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JPH0235267B2 - - Google Patents
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JPH0235267B2 - - Google Patents

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Publication number
JPH0235267B2
JPH0235267B2 JP58125671A JP12567183A JPH0235267B2 JP H0235267 B2 JPH0235267 B2 JP H0235267B2 JP 58125671 A JP58125671 A JP 58125671A JP 12567183 A JP12567183 A JP 12567183A JP H0235267 B2 JPH0235267 B2 JP H0235267B2
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JP
Japan
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conductor
conductors
period
line
voltage
Prior art date
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JP58125671A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS6017372A (en
Inventor
Tatsu Hatsuta
Tai Kusakabe
Takahiro Asai
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Cable Ltd
Original Assignee
Hitachi Cable Ltd
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Publication date
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  • Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)
  • Control Of Linear Motors (AREA)
  • Control Of Vehicles With Linear Motors And Vehicles That Are Magnetically Levitated (AREA)
  • Train Traffic Observation, Control, And Security (AREA)

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。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Object of the Invention] The present invention relates to a system for continuously detecting the position of a moving object using guided radio.

[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、走行路に沿つ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、これに応じ
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。
[Background of the Invention] For example, in the automatic operation of a linear motor car, the position of the car body is constantly detected on the ground within the distance between motor poles (propulsion coils) placed at regular intervals along the running route. , it is considered essential for the smooth operation of this vehicle to rationally adjust the frequency, amplitude, and phase of the field current accordingly.

現在、この要請に応える手段として提案されて
いるもののうち最も代表的な方式を第1図および
第2図に基いて説明する。
The most typical method among those currently proposed as means to meet this demand will be explained with reference to FIGS. 1 and 2.

第1図において、1,2,3はそれぞれ導体、
4は導体1,2,3により形成される誘導無線線
路、5は移動体塔載アンテナである。
In Figure 1, 1, 2, and 3 are conductors, respectively.
4 is an inductive radio line formed by conductors 1, 2, and 3, and 5 is a mobile tower-mounted antenna.

各導体1,2,3は平面上に周期P(モーター
極間距離の2倍)でもつて波形形状に折り曲げら
れ、P/3ずつずらして敷設されているので、線
路4全体としては周期Pの繰り返し構造となつて
いる。アンテナ5としては、枠型ループコイルが
用いられ、これを50〜200KHzの高周波電流によ
り励振すると、アンテナ5により形成される磁界
は線路4に鎖交して各導体1,2,3の間に電圧
が誘起される。
Each of the conductors 1, 2, and 3 is bent into a waveform shape on a plane with a period P (twice the distance between the motor poles), and is laid staggered by P/3, so the line 4 as a whole has a period P. It has a repeating structure. A frame-shaped loop coil is used as the antenna 5, and when this is excited with a high frequency current of 50 to 200 KHz, the magnetic field formed by the antenna 5 interlinks with the line 4 and is distributed between each conductor 1, 2, and 3. A voltage is induced.

線路4の起点からアンテナ5(車体)までの距
離をzとすれば、アンテナ5の寸法、アンテナ5
と線路4との離隔距離を適当に選択することによ
り、各導体1,2,3の間の誘導電圧をzについ
て正弦波状とすることができる。
If the distance from the starting point of the track 4 to the antenna 5 (vehicle body) is z, the dimensions of the antenna 5, the antenna 5
By appropriately selecting the separation distance between the conductors 1, 2, and 3, the induced voltage between each conductor 1, 2, and 3 can be made sinusoidal in z.

いま、線路4の端末における導体1と2、2と
3、3と1間の電圧をそれぞれV12(z)、V23
(z)、V31(z)とすれば、 V12(z)=kcos2πz/P・e-z V23(z)=kcos2π(z+P/3)/P・e-z V31(z)=kcos2π(z+2P/3)/P・e-z
………(1) と現わすことができる。
Now, the voltages between conductors 1 and 2, 2 and 3, and 3 and 1 at the terminals of line 4 are V12 (z) and V23, respectively.
(z), V31(z), then V12(z)=kcos2πz/P・e -z V23(z)=kcos2π(z+P/3)/P・e -z V31(z)=kcos2π( z+2P/3)/P・e -z
It can be expressed as ……(1).

ここで、k:常数、γ:線路の伝搬常数でγ=
α+jβ(α:線路の減衰常数、β:線路の位相常
数)である。
Here, k: constant, γ: line propagation constant, γ=
α+jβ (α: attenuation constant of the line, β: phase constant of the line).

ここで、V12(z)、V23(z)、V31(z)に次の
信号処理を施し、正相電圧Vp(z)および逆相電
圧Vn(z)を得たものとする。
Here, it is assumed that the following signal processing is performed on V12 (z), V23 (z), and V31 (z) to obtain a positive sequence voltage Vp (z) and a negative sequence voltage Vn (z).

Vp(z)=V12(z)+e-j2/3V23(z) +ej2/3V31(z) Vn(z)=V12(z) +ej2/3V23(z)+e-j2/3V31(z) ………(2) (1)式を(2)式に代入して整理すると、 Vp(z)=(3/2)ke(-j2z/p)-z Vn(z)=(3/2)ke(j2z/p)-z ………(3) Vp(z)およびVn(z)の位相差をΦとすれ
ば、 Φ=∠Vp(z)−∠Vn(z)=4πz/p ………(4) ここで、∠:偏角を意味する記号である。
Vp (z) = V12 (z) + e -j2/3 V23 (z) +e j2/3 V31 (z) Vn (z) = V12 (z) +e j2/3 V23 (z) + e -j2/3 V31(z) ......(2) Substituting equation (1) into equation (2) and rearranging, Vp(z) = (3/2)ke (-j2z/p)-z Vn (z) = (3/2) ke (j2z/p)-z ………(3) If the phase difference between Vp (z) and Vn (z) is Φ, then Φ = ∠Vp ( z)−∠Vn(z)=4πz/p (4) Here, ∠: is a symbol meaning an argument.

すなわち、Φは第2図に示すようにz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の測定を通じ、アンテナ(車体)位置を
P/2の周期で連続的に測定することができる。
That is, Φ is z as shown in Fig. 2.
Each time it increases, it shows a linear increase of 2π, and by measuring Φ, the antenna (vehicle body) position can be measured continuously at a period of P/2.

また、次のように、V12(z)、V23(z)、V31
(z)の絶対値のみを利用して検知することもで
きる。線路始端で各導体間の誘起電圧を直線検波
してその包絡線の絶対値を求め、その自乗値を求
めれば、 |V12(z)|2=k2cos22πz/P=k2(1+cos4π
z/P) |V23(z)|2=k2[1+cos4π(z+P/3)/
P]=k2[1+cos{(4πz/P)−2π/3}] |V31(z)|2=k2[1+cos4π(z+2P/3)/
P]=k2[1+cos{(4πz/P)+2π/3}]………
(5) いま、角周波数ωoの搬送波を(5)式の各々の値
で変調し、これらの値をそれぞれVu(z)、Vv
(z)、Vw(z)とすると、 Vu(z)=k2(1+cos4πz/P)・ejot Vv(z)=k2[1+cos{(4πz/P)−2π/3}]・
ejot Vw(z)=k2[1+cos{(4πz/P)+2π/3}]・
ejot ………(6) となる。
Also, V12(z), V23(z), V31 as follows:
Detection can also be performed using only the absolute value of (z). If we linearly detect the induced voltage between each conductor at the starting end of the line, find the absolute value of its envelope, and find its square value, we get |V12(z)| 2 = k 2 cos 2 2πz/P = k 2 (1 + cos4π
z/P) |V23(z)| 2 = k 2 [1+cos4π(z+P/3)/
P]=k 2 [1+cos {(4πz/P)−2π/3}] |V31(z)| 2 =k 2 [1+cos4π(z+2P/3)/
P]=k 2 [1+cos {(4πz/P)+2π/3}]...
(5) Now, the carrier wave of angular frequency ωo is modulated by each value of equation (5), and these values are expressed as Vu (z) and Vv, respectively.
(z) and Vw(z), then Vu(z)=k 2 (1+cos4πz/P)・e jot Vv(z)=k 2 [1+cos{(4πz/P)−2π/3}]・
e jot Vw (z) = k 2 [1 + cos {(4πz/P) + 2π/3}]・
e jot ………(6).

いま、(6)式の各々の電圧に信号処理を施し、正
相電圧Vp′(z)および逆相電圧Vn′(z)を得る。
Now, signal processing is applied to each voltage in equation (6) to obtain a positive sequence voltage Vp'(z) and a negative sequence voltage Vn'(z).

Vp′(z)=Vu(z)+e-j2/3Vv(z) +ej2/3Vw(z) Vn′(z)=Vu(z)+ej2/3Vv(z) +e-j2/3Vw(z) ………(7) (6)式および(7)式から次式が得られる。Vp′ (z) = Vu (z) + e -j2/3 Vv (z) +e j2/3 Vw (z) Vn′ (z) = Vu (z) + e j2/3 Vv (z) +e - j2/3 Vw (z) ......(7) The following equation is obtained from equations (6) and (7).

Vp′(z)=(2/3)k2e(-j4z/P)+jot Vn′(z)=(2/3)k2e(j4z/P)+jot ………(8) Vp′(z)、Vn′(z)と搬送波電源から導かれる
基準信号との位相を比較することにより次式が得
られる。
Vp′(z)=(2/3)k 2 e (-j4z/P)+jot Vn′(z)=(2/3)k 2 e (j4z/P)+jot ......(8) By comparing the phases of Vp'(z), Vn'(z) and the reference signal derived from the carrier wave power source, the following equation is obtained.

Φ′=∠Vn′(z)−∠ejot =−(∠Vp′(z)−∠ejot)=4πz/P………(9
) すなわち、(4)式と全く同じ結果が得られ、車体
位置をP/2の周期で連続的に測定することがで
きる。
Φ′=∠Vn′(z)−∠e jot =−(∠Vp′(z)−∠e jot )=4πz/P……(9
) That is, exactly the same result as in equation (4) is obtained, and the vehicle body position can be measured continuously at a period of P/2.

(9)式の関係は上述のようにアナログ的方法のみ
ならず、次のようにデイジタル的方法からも求め
ることができる。
The relationship in equation (9) can be obtained not only by the analog method as described above, but also by the digital method as follows.

(5)、(6)、(7)式から直に、 Vp′=[{|V12(z)|2−(1/2)|V23(z)|2
(1/2)|V31(z)|2} −j(√3/2)・{|V23(z)|−|V31(z)|2
]・ejot Vn′=[{|V12(z)|2−(1/2)|V23(z)|2
(1/2)|V31(z)|2} +j(√3/2)・{|V23(z)|2−|V31(z)|2
}]・ejot………(10) (9)および(10)式から次式が得られる。
Directly from equations (5), (6), and (7), Vp′ = [{|V12(z)| 2 − (1/2) | V23(z) | 2
(1/2) | V31 (z) | 2 } −j (√3/2)・{ | V23 (z) | − | V31 (z) | 2 }
]・e jot Vn′=[{|V12(z)| 2 −(1/2)|V23(z)| 2
(1/2) | V31 (z) | 2 } +j (√3/2)・{ | V23 (z) | 2 − | V31 (z) | 2
}]・e jot ......(10) The following equation is obtained from equations (9) and (10).

(4π/P)z=∠Vn′(z)−∠ejot=tan-1[(√
3/2){|V23(z)|2 −|V31(z)|2}/{|V12(z)|−(1/2)(|
V23(z)|2+|V31(z)|2)}]………(11) すなわち、隣接導体間の電圧を直線検波するこ
とにより得られた|V12(z)|、|V23(z)|、|
V31(z)|をAD変換器によりデイジタル量に変
換し、これを(11)式にもとずいてコンピユータによ
りデイジタル処理することにより、移動体位置z
を知ることができる。
(4π/P)z=∠Vn′(z)−∠e jot =tan -1 [(√
3/2) {|V23(z)| 2 −|V31(z)| 2 }/{|V12(z)|−(1/2)(|
V23(z)| 2 +|V31(z)| 2 )}]……(11) In other words, |V12(z)|, |V23(z) obtained by linear detection of the voltage between adjacent conductors ) |, |
By converting V31(z) into a digital quantity using an AD converter and digitally processing this using a computer based on equation (11), the moving body position z can be calculated.
can be known.

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。
However, the above method has the following drawbacks.

すなわち、各導体1,2,3の周期Pはリニア
モーターカー極間距離の2倍に等しくちらなけれ
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、従つて導体周期Pは約12mとしなければ
ならなくなる。
In other words, the period P of each conductor 1, 2, and 3 must be equal to twice the distance between the poles of a linear motor car, but in a practical linear motor car, the distance between the motor poles is expected to be approximately 6 m. Therefore, the conductor period P must be approximately 12 m.

このため、線路4の製造が困難となり、高価と
なる恐れがある。
Therefore, manufacturing the line 4 may be difficult and expensive.

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zについて純粋な正
弦破状となることが必要であり、このためアンテ
ナ5の長さLはP/7〜P/5(P=12mの場合
は1.7〜2.4m)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けなければなら
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。
In addition, in order to realize this method, it is necessary that the induced voltage between each conductor has a pure sine-broken shape with respect to z, as shown in equation (1), and therefore the length L of the antenna 5 is It becomes extremely large, P/7 to P/5 (1.7 to 2.4 m when P=12 m). When attaching an antenna to a car body, it is necessary to provide a notch in the car body to avoid the effects of eddy currents flowing through the car body, but it is not desirable from the viewpoint of the mechanical strength of the car body that this becomes large.

[発明の目的] 本発明は移動体の位置検知周期を線路の導体周
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でき、また車上ア
ンテナを小型化でき、さらには線路の製造を容易
化できる移動体位置検知方式の提供を目的とする
ものである。
[Object of the invention] The present invention can make the position detection period of a moving object equal to the conductor period P of the track, and when this is applied to automatic operation of a linear motor car, the conductor period P can be made equal to the distance between motor poles. It is an object of the present invention to provide a moving body position detection method that can be used in the same manner as described above, that can reduce the size of the on-board antenna, and that can also facilitate the manufacture of railway tracks.

[発明の概要] 本発明の要点は、移動体の走行路に沿つて、P
の周期構造を有し、かつ各導体が長手方向にP/
3ずつずらして配置された3本の導体と、これら
3本の導体と並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、この誘導無線線路を
移動体塔載アンテナで励振することにより上記3
本の各導体と直線状導体との間に誘起される3つ
の電圧を直線検波してその包絡線(これをそれぞ
れ|V10(z)|、|V20(z)|、|V30(z)|とす
る)を求め、これらの量をデイジタル量に変換
し、 z=(P/2π)tan-1[(√3/2){−|V20(z)|+
|V30(z)|}/{|V10(z)| −(1/2)(|V20(z)|+|V30(z)|)}] の演算を行わしめ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にある。
[Summary of the Invention] The main point of the present invention is to
has a periodic structure, and each conductor has a periodic structure of P/
An inductive radio line has been laid, consisting of three conductors arranged at three-point intervals and a straight conductor parallel to these three conductors, and this inductive radio line is excited by a mobile tower-mounted antenna. According to 3 above
The three voltages induced between each conductor of the book and the straight conductor are linearly detected and their envelopes (respectively |V10(z)|, |V20(z)|, |V30(z)| ) and convert these quantities into digital quantities, z=(P/2π) tan -1 [(√3/2) {−|V20(z)|+
|V30(z)|}/{|V10(z)|-(1/2)(|V20(z)|+|V30(z)|)}] The position of the moving object can be determined by calculating The purpose is to continuously detect at a period P.

本発明の原理を第3図に基いて説明する。 The principle of the present invention will be explained based on FIG.

第3図において、11、12,13,14はそ
れぞれ導体であつて、導体11,12,13は周
期P(モーター極間距離の2倍)でもつて波形形
状に折り曲げられ、かつP/3ずつずらして配置
され、導体14は導体11,12,13と並行し
て直線状に配置されることによつて誘導無線線路
15が形成されている。
In Fig. 3, 11, 12, 13, and 14 are conductors, respectively, and the conductors 11, 12, and 13 are bent into a waveform shape with a period P (twice the distance between motor poles), and each is bent by P/3. The conductor 14 is arranged in a straight line in parallel with the conductors 11, 12, and 13, thereby forming a guided radio line 15.

16は移動体塔載アンテナ、17,18,1
9,20はそれぞれ各回線の特性インピーダンス
と整合をとるための終端抵抗である。
16 is a mobile antenna, 17, 18, 1
9 and 20 are terminating resistors for matching the characteristic impedance of each line.

アンテナ5を高周波電流により励振することに
より、各導体11,12,13,14の間に電圧
が誘起される。線路15の始端において導体11
と14,12と14,13と14の間に現われる
電圧をそれぞれV10(z)、V20(z)、V30(z)と
すると、 V10(z)=k1(1+k2cos2 πz/P)e-z V20(z)=k1[+k2cos2 π(z+P/3)/P]
e〓z V30(z)=k1[1+k2cos2 π(z+2P/3)/
P]e-z ………(12) ここで、k1、k2:常数。
By exciting the antenna 5 with a high frequency current, a voltage is induced between each conductor 11, 12, 13, and 14. Conductor 11 at the starting end of line 15
Assuming that the voltages appearing between V20(z)=k1[+k2cos2 π(z+P/3)/P]
e〓 z V30(z)=k1[1+k2cos2 π(z+2P/3)/
P]e -z ……(12) Here, k1, k2: constants.

K1>k2となることは第3図から明らかであり、
(10)式右辺の( )または[ ]内の値はzの任意
の値について常に正である。
It is clear from Figure 3 that K1>k2,
The value in parentheses or [ ] on the right side of equation (10) is always positive for any value of z.

いま、線路15の始端で上記の電圧を直接検波
し、その包絡線を求めると次式のようになる。
Now, if the above voltage is directly detected at the starting end of the line 15 and its envelope is determined, the following equation is obtained.

|V10(z)|=k1(1+k2cos2 πz/P)e-z |V20(z)|=k1[1+k2cos2 π(z+P/
3)/P]・e-z |V30(z)|=k1[1+k2cos2 π(z+2P/
3)/P]・e-z ………(13) ここで、角周波数ωoの新たな搬送波を(11)式の
各々の電圧で変調しそれぞれをVu″(z)、
Vv″(z)、Vw″(z)とすると次式のようになる。
|V10(z)|=k1(1+k2cos2 πz/P)e -z |V20(z)|=k1[1+k2cos2 π(z+P/
3)/P]・e -z |V30(z)|=k1[1+k2cos2 π(z+2P/
3)/P]・e -z ......(13) Here, the new carrier wave of angular frequency ωo is modulated with each voltage in equation (11), and each is expressed as Vu''(z),
Assuming Vv″(z) and Vw″(z), the following equation is obtained.

Vu″(z)=|V10(z)|ejot=k1(1+k2c
os2 πz/P)・e-z+jot Vv″(z)=|V20(z)|ejot=k1[1+k2c
os2 π(z+P/3)/P]・e-z+jot Vw″(z)=|V30(z)|ejot=k1[1+k2c
os2 π(z+2P/3)/P]・e-z+jot………(14
) これらの電圧に次の信号処理を施し、正相電圧
Vp″(z)および逆相電圧Vn″(z)を導く。
Vu″(z)=|V10(z)|e jot =k1(1+k2c
os2 πz/P)・e -z+jot Vv″(z)=|V20(z)|e jot =k1[1+k2c
os2 π(z+P/3)/P]・e -z+jot Vw″(z)=|V30(z)|e jot =k1[1+k2c
os2 π(z+2P/3)/P]・e -z+jot ………(14
) The following signal processing is applied to these voltages to obtain the positive sequence voltage.
Vp″(z) and negative sequence voltage Vn″(z) are derived.

Vp″(z)=Vu″(z)+e-j2/3Vv″(z
)+ej2/3Vw″(z) Vn″(z)=Vu″(z)+ej2/3Vv″(z
)+e-j2/3Vw″(z)………(15) (14)式および(15)式から直ちに次式が得ら
れる。
Vp″(z)=Vu″(z)+e -j2/3 Vv″(z
)+e j2/3 Vw″(z) Vn″(z)=Vu″(z)+e j2/3 Vv″(z
)+e -j2/3 Vw″(z)……(15) The following equation can be obtained immediately from equations (14) and (15).

Vp″(z)=(3/2)k1・k2・e-z+(j2z
/P)+j
ot Vn″(z)=(3/2)k1・k2・e-z-(j2z
/P)+j
ot………(16) 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″を求めることができる。
Vp″(z)=(3/2)k1・k2・e -z+(j2z
/P)+j
ot Vn″(z)=(3/2)k1・k2・e -z-(j2z
/P)+j
ot ......(16) By comparing Vp'' (z) or Vn'' (z) with the reference phase signal derived from the carrier wave power source, Φ'' of the following equation can be obtained.

Φ″=∠Vp″(z)−∠ejot=−(∠Vn″(z
)−∠ejot=2πz/P………(17) すなわち、Φ″の測定を通じ、移動体位置zを
Pの周期で連続的に知ることができる。
Φ″=∠Vp″(z)−∠e jot =−(∠Vn″(z
)−∠e jot =2πz/P (17) That is, through the measurement of Φ″, the moving body position z can be continuously known at a period of P.

また、Φ″は次のデイジタル的方法により求め
られることができる。
Further, Φ'' can be determined by the following digital method.

(14)〜(17)式から直ちに次式が得られる。 The following equation is immediately obtained from equations (14) to (17).

(2π/P)z=Φ″=tan-1[(√3/2){−|V20(z
)|+|V30(z)|}/{|V10(z)| −(1/2)(|V20(z)|+|V30(z)|)}]…
……(18) すなわち、V10(z)、V20(z)、V30(z)を包
絡線検波することにより|V10(z)|、|V20
(z)|、|V30(z)|を求め、これらの量をAD変
換器によりデイジタル量に変換し、(18)式右辺
の演算をデイジタル的に処理することにより
Φ″を求め、これによつて移動体位置zをPの周
期で連続的に知ることができる。
(2π/P)z=Φ″=tan -1 [(√3/2){−|V20(z
)|+|V30(z)|}/{|V10(z)| −(1/2)(|V20(z)|+|V30(z)|)}]...
...(18) That is, by envelope detection of V10(z), V20(z), and V30(z), |V10(z)|, |V20
(z) |, |V30(z)|, convert these quantities into digital quantities using an AD converter, digitally process the calculation on the right side of equation (18) to find Φ″, and from this Therefore, the moving body position z can be continuously known at a period of P.

本発明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。
Although the present invention is applicable to detecting the position of various moving bodies, it can be particularly suitably applied to automatic operation of linear motor cars.

この場合、誘導無線線路はリニアモーターカー
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。
In this case, the guided radio line can be formed by laying a conductor in a predetermined shape parallel to the track of the linear motor car, but the propulsion coil of the linear motor car can also be used.

第4図はリニアモーターカーの推進コイルの構
造の概要を示したものであり、矩形状のループコ
イルu、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0〜30Hz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の周期構造を有し、かつ長手方
向にP/3ずつずらして配置される3本の導体
(第3図の11,12,13)に対応させて使用
できる。
FIG. 4 shows an outline of the structure of a propulsion coil for a linear motor car, in which rectangular loop coils u, v, and w form motor poles. When a traveling wave magnetic field is formed by passing a positive or negative phase current of approximately 0 to 30 Hz through the loop coils u, v, and w, this acts on the electromagnet on the vehicle to generate thrust. Each loop coil u, v, w forming this propulsion coil has a periodic structure of P, and three conductors (11, 12, 12 in Fig. 3, 13).

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、前にも述べた通り界磁
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すれば利
点は大きい。
In the operation of a linear motor car, the detection of the vehicle body position is required to adjust the field current as mentioned earlier, and if the loop coil is used as part of the inductive wireless line in the present invention, The benefits are great.

第5図は本発明における誘導無線線路をリニア
モーターカーの推進コイルを利用して構成した場
合の一例を示すものであり、推進コイルを形成す
るループコイルu、v、wおよびこれらに並行し
て設けられた直線状導体sとによつて誘導無線線
路が構成される。
FIG. 5 shows an example of the case where the guided radio line according to the present invention is constructed using the propulsion coil of a linear motor car, and shows the loop coils u, v, w forming the propulsion coil and the loop coils u, v, w in parallel with these. A guided radio line is constituted by the provided linear conductor s.

[発明の実施例] 第3図および第6図に基いて本発明の一実施例
について説明する。
[Embodiment of the Invention] An embodiment of the present invention will be described based on FIGS. 3 and 6.

第6図は線路15の端末に接続された信号処理
装置の構成例を示したものであり、21−1,2
1−2,21−3は帯域通過炉波器、22−1,
22−2,22−3は検波器、23−1,23−
2,23−3はAD変換器、24はデイジタルコ
ンピユータ、25はデイジタル変換装置である。
FIG. 6 shows an example of the configuration of a signal processing device connected to the terminal of the line 15.
1-2, 21-3 are band pass wave generators, 22-1,
22-2, 22-3 are detectors, 23-1, 23-
2, 23-3 are AD converters, 24 is a digital computer, and 25 is a digital converter.

高周波電源(図示せず)で励振されたアンテナ
16により磁界が形成されると、この磁界により
各導体11,12,13,14間には電圧が誘起
される。
When a magnetic field is formed by the antenna 16 excited by a high frequency power source (not shown), a voltage is induced between each conductor 11, 12, 13, and 14 by this magnetic field.

ここでは、導体11と14、12と14、13
と14の間に誘起される電圧について、第6図の
信号処理装置によつて次のような信号処理が行わ
れる。
Here, conductors 11 and 14, 12 and 14, 13
The signal processing device shown in FIG. 6 performs the following signal processing on the voltage induced between and 14.

導体11と14間の電圧V10(z)は帯域通過
炉波器21−1によつて雑音電圧が除去され、次
いで検波器22−1によつて直線検波されたAD
変換器23−1に導かれデイジタル量に変換され
る。導体12と14間の電圧V20(z)および導
体13と14間の電圧V30(z)も同様に帯域通
過炉波器21−2,21−3、検波器22−2,
22−3を通つてAD変換器23−2,23−3
に導かれる。
The voltage V10 (z) between the conductors 11 and 14 is an AD signal whose noise voltage is removed by a bandpass detector 21-1, and then linearly detected by a detector 22-1.
The signal is guided to a converter 23-1 and converted into a digital quantity. Similarly, the voltage V20 (z) between the conductors 12 and 14 and the voltage V30 (z) between the conductors 13 and 14 are also applied to the bandpass wave detectors 21-2, 21-3, the wave detectors 22-2,
AD converter 23-2, 23-3 through 22-3
guided by.

各AD変換器23−1,23−2,23−3か
らはそれぞれ|V10(z)|、|V20(z)|、|V30
(z)|が出力され、デイジタルコンピユータ24
に導かれる。ここで(18)式の演算がデイジタル
的に処理され、正相電圧Vp″(z)の位相Φ″が求
められ、移動体位置zがデイジタル表示器25に
表示される。また、この量を直接制御用信号とし
て用いることができることは勿論である。なお、
(18)式の右辺においてtan−1の数値をデイジタ
ル的に求める方法は現在すでに確率されており、
例えば級数表示を利用する方法または数表を検索
する方法が知られている。
From each AD converter 23-1, 23-2, 23-3, |V10(z)|, |V20(z)|, |V30
(z) | is output and the digital computer 24
guided by. Here, the calculation of equation (18) is digitally processed, the phase Φ'' of the positive phase voltage Vp'' (z) is obtained, and the moving body position z is displayed on the digital display 25. Moreover, it goes without saying that this amount can be used as a direct control signal. In addition,
The method of digitally calculating the value of tan-1 on the right side of equation (18) has already been established,
For example, a method using a series representation or a method of searching a numerical table is known.

本発明において使用される誘導無線線路の導体
形状として、第3図においては梯形波状のもの、
第5図においては矩形状コイルを連鎖的に接続し
たものをあげたが、導体形状は三角波状または矩
形波状のものであつてもよい。また、第3図およ
び第5図に示されるような平形の構造に限られる
ものではなく、螺旋状の形状のものであつてもよ
い。
The conductor shape of the guided radio line used in the present invention is a trapezoidal wave shape in FIG.
In FIG. 5, rectangular coils are connected in a chain, but the conductor shape may be triangular or rectangular. Further, the structure is not limited to a flat structure as shown in FIGS. 3 and 5, but may be a spiral structure.

また、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つて移
動する移動体の位置検知に広く適用可能である。
In addition, although the explanation has been given using a linear motor car as an example of application of the present invention, the present invention is not limited to this, and it can be applied to railway vehicles, various new transportation systems, cranes, transportation vehicles, etc. that move along a fixed running route. It is widely applicable to detecting the position of moving objects.

[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期
P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。
[Effects of the Invention] As explained above, according to the present invention, the detection period of the moving body position can be made equal to the period P of the conductor shape of the guided radio line. That is, compared to the conventional method in which the detection period is P/2, the same detection period can be obtained even if the conductor period is halved. Therefore, manufacturing of the line becomes easy and the cost of the line can be reduced. In addition, if the period of the conductor is shortened, the size of the mobile tower-mounted antenna can be reduced proportionally.
The antenna can be easily attached to the vehicle body, and there is no need to provide a large cutout in the vehicle body, which eliminates concerns regarding the strength of the vehicle body.

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、その地上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。
When the present invention is applied to the position detection of a linear motor car, the ground propulsion coil can be used for multiple purposes as a guided radio line for position detection, and it can greatly contribute to the economicalization of the system configuration. .

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

第1図は従来方式の説明図、第2図は移動体位
置zと位相差との関係の説明図、第3図は本発明
の原理および一実施例の説明図、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上推進コイルを本
発明の誘導無線線路として使用する場合の概略説
明図、第6図は本発明に使用される信号処理装置
の一実施例の説明図である。 11,12,13:導体、14:直線状導体、
15:誘導無線線路、16:移動体塔載アンテ
ナ、21−1,21−2,21−3:帯域通過炉
波器、22−1,22−2,22−3:検波器、
23−1,23−2,23−3:AD変換器、2
4:デイジタルコンピユータ、25:デイジタル
表示装置。
Fig. 1 is an explanatory diagram of the conventional method, Fig. 2 is an explanatory diagram of the relationship between the moving body position z and the phase difference, Fig. 3 is an explanatory diagram of the principle and one embodiment of the present invention, and Fig. 4 is an explanatory diagram of the linear motor. A schematic explanatory diagram of the ground propulsion coil of a car, FIG. 5 is a schematic explanatory diagram of the case where the ground propulsion coil of a linear motor car is used as the guided radio line of the present invention, and FIG. 6 is a signal processing device used in the present invention. FIG. 2 is an explanatory diagram of one embodiment of the invention. 11, 12, 13: conductor, 14: linear conductor,
15: Guided radio line, 16: Mobile tower-mounted antenna, 21-1, 21-2, 21-3: Band pass reactor wave detector, 22-1, 22-2, 22-3: Wave detector,
23-1, 23-2, 23-3: AD converter, 2
4: Digital computer, 25: Digital display device.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 移動体の走行路に沿つて、Pの周期構造を有
し、かつ各導体が長手方向にP/3ずつずらして
配置された3本の導体と、これら3本の導体と並
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、この誘導無線線路を移動体塔載アン
テナで励振することにより上記3本の各導体と直
線状導体との間に誘起される3つの電圧を直線検
波してその包絡線(これをそれぞれ|V10(z)
|、|V20(z)|、|V30(z)|とする)を求め、
これらの量をデイジタル量に変換し、 z=(P/2π)tan-1[(√3/2){−|V20(z)|+
|V30(z)|}/{|V10(z)| −(1/2)(|V20(z)|+|V30(z)|)}] の演算を行わしめ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。
[Claims] 1. Three conductors having a P periodic structure and arranged with each conductor shifted by P/3 in the longitudinal direction; An inductive radio line consisting of a conductor and a straight conductor is laid down, and when this inductive radio line is excited by a mobile tower-mounted antenna, waves are induced between each of the above three conductors and the straight conductor. Linearly detect the three voltages and calculate their envelopes (respectively |V10(z)
|, |V20(z)|, |V30(z)|),
Convert these quantities into digital quantities, z=(P/2π) tan -1 [(√3/2) {−|V20(z)|+
|V30(z)|}/{|V10(z)|-(1/2)(|V20(z)|+|V30(z)|)}] The position of the moving object can be determined by calculating A moving body position detection method characterized by continuous detection at a period P.
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