JP3239227B2 - 移動体の位置検知装置 - Google Patents
移動体の位置検知装置Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、移動体の位置検知装置
に関し、特に、交差誘導線を用いた移動体の位置検知装
置における位置検知精度を高める技術に関する。
に関し、特に、交差誘導線を用いた移動体の位置検知装
置における位置検知精度を高める技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】例えば、磁気浮上式鉄道では、列車の位
置検知に交差誘導線を用いた方式が採用されている。か
かる位置検知は、列車の走行軌道に沿って例えば６相の
交差誘導線を等間隔で交差するようにして布設する一
方、車上側に送信アンテナを設ける。そして、送信アン
テナから車上信号を送信して交差誘導線でこれを受信
し、この受信信号を基にして車両位置情報として位相角
を検出して列車位置を検知する。即ち、位相角の０°〜
３６０°（１相の交差誘導線の１周期に相当する）を１
セルとし、検出した位相角が３６０°→０°に変化する
毎にセル数をカウントすることで、セル数とその時の位
相角から列車の位置が検知できる。
置検知に交差誘導線を用いた方式が採用されている。か
かる位置検知は、列車の走行軌道に沿って例えば６相の
交差誘導線を等間隔で交差するようにして布設する一
方、車上側に送信アンテナを設ける。そして、送信アン
テナから車上信号を送信して交差誘導線でこれを受信
し、この受信信号を基にして車両位置情報として位相角
を検出して列車位置を検知する。即ち、位相角の０°〜
３６０°（１相の交差誘導線の１周期に相当する）を１
セルとし、検出した位相角が３６０°→０°に変化する
毎にセル数をカウントすることで、セル数とその時の位
相角から列車の位置が検知できる。
【０００３】ところで、交差誘導線の受信信号は、交差
誘導線の布設精度やノイズ等の影響で誤差が存在するた
め、従来では、位置検知精度を上げるために、位相角を
一定サンプリング間隔で検出し、検出した位相角の移動
平均をとるようにしていた。
誘導線の布設精度やノイズ等の影響で誤差が存在するた
め、従来では、位置検知精度を上げるために、位相角を
一定サンプリング間隔で検出し、検出した位相角の移動
平均をとるようにしていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな移動平均による位相角の補正方法では、加減速度の
大きい車両の場合には、位置検知精度を改善するには不
充分であった。本発明は上記の事情に鑑みなされたもの
で、移動体の速度変化が大きい場合でも充分な位置検知
精度を得ることが可能な移動体の位置検知装置を提供す
ることを目的とする。
うな移動平均による位相角の補正方法では、加減速度の
大きい車両の場合には、位置検知精度を改善するには不
充分であった。本発明は上記の事情に鑑みなされたもの
で、移動体の速度変化が大きい場合でも充分な位置検知
精度を得ることが可能な移動体の位置検知装置を提供す
ることを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】このため、本発明は、図
１に示すように、移動体からの信号を受信する交差誘導
線を移動体の移動方向に沿って設け、移動体の移動に伴
って変化する前記交差誘導線の受信信号に基づいて移動
***置情報を所定サンプリング毎に検出し、検出した移
動***置情報に基づいて移動体の位置を検知する構成の
移動体の位置検知装置において、前記交差誘導線からの
受信信号に基づいて所定のサンプリング間隔で前記移動
***置情報として位相角を検出する移動***置情報検出
手段と、該移動***置情報検出手段で検出された位相角
を最小２乗法により補正する情報補正手段とを備えて構
成した。
１に示すように、移動体からの信号を受信する交差誘導
線を移動体の移動方向に沿って設け、移動体の移動に伴
って変化する前記交差誘導線の受信信号に基づいて移動
***置情報を所定サンプリング毎に検出し、検出した移
動***置情報に基づいて移動体の位置を検知する構成の
移動体の位置検知装置において、前記交差誘導線からの
受信信号に基づいて所定のサンプリング間隔で前記移動
***置情報として位相角を検出する移動***置情報検出
手段と、該移動***置情報検出手段で検出された位相角
を最小２乗法により補正する情報補正手段とを備えて構
成した。
【０００６】また、前記情報補正手段は、前記移動***
置情報検出手段で検出された位相角における３６０°か
ら０°又は０°から３６０°への不連続点を検出する位
相角不連続点検出手段と、該位相角不連続点検出手段が
不連続点を検出した時に前記移動***置情報検出手段で
検出された不連続点後の位相角を不連続点前の位相角に
対して連続的な位相角値に変換する位相角値変換手段
と、該位相角値変換手段で変換された位相角値の最新の
所定個のデータを記憶保持するデータ記憶手段と、前記
データ記憶手段に記憶されている最も古いデータ値が前
記不連続点直後の位相角値となった時に前記データ記憶
手段のデータ値を書き換えるデータ書換え手段と、該デ
ータ記憶手段のデータ値に基づいて前記データ書換え手
段によるデータ書換え毎に位相角基準点を３６０°移行
して最小２乗法により検出位相角の補正を行う位相角補
正手段とを備える構成とするとよい。
置情報検出手段で検出された位相角における３６０°か
ら０°又は０°から３６０°への不連続点を検出する位
相角不連続点検出手段と、該位相角不連続点検出手段が
不連続点を検出した時に前記移動***置情報検出手段で
検出された不連続点後の位相角を不連続点前の位相角に
対して連続的な位相角値に変換する位相角値変換手段
と、該位相角値変換手段で変換された位相角値の最新の
所定個のデータを記憶保持するデータ記憶手段と、前記
データ記憶手段に記憶されている最も古いデータ値が前
記不連続点直後の位相角値となった時に前記データ記憶
手段のデータ値を書き換えるデータ書換え手段と、該デ
ータ記憶手段のデータ値に基づいて前記データ書換え手
段によるデータ書換え毎に位相角基準点を３６０°移行
して最小２乗法により検出位相角の補正を行う位相角補
正手段とを備える構成とするとよい。
【０００７】
【作用】上記の構成において、所定サンプリング間隔で
検出した位相角に最小２乗法を適用して、検出した位相
角を補正するので、加減速度が大きい移動体に対して
も、充分な移動***置検知精度が得られるようになる。
また、交差誘導線の受信信号を所定のサンプリング間隔
でサンプリングした位相角が、移動体の移動方向によっ
て３６０°から０°又は０°から３６０°へ不連続に変
化するのを検出し、不連続点が検出された時には、不連
続点後の検出された位相角を、不連続点前の位相角に対
して連続的な位相角値に変換して記憶し、位相角のサン
プリング毎に記憶データを順次シフトして位相角値の最
新の所定個のデータを記憶する。この記憶されている最
も古いデータが不連続点後の位相角値となった時に、連
続的な値に書き換えられる前の値に書き換え、このデー
タの書換え毎に位相角の基準点を３６０°移行し、記憶
されたデータに基づいて最小２乗法により検出した位相
角を補正するようにすれば、不連続点付近の位相角に対
しても最小２乗法の適用が可能となり、位置検知精度を
高めることができる。また、データ記憶手段のデータ値
の書換えを行い位相角の基準点を移行することで、不連
続点付近の位相角を連続的な値に書き換えて記憶させる
場合でも、データ記憶手段の記憶容量がオーバーフロー
することが防げるようになる。
検出した位相角に最小２乗法を適用して、検出した位相
角を補正するので、加減速度が大きい移動体に対して
も、充分な移動***置検知精度が得られるようになる。
また、交差誘導線の受信信号を所定のサンプリング間隔
でサンプリングした位相角が、移動体の移動方向によっ
て３６０°から０°又は０°から３６０°へ不連続に変
化するのを検出し、不連続点が検出された時には、不連
続点後の検出された位相角を、不連続点前の位相角に対
して連続的な位相角値に変換して記憶し、位相角のサン
プリング毎に記憶データを順次シフトして位相角値の最
新の所定個のデータを記憶する。この記憶されている最
も古いデータが不連続点後の位相角値となった時に、連
続的な値に書き換えられる前の値に書き換え、このデー
タの書換え毎に位相角の基準点を３６０°移行し、記憶
されたデータに基づいて最小２乗法により検出した位相
角を補正するようにすれば、不連続点付近の位相角に対
しても最小２乗法の適用が可能となり、位置検知精度を
高めることができる。また、データ記憶手段のデータ値
の書換えを行い位相角の基準点を移行することで、不連
続点付近の位相角を連続的な値に書き換えて記憶させる
場合でも、データ記憶手段の記憶容量がオーバーフロー
することが防げるようになる。
【０００８】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説
明する。図２は本発明の移動体の位置検知装置の一実施
例を示す概略構成図である。図２において、移動体とし
ての例えば磁気浮上式の列車１の移動路に沿って、６相
の交差誘導線Ｕ１，Ｕ２，Ｖ１，Ｖ２，Ｗ１，Ｗ２が設
けられている。交差誘導線Ｕ１とＵ２は互いに１８０°
位相がずれて配設される。交差誘導線Ｖ１とＶ２及び交
差誘導線Ｗ１とＷ２も、同様である。そして、Ｕ１→Ｗ
２→Ｖ１→Ｕ２→Ｗ１→Ｖ２の順で６０°の位相間隔で
等間隔に交差している。そして、列車１側の先頭部に設
けた送信アンテナからの車上信号の受信レベルは、交差
誘導線Ｕ１，Ｕ２，Ｖ１，Ｖ２，Ｗ１，Ｗ２の交差点間
の開口部分で高くなり、交差点で低下する。
明する。図２は本発明の移動体の位置検知装置の一実施
例を示す概略構成図である。図２において、移動体とし
ての例えば磁気浮上式の列車１の移動路に沿って、６相
の交差誘導線Ｕ１，Ｕ２，Ｖ１，Ｖ２，Ｗ１，Ｗ２が設
けられている。交差誘導線Ｕ１とＵ２は互いに１８０°
位相がずれて配設される。交差誘導線Ｖ１とＶ２及び交
差誘導線Ｗ１とＷ２も、同様である。そして、Ｕ１→Ｗ
２→Ｖ１→Ｕ２→Ｗ１→Ｖ２の順で６０°の位相間隔で
等間隔に交差している。そして、列車１側の先頭部に設
けた送信アンテナからの車上信号の受信レベルは、交差
誘導線Ｕ１，Ｕ２，Ｖ１，Ｖ２，Ｗ１，Ｗ２の交差点間
の開口部分で高くなり、交差点で低下する。
【０００９】かかる交差誘導線Ｕ１，Ｕ２，Ｖ１，Ｖ
２，Ｗ１，Ｗ２からの受信信号は、それぞれの中継器２
Ａ〜２Ｆを介して図３の（ａ）に示す波形で信号受信部
３に入力される。信号受信部３に入力した受信信号は、
検波回路群４のそれぞれの入力信号に対応する検波回路
に入力して検波される。検波回路群４から出力される検
波出力（図３の（ｂ）に示す）は、サンプルホールド回
路群５の各サンプルホールド回路に入力し、その後、Ａ
／Ｄ入力処理部６でＡ／Ｄ変換され、マイクロコンピュ
ータで構成される演算処理部７に入力される。
２，Ｗ１，Ｗ２からの受信信号は、それぞれの中継器２
Ａ〜２Ｆを介して図３の（ａ）に示す波形で信号受信部
３に入力される。信号受信部３に入力した受信信号は、
検波回路群４のそれぞれの入力信号に対応する検波回路
に入力して検波される。検波回路群４から出力される検
波出力（図３の（ｂ）に示す）は、サンプルホールド回
路群５の各サンプルホールド回路に入力し、その後、Ａ
／Ｄ入力処理部６でＡ／Ｄ変換され、マイクロコンピュ
ータで構成される演算処理部７に入力される。
【００１０】演算処理部７では、交差誘導線Ｕ１とＵ２
からの受信信号、交差誘導線Ｖ１とＶ２からの受信信号
及び交差誘導線Ｗ１とＷ２からの受信信号の各加算を行
い、図３の（ｃ）に示すような合成波形を形成し、この
合成波形に基づいて図３の（ｄ）に示すように移動***
置情報として位相角を検出する。ここで、検出された位
相角は、図７に拡大して示すように、０°〜３６０°ル
ープの鋸歯状波である。このため、３６０°から０°
へ、又は０°から３６０°へ位相角が変化するような、
位相角の変化が不連続となる不連続点が存在する。従っ
て、このままの不連続点が存在する位相角データに対し
て最小２乗法を適用すると補正データに誤りが生じ、位
置検知精度を充分改善することができない。
からの受信信号、交差誘導線Ｖ１とＶ２からの受信信号
及び交差誘導線Ｗ１とＷ２からの受信信号の各加算を行
い、図３の（ｃ）に示すような合成波形を形成し、この
合成波形に基づいて図３の（ｄ）に示すように移動***
置情報として位相角を検出する。ここで、検出された位
相角は、図７に拡大して示すように、０°〜３６０°ル
ープの鋸歯状波である。このため、３６０°から０°
へ、又は０°から３６０°へ位相角が変化するような、
位相角の変化が不連続となる不連続点が存在する。従っ
て、このままの不連続点が存在する位相角データに対し
て最小２乗法を適用すると補正データに誤りが生じ、位
置検知精度を充分改善することができない。
【００１１】そこで、本実施例では、更に、検出された
位相角データに基づいて、後述の図４のフローチャート
に示すデータ変換処理を行って最小２乗法を用いて近似
演算を行って位相角データを補正し、この補正値に基づ
いて列車１の位置を検出（推定）する。検出された列車
位置信号は、伝送処理部８及び入出力インタフェース９
から電気−光変換されて光伝送路で伝送される。従っ
て、演算処理部７が、移動***置情報検出手段の機能及
び、位相角不連続点検出手段、位相角値変換手段、デー
タ書換え手段、データ記憶手段、位相角補正手段を備え
た情報補正手段の機能を備えている。
位相角データに基づいて、後述の図４のフローチャート
に示すデータ変換処理を行って最小２乗法を用いて近似
演算を行って位相角データを補正し、この補正値に基づ
いて列車１の位置を検出（推定）する。検出された列車
位置信号は、伝送処理部８及び入出力インタフェース９
から電気−光変換されて光伝送路で伝送される。従っ
て、演算処理部７が、移動***置情報検出手段の機能及
び、位相角不連続点検出手段、位相角値変換手段、デー
タ書換え手段、データ記憶手段、位相角補正手段を備え
た情報補正手段の機能を備えている。
【００１２】尚、図中の１０は、信号受信部３と同様に
構成される信号受信部で、列車１の後端部に設けた送信
アンテナからの車上信号に基づく受信信号を処理して演
算処理部７に送信するものである。また、図３中のＴ
は、交差誘導線の１周期を示しており、このＴの期間が
１セルに相当する。次に図４のフローチャートに従って
本実施例の位置検知装置の最小２乗法適用のためのデー
タ変換動作について説明する。
構成される信号受信部で、列車１の後端部に設けた送信
アンテナからの車上信号に基づく受信信号を処理して演
算処理部７に送信するものである。また、図３中のＴ
は、交差誘導線の１周期を示しており、このＴの期間が
１セルに相当する。次に図４のフローチャートに従って
本実施例の位置検知装置の最小２乗法適用のためのデー
タ変換動作について説明する。
【００１３】列車１の移動に伴って変化する交差誘導線
Ｕ１，Ｕ２，Ｖ１，Ｖ２，Ｗ１，Ｗ２の受信信号を図３
のように処理して所定間隔でサンプリングし、位相角θ
を逐次検出する。そして、位相角θが検出される毎に位
相角θのデータ変換処理動作が実行される。まず、ステ
ップ１（図中Ｓ１で示し、以下同様とする）では、検出
された前後の位相角θn-1 とθn とから、位相角θの不
連続点か否かを判定する。この際、位相角θが増加方向
（列車の移動方向に相当する）か否かも判定する。ここ
で、θn-1 −θn ＜０であれば位相角が増加方向であ
り、θn-1 −θn ＞１８０°であれば、増加方向で且つ
不連続点を通過したと判断してステップ２に進み、増加
方向用のセルカウンタのカウント値を１だけ加算する。
Ｕ１，Ｕ２，Ｖ１，Ｖ２，Ｗ１，Ｗ２の受信信号を図３
のように処理して所定間隔でサンプリングし、位相角θ
を逐次検出する。そして、位相角θが検出される毎に位
相角θのデータ変換処理動作が実行される。まず、ステ
ップ１（図中Ｓ１で示し、以下同様とする）では、検出
された前後の位相角θn-1 とθn とから、位相角θの不
連続点か否かを判定する。この際、位相角θが増加方向
（列車の移動方向に相当する）か否かも判定する。ここ
で、θn-1 −θn ＜０であれば位相角が増加方向であ
り、θn-1 −θn ＞１８０°であれば、増加方向で且つ
不連続点を通過したと判断してステップ２に進み、増加
方向用のセルカウンタのカウント値を１だけ加算する。
【００１４】ステップ３では、ステップ１と同様にし
て、位相角θn-1 とθn とから、減少方向における位相
角θの不連続点か否かを判定する。ここで、θn-1 −θ
n ＞０であれば位相角が減少方向であり、θn-1 −θn
＜−１８０°であれば、減少方向で且つ不連続点を通過
したと判断してステップ４に進み、減少方向用のセルカ
ウンタのカウント値を１だけ減算する。
て、位相角θn-1 とθn とから、減少方向における位相
角θの不連続点か否かを判定する。ここで、θn-1 −θ
n ＞０であれば位相角が減少方向であり、θn-1 −θn
＜−１８０°であれば、減少方向で且つ不連続点を通過
したと判断してステップ４に進み、減少方向用のセルカ
ウンタのカウント値を１だけ減算する。
【００１５】ステップ５では、次式に基づいて検出した
位相角の連続的な位相角値への変換処理を実行する。 ψn ＝θn ＋（セルカウント値×３６０°） そして、変換処理した後の位相角値ψn の最新の所定個
のデータを、最小２乗法による近似演算に使用するため
のデータとして例えば演算処理部７内のシフトレジスタ
に記憶させる。そして、記憶した位相角値データに基づ
いて最小２乗法を適用して後述するように位相角θを補
正し、この補正データに基づいて列車１の位置検知を行
う。前記シフトレジスタ内の記憶データは、位相角θの
サンプリング毎にシフトされ、常に最新の所定個のデー
タ値が記憶される。
位相角の連続的な位相角値への変換処理を実行する。 ψn ＝θn ＋（セルカウント値×３６０°） そして、変換処理した後の位相角値ψn の最新の所定個
のデータを、最小２乗法による近似演算に使用するため
のデータとして例えば演算処理部７内のシフトレジスタ
に記憶させる。そして、記憶した位相角値データに基づ
いて最小２乗法を適用して後述するように位相角θを補
正し、この補正データに基づいて列車１の位置検知を行
う。前記シフトレジスタ内の記憶データは、位相角θの
サンプリング毎にシフトされ、常に最新の所定個のデー
タ値が記憶される。
【００１６】ステップ６では、データシフト後のシフト
レジスタの先頭データ（最も古いデータ）ψ0 が３６０
°より大か否かを判定する。ψ0 ＞３６０°の時は、不
連続点後の変換データになったと判断してステップ７に
進み、シフトレジスタ内の各記憶データψ0 〜ψn から
３６０°を引いた値にデータ値を書き換えると共に、増
加方向用のセルカウンタのカウント値を１減算する。
レジスタの先頭データ（最も古いデータ）ψ0 が３６０
°より大か否かを判定する。ψ0 ＞３６０°の時は、不
連続点後の変換データになったと判断してステップ７に
進み、シフトレジスタ内の各記憶データψ0 〜ψn から
３６０°を引いた値にデータ値を書き換えると共に、増
加方向用のセルカウンタのカウント値を１減算する。
【００１７】また、ステップ８では、前記先頭データψ
0 が−３６０°より小か否かを判定する。ψ0 ＜−３６
０°の時は、不連続点後の変換データになったと判断し
てステップ９に進み、シフトレジスタ内の各記憶データ
ψ0 〜ψn に３６０°を足した値に、データ値を書き換
えると共に、減少方向用のセルカウンタのカウント値を
１加算する。このように、データの書換えが行われた時
は、近似した位相角の基準値を３６０°移行する。
0 が−３６０°より小か否かを判定する。ψ0 ＜−３６
０°の時は、不連続点後の変換データになったと判断し
てステップ９に進み、シフトレジスタ内の各記憶データ
ψ0 〜ψn に３６０°を足した値に、データ値を書き換
えると共に、減少方向用のセルカウンタのカウント値を
１加算する。このように、データの書換えが行われた時
は、近似した位相角の基準値を３６０°移行する。
【００１８】また、ステップ７及びステップ８の判定が
共にＮＯの時は、ステップ１０に進み、そのままデータ
の書換えは行わない。図４のフローチャートに示したデ
ータ変換処理動作を、図５に基づいて具体的に説明す
る。尚、ここでは、位相角θが増加方向の場合について
説明する。交差誘導線からの受信信号に基づいて位相角
θを所定間隔でサンプリングすると、図５で位相角θと
して示したような不連続な鋸歯状態の位相角θ0 ＝３
０，θ1 ＝８０，θ2 ＝１１０・・・等のデータが得ら
れる。かかるデータに基づいてθn-1 −θn を演算する
と、連続期間では、θn-1 −θn ＜０となり、位相角θ
が増加方向であることが分かる。また、不連続なθ＝３
１０°とθ＝１０°との間ではθn-1 −θn ＞１８０°
となり、ここが不連続点であることが検出され、増加方
向用のセルカウンタのカウント値を１増加してセルカウ
ント値が０→１となる。
共にＮＯの時は、ステップ１０に進み、そのままデータ
の書換えは行わない。図４のフローチャートに示したデ
ータ変換処理動作を、図５に基づいて具体的に説明す
る。尚、ここでは、位相角θが増加方向の場合について
説明する。交差誘導線からの受信信号に基づいて位相角
θを所定間隔でサンプリングすると、図５で位相角θと
して示したような不連続な鋸歯状態の位相角θ0 ＝３
０，θ1 ＝８０，θ2 ＝１１０・・・等のデータが得ら
れる。かかるデータに基づいてθn-1 −θn を演算する
と、連続期間では、θn-1 −θn ＜０となり、位相角θ
が増加方向であることが分かる。また、不連続なθ＝３
１０°とθ＝１０°との間ではθn-1 −θn ＞１８０°
となり、ここが不連続点であることが検出され、増加方
向用のセルカウンタのカウント値を１増加してセルカウ
ント値が０→１となる。
【００１９】そして、位相角θn がサンプリングされる
毎に、上記の式ψn ＝θn ＋（セルカウント値×３６０
°）から位相角θn →位相角値ψn へのデータ変換処理
を行うと、図５の変換後の位相角値ψとして示すよう
に、ψ0 ＝３０，ψ1 ＝８０，・・・，ψ6 ＝３１０
°，ψ7 ＝３７０°・・・というように連続的な位相角
値ψn にデータ変換される。
毎に、上記の式ψn ＝θn ＋（セルカウント値×３６０
°）から位相角θn →位相角値ψn へのデータ変換処理
を行うと、図５の変換後の位相角値ψとして示すよう
に、ψ0 ＝３０，ψ1 ＝８０，・・・，ψ6 ＝３１０
°，ψ7 ＝３７０°・・・というように連続的な位相角
値ψn にデータ変換される。
【００２０】このようにしてデータ変換された位相角値
ψn は、近似演算用のデータとして順次シフトレジスタ
に図５の記憶データとして示すように所定個（本実施例
ではψ0 〜ψ9 までの１０個）記憶されるようになって
いる。従って、１１個目以降の位相角がサンプリングさ
れると、図示の如く、その都度その変換された位相角値
ψがψ9 として最後に記憶され、それまでの先頭の位相
角値ψ0 （最も古いデータ）は消去され、その他の位相
角値ψ1 〜ψ9 はψ1 →ψ0,ψ2 →ψ1,・・・ , ψ9 →
ψ8 のように順次シフトされる。
ψn は、近似演算用のデータとして順次シフトレジスタ
に図５の記憶データとして示すように所定個（本実施例
ではψ0 〜ψ9 までの１０個）記憶されるようになって
いる。従って、１１個目以降の位相角がサンプリングさ
れると、図示の如く、その都度その変換された位相角値
ψがψ9 として最後に記憶され、それまでの先頭の位相
角値ψ0 （最も古いデータ）は消去され、その他の位相
角値ψ1 〜ψ9 はψ1 →ψ0,ψ2 →ψ1,・・・ , ψ9 →
ψ8 のように順次シフトされる。
【００２１】そして、先頭の位相角値ψ0 が３６０°を
越えると、図示の如くシフトレジスタに記憶されている
全データから３６０°を引算してデータが書き換えられ
る。このようにデータの書換えが行われた時には、近似
した位相角値の基準値を３６０°移行する。次に、最小
２乗法による位相角データの補正について説明する。
尚、ここでは２次曲線での近似について説明するが、一
次で近似することも可能である。
越えると、図示の如くシフトレジスタに記憶されている
全データから３６０°を引算してデータが書き換えられ
る。このようにデータの書換えが行われた時には、近似
した位相角値の基準値を３６０°移行する。次に、最小
２乗法による位相角データの補正について説明する。
尚、ここでは２次曲線での近似について説明するが、一
次で近似することも可能である。
【００２２】位相角をＺとして、その近似式を下記の
（１）式のようにおく。 Ｚ＝ａ＋ｂＸ＋ｃＸ2 ・・・（１） ここで、Ｘは経過時間、ａは移動体の初期値、ｂは移動
体の一次成分（速度成分）、ｃは移動体の二次成分（加
速度成分）を表す。そして、誤差が最小となるａ、ｂ、
ｃを、下記の数１、数２、数３の式で求める。
（１）式のようにおく。 Ｚ＝ａ＋ｂＸ＋ｃＸ2 ・・・（１） ここで、Ｘは経過時間、ａは移動体の初期値、ｂは移動
体の一次成分（速度成分）、ｃは移動体の二次成分（加
速度成分）を表す。そして、誤差が最小となるａ、ｂ、
ｃを、下記の数１、数２、数３の式で求める。
【００２３】
【数１】ａ＝Ｚ0−ｂＸ0−ｃＸ 0 2 ・・・（２）
【００２４】
【数２】
【００２５】
【数３】
【００２６】ここで、Ｚ0 は位相角Ｚの平均値、Ｘ0 は
経過時間の平均値、ｘは各サンプリング点における経過
時間とその平均値（Ｘ0 ）の偏差、ｙはＹ（＝Ｘ2 ）と
このＹの平均値Ｙ0 の偏差、ｚはサンプリングした位相
角値Ｚとその平均値（Ｚ0 ）の偏差を表している。この
ようにして求められたａ，ｂ，ｃを上記（１）式に代入
することで、検出した位相角データから列車１の位置を
精度良く推定することができる。
経過時間の平均値、ｘは各サンプリング点における経過
時間とその平均値（Ｘ0 ）の偏差、ｙはＹ（＝Ｘ2 ）と
このＹの平均値Ｙ0 の偏差、ｚはサンプリングした位相
角値Ｚとその平均値（Ｚ0 ）の偏差を表している。この
ようにして求められたａ，ｂ，ｃを上記（１）式に代入
することで、検出した位相角データから列車１の位置を
精度良く推定することができる。
【００２７】以上のように、最小２乗法によって位相角
データを補正して列車位置を推定するようにすれば、加
減速度の大きい車両の場合でも、車両の位置を精度良く
検知でき、従来方法の移動平均によるデータ補正に比べ
て、格段に車両の位置検知精度を向上することができ
る。そして、不連続点付近の位相角値を連続的な位相角
値ψに変換することにより、図６に示すように不連続点
を挟んだ２点間ａ，ｂのデータに対しても最小２乗法に
よる近似が適用できるようになり、列車１の移動領域の
全てで位相角の近似による補正が可能となり、最小２乗
法による位置検知精度を更に一層向上させることができ
る。
データを補正して列車位置を推定するようにすれば、加
減速度の大きい車両の場合でも、車両の位置を精度良く
検知でき、従来方法の移動平均によるデータ補正に比べ
て、格段に車両の位置検知精度を向上することができ
る。そして、不連続点付近の位相角値を連続的な位相角
値ψに変換することにより、図６に示すように不連続点
を挟んだ２点間ａ，ｂのデータに対しても最小２乗法に
よる近似が適用できるようになり、列車１の移動領域の
全てで位相角の近似による補正が可能となり、最小２乗
法による位置検知精度を更に一層向上させることができ
る。
【００２８】また、変換後のデータを記憶するシフトレ
ジスタの最も古い先頭データが不連続点以後のデータに
なった時にデータの書換えを行い、位相角の基準点を図
６のように３６０°移行すれば、シフトレジスタに記憶
するデータ量を少なくすることができ、位相角を連続的
な値に変換する場合でも扱うデータ量を少なくでき、デ
ータ記憶部等の記憶容量がオーバーフローすることを防
止できる。
ジスタの最も古い先頭データが不連続点以後のデータに
なった時にデータの書換えを行い、位相角の基準点を図
６のように３６０°移行すれば、シフトレジスタに記憶
するデータ量を少なくすることができ、位相角を連続的
な値に変換する場合でも扱うデータ量を少なくでき、デ
ータ記憶部等の記憶容量がオーバーフローすることを防
止できる。
【００２９】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、最
小２乗法を適用して移動***置情報として検出した位相
角を補正して移動***置を推定するようにしたので、従
来の移動平均による補正では充分な位置精度が得られな
かった加減速度が大きく速度変化の大きい移動体につい
ても、充分な位置検知精度を得ることができ、移動体の
位置検知精度を格段に向上できる。
小２乗法を適用して移動***置情報として検出した位相
角を補正して移動***置を推定するようにしたので、従
来の移動平均による補正では充分な位置精度が得られな
かった加減速度が大きく速度変化の大きい移動体につい
ても、充分な位置検知精度を得ることができ、移動体の
位置検知精度を格段に向上できる。
【００３０】また、検出した位相角の不連続点以後の値
を、不連続点以前の値に対して連続的な値となるよう変
換して位相角の近似補正を行う構成とすれば、位相角の
不連続点付近の値に対しても最小２乗法の適用が可能と
なり、移動体の移動領域の全ての区間で位相角の近似補
正ができ、移動体の位置検知精度をより一層向上でき
る。
を、不連続点以前の値に対して連続的な値となるよう変
換して位相角の近似補正を行う構成とすれば、位相角の
不連続点付近の値に対しても最小２乗法の適用が可能と
なり、移動体の移動領域の全ての区間で位相角の近似補
正ができ、移動体の位置検知精度をより一層向上でき
る。
【００３１】また、変換データを記憶する際に、サンプ
リング毎に順次シフトさせて最新の所定個のデータを記
憶させると共に最も古い先頭データが不連続点以降のデ
ータ値となった時にはデータの書換えを行い、位相角の
基準点を３６０°移行させる構成としたので、データ記
憶容量を少なくでき、位相角を連続的な値に変換した場
合でも、記憶容量等ハード性能面でのオーバーフローを
防止できる効果を有する。
リング毎に順次シフトさせて最新の所定個のデータを記
憶させると共に最も古い先頭データが不連続点以降のデ
ータ値となった時にはデータの書換えを行い、位相角の
基準点を３６０°移行させる構成としたので、データ記
憶容量を少なくでき、位相角を連続的な値に変換した場
合でも、記憶容量等ハード性能面でのオーバーフローを
防止できる効果を有する。
【図１】本発明の構成を説明するクレーム対応図
【図２】本発明に係る移動体の位置検知装置の一実施例
を示す構成図
を示す構成図
【図３】図２の構成図における要部の信号出力波形図
【図４】同上実施例のデータ変換動作を説明するフロー
チャート
チャート
【図５】同上実施例の動作を具体的に説明するための図
【図６】同上実施例の近似を行う場合の位相角データ状
態と基準点の移行を説明する図
態と基準点の移行を説明する図
【図７】図３中の位相角データを拡大して示した図
１ 列車 ３ 信号受信部 ４ 検波回路群 ６ Ａ／Ｄ入力処理部 ７ 演算処理部 ８ 伝送処理部 Ｕ１，Ｕ２，Ｖ１，Ｖ２，Ｗ１，Ｗ２ 交差誘導線
フロントページの続き (72)発明者 太刀川 寛 埼玉県浦和市上木崎１丁目13番８号 日 本信号株式会社 与野事業所内 (72)発明者 秋山 英明 埼玉県浦和市上木崎１丁目13番８号 日 本信号株式会社 与野事業所内 (56)参考文献 特開 平５−278612（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01B 7/00 B60L 13/06 B61L 25/02
Claims (2)
- 【請求項１】移動体からの信号を受信する交差誘導線を
移動体の移動方向に沿って設け、移動体の移動に伴って
変化する前記交差誘導線の受信信号に基づいて移動***
置情報を所定サンプリング毎に検出し、検出した移動体
位置情報に基づいて移動体の位置を検知する構成の移動
体の位置検知装置において、 前記交差誘導線からの受信信号に基づいて所定のサンプ
リング間隔で前記移動***置情報として位相角を検出す
る移動***置情報検出手段と、 該移動***置情報検出手段で検出された位相角を最小２
乗法により補正する情報補正手段と、 を備えて構成したことを特徴とする移動体の位置検知装
置。 - 【請求項２】 前記情報補正手段は、前記移動***置情報
検出手段で検出された位相角における３６０°から０°
又は０°から３６０°への不連続点を検出する位相角不
連続点検出手段と、 該位相角不連続点検出手段が不連続点を検出した時に前
記移動***置情報検出手段で検出された不連続点後の位
相角を不連続点前の位相角に対して連続的な位相角値に
変換する位相角値変換手段と、 該位相角値変換手段で変換された位相角値の最新の所定
個のデータを記憶保持するデータ記憶手段と、 前記データ記憶手段に記憶されている最も古いデータ値
が前記不連続点直後の位相角値となった時に前記データ
記憶手段のデータ値を書き換えるデータ書換え手段と、 該データ記憶手段のデータ値に基づいて前記データ書換
え手段によるデータ書換え毎に位相角基準点を３６０°
移行して最小２乗法により検出位相角の補正を行う位相
角補正手段と、 を備えて構成したことを特徴とする請求項１記載の移動
体の位置検知装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33217693A JP3239227B2 (ja) | 1993-12-27 | 1993-12-27 | 移動体の位置検知装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33217693A JP3239227B2 (ja) | 1993-12-27 | 1993-12-27 | 移動体の位置検知装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07193912A JPH07193912A (ja) | 1995-07-28 |
| JP3239227B2 true JP3239227B2 (ja) | 2001-12-17 |
Family
ID=18252016
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33217693A Expired - Fee Related JP3239227B2 (ja) | 1993-12-27 | 1993-12-27 | 移動体の位置検知装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3239227B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101934805A (zh) * | 2010-09-07 | 2011-01-05 | 中国人民解放军国防科学技术大学 | 基于周期性齿槽结构的中低速磁浮列车测速定位*** |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4591694B2 (ja) * | 2005-07-01 | 2010-12-01 | 村田機械株式会社 | 移動体システム |
| JP4743036B2 (ja) * | 2006-07-26 | 2011-08-10 | オムロン株式会社 | 漏液センサ装置 |
| CN113619651B (zh) * | 2021-09-01 | 2023-09-05 | 中车株洲电力机车有限公司 | 磁浮列车、测速定位方法与***，轨道及金属齿槽板 |
-
1993
- 1993-12-27 JP JP33217693A patent/JP3239227B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101934805A (zh) * | 2010-09-07 | 2011-01-05 | 中国人民解放军国防科学技术大学 | 基于周期性齿槽结构的中低速磁浮列车测速定位*** |
| CN101934805B (zh) * | 2010-09-07 | 2012-07-25 | 中国人民解放军国防科学技术大学 | 基于周期性齿槽结构的中低速磁浮列车测速定位*** |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07193912A (ja) | 1995-07-28 |
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