z) 、 V2b(z) 、 V3b(z
)とする)を直線検波してその包絡線(上記各電圧に対
応する包絡線をそれぞれl、Via(z) l 、I
V2a(z) l 、l V3a(2) I、1VIb
(2) 1. IV2b(z) l、1V3b(2)1
とする)をめ、 Vie(z) = I Vla(z) l −I Vl
b(2) IV2e(z) = l V2a(z) l
−1’V2b(z) IV3e(z) = l V3
a(z) I −、I V3b(z) 1により得られ
るVie(z) 、 V2e(z) 、 V、3e(z
)によって新たな搬送波電源から導かれる同一振幅、同
一位相の搬送波を振幅変調して得た3個の電圧の正相ま
たは逆相成分をめ、上記新たな1帳送波電源から導かれ
る基準位相信号と上記正相または逆相成分との位相を比
較することにより移動体の位置を周III Pで連続的
に検知することにある。
形に折り曲げられた導体と、この導体と平行した直線状
導体とよりなる誘導無線線路が敷設されており、一方移
動体にはP/30間隔で配置された3個のアンテナ素子
よりなるアンテナ素子列の2組がP/2の奇数倍の間隔
て塔載されており、誘導無線線路に高周波電流を通電し
たとき上記各アンテナ素子に誘起されるそれぞれの電圧
(一方のアンテナ素子列の各素子の誘起電圧をそれぞれ
Via(z) + V2a(z) 、 V3a(z)と
し、他方のアンテナ−素子列の各素子の誘起電圧をそれ
ぞれVlb(z) 、 V2b(z) 、 V3b(z
)とする)を直線検波してその包絡線(上記各電圧に対
応する包絡線をそれぞれl、Via(z) l 、I
V2a(z) l 、l V3a(2) I、1VIb
(2) 1. IV2b(z) l、1V3b(2)1
とする)をめ、 Vie(z) = I Vla(z) l −I Vl
b(2) IV2e(z) = l V2a(z) l
−1’V2b(z) IV3e(z) = l V3
a(z) I −、I V3b(z) 1により得られ
るVie(z) 、 V2e(z) 、 V、3e(z
)によって新たな搬送波電源から導かれる同一振幅、同
一位相の搬送波を振幅変調して得た3個の電圧の正相ま
たは逆相成分をめ、上記新たな1帳送波電源から導かれ
る基準位相信号と上記正相または逆相成分との位相を比
較することにより移動体の位置を周III Pで連続的
に検知することにある。
本発明の原理を第6図に基いて説明する。
第6図において、20.21はそれぞれ導体であって、
導体20はP/3の長さの矩形部分を周期P″こもって
有するように波形形状に折り曲げられ、導体21は導体
20と並行して直線状に配置されることによって誘導無
線線路22が形成されている。
導体20はP/3の長さの矩形部分を周期P″こもって
有するように波形形状に折り曲げられ、導体21は導体
20と並行して直線状に配置されることによって誘導無
線線路22が形成されている。
23−1a、23−2a、23−3a、23−1b、2
3−2b、23−3bはそれぞれアンテナ素子であって
、アンテナ素子23−1a、23−2a、23−3aに
よってアンテナ素子列23−aが、アンテナ素子23−
1b、23−2b、23−3bによってアンテナ素子列
23−bがそれぞれ形成され、アンテナ素子列23−a
とアンテナ素子列23−bとは3P/2の間隔を置いて
移動体に塔載されている。
3−2b、23−3bはそれぞれアンテナ素子であって
、アンテナ素子23−1a、23−2a、23−3aに
よってアンテナ素子列23−aが、アンテナ素子23−
1b、23−2b、23−3bによってアンテナ素子列
23−bがそれぞれ形成され、アンテナ素子列23−a
とアンテナ素子列23−bとは3P/2の間隔を置いて
移動体に塔載されている。
地上送信機24から線路22に50〜200 KI+2
の高周波電流を供給すると、周囲には誘導磁界が形成さ
れ各アンテナ素子に電圧が誘起される。
の高周波電流を供給すると、周囲には誘導磁界が形成さ
れ各アンテナ素子に電圧が誘起される。
アンテナ素子23−1a、23−2a、23−3aに誘
起される電圧をそれぞれV 1a(z)、 V 2a(
z)、 V 3a(z)とし、アンテナ素子23−1b
、23−2b、23−3bに誘起される電圧をそれぞれ
V Ib(z)、 V 2b(z)、 V 3b(z)
とする。
起される電圧をそれぞれV 1a(z)、 V 2a(
z)、 V 3a(z)とし、アンテナ素子23−1b
、23−2b、23−3bに誘起される電圧をそれぞれ
V Ib(z)、 V 2b(z)、 V 3b(z)
とする。
各電圧を直線検波してその包絡線(各電圧の絶対値)を
め、次式の演算によってV 1e(2)+ V 2e(
z)、 V 3e(z)を導く。
め、次式の演算によってV 1e(2)+ V 2e(
z)、 V 3e(z)を導く。
Vie(z) = I Via(z) l −I Vl
b(2) IV2e(z) = I V2a(2) I
−I V2b(z) 、IV3e(z) 、= l
V3a(z) I−I V3b(2) 1・ ・ ・
・(11) アンテナ素子23−1aと23−1b 、 23−2a
と23−2b、23−3aと23−3bの間隔はそれぞ
れP/2の奇数倍であり、(11)式の各式の右辺の各
項ごとに見れは、偶数次の空間高調波成分は同相、基本
波および奇数次の空間高調波成分は逆相となるから、偶
数次の空間高調波成分は全て打消し合って消滅する。
b(2) IV2e(z) = I V2a(2) I
−I V2b(z) 、IV3e(z) 、= l
V3a(z) I−I V3b(2) 1・ ・ ・
・(11) アンテナ素子23−1aと23−1b 、 23−2a
と23−2b、23−3aと23−3bの間隔はそれぞ
れP/2の奇数倍であり、(11)式の各式の右辺の各
項ごとに見れは、偶数次の空間高調波成分は同相、基本
波および奇数次の空間高調波成分は逆相となるから、偶
数次の空間高調波成分は全て打消し合って消滅する。
従って(11)式の右辺は殆ど完全な正弦波となるのて
V 1e(z)、 V 2e(z)、 V 3e(z)
はそれぞれ(5)式と同様に次式のように現わすことが
できる。
V 1e(z)、 V 2e(z)、 V 3e(z)
はそれぞれ(5)式と同様に次式のように現わすことが
できる。
Vle(z) =kl H+に2 cos2πz/P
”jV2e(z) = k l (I+に2 cos2
i(z+P/3)/I’ )V3e(z) = k I
(]+に2 cos2i (z+2P/3)/P)・
・・・(12) ここで、Vu ” (z) 、 Vv ″(z) 、
Vw ” (z)を次式により定義する。
”jV2e(z) = k l (I+に2 cos2
i(z+P/3)/I’ )V3e(z) = k I
(]+に2 cos2i (z+2P/3)/P)・
・・・(12) ここで、Vu ” (z) 、 Vv ″(z) 、
Vw ” (z)を次式により定義する。
V ν ” (z) = v 2e(z) e■・責・
)=V3・(・)パ°°1 ・ ・ ・ ・(13) これらの電圧は、新たな搬送波電源から導かれる角周波
数ω0の搬送波をそれぞれV te(z)、 V 2e
(z)、 V 3e(z)により変調することによりめ
ることができる。
)=V3・(・)パ°°1 ・ ・ ・ ・(13) これらの電圧は、新たな搬送波電源から導かれる角周波
数ω0の搬送波をそれぞれV te(z)、 V 2e
(z)、 V 3e(z)により変調することによりめ
ることができる。
次に、正相電圧Vp”(z)および逆相電圧vn″(2
)を次式により定義する。
)を次式により定義する。
−j2π/3
V p ” (z) = V Ie(z) + e V
2e(z)・・・・(14) (12)弐〜(14)式から直ちに次式が得られる。
2e(z)・・・・(14) (12)弐〜(14)式から直ちに次式が得られる。
Vp ” (z) =31゜1に2(j2i z/P)
+j°o t。
+j°o t。
−(J2πz/P)+jωot
Vn ” (z) =3 kl k2 e・ ・ ・
・(15) vp″(2)またはVn″(z)と搬送波電源から導か
れる基準位相信号との位相を比較することにより次式の
Φ”(z)をめることができる。
・(15) vp″(2)またはVn″(z)と搬送波電源から導か
れる基準位相信号との位相を比較することにより次式の
Φ”(z)をめることができる。
=27Lz/P ・・・・(16)
すなわち、Φ”(z)の測定を通じ、移動体位置2をP
の周期て連続的にめることができる。
の周期て連続的にめることができる。
本発明は面述したようにリニアモーターカーの自動運転
を始め各種移動体の位置検知に適用可能であるが、リニ
アモーターカーの自動運転においては第5図に示すよう
に推進コイルを利用できることは勿論である。
を始め各種移動体の位置検知に適用可能であるが、リニ
アモーターカーの自動運転においては第5図に示すよう
に推進コイルを利用できることは勿論である。
[発明の実施例]
第6図および第7図に基いて本発明の一実施例について
説明する。
説明する。
第7図は移動体に塔載された信号処理装置の構成例を示
したものであり、25−1a、25−2a、25−3a
、25−Ib、25−2b、35−3bは緩衝増幅器、
26−1a、26−2a、26−3a、26−1b、2
6−2b、26−3bは帯域通過ろ波器、27−1a、
27−2a、27−3a、27−1b、27−2b、2
7−3bは検波器、28−1 、28−2 、28−3
は減算器、29−1 、29−2 、29−3は変調器
、30−2.30−3は移相器、31は搬送波電源、3
2は加算器、33は位相計である。
したものであり、25−1a、25−2a、25−3a
、25−Ib、25−2b、35−3bは緩衝増幅器、
26−1a、26−2a、26−3a、26−1b、2
6−2b、26−3bは帯域通過ろ波器、27−1a、
27−2a、27−3a、27−1b、27−2b、2
7−3bは検波器、28−1 、28−2 、28−3
は減算器、29−1 、29−2 、29−3は変調器
、30−2.30−3は移相器、31は搬送波電源、3
2は加算器、33は位相計である。
誘導無線線路22の端末に設けられた送信器24により
導体20を往路、導体2Iを帰路として高周波電流が給
電されると、アンテナ素子23−1a、23−2a、2
3−3a、23−1b、23−2b、23−3bに電圧
が誘起される。
導体20を往路、導体2Iを帰路として高周波電流が給
電されると、アンテナ素子23−1a、23−2a、2
3−3a、23−1b、23−2b、23−3bに電圧
が誘起される。
各アンテナ素子23−1a、23−2a、23−3a、
23−1b、2372b。
23−1b、2372b。
23−3bに誘起された電圧は、それぞれ緩衝増幅器2
5−1a、25−2a、25−3a、25−1b、25
−2b、25−3bにより不平衡電圧に変換され、帯域
通過ろ波器26−1a、26−2a、26−3a、26
−1b、26−2b、26−3bにより雑音成分が除去
され、検波器27−1a、27−2a、27−3a、2
7−1b、27−2b。
5−1a、25−2a、25−3a、25−1b、25
−2b、25−3bにより不平衡電圧に変換され、帯域
通過ろ波器26−1a、26−2a、26−3a、26
−1b、26−2b、26−3bにより雑音成分が除去
され、検波器27−1a、27−2a、27−3a、2
7−1b、27−2b。
27−3bにより直線検波される。
次に減算器28−1において検波器27−1aと27−
1bの出力の差が、減算器28−2において検波器27
=2aと27−2bの出力の差が、減算器2日−3にお
いて検波器27−3aと27−311の出力の差がそれ
ぞれめられる。
1bの出力の差が、減算器28−2において検波器27
=2aと27−2bの出力の差が、減算器2日−3にお
いて検波器27−3aと27−311の出力の差がそれ
ぞれめられる。
すなわち、減算器28−1.28−2.28−3におい
ては(11)式に相当する演算が行われる。
ては(11)式に相当する演算が行われる。
減算器28−1.28−2.28−3の出力はそれぞれ
変調器29−1.29−2.29−3ニWカtL、ココ
テ搬送波電′rj31カラ導かれる角周波数ω0の搬送
波を振幅変調する。
変調器29−1.29−2.29−3ニWカtL、ココ
テ搬送波電′rj31カラ導かれる角周波数ω0の搬送
波を振幅変調する。
変調器29−1 、29−2 、29−3の作用は(1
2)式の演算に相当する。
2)式の演算に相当する。
次に変調器29−1.29−2.29−3の出力は加算
器32に導かれるが、変調器29−1の出力は直1a加
算器32に導かれるのに対し、変調器29−2.29−
3の出力はそれぞれ移相器30−2.30−3において
−1206および1206の位相変位を受でから加算器
32に導かれる。
器32に導かれるが、変調器29−1の出力は直1a加
算器32に導かれるのに対し、変調器29−2.29−
3の出力はそれぞれ移相器30−2.30−3において
−1206および1206の位相変位を受でから加算器
32に導かれる。
加算器32の作用は(14)式のVp″(z)をめる第
1式の演算に相当する。
1式の演算に相当する。
加算器32の出力は搬送波電源31から導かれる基準位
相信号と共に位相計33に導かれ、両者の位相差が指示
され、この値を通して移動体の位置2を周1lII P
毎に連続して測定することができる。位相計33では
(15)式に相当する演算が行われる。
相信号と共に位相計33に導かれ、両者の位相差が指示
され、この値を通して移動体の位置2を周1lII P
毎に連続して測定することができる。位相計33では
(15)式に相当する演算が行われる。
本発明の適用例としてリニアモーターカーをあげて説明
してきたが、これに限定されるものではなく、鉄道車両
、各種新交通システム、クレーン、搬送台車のように一
定走行路に沿って移動する移動体の位置検知に広く適用
可能である。
してきたが、これに限定されるものではなく、鉄道車両
、各種新交通システム、クレーン、搬送台車のように一
定走行路に沿って移動する移動体の位置検知に広く適用
可能である。
[発明の効果]
以上説明してきた通り、本発明によれば移動体位置の検
知周期は誘導無線線路の導体形状の周fillPと等し
くすることができるようになる。すなわち、検知周期が
P/2となる従来方式に比較して、導体周期を1/2と
しても同一の検知周期を得ることができる。このため、
線路の製造が容易となり、線路の価格を低減することが
できる。また、導体の周期が短縮すれば、これに比例し
て移動体塔載アンテナの寸法の小型化が可能となり、ア
ンテナの車体への取り付けが容易となると共に、車体に
大きな切欠部を設ける必要がなくなり車体強度に関する
不安も解消する。
知周期は誘導無線線路の導体形状の周fillPと等し
くすることができるようになる。すなわち、検知周期が
P/2となる従来方式に比較して、導体周期を1/2と
しても同一の検知周期を得ることができる。このため、
線路の製造が容易となり、線路の価格を低減することが
できる。また、導体の周期が短縮すれば、これに比例し
て移動体塔載アンテナの寸法の小型化が可能となり、ア
ンテナの車体への取り付けが容易となると共に、車体に
大きな切欠部を設ける必要がなくなり車体強度に関する
不安も解消する。
また、本発明はP/2の奇数倍の間隔で配置したアンテ
ナ素子列に誘起される電圧についての差をめるものであ
り、これによって誘導無線線路が矩形に近い波形形状を
している場合であっても高調波成分を除去でき、位置検
知誤差を解消できる。
ナ素子列に誘起される電圧についての差をめるものであ
り、これによって誘導無線線路が矩形に近い波形形状を
している場合であっても高調波成分を除去でき、位置検
知誤差を解消できる。
本発明をリニアモーターカーの位置検知に応用する場合
には、その地」二推進コイルを位置検知用の誘導無線線
路として多目的に利用することが可能となり、システム
構成の経済化に大きく寄与することができる。
には、その地」二推進コイルを位置検知用の誘導無線線
路として多目的に利用することが可能となり、システム
構成の経済化に大きく寄与することができる。
第1図は従来方式の説明図、第2PjJは移動体位置2
と位相差との関係の説明図、第3図は本発明と同様な誘
導無線線路を用い、アンテナを三個使用した位置検知方
式の説明図、第4図はリニアモーターカーの地上推進コ
イルの概略説明図、第5図はリニアモーターカーの地−
ヒ推進コイルを誘導無線線路として使用する場合の概略
説明図、第6図は本発明の原理および一実施例の説明図
、第7図は本発明に使用される信号処理装置の一実施例
の説明図、第8図は導体間に誘起される電圧の波形の説
明図である。 20;波形導体、21:直線状導体、22:誘導無線線
路、23−a、23−b :アンテナ素子列、24:地
上送信器、25−1a、25−2a、25−3a、25
−1b、25−2b、25−3b :緩衝増幅器、26
−1a、26−2a、26−3a、26−1b、26−
2b、26−3b:帯域通過ろ波器、27−1a、27
−2a、27−3a、27−1b。 27−2b、27−3b :検波器、28−1.28−
2.28−3:減算器、29−1 、29−2 、29
−3 :変調器、30−2.30−3:移相器、31:
1般送波電源、32:加算器、33:移相器。
と位相差との関係の説明図、第3図は本発明と同様な誘
導無線線路を用い、アンテナを三個使用した位置検知方
式の説明図、第4図はリニアモーターカーの地上推進コ
イルの概略説明図、第5図はリニアモーターカーの地−
ヒ推進コイルを誘導無線線路として使用する場合の概略
説明図、第6図は本発明の原理および一実施例の説明図
、第7図は本発明に使用される信号処理装置の一実施例
の説明図、第8図は導体間に誘起される電圧の波形の説
明図である。 20;波形導体、21:直線状導体、22:誘導無線線
路、23−a、23−b :アンテナ素子列、24:地
上送信器、25−1a、25−2a、25−3a、25
−1b、25−2b、25−3b :緩衝増幅器、26
−1a、26−2a、26−3a、26−1b、26−
2b、26−3b:帯域通過ろ波器、27−1a、27
−2a、27−3a、27−1b。 27−2b、27−3b :検波器、28−1.28−
2.28−3:減算器、29−1 、29−2 、29
−3 :変調器、30−2.30−3:移相器、31:
1般送波電源、32:加算器、33:移相器。
Claims (1)
- (1)、移動体の走行路に沿って、周期Pで波形に折り
曲げられた導体と、この導体と平行した直線状導体とよ
りなる誘導無線線路が敷設されており、一方移動体には
P/3の間隔て配置された3個のアンテナ素子よりなる
アンテナ素子列の2絹がP/2の奇数倍の間隔て塔載さ
れており、誘導無線線路に高周波電流を通電したとき上
記各アンテナ素子に誘起されるそれぞれの電圧(一方の
アンテナ素子列の各素子の誘起電圧をそれぞれVla(
z)。 V2a(z) 、 V3a(z)とし、他方のアンテナ
素子列の各素子の誘起電圧をそれぞれVlb(z)、
、 V2b(z)、 V3b(2)とする)を直線検波
してその包絡線(上記各電圧に対応する包絡線をそれぞ
れ1VIa(2) l、1V2a(2) l、1V3a
(z )l、1VIb(2) l 、l V2b(z)
l 、l V3b(z )lとする)をめ、 Vle(z) = l Vla(z) I −I Vl
b(z) 1V2e(z) = I V2a(z) I
−I V2b(2) IV3e(z) = l V3
a(z) l −I V3b(2) 1により得られる
Vle(z) 、’V2e(z) 、 V3e(z)に
よって新たな搬送波電源から導かれる同一振幅、同一位
相の搬送波を振幅変調して得た3個の電圧の正相または
逆相成分をめ、上記新たな搬送波電源から導かれる基準
位相信号と上記正相または逆相成分との位相を比較する
ことにより移動体の位置を周期Pで連続的に検知するこ
とを特徴とする移動体位置検知方式。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58140314A JPS6031618A (ja) | 1983-07-29 | 1983-07-29 | 移動体位置検知方式 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58140314A JPS6031618A (ja) | 1983-07-29 | 1983-07-29 | 移動体位置検知方式 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6031618A true JPS6031618A (ja) | 1985-02-18 |
| JPH0450540B2 JPH0450540B2 (ja) | 1992-08-14 |
Family
ID=15265917
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58140314A Granted JPS6031618A (ja) | 1983-07-29 | 1983-07-29 | 移動体位置検知方式 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6031618A (ja) |
-
1983
- 1983-07-29 JP JP58140314A patent/JPS6031618A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0450540B2 (ja) | 1992-08-14 |
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