JPS6126604B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は一定走行路上を移動するクレーン、台
車、車両、列車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などにおいて、移動体
の走行路上の位置および定地点通過を誘導線を用
いて地上固定側（以下地上局という）で検知する
装置に関するもので、移動体の装置の簡素化と無
電源化を実現しかつ測定精度が高いことが特徴で
ある。

従来の誘導無線を用い地上局で移動体の位置を
検知する装置においては、たとえば走行路に沿つ
てあらかじめ決められた間隔で交差を施した平行
２線式誘導線を敷設し、移動体側には特定周波数
の発振機または発振器とアンテナを塔載してアン
テナを誘導線に結合させ、また地上局には上記誘
導線の交差部を移動体が通過した場合の誘導線出
力レベルの変化を検出する装置を誘導線の一端に
接続して交差部（定地点）通過の検知を行うもの
などが実用されているが、移動体側に発振器を設
ける必要があり従つてその電源が必要であつた。
このため台車、車両などの無電源車の走行路上の
位置検知には誘導無線方式は使用できないという
欠点があつた。本発明は移動体側装置の無電源化
を実現したもので以下実施例によつて詳細に説明
する。

第１図ａは本発明の基本的構成例図である。図
中の記号１は走行路に沿つた定められた地域に敷
設した交差形平行２線式誘導線１、２は１と平行
して敷設した無交差形平行２線式誘導線、３は終
端抵抗器、５および６は結合器、７は位置検出
器、４および４′は移動体C₀上走行方向に一定距
離L₂で設置してある同調型結合コイルで、第１
図ｂは誘導線１，２とこのコイル４，４′との相
対関係図である。また図中のＡ，Ｂは交差部を境
界とする誘導線の区間で、信号位相検出区間Ａ，
Ｂと呼ぶ、L₁はＡとＢ両区間の全長である。

次に第２図は誘導線１と同調形結合コイル４，
４′間の結合損失を小さくするためにＡおよびＢ
区間の誘導線１を複数巻の矩形ループにて構成し
た一例図である。

第３図は第１図の位置検出器７に振幅レベル検
出方法を用いた場合のその回路構成図である。第
３図において８は特定周波数の信号波発振器、９
は信号波抽出用帯域波器（BPF）、１０は増幅
器、１１は検波器、１２は方形波変換器、Pout
は検出出力であつた。

第３図の振幅レベル検出方法による位置検知の
動作は次のようである。走行路の定地点に走行路
に沿つて第１図の誘導線１および２を敷設し、他
方移動体の走行方向の両端には同調結合コイル
４，４′をそれぞれ設けて誘導線１，２と結合さ
せる。そして誘導線１，２の一端には結合器５，
６を介して位置検出器７を接続する。またこの第
１図の例ではL₁＜L₂であり、移動体走行方向を
左から右とする。

さて位置検出器７中の発振器８の出力は結合器
５を経て誘導線１に送出されるが、誘導線１のＡ
区間とＢ区間ではその区間長がほゞ等しくかつ交
差がＡ，Ｂ区間接合部に施されているから、移動
体がＡ，Ｂ区間内に存在しないときか誘導線１と
２の結合は線間結合のみであるが、ＡとＢでは逆
位相等量で打消し合い誘導線１の信号波は誘導線
２の一端には出力されない。実際にはこの打消し
の平衡を完全に行わせるためＡ，Ｂの区間距離の
補正その他を行う必要があるが、とにかく誘導線
２→結合器６の出力をほゞ零レベルに保持するこ
とができる。

次に移動体が左方からＡ区間に進入すると移動
体アンテナコイル４が誘導線１と結合し、さらに
アンテナコイル４から誘導線２に結合し、位置検
出器７には結合器６から第３図の９に入力する。
BPF９では希望信号波の抽出が行われ、さらに増
幅器１０にて増幅された後検波器１１で包絡線検
波が行われる。その検波出力は次段の１２で内蔵
の低域波器に通じた後無信号時（雑音レベル）
と信号時の中間レベルを判定レベルとした方形波
変換を行い、検出出力Poutが得られる。さらに
Ａ区間からＢ区間への交差部では誘導線１からコ
イル４への結合が逆位相平衡で零レベルになるた
め方形波変換器１２の出力は無信号時と同様のゼ
ロレベル出力になる。次に移動体従つてコイル４
がＢ区間へ進入するとＡ区間と同様な検知出力が
得られる。さらにL₁＜L₂の仮定からコイル４が
Ｂ区間通過後にコイル４′がＡ区間−Ｂ区間を通
過するので、コイル４の通過時と同様の検出出力
が得られる。このように移動体Ｃのコイル４およ
び４′がＡ，Ｂ区間内に存在するときの信号の振
幅レベルの判定ができ、移動体の位置の検知が可
能である。この方法では第３図のように位置検知
器の構成が簡単になるが妨害入力に弱く、振幅レ
ベルの変動が直接検知精度に影響するので信頼性
が低いことが欠点である。

次に本発明に用いている位相弁別検出方法によ
る位置検知の動作を説明する。第４図は位相弁別
検出を用いた位置検知器７の構成例図である。こ
の図において８，９，１２は第３図と同じもの
で、１３は増幅振幅制限器（Ａ・Ｌ）、１４は位
相弁別器PD、１５は振幅レベル検出器LD、１６
はクロツクゲート回路Ｇ、１７はクロツク発生器
CL、１８はメモリ・出力器Ｍである。また第５
図は第４図の動作波形図である。まず特定周波数
発振器８からの信号波は誘導線１に送出される。
移動体Ｃのアンテナコイル４または４′がＡ，Ｂ
両区間内に存在しないときは前記と同一の理由で
誘導線２→結合器の信号出力は零レベルに保持さ
れる。次に移動体C₀が右方向Ｓ_rまたは左方向Ｓ
に走行してコイル４あるいは４′がＡまたはＢ
区間に進出すると誘導線１からの信号波はコイル
４または４′を経由して誘導線２に誘導結合され
るが、Ａ区間とＢ区間では誘導線１よりも誘導電
圧の位相逆転に伴なつて誘導線２の結合入力も交
差部を境にして位相が逆転し結合器６を介して位
置検出器７に入力される。

位置検出器７では第４図のBPF９で信号波の選
択抽出を行つて次段Ａ・Ｌ１３に入力させる。第
５図は第４図の各部波形図で、ｂ波形はBPF９の
出力波形である。図示のとおりｂ波形はＡ・Ｂ区
間接合部を境として位相反転する。Ａ・Ｌ１３で
は信号波を増幅して振幅レベル検出器LD１５に
一部を出力するが、他は一定振幅に制限した後次
段の位相弁別器PD１４の１つの入力端に送入す
る。LD１５では信号波の包絡線（第５図ｂ波形
の破線）検波が行われて無信号時と信号時の検波
出力の中間のレベルを変換点に設定した方形波変
換器で方形波に変換された第５図ｅ波形を出力
し、クロツクゲート回路１６に送り出す。

さてPD１４のもう一つの入力には発振器８か
ら第５図ｄ波形で示すような器準位相信号が入力
し、上記の入力信号との位相弁別を行つてその出
力は方形波変換器Ｗ１２に入力する。Ｗ１２では
その入力側にある低域波器を経て方形波に変換
される。すなわち波形ｂとｄが同相では“Ｈ”レ
ベル、逆相では“Ｌ”レベルを第５図波形のよ
うに変換出力する。なお結合器、BPF、および増
幅器における固有の位相シフト量を補正する回路
をPD１４の入力側に設け理想的な位相関係が得
られるようにしておく。

次のクロツクゲート回路Ｇ１６にはクロツク発
生器１７からクロツクｇ（第５図）が送入されて
いて振幅レベル検出器LD１５出力のｅレベルが
“Ｈ”レベルのときクロツクｇが出力され、方形
波変換器Ｗ１２出力が“Ｈ”レベルのときｈ端子
からクロツクを出力し、“Ｌ”レベルのとき端
子からクロツクを出力してそれぞれ次段のメモリ
出力器Ｍ１８を駆動する。このＭ１８はたとえば
フリツプフロツプで構成されている。従つて移動
体が第１図または第２図の左から右に（これをＳ
_r方向という）走行するときＭ１８の出力Poutは
第５図ｉ波形になり、移動体の走行方向がＳ_rと
逆の方向（これをＳ方向という）のときの出力
Poutは第５図ｉ波形になる。なお誘導線１の交
差部Ａ，Ｂ区間接合部では振幅レベル検出器LD
１５の出力ｅ波形は“Ｌ”レベルになり、PD１
４→Ｗ１２の出力波形は“Ｈ”から“Ｌ”また
は“Ｌ”から“Ｈ”への変換が行われているが、
ｂ波形包絡線が示すとおり信号レベルが小さいの
でこの間の方形波変換器Ｗ１２の出力はクロツク
ゲート回路Ｇ１６にてオフされ、信号レベルが十
分大きく安定した位置でＭ１８に送入されるよう
にして、Ｓ／Ｎ比の劣化に伴う誤り出力の発生を
防止している。従つてアンテナコイル４および
４′の交差部通過によつて走行方向がＳ_rならＨ→
Ｌの立下り検知、走行方向がＳならＬ→Ｈの立
上り検知によつてこの交差点すなわち定地点への
移動体の先頭の進入、および尾端の進出が検知さ
れる。

上記は発振器８から特定の周波数を誘導線に送
出する場合であつたが、次には異なる２周波数
_１および_２を用いる例について第１図、第６図
および第５図を用いて以下に説明する。第６図は
この場合の位置検出器７の構成例図である。この
図において第３図、第４図と同一記号は同一のも
のを表わし、ダツシユ付のものも同じ種類のもの
を表している。１９は振幅制限器（リミタ）であ
る。まず発振器８および８′からそれぞれ周波数
_１および_２の信号波が結合器５を通じて誘導
線１に送出されると共にPD１４にも送られる。
しかし_１と_２の差周波数はPD１４における
低域波器で十分除去できることおよびBPF９お
よびBFP９′にて十分分離できることが必要で
_１，_２は一般に数ＫHz以上のものである。また
移動体C₀の同調結合コイル４にはたとえば_１
波に、同調結合コイル４′は_２波にそれぞれ同
調させておくとする。

移動体C₀が第１図の定地点区域すなわちＡ，
Ｂ区間内に存在しないときは_１，_２両波は前
記同様に第１図の５−１−２−６の径路では平衡
され結合器６への出力は無い状態にある。つぎに
移動体Ｃが左方から右方に（Ｓ_r方向に）走行す
ればＡ，Ｂ区間に進入するに従つて_１波は７，
８→５→１→４→２→６→７，９の径路でBPF９
に入力し、ここで_１波が選択抽出され増幅器１
０に送られる。１０の入力波形は第５図ｂで表わ
されるが、_１波は増幅器１０で増幅されその出
力の１つはリミタ１９の１入力端に送入され、も
う１つの出力は振幅レベル検出器１５に入力して
_１波の包絡線検波が行われ、第４図の場合同様
あるレベルを変換点とした方形波（第５図ｅ）に
変換されてクロツクゲート回路１６に送入され
る。

リミタ１９では_１波は一定振幅に制限されて
位相弁別器PD１４に入力する。他方_１波と同
様の径路７，８′→５→１→４′→２→６→７，
９′の_２波はBPF９′→増幅器１０′→リミタ１
９→PD１４の順に入力する。たFD１４には発信
器８，８′から数ＫHz以上の周波数差を有する
_１波および_２波が位相弁別の基準位相信号とし
てそれぞれ入力する。しかし_１と_２の差周波
数および_１，_２と異なる信号波間の差周波数
などこのPD１４にて発生する差周波数成分は次
段１２（方形波変換器Ｗの入力側にある低域波
器で除去されるので妨害にはならない。さてリミ
タ１９よりの_１波はPD１４において発振器８
よりの基準位相信号_１波との位相差弁別が行わ
れ、ついで方形波変換器Ｗ１２において方形波出
力となるが、同相なら“Ｈ”レベル、逆相なら
“Ｌ”レベルの出力となる。第５図の波形はこ
の出力を表わしている。このＷ１２よりの波形お
よび_１波の振幅レベル検知器１５よりの出力は
クロツクゲート回路Ｇ１６に入力するが、Ｇ１６
にはクロツク発生器CLK１７よりのクロツクも
入力し、第４図の動作説明と全く同様にクロツク
はメモリ出力器Ｍ１８にｈまたは端子から入力
してこれを駆動し出力Poutを発生させる。また
アンテナコイル４に引続いて_２波に同調したア
ンテナコイル４′がAB区間に進入すると、BPF
９′→増幅器１０′→リミタ１９→PD１４→方形
波発生器Ｗ１２→Ｇ１６′および増幅器１０′→振
幅レベル検知器１５′→Ｇ１６′の２つのクロツク
ゲート回路Ｇ１６′への入力が得られ、メモリ出
力器Ｍ１８′を駆動して出力Poutを出力する。こ
のためコイル４および４′の誘導線交差部通過が
別々にPout，P′outとして検知される。

以上はすべてL₁＜L₂の場合であつたが、（誘導
線１の展張区間長L₁）＞（移動体コイル４と４′の
間隔L₂）の場合の位置検知器７の回路構成例は第
７図のようになる。第７図の記号は第４図および
第６図と共通でその動作は第６図とほゞ同じく説
明は省略するが、_１波入力および_２波入力に
対してそれぞれ独立して処理することがL₁＞L₂
の条件を許すことになり第６図の場合と異つてい
る。

なお第１図の構成では誘導線のＡ区間とＢ区間
の長さを同等とし１つの交差を設けたものである
が、第９図のようにＡ，Ｂ，Ｃの３区間を設け２
つの交差を備えたものではＡおよびｃ区間の長さ
をＢ区間の１／２として、移動体コイルがこれら
の区間に存在しないときＡとＣ区間による６への
入力とＢ区間による６への入力が逆相となるため
平衡（ゼロ）するようにする構成もある。この構
成では第４図、第６図または第７図の位相弁別検
出方法を用いて移動体のＢ区間通過の入、出時検
知装置ができる。

さてこれまで説明した諸例は第１図のように交
差形が１つで移動体の両端に同調形結合コイルを
設け移動体が定地点を通過するのを検知するもの
であつたが、次にたとえば数Kmの一定長区間内を
数100ｍ毎の短距離L₁の区間毎に区分して移動体
C₀の区間位置を連続検知する装置を説明する。
第８図はこの場合の基本的構成例図である。この
図において２０は短区間間隔L₁で交差を施した
交差形平行２線式誘導線（または複数巻ルー
プ）、２１は無交差形平行２線式誘導線（または
交差を施し２０の交差部と特定の対比で配置した
誘導線）、２２および２２′は移動体C₀の走行路
に沿つた両端に距離L₂離して設置した同調結合
コイルで、２２は_１波、２２′は_２波にそれ
ぞれ同調しておく。２３は区分区間Ａ内に誘導線
２０に平行に敷設しほゞ中央に交差部を設けた交
差形平行２線式誘導線、２４は誘導線結合器、２
５はＡ区間内の_１波、_２波それぞれの交差位
置検出器、２６は_１，_２両周波数発振器、２
７は誘導線２０に対する_１，_２それぞれの交
差位置検出器２８は相対番地式区間検知器、Ａ，
Ｂ，Ｃ，D.E，……は区分区間名、ｘ，ｙ，ｚは
誘導線２１，２０，２３それぞれの結合器であ
る。発振器２６よりの_１，_２両周波数出力は
結合器２４（ｙ）を介して誘導線２０に給電され
るが、その誘導電界は交差部毎に位相が反転する
ので同一位相区間の総長をほゞ等しくして移動体
コイルがこの誘導線区間に結合していないとき誘
導線２１および２３の各結合器２４ｘ，２４ｚに
はその出力は零となるように位相および補正回路
を付加して補正しておく。

いま移動体C₀がＳ_r方向に移動すると同調結合
コイル２２および２２′はそれぞれ_１および
_２にそれぞれ同調して各誘導線に結合する。この
ためＡ区間では交差位置検知器２５にコイル２２
および２２′の位置に対応して_１波、_２波誘
導出力が入力するが、L₁＜L₂と仮定すれば第６
図の構造を有する検知器２５では第６図のPout
が出力端２９に、P′outが出力端２９′にそれぞれ
出力されて区間検知器２８に送入される。そして
結合コイル２２および２２′のそれぞれ誘導線２
３の交差部においてＨ→Ｌのレベル変化を生じる
（Ａ区間の誘導線２３の交差部より左側を同相、
右側を逆相としたとき）。移動体C₀がさらにＡ，
Ｂ，Ｃ，Ｄ……区間を順に移動すれば誘導線２１
の出力は結合コイル２２，２２′の区間位置に対
応した交差位置検知器２７に入力する。２７は第
７図のような回路構成を有し、コイル２２，２
２′による_１波、_２波について連続区間検知
を行つて第７図のPoutに当る出力は出力端子３
０に、P′outに当る出力は出力端子３０′にそれぞ
れ出力し、次段区間検知器２８に入力する。この
検知器２８においては移動体の先頭のコイル２２
および尾端に設置されたコイル２２′がそれぞれ
どの区間にあるか（これを区間位置という）を計
数器（カウンタ）を用いて相対番地式に検知を行
うもので、Pout，P′outのそれぞれについてのカ
ウンタ、区間記号出力器およびカウンタリセツト
出力器等で構成される。

移動体C₀の移動によつて同調結合コイル２２
が第８図のような検知区間に進入すると、誘導線
２３の誘導出力（_１波）から交差位置検出器２
５のPoutが２９に出力し、検知器２８ではレベ
ルのＨ→Ｌ変換点を抽出して先頭検知用カウンタ
がリセツトされる。移動体C₀の引続いての移動
によつて誘導線２１の_１波誘導出力から検知器
２７のPoutが３０に出力し、検知器２８内の上
記カウンタはこのＨレベル（またはＬレベル）の
出現回数をカウントし区間記号（または区間番
号）に変換出力する。後尾の同調結合コイル２
２′についてもコイル２２と同様に誘導線２３の
_２波誘導出力からP′outが２９′に出力し、検知
器２８の後尾検知用カウンタがリセツトされた後
誘導線２１の_２波誘導出力からP′outが３０′に
出力し、検知器２８の上記カウンタはこのＨ（ま
たはＬ）レベルの出現回数をカウントして区間記
号に変換出力する。このように移動体C₀の先頭
２２および尾端２２′それぞれの位置が誘導線２
０の区分区間の記号とて連続出力されることがわ
かる。

なお第８図では移動体C₀が１つの場合におけ
る検知方法を説明したが、この応用として複数の
移動体が長距離区間内に存在するときは移動体別
に異なる周波数を割当て、同一の誘導線を共用し
て第８図同様の発振器、位置検知器等を割当周波
数分だけ設ければ各移動体の存在区間を検知する
ことが可能である。

以上詳細に説明したように本発明装置によれ
ば、一定走行路上を走行する移動体には同調形結
合コイルを載置するのみで電源は不要でありなが
ら移動体の位置を地上固定側で検知することが可
能で、移動体塔載機器の単純軽量化が実現され、
位置検知装置の信頼度の向上、運用コストの低
減、設備費の低価格化が得られる。また位相弁別
検出方法を用いたものは移動体側の結合コイルと
誘導線との間隔が走行中変動してもリミター
（Ａ，Ｌ）の使用が可能なため許容される変動範
囲が大きく高精度が安定に得られる。さらに雑音
妨害に対しても振幅レベル検出法に比べて遥かに
高精度の検知が得られるので、移動体の定地点通
過検知、移動体の存在区間の連続検知、移動体の
先頭と尾端の位置の連続検知など実用上著しい効
用が期待される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明装置の基本的構成例図、第２図
は第１図の誘導線の別な構成例図、第３図は振幅
レベル検出方法を用いた位置検知器の回路構成例
図、第４図は位相弁別検出法を用いた位置検知器
の回路構成例図、第５図は第４図各部の動作波形
例図、第６図および第７図は位相弁別検出法によ
る位置検知器のそれぞれ別な回路構成例図、第８
図は移動体の位置の連続区間毎の検知を行う場合
に本発明を実施した装置の基本的構成例図、第９
図は第１図誘導線の別な構成例図である。 １，２，２０，２１，２３……誘導線、４，２
２，２２′……移動体側同調結合コイル、５，
６，２４……結合器、７，２５，２７……位置検
知器、８，８′，２６……発信器または発振器、
９，９′……BPF，１０，１０′……増幅器、１１
……検波器、１２，１２′……方形波変換器、１
３，１３′……増幅と振幅制限器（Ａ，Ｌ）、１
４，１４′……位相弁別器（PD）、１５，１５′…
…振幅レベル検出器、１６，１６′……クロツク
ゲート回路、１７……クロツク発生器、１８，１
８′……メモリ出力器、２８……区間検知器。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 移動体走行路に沿つて敷設し、定地点あるい
   は分割区間区分点毎に交差を施した交差形平行２
   線式の第１の誘導線と、上記第１誘導線と平行に
   敷設した無交差形平行２線式の第２の誘導線と、
   上記第１誘導線の一端から特定周波数の信号を給
   電する発振器および第２誘導線の一端に接続した
   位置検知器よりなる地上側固定設備と、移動体に
   その移動方向に沿つて先頭および尾端にそれぞれ
   取付けて上記各誘導線と結合し、かつ上記特定周
   波数に同調させた２個の同調型結合コイルとを具
   備し、かつ上記第２誘導線の第１誘導線からの誘
   導出力が移動体が存在しないときは零となるよう
   に第１、第２誘導線を配置すると共に、位置検知
   器は第２誘導線の出力中から抽出された上記特定
   周波数成分と、上記発振器出力との位相差弁別出
   力によつて移動体の先頭および尾端の上記第１誘
   導線の交差部通過を検出し移動体存在区間を検知
   する回路を含むことを特徴とする移動体の現在位
   置の検知装置。 ２ 移動体走行路に沿つて敷設し、定地点あるい
   は分割区間区分点毎に交差部を設けた平行２線式
   または複数巻矩形ループ式の第１の誘導線と、こ
   の誘導線と平行に敷設した無交差形平行２線式の
   第２の誘導線と、上記第１誘導線の一端から特定
   の異なる２周波数_１，_２の各信号を給電する
   発振器および第２誘導線の一終端の出力を入力と
   する位置検知器よりなる地上側固定設備と、移動
   体にその移動方向に沿つて先頭および尾端にそれ
   ぞれ取付けて各誘導線と結合し、かつ上記２つの
   周波数_１，_２のそれぞれに同調させた同調型
   結合コイルとを具備し、かつ上記第２誘導線の第
   １誘導線からの誘導出力が移動体が存在しないと
   きは零となるように第１、第２誘導線を配置する
   と共に、上記位置検知器は第２誘導線の出力から
   別々に抽出された上記_１，_２の各周波数成分
   と、上記発振器の_１，_２出力とのそれぞれの
   位相差弁別出力によつて移動体の先頭および尾端
   の上記第１誘導線の交差部通過を検出し、移動体
   存在区間を検知する回路を含むことを特徴とする
   移動体の現在位置の検知装置。