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JPS5823591B2 - Mobile position detection device - Google Patents
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JPS5823591B2 - Mobile position detection device - Google Patents

Mobile position detection device

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Publication number
JPS5823591B2
JPS5823591B2 JP54032199A JP3219979A JPS5823591B2 JP S5823591 B2 JPS5823591 B2 JP S5823591B2 JP 54032199 A JP54032199 A JP 54032199A JP 3219979 A JP3219979 A JP 3219979A JP S5823591 B2 JPS5823591 B2 JP S5823591B2
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JP
Japan
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phase
wave
output
antennas
frequency
Prior art date
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Expired
Application number
JP54032199A
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Japanese (ja)
Other versions
JPS55125462A (en
Inventor
癸生川孝男
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Kokusai Denki Electric Inc
Original Assignee
Kokusai Electric Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPS5823591B2 publication Critical patent/JPS5823591B2/en
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    • B61RAILWAYS
    • B61LGUIDING RAILWAY TRAFFIC; ENSURING THE SAFETY OF RAILWAY TRAFFIC
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    • B61L25/02Indicating or recording positions or identities of vehicles or trains
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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Train Traffic Observation, Control, And Security (AREA)
  • Near-Field Transmission Systems (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は一定走行路上を走行する移動体の走行路上の位
置を地上側にて検知する装置に関するもので、特に交差
形2線式誘導線を用いた誘導無線式移動体位置検知装置
の改良に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a device for detecting, on the ground side, the position of a mobile object traveling on a fixed travel path, and particularly relates to a device for detecting the position of a mobile object traveling on a certain travel path on the ground side. Related to improvements in body position detection devices.

従来の誘導無線式の移動体位置検知装置ではたとえば平
行2線式誘導線路を走行路に沿′つて布設すると共に、
この誘導線は適轟な間隔で交差を施しかつ誘導線の一方
の終端に振幅変動の検出回路を接続する。
In a conventional guided wireless moving body position detection device, for example, a parallel two-wire guide line is laid along a running route, and
The guide wires are crossed at appropriate intervals and an amplitude fluctuation detection circuit is connected to one end of the guide wire.

他方移動体には特定周波数の発信機と誘導線と結合する
ループコイルアンテナを設け、その特定周波数の信号波
をループコイルから誘導線に伝送する。
On the other hand, the moving body is provided with a loop coil antenna coupled to a transmitter of a specific frequency and a guide wire, and a signal wave of the specific frequency is transmitted from the loop coil to the guide wire.

このようにして移動体が走行するとき上記交差位置にお
けるループコイルアンテナからの信号波は位相相殺によ
ってゼロとなるからこれを地上側では振幅変動検出回路
で検出し、この検出回数を計数することによって走行路
上の移動体位置を検知するものが提案されている、しか
しこのような装置では、交差位置における信号波の振幅
の変動を検出するので、雑音が混入すれば頻繁に誤った
検出を行い誤った計数結果となるという欠点があり、ま
た位置検知の単位を小さく細密化するには誘導線の交差
間隔を短かくすることが必要であるが、交差間隔を短か
くすれば誘導線とループコイル間の伝送損失が増大し、
かつこれにつれてループコイルの長さも短かくすれば伝
送損失が増大するので交差間隔の実用上の最小値は約1
mであった。
In this way, when the moving body travels, the signal wave from the loop coil antenna at the above-mentioned crossing position becomes zero due to phase cancellation, so this is detected by the amplitude fluctuation detection circuit on the ground side, and the number of times of this detection is counted. Devices that detect the position of moving objects on a road have been proposed, but since such devices detect fluctuations in the amplitude of signal waves at intersection points, if noise is mixed in, they may frequently make false detections and cause false detections. However, in order to make the unit of position detection smaller and more precise, it is necessary to shorten the crossing interval of the guiding wire, but if the crossing interval is shortened, the guiding wire and loop coil The transmission loss between
In addition, if the length of the loop coil is shortened accordingly, the transmission loss will increase, so the practical minimum value of the crossover interval is approximately 1.
It was m.

本発明は上記のような欠点を除くために行ったもので、
以下詳細に説明する。
The present invention was made to eliminate the above-mentioned drawbacks.
This will be explained in detail below.

本発明では走行路に沿って布設した誘導線に対して結合
するループコイルアンテナの誘導線路方向の長さおよび
誘導線の交差間隔を結合損失最小の最適値にとることを
前提として、移動体には割当てられた特定周波数の発振
器とその出力をn分周した波で発振出力またはその移相
出力をAMまたはFM変調した変調波を出力する送信機
と複数のループコイルアンテナを設け、地上側(以下地
上局という)では上記複数アンテナと結合した誘導線出
力から位相合成波信号を得て、これから1つは変調波成
分を抽出しn逓倍して特定周波数に等しい周波数でかつ
変調波に同期した基準位相信号波を発生させ、他の1つ
は位相合成波と上記基準位相波または基準位相波を一定
量移相させたものとの位相差を検出し、これによって移
動体の位置検知を行うもので、これらは本発明の実施例
についてさらに具体的に説明する。
In the present invention, the length in the direction of the guide line of the loop coil antenna coupled to the guide wire laid along the travel route and the crossing interval of the guide wires are set to optimal values to minimize coupling loss. is equipped with an oscillator with an assigned specific frequency, a transmitter that outputs a modulated wave by AM or FM modulating the oscillation output or its phase-shifted output with a wave obtained by dividing the output by n, and multiple loop coil antennas. At the ground station (hereinafter referred to as the ground station), a phase composite wave signal is obtained from the guided wire output coupled with the multiple antennas, and from this one modulated wave component is extracted and multiplied by n to produce a frequency equal to a specific frequency and synchronized with the modulated wave. A reference phase signal wave is generated, and the other one detects the phase difference between the phase composite wave and the reference phase wave or the reference phase wave shifted by a certain amount, and detects the position of the moving object based on this. Embodiments of the present invention will now be described in more detail.

第1図は本発明装置の移動体に塔載する部分の構成例図
、第2図は地上側設備の構成例図である。
FIG. 1 is a diagram showing an example of the configuration of a portion of the apparatus of the present invention mounted on a moving body, and FIG. 2 is a diagram showing an example of the configuration of ground-side equipment.

第1図において1点鎖線内は特定周波数(roとする)
この発振器1を含む送信機(XTR)で、2は1/n(
nは2以上の整数)分周器、3は正弦波増幅器、4a、
4b、4cは振幅変調器(MOD)5.γ、9は出力増
幅器(PA)、6゜8は位相シフタ(PS)、10,1
1,12はループコイルアンテナ(LC)である。
In Figure 1, the specific frequency (referred to as ro) is within the dashed line.
In the transmitter (XTR) including this oscillator 1, 2 is 1/n (
n is an integer greater than or equal to 2) frequency divider, 3 is a sine wave amplifier, 4a,
4b and 4c are amplitude modulators (MOD)5. γ, 9 is the output amplifier (PA), 6°8 is the phase shifter (PS), 10, 1
1 and 12 are loop coil antennas (LC).

さて発振器1の出力は分周器2、変調器4a、位相シフ
タ6および8に並列出力されるが、分周器2ではt/n
(nは2以上の整数)に分周されたf。
Now, the output of oscillator 1 is output in parallel to frequency divider 2, modulator 4a, and phase shifters 6 and 8, but in frequency divider 2, t/n
(n is an integer greater than or equal to 2).

/n波が次段の増幅器3において必要なレベルの正弦波
として変調器4aに出力される。
/n wave is output to the modulator 4a as a sine wave of a required level in the amplifier 3 at the next stage.

変調器4aはこの例どは振幅変調(AM)を行うものと
したが、発振器1よりのfa大入力f。
Although the modulator 4a performs amplitude modulation (AM) in this example, the fa large input f from the oscillator 1 is used.

/n波で振幅変調(変調率は30%程度)された後PA
5に出力される。
/n wave after amplitude modulation (modulation rate is about 30%) PA
5 is output.

他方位相シフタ(PS)6.8の役目は複数のループコ
イルアンテナ10〜12に流れる電流間の位相を順にず
らせることで、いまループコイルアンテナの数をNとし
たとき位相シフタは入力f。
On the other hand, the role of the phase shifter (PS) 6.8 is to sequentially shift the phase between the currents flowing through the plurality of loop coil antennas 10 to 12. Now, when the number of loop coil antennas is N, the phase shifter has an input f.

波をπ/Nラジアンずつ位相をシフトする。もしNが奇
数ならこの位相シフトは2π/Nラジアンずつでもよい
Shift the phase of the wave by π/N radians. If N is an odd number, this phase shift may be in steps of 2π/N radians.

第1図の例で示すとアンテナが10と11の2つならP
S6の移相量はπ/2ラジアンとし、アンテナ力510
.11.12の3個ならPS6とPS8における位相量
はそれぞれπ/3と2π/3または2π/3と4π/3
とする。
In the example of Figure 1, if there are two antennas, 10 and 11, P
The phase shift amount of S6 is π/2 radian, and the antenna force is 510
.. 11.12, the phase amounts at PS6 and PS8 are π/3 and 2π/3 or 2π/3 and 4π/3, respectively.
shall be.

このようにループコイルアンテナの数に応じて位相シフ
トされたf。
In this way, f is phase-shifted according to the number of loop coil antennas.

波を増幅器(AMP)3よよりのfo/n波でAMした
f。
The wave is AMed with the fo/n wave from the amplifier (AMP) 3.

変調波はPA5゜PA7.PA9を通じてループコイル
アンテナio、ii、12にそれぞれ供給される。
The modulated wave is PA5°PA7. The signals are supplied to loop coil antennas io, ii, and 12 through PA9, respectively.

なおそれぞれのループコイルアンテナに供給される信号
電力中の搬送波f。
Note that the carrier wave f in the signal power supplied to each loop coil antenna.

の位相は上記のように順に一定値ずつシフトされている
が、変調 波f。
The phases of the modulated wave f are sequentially shifted by a constant value as described above.

/nはすべてのアンテナについて同相である。/n is in phase for all antennas.

またループコイルアンテナは走行方向に一列に配置し、
その間隔はMi(Mは1,2.3・・・・・・等の整数
)とし、またはNが奇数のときのみ2M’に選んでもよ
いとする。
In addition, the loop coil antenna is arranged in a line in the running direction,
The interval may be selected as Mi (M is an integer such as 1, 2.3, etc.), or 2M' only when N is an odd number.

次に第2図の地上局設備について説明する。Next, the ground station equipment shown in FIG. 2 will be explained.

図中の13は走行路に沿って布設した交差形平行2線式
誘導線、14は終端抵抗器、15は結合器(たとえば結
合変成器)、16は耐酸濾波器と増幅器(BPF付AM
P)、11は振幅変調波検波器1(DET)、1BはB
PF、19は位相弁別器(PI))、20は低域濾波器
(LPF)、21は分周器(D I V )、22は(
電圧制御)可変発振器(VCC))、23.25は位相
弁別器(PD)、24.26はLPF、21は位相シフ
タ(PS);である。
In the figure, 13 is a crossed parallel two-wire induction wire laid along the running path, 14 is a terminating resistor, 15 is a coupler (for example, a coupling transformer), and 16 is an acid-proof filter and amplifier (AM with BPF).
P), 11 is amplitude modulation wave detector 1 (DET), 1B is B
PF, 19 is a phase discriminator (PI)), 20 is a low-pass filter (LPF), 21 is a frequency divider (D I V ), 22 is (
23.25 is a phase discriminator (PD), 24.26 is an LPF, and 21 is a phase shifter (PS).

また誘導線についてLSは位置検知区間、eは交差点間
隔で等長とする。
Further, regarding the guide lines, LS is the position detection section, and e is the intersection interval, and the lengths are equal.

またel t e2は位置検出(レベル)出力を示す。Further, el t e2 indicates a position detection (level) output.

第2図において移動体のアンテナから誘導線13に誘起
された位相の異なる波の合成波は結合;器15BPF+
AMP16で帯域制限されて必要なレベルに増幅される
In FIG. 2, the composite wave of waves with different phases induced from the mobile antenna to the guide wire 13 is combined;
The AMP 16 limits the band and amplifies it to the required level.

その一部は検波器11で包絡線検波され、他の一部は位
相弁別器PD23とPD25に入力する。
A part of the signal is envelope-detected by the wave detector 11, and the other part is input to the phase discriminators PD23 and PD25.

まず検波器11の包絡線検波出力のf。First, f is the envelope detection output of the wave detector 11.

/n波はf。/nを中心周波数とすするBPF18に送
り込まれてS/N比の改善が行われた後位相弁別器PD
I 9に入力する。
/n wave is f. The phase discriminator PD is sent to the BPF 18 whose center frequency is /n to improve the S/N ratio.
Enter in I9.

このPD19のもう1つの入力はVCO22の周波数f
o′の出力を1/nに分周する分周器21よりのf □
’ / n波であって、PD19の位相差弁別出力用I
PF20で雑音や位相ジッタを除去した後VCO22の
制御入力となる。
Another input of this PD19 is the frequency f of VCO22.
f □ from the frequency divider 21 that divides the output of o' into 1/n.
' / n wave, I for phase difference discrimination output of PD19
After noise and phase jitter are removed by the PF 20, the signal becomes a control input for the VCO 22.

すなわち19゜20.2L22は公知のPLL(フェー
ズ・ロック ループ)回路を構成し、振幅変調波f。
That is, 19°20.2L22 constitutes a known PLL (phase locked loop) circuit, and the amplitude modulated wave f.

/nのn倍に同期した[0”波をVCO22から位相弁
弁別PD23および位相シフタPS2γを通じてPD2
5に出力する。
The [0” wave synchronized with n times /n is sent from the VCO 22 to the PD 2 through the phase discriminator PD 23 and the phase shifter PS2γ.
Output to 5.

なおりPFi8やPLL回路には固有の位相シフト量が
あるから、位相弁別器PD23およびPD25の入力側
には位相補償回路が挿入され理想の状態が得られるよう
調整し。
Since the PFi8 and PLL circuits have their own specific amount of phase shift, a phase compensation circuit is inserted on the input side of the phase discriminators PD23 and PD25 to adjust them so as to obtain an ideal state.

ておくことが必要である。It is necessary to keep it.

また位相シフタPS2γはπ/2の位相シフトを与える
もので、その理由は以下の動作説明で述べる。
Further, the phase shifter PS2γ provides a phase shift of π/2, and the reason for this will be explained in the operation description below.

さて移動体には第1図のような構成の送信機とループコ
イルアンテナを載置し、地上側には走行」路の必要区間
に第2図のような誘導線を敷設してループコイルアンテ
ナと結合させ、移動体よりの位相合成波信号を第2図の
16〜21のような検知回路によって受信し、位置検出
を行うものであるが、その動作を第3図に示した動作説
明図によって説明する。
Now, a transmitter and a loop coil antenna configured as shown in Figure 1 are installed on the moving object, and a loop coil antenna is installed on the ground side by laying a guide wire as shown in Figure 2 in the required section of the road. The phase composite wave signal from the moving object is received by the detection circuits 16 to 21 in Fig. 2, and the position is detected.The operation is shown in Fig. 3. This is explained by

第3図は誘導線13には交差間隔lの交差形平行2線を
用いて必要区間に敷設し、移動体に設けた2つのループ
コイルアンテナ10および11の間隔はl/2とした場
合の例で、誘導線に沿ってシeだけ移動すれば誘導電圧
はπラジアン変化することからアンテナ10と11に入
力するf。
Figure 3 shows the case where the guide wire 13 is made of two intersecting parallel wires with a crossing interval l and laid in the necessary section, and the interval between the two loop coil antennas 10 and 11 provided on the moving body is l/2. In the example, the induced voltage changes by π radians when moving by e along the induction line, so f is input to the antennas 10 and 11.

波の位相差をπ/2とするように位相シックPS6にて
+π/2の位相を行うものとする。
It is assumed that +π/2 phase is performed in the phase thick PS6 so that the phase difference of the waves is π/2.

そこで地上側では結合器15よりアンテナ10および1
1に。
Therefore, on the ground side, the coupler 15 connects antennas 10 and 1.
To 1.

よる誘導電圧の合成波が出力されるが、第3図に示した
2つのアンアナと誘導線の交差位置の関係ではアンテナ
10は図の第1交差部上(実際は対面位置)にあるから
、アンテナ10による誘導電圧(信号)は発生せずアン
テナ11からの信号の。
However, in the relationship between the two antennas and the intersecting position of the guiding wire shown in Fig. 3, the antenna 10 is located on the first intersecting point in the figure (actually facing each other). The induced voltage (signal) due to antenna 10 is not generated and the signal from antenna 11 is generated.

みば出力する。Output.

このときの信号位相を十医フジアンすなわち+Σ相とす
れば、次に移動体が図の右方に移動しアンテナ10と1
1が同一の交差区間内に存在するときアンテナ11は+
i相で不変、アンテナ10はゼロ相であるから結合器1
5の出力の信号位相は+1相になり、さらにアンテナ1
1が交差部上に進むと結合器15の出力はO相に、さら
に移動してアンテナ10と11の間に図の中央の交差部
を狭む位置にあるときは−τ相に、さらにアンテナ10
が中央の交差部上に移動すれば−L相になる。
If the signal phase at this time is 10 medical Fujian, that is, +Σ phase, then the moving object moves to the right in the figure, and the antennas 10 and 1
1 exists within the same crossing section, the antenna 11 is +
Since the i-phase remains unchanged and the antenna 10 is in the zero phase, the coupler 1
The signal phase of the output of antenna 5 becomes +1 phase, and the signal phase of the output of antenna 1 becomes +1 phase.
1 moves above the intersection, the output of the coupler 15 goes to the O phase, and when it moves further and is in a position narrowing the intersection in the center of the figure between the antennas 10 and 11, it goes to the -τ phase, and then the output of the coupler 15 goes to the -τ phase. 10
If it moves to the center intersection, it becomes -L phase.

このように移動体従ってアンチす10と11が右方に順
に移動することによりさらに一旦π、π、十旦πの各相
を経てアンテナ4 10が24だけ移動した後に再びもとの+百に民る。
In this way, as the mobile object, that is, the antennas 10 and 11 move in order to the right, the antenna 410 moves through the π, π, and 10×π phases, and then moves by 24, and then returns to the original +10. People.

(これらはベクトルの合成によ−って容易に理解される
(These are easily understood by vector composition.

)また移動体が図の左方向に移動するときは、右方向と
は逆に土工から3x、π、 3π、−一。
) Also, when the moving object moves to the left in the figure, 3x, π, 3π, -1 from the earthwork, contrary to the right direction.

、2 4 4 2 4.0 、+ aを経てもとの+百に戻る。, 2 4 4 2 4.0, returns to +100 after +a.

このときの信号の振幅包絡線は2つのアンテナ10と1
1のいずれかが交差上に存在したときの1信号レベルあ
るいは交差上以外の2信号位相合成レベルにf。
The amplitude envelope of the signal at this time is the two antennas 10 and 1.
f to the 1 signal level when either 1 exists on the intersection or the phase combination level of two signals other than on the intersection.

/n波が重畳したものになる。このように2eの距離を
1周期としかつ誘導線が交差形平行2線式であるため、
2つのアンテナのいずれかが交差位置の前後にて結合す
るとき、アンテナとの結合損失が急増すると共に交差部
を境にしてπ相偏移するから、上記第3図の例では移動
体が定速走行のときには一方のアンテナが交差部にある
ときに0.±7.πの各相を急速にシフトし、2つのア
ンテナが共に交差部以外にあるときは結合損失が一定に
なるため±1.十旦πの各相が続くこ−4 とになる。
/n waves are superimposed. In this way, since the distance of 2e is one period and the guiding line is a crossed parallel two-wire system,
When either of the two antennas is coupled before or after the intersection, the coupling loss with the antenna increases rapidly and there is a π phase shift with the intersection as a boundary, so in the example shown in Figure 3 above, the moving object is When driving at high speed, 0.0 when one antenna is at the intersection. ±7. By rapidly shifting each phase of π, the coupling loss becomes constant when both antennas are located outside the intersection, so ±1. This means that each phase of ten days π continues.

・ 次にこの場合の位置検知器16〜21の動作を説明
する。
- Next, the operation of the position detectors 16 to 21 in this case will be explained.

上記のように移動体のループコイルアンテナ10および
11からの位相合成波は第2図の誘導線で受信され結合
器15からBPFおよび信号増幅器16に入力する。
As described above, the phase composite waves from the loop coil antennas 10 and 11 of the moving body are received by the guide wire shown in FIG. 2 and inputted from the coupler 15 to the BPF and signal amplifier 16.

このBPFはf。を中・心にバンド幅±fo/nのもの
で、こ\で帯域制限きれた入力信号波は必要レベルまで
増幅してDET17、PD23.PD25に出力する。
This BPF is f. The input signal wave whose band has been limited by this is amplified to the required level by DET17, PD23. Output to PD25.

まず振幅変調波検波器DET1γでは前記のようにf。First, in the amplitude modulation wave detector DET1γ, f is detected as described above.

/n波を検波し、19〜22によるPLL回路にて)f
Detect the /n wave and use the PLL circuit according to 19 to 22) f
.

/n波に同期しかつf。に等しいf。波を発生して位相
弁別器PD23の入力の1つに基準位相波として送り込
む。
/n synchronized with wave and f. f equal to. A wave is generated and fed into one of the inputs of the phase discriminator PD23 as a reference phase wave.

このPD23のもう1つの入力は上記の位相合成波で、
基準位相波との位相差に応じた出力がLPF24を経て
elとして出力する。
Another input to this PD23 is the above phase composite wave,
An output corresponding to the phase difference with the reference phase wave passes through the LPF 24 and is output as el.

i第3図の例では入力信号が+7相のとき第3図e1の
レベル図に示すようにPD23の出力はLPF24を経
た出力e1を°“0“レベルとするものとすれば、移動
体が右方向に一定速度で移動するとき+ ’ + Ot
−一各相ではelは(−+)レベルを出力する4 フが、0相で最大レヘルーー相セロレベル、−7相以下
、π、+7相までは(−)レベルでπ相で(−)最大レ
ベルをそれぞれ出力する。
i In the example shown in Fig. 3, when the input signal is +7 phase, the output of the PD 23 is assumed to be the output e1 after passing through the LPF 24 as shown in the level diagram e1 of Fig. 3 to the "0" level. When moving to the right at a constant speed + ' + Ot
-1 In each phase, el outputs (-+) level. Output each level.

また±Σ相近傍ではelはゼロから急に変化するがe1
出力は交差部でゼロレベルとなる。
Also, near the ±Σ phase, el changes suddenly from zero, but e1
The output becomes zero level at the intersection.

従ってこのe1出力をたとえば0レベルを変換点とする
方形波変換回路に導くと方形波が得られ、交差部毎に交
互にH,Lレベルに変化するので交差位置が検出できる
Therefore, if this e1 output is led to a square wave conversion circuit whose conversion point is, for example, 0 level, a square wave will be obtained, and since it changes to H and L levels alternately at each intersection, the intersection position can be detected.

次に基準位相波f。Next, the reference phase wave f.

′を位相シフタPS27で土工相シフトして位相弁別器
PD25に入力し、PD25への増幅器16よりの入力
との位相差を求めたものをLPF26を通じてe2とし
て出力する。
' is earthwork phase-shifted by a phase shifter PS27 and input to a phase discriminator PD25, and the phase difference with the input from the amplifier 16 to PD25 is determined and outputted as e2 through the LPF26.

e2はclとel2差すなわち7位相の異る出力で、e
lと同様にそのゼロレベルを変換点とする方形波変換回
路に導くと誘導線の2つの交差部の中央の位置を変換点
とする方形波が得られる。
e2 is the difference between cl and el2, that is, a different output with 7 phases, and e
Similarly to l, when the signal is guided to a square wave conversion circuit whose zero level is the conversion point, a square wave whose conversion point is the center position of the two intersections of the guiding lines is obtained.

従ってelle2による上記2つの方形波出力の組合わ
せから第3図のdに示すように誘導線に沿ったl/2毎
の区間すなわち(1)の区間では11、(2)の区間で
は10、(3)の区間では00、(4)の区間では01
のそれぞれのコード出力が得られ、誘導線長2eの区間
を4分割した位置検出が行われる。
Therefore, from the combination of the above two square wave outputs by elle2, as shown in d of FIG. 00 in section (3), 01 in section (4)
The respective code outputs are obtained, and position detection is performed by dividing the section of guide line length 2e into four.

なお信号増幅器16の位相合成波出力は振幅変調波であ
るからPD23およびPD25の出力にはf。
Note that since the phase composite wave output of the signal amplifier 16 is an amplitude modulated wave, the outputs of the PD 23 and PD 25 have f.

/n波が重畳されるが、LPF24および26で除去さ
れel l e2にはf。
The /n wave is superimposed, but it is removed by the LPFs 24 and 26, and f is sent to el l e2.

/n波の影響はない。以上の説明のようにio、iiの
2つのアンテナを使用する例では、受信側位相合成波の
0.十−2πの各相でコード変換が得られるため、2交
差部当り4位置の検出が可能である。
/n wave has no effect. As explained above, in the example in which two antennas io and ii are used, the receiving side phase composite wave is 0. Since code conversion is obtained for each phase of 1-2π, detection of four positions per two intersections is possible.

次にループコイルアンテナの誘導線に沿った長さと誘導
線の交差間隔の結合損失最小のための最適値は、アンア
ナの長さLに対し交差間隔eは少くとも2L以上でかつ
Lの最小値は2本の誘導線間間隔に対して1.2〜13
倍とする。
Next, the optimum value for minimizing the coupling loss between the length along the guide wire of the loop coil antenna and the crossing interval between the guide wires is that for the length L of the antenna, the crossing interval e is at least 2L or more, and the minimum value of L is is 1.2 to 13 for the spacing between two guide wires.
Double it.

また実用上移動体走行時の誘導線の中心線とアンテナ中
心線の相対的なずれを考慮すれば誘導線の線間隔を狭く
するには限度があり、交差間隔eを少さくするには使用
目的によって制限がある。
In addition, considering the relative deviation between the center line of the guide line and the center line of the antenna when the moving object is running, there is a limit to how narrow the line spacing of the guide lines can be. There are restrictions depending on the purpose.

交差区間内をより多く分割するにはアンテナ数Nを増加
し、アンテナ数に見合う位相シフトを行って移動体側か
ら信号波を出力し、地上の位置検出側ではN個の位相弁
別器とLPFおよびN−1個の位相シックを増設すれば
、前記同様の動作によってその出力el l e2・・
・・・・e、から位置細分コードが得られることは容易
に理解されるであろう。
To divide the intersection area into more parts, increase the number of antennas, perform a phase shift commensurate with the number of antennas, and output the signal wave from the mobile side. On the ground position detection side, N phase discriminators, LPFs, and If N-1 phase chics are added, the output el l e2...
It will be easily understood that the location subdivision code can be obtained from ...e.

(たゾしこの最終の細分方法は複雑になるので第4図の
方法が一般には有利である。
(Since the final subdivision method is complicated, the method shown in FIG. 4 is generally advantageous.

)もし複数アンテナを同一交差区間4内に配置すること
か不可能ならアンテナ間隔はeの整数倍を加算した値で
もよく、たとえば第3図の11はアンテナ10と3e/
2の間隔で配置した第2番目のアンテナである。
) If it is impossible to arrange multiple antennas in the same intersection section 4, the antenna spacing may be the sum of an integral multiple of e. For example, 11 in FIG. 3 is the antenna 10 and 3e/3e.
This is the second antenna placed at a spacing of 2.

たゾこのようにeの奇数倍の範囲にあるときは誘導線の
出力はπ相偏多されるので上記の位相回転とは逆の回転
になるが、2アンテナによって2交差尚り4位置の検出
が可能なことは上記と同じである。
In this way, when the range is an odd multiple of e, the output of the guide wire is polarized by π phase, so the rotation is opposite to the above phase rotation, but with two antennas, there are two intersections and four positions. The fact that detection is possible is the same as above.

次に第4図について説明する。Next, FIG. 4 will be explained.

第3図の例はアンテナと誘導線の交差部の結合の前後で
急峻な位相シフトを発生させて交差位置検出の精度を向
よさせるいわゆるステップ状に位置を検知するものであ
ったが、第4図は直線的に位置検知を行うものである。
The example shown in Fig. 3 detects the position in a so-called step-like manner, which improves the accuracy of detecting the crossing position by generating a steep phase shift before and after the coupling of the intersection between the antenna and the guide wire. Figure 4 shows the position detection performed in a straight line.

第4図のように誘導線13を菱形状に形成したものでは
、ループコイルアンテナと菱形2線式誘導線との結合損
失は誘導線の2線の間隔にはゾ反比例することが実験的
にも知られているが、このためアンテナを誘導線に沿っ
て移動させたときの結合損失は正弦波に近似した変化を
する。
When the guide wire 13 is formed into a diamond shape as shown in Fig. 4, it has been experimentally shown that the coupling loss between the loop coil antenna and the diamond-shaped two-wire guide wire is inversely proportional to the distance between the two guide wires. It is also known that, for this reason, when the antenna is moved along the guide line, the coupling loss changes approximating a sine wave.

いま移動体側のループコイルアンテナを第1図のように
10.11.12の3個とし、アンテナ間隔をそれぞれ
2e/3にとると共に、PS6およびPSBによって各
ループコイル間に与える信号の位相差を2π/3ラジア
ンずつにするためPS6およびPSBの移相量は+2π
/3および一2π/3とする。
Now, there are three loop coil antennas 10, 11, and 12 on the moving object side as shown in Figure 1, and the antenna spacing is set to 2e/3, and the phase difference of the signal given between each loop coil by PS6 and PSB is calculated. The phase shift amount of PS6 and PSB is +2π to make each 2π/3 radian.
/3 and -2π/3.

この理由は第4図に示す10,11゜12のアンテナの
間隔と位置から決まることで、アンテナ10をO相とす
ればアンテナ11は+2π/3相、アンテナ12はアン
テナ11と逆相の交差区間にあるから一2π/3相のそ
れぞれの位相差をもつ振幅変調波を出力するようになっ
ている。
The reason for this is that it is determined by the spacing and position of the antennas 10, 11° and 12 shown in Figure 4. If antenna 10 is O phase, antenna 11 is +2π/3 phase, and antenna 12 is a cross of antenna 11 and the opposite phase. Since it is in the section, amplitude modulated waves having a phase difference of -2π/3 phases are output.

これに従って誘導線13に結合誘起される信号は位相合
成波となるが、第4図のアンテナ位置では+π相の合成
波となる。
Accordingly, the signal coupled and induced in the guide wire 13 becomes a phase composite wave, but at the antenna position shown in FIG. 4, it becomes a +π phase composite wave.

そして移動体かたとえば右方向に移動するものとすれば
アンテナ10と誘導線13との関係を基準にしたとき、
アンテナ10が第4図の位置からl/3移動したときは
π +π相、さらに移動して21!、/3に達杏れば−百相
、同様に移動距離がl 、1−H6,1−ydではそれ
ぞれ−一相、−一π相、土足π相のように変化2
6 6 する。
If the moving object is moving, for example, to the right, based on the relationship between the antenna 10 and the guide wire 13,
When the antenna 10 moves by 1/3 from the position shown in FIG. , /3 is reached, -100 phase, similarly, the moving distance is l, and in 1-H6, 1-yd, it changes as -1 phase, -1π phase, and clay foot π phase, respectively.
6 6 do.

アンテナ10,11.12の誘導線13との結合損失は
近似正弦波状に変化するかう、誘導線からの結合器15
を経て出力する位相合成波はその位相偏位は2eの距離
を一周期とする近似正弦波状に変化するが、fo/n波
で振増変調された振幅一定のものとなる。
The coupling loss of the antennas 10, 11, 12 with the guide wire 13 changes in an approximately sinusoidal manner, and the coupler 15 from the guide wire changes.
Although the phase deviation of the phase synthesized wave outputted through the waveform changes in the shape of an approximate sine wave with a distance of 2e as one period, the amplitude is constant due to amplitude modulation by the fo/n wave.

(振幅が一定となる理由は互に位相が一異なる3つの正
弦波の合成値は常に一定となるからである。
(The reason why the amplitude is constant is that the composite value of three sine waves with mutually different phases is always constant.

)また移動体が逆に左方向に移動する場合には上記の位
相回転方向と逆の方向に偏位することも明らかである。
) It is also clear that when the moving body moves in the opposite direction to the left, it is deviated in the opposite direction to the above-mentioned phase rotation direction.

次に前に16〜21にて構成したと同様の位置検知器の
動作であるが、位相偏位の検出方法は第2図と全し同じ
でf。
Next, the operation of the position detector is similar to that configured in 16 to 21 above, but the method of detecting phase deviation is completely the same as in FIG. 2, f.

/n波成分を抽出してf。′波を同期させ基準位相信号
を作成すること、位相弁。
/n wave component is extracted and f. ' Synchronize the waves and create a reference phase signal, phase valve.

別器PD23で入力の合成波と基準位相信号との位相差
を検出しLPF24を通じて第4図e1のようにレベル
が変化する出力e1を得ること、このelは距離21を
周期として近似正弦波状に位相が変ることCどより弁別
器出力も近似主弦波状に変化す。
A separate PD23 detects the phase difference between the input composite wave and the reference phase signal, and the output e1 whose level changes as shown in Fig. 4 e1 is obtained through the LPF24. As the phase changes, the output of the discriminator also changes in the shape of an approximate main sinusoidal wave.

ること、位相シフタ2Tではf。In the case of phase shifter 2T, f.

′波を十因偏位ささて位相差弁別器PD25に基準位相
信号として入力させるから、入力合成波との位相差は第
4図β e2に示すようにelと−すなわち距離としてはΣ相違
するものが出力することはすべて同様である。
' wave is input to the phase difference discriminator PD25 as a reference phase signal after ten-factor deviation, so the phase difference with the input composite wave is different from el - that is, the distance is Σ, as shown in Fig. 4 β e2. Everything that things output is the same.

。LPF24およびLPF26はfo/n波成分を除去
するためのもので、第3図の場合と同じ<elと02両
出力をそのゼ゛ロレベルをスライスレベルトスる方形波
変換器に入力させると、2つの方形波出力が得られ24
区間内を4分割した4位置の検出。
. LPF 24 and LPF 26 are for removing fo/n wave components, and when the outputs of <el and 02, which are the same as in the case of Fig. 3, are input to a square wave converter that tosses the zero level to the slice level, 2 is obtained. 24 square wave outputs are obtained.
Detection of 4 positions divided into 4 areas.

が行われる。will be held.

また上記は百位相の異る2つの基準位相信号を用い合成
波入力から2つの位相弁別出力を発生させる例であった
が、−(mは1,2,3・・・・・・・・・の整数)だ
け位相をずらせたm個の基準位相信号を。
Furthermore, the above was an example of generating two phase discrimination outputs from a composite wave input using two reference phase signals with a hundred different phases, but -(m is 1, 2, 3... m reference phase signals whose phases are shifted by an integer of .

用いると2e区間内で2m分割した位置検出が可能で、
2eを1周期とする絶対番地を付与することができる。
When used, it is possible to detect positions divided into 2 m within the 2e section,
An absolute address with 2e as one cycle can be assigned.

なお第3図および第4図共に長さ2eの2交差区間内の
位置検出について説明したが、実際は長さ2eの区間が
連続して設けられ、その各区間における移動体の位置を
検知することが必要である。
Although both FIG. 3 and FIG. 4 have described position detection within two intersecting sections of length 2e, in reality, sections of length 2e are consecutively provided, and the position of the moving object in each section is detected. is necessary.

交差部の位置検知方法は公知であって、たとえば移動体
の移動に伴う交差部の検出を別な装置で行ってその検出
回数を計数しておけば、その何番目の24区間における
移動体の位置が、4/2mの単位で検出できることにな
る。
The method of detecting the position of an intersection is publicly known. For example, if a separate device detects an intersection as a moving object moves and counts the number of times the intersection is detected, it can be used to determine which of the 24 sections the moving object is in. The position can be detected in units of 4/2 m.

またループコイルアンテナ10,11.12等は空心ル
ープコイルに限定さえるものではなく、磁性心バーアン
テナの組合わせなど前記ループアンテナの特性をもつも
のはすべて使用できる。
Further, the loop coil antennas 10, 11, 12, etc. are not limited to air-core loop coils, and any antenna having the characteristics of the above-mentioned loop antennas, such as a combination of magnetic core bar antennas, can be used.

以上詳細に説明したように本発明では周期的に交差を施
した平行2線または菱形2線の誘導線を用い、その交差
間隔内を分割した移動体の位置検出を可能としたもので
、走行路に沿って敷設する誘導線が簡単でその敷設費お
よび保持費が従来の多数誘導線を用いるものに比べて著
しく低下する。
As explained in detail above, the present invention uses two parallel lines or two diamond-shaped guide lines that intersect periodically, and enables the position detection of a moving object divided within the intersecting interval. The guide wires to be laid along the road are simple, and the installation and maintenance costs are significantly lower than those using conventional multiple guide wires.

しかも位置検出の方法は連続信号による位相差検出方法
を用いているため、雑音に強く精度の高い検出が得られ
ると共に、送信機や位置検知器の各回路は最近の集積回
路の発展によって廉価に入手できるので総合的に経済的
な装置となるという利点があり、この用途も移動体の自
動走行制御において移動体の位置検知、速度検知、停止
位置(情報)検知などが高精度にて行われるなど実用上
の効果は著しい。
Moreover, since the position detection method uses a phase difference detection method using continuous signals, it is resistant to noise and provides highly accurate detection, and the respective circuits of the transmitter and position detector have become cheaper due to the recent development of integrated circuits. Since it is available, it has the advantage of being an overall economical device, and this application is also used to detect the position, speed, and stop position (information) of a moving object with high precision in automatic travel control of a moving object. The practical effects are remarkable.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明装置の移動体に塔載する設備の構成例図
、第2図は地上側設備の構成例図、第3図は第1図と第
2図の設備を用いた場合の動作説明図、第4図は菱形2
線式誘導線を用いた場合の動作説明図である。 ; 1,22・・・・・・発振器、2,21・・・・・
・分周器、3・・・・・・増幅器、4a、4bt4c・
・・・・・変調器、5゜1.9・・・・・・増幅器、6
,8,2γ・・・・・・位相シフタ、10.11,12
・・・・・・ループコイルアンテナ、13・・・・・・
誘導線、16・・・・・・BPFと増幅器、1γ・・・
・・・・検波器、18・・・・・・BPF、19,23
.25・・・・・・位相差弁別器(PD)、20 、2
4 、26・・・・・・LPF0
Figure 1 is a diagram showing an example of the configuration of equipment mounted on a moving body of the device of the present invention, Figure 2 is a diagram showing an example of the configuration of ground-side equipment, and Figure 3 is a diagram of the configuration when using the equipment shown in Figures 1 and 2. Operation explanatory diagram, Figure 4 is diamond 2
It is an explanatory diagram of operation when a wire type guide wire is used. ; 1, 22... oscillator, 2, 21...
・Frequency divider, 3...Amplifier, 4a, 4bt4c・
...Modulator, 5゜1.9 ...Amplifier, 6
,8,2γ... Phase shifter, 10.11,12
・・・・・・Loop coil antenna, 13・・・・・・
Guide wire, 16... BPF and amplifier, 1γ...
...Detector, 18...BPF, 19,23
.. 25...Phase difference discriminator (PD), 20, 2
4, 26...LPF0

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 一定走行路上を移動する移動体の位置を地上固定側
で検出する装置として、走行路に沿って展張し走行路を
一定の長さく1)毎に分割した各区間の境界点毎に交差
を施し、かつ一端を抵抗終端した交差形2線式誘導線と
、移動体に載置され上記誘導線の展張力向に誘導線の交
差間隔e、アンテナの数Nに対してM−’(Mは1,2
.3・・・・・・の整数)N 21 またはNが奇数のときのみM、の間隔にて一列に配置し
上記誘導線に結合させた複数M個のループコイルアンテ
ナと、特定周波数foの発振器、この発振器出力を■/
n(nは2以上の整数)に分周する分周器、発振器出力
をそのまSおよび位相をπ/Nラジアンまたは2rラジ
アンずつずらせたものを上記分周器出力にてそれぞれ振
幅変調またけ周波数変調しかつ増幅してこれを上記N個
のループアンテナのそれぞれに配列順に与える位相シフ
タ、変調器、増幅器の複数個よりなる送信器とを備えた
移動体側設備と、上記各ループコイルアンテナより誘導
線に誘導された信号の合成波を復調して得たf。 /n波によって周波数f。に同期させられる周波数f。 +1(fo”= fo )の発振回路と、上記発振器よ
りのf。 7波およびこれを一定位相π/m(mは1以上の整数)
ずつすらせれ1つ以上のfo゛のそれぞれを基準位相信
号波とする一人力とし、上記信号の合成波を他入力とす
る複数の位相差弁別器とを備えた上記誘導線の他端に接
続した地上側位置検知器とを備えて、上記位置検知器の
位相差弁別器より上記誘導線の2交差区間内の位置に対
応したレベルの出力を得ることを特徴とする移動体の位
置検知装置。
[Scope of Claims] 1. As a device for detecting the position of a moving object moving on a fixed travel path on the ground fixed side, the device extends along the travel path and divides the travel path into fixed lengths (1) of each section. Cross-type two-wire guide wires that are crossed at each boundary point and have one end terminated with a resistor, the intersecting distance e of the guide wires in the tension direction of the guide wires placed on a moving body, and the number N of antennas. M-' (M is 1, 2
.. A plurality of M loop coil antennas arranged in a line at intervals of N 21 or M only when N is an odd number and coupled to the above-mentioned guide wire, and an oscillator with a specific frequency fo. , this oscillator output as ■/
A frequency divider that divides the frequency into n (n is an integer greater than or equal to 2), the oscillator output as it is, and the phase shifted by π/N radians or 2r radians, respectively, are amplitude-modulated at the output of the frequency divider. A mobile body side equipment comprising a transmitter including a plurality of phase shifters, modulators, and amplifiers that modulates and amplifies the frequency and applies it to each of the N loop antennas in the order of arrangement, and from each of the loop coil antennas. f obtained by demodulating the composite wave of signals guided by the guide wire. /n wave with frequency f. Frequency f which is synchronized to f. +1 (fo”=fo) oscillation circuit and f from the above oscillator. 7 waves and this with a constant phase π/m (m is an integer of 1 or more)
connected to the other end of the guide wire, which is equipped with a plurality of phase difference discriminators whose other inputs are a composite wave of the signals, each of which is connected to the other end of the guide wire. and a ground-side position detector, wherein the phase difference discriminator of the position detector obtains an output at a level corresponding to a position within two crossing sections of the guide line. .
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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