JPH033011A - 車線非区分車道における車両の案内装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、磁場を受容すべく車両に搭載された２つの磁
気センサを含み、車両走行用車道の中央線内に配置され
た磁場発生手段から放出された磁場を利用する車線非区
分車道における車両の案内装置、特に公共輸送車の案内
装置に係る。

車両の横方向案内、特に工場における物体搬送車の横方
向案内の方法としては、車両走行用車道の中央線内に配
置された導電線から発生した磁場を利用する方法が公知
である。車両は、導電線から発生した磁場を検出するた
めの少なくとも１対のコイルを備える。かかる方法は例
えばフランス特許公開箱２，２７８，５２５号に記載さ
れている。

また、刊行物Ｒｅｃｈｅｒｃｈｅ　Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ
ｓ　５６ｃｕｒｉｔ５．１９８４年３月の４５〜４７頁
には、ｒｐｒｏｊｅｔ　５ｐｕｒｂｕｓ」と呼ばれる乗
り合いバスの電子案内装置が記載されている。この装置
は、低周波低電流ケーブルから発生した環状磁場を利用
する装置であり、該装置においては、一方が水平軸、他
方が鉛直軸を有する垂直な２つのコイルが車両の内部で
同じ高さに配置され、これらのコイルは、磁場によって
誘導された電圧の位相差検出手段に接続されている。

かかる装置は、車両の横方向案内を十分に保証するが、
車両の速度及び位置の制御を十分に保証できない。

この種の案内装置では、無線送信システムを使用するか
または車両走行用車道に平行なマイクロ波導波管を用い
る必要がある。マイクロ波導波管を用いるシステムは、
１９８７年３月１８日付けの本出願人によるフランス特
許公開箱２，６１２，７１５号の目的である。

該特許出願では、マイクロ波導波管を車両走行用車道の
測部に配置するかまたは該車道の中央線内に埋設するこ
とを提案している。

しかしなから、車両走行用車道の中央線内に埋設された
マイクロ波導波管を利用して車両の十分な横方向案内を
得ることは難しい、車両の横方向案内の正確度は極めて
よくないと予想されるので、横方向位置調整に関しては
、少なくとも導波管の幅の大きさと同じ程度の誤差が生
じ得る。

本発明の目的は、車両の位置及び／または速度の案内と
同時に、公共輸送車で特に必要な正確な横方向案内を得
るための車線非区分車道における車両の案内装置を提供
することである。

本発明装置の特徴は、磁場発生手段が、車道の中央線に
対する横方向偏移を測定するために周波数１〜１００ｋ
Ｈｚ好ましくは約３０ｋＨｚの電磁放射線発生器に接続
された導波管から成ることである。

本発明の第１の実施態様によれば、磁気センサは、磁心
を備えた１つの巻線を各々が含み導波管から発生した信
号の周波数に同調する回路と、該巻線の端子の誘導電圧
を測定する手段とを含み、２つの巻線は平行で互いに離
間し車両の軸線に対垂直に同じ高さに配置されている。

この第１の実施態様は更に、以下の特徴を少なくとも１
つ有するのが好ましい。

２つの巻線が鉛直軸を有する。

センサの巻線が導波管の幅だけ離間している。

異なる高さに配置された２組のセンサと、導波管より上
方のセンサの高さにかかわりなく該センサの指示値から
横方向偏移を測定する手段とを含む。

本発明の第２の実施態様によれば、一方のセンサは鉛直
軸を有し他方のセンサは水平軸を有し、２つのセンサは
車両の軸線内で同じ高さに配置されており、これらのセ
ンサは誘導電圧の位相差の」１１定手段に接続されてい
る。

この第２の実施態様の装置は好ましくは、異なる高さに
配置された２組のセンサと、センサ群の高さにかかわり
なくセンサの指示値から誘導電圧の位相差を測定する手
段とを含む。

本発明による公共輸送用路上車両の横案内装置を添付図
面に示す非限定的な実施例に基づいて以下に説明する。

車両の位置及び速度の案内は、マイクロ波送受信用アン
テナを車両に搭載し、交通官制局に配置されたマイクロ
波送受信装置に導波管を接続することによって確保され
る。かがる装置は１９８７年３月１８日付けのフランス
特許公開第２゜６１２．７１５号に記載されている。

マイクロ波通信によって軌道上の車両の位置及び速度を
案内し得る導波管の構造は、本出願人によるフランス特
許公開第２，６０８，１１９号に目的である。

第１図において、導波管１は車両の走行用車道の中央線
内に埋設されている。導波管から発生する（比較的低い
〉放射周波数に同調する２つの回路が車両に搭載されて
いる。巻線２．３の内部で鉛直磁場Ｉｄｙｌ、Ｂｙ２が
発生する。その絶対値は、導波管の軸を通る垂線までの
水平距離に依存する。電流１＝　Ｉｏｃｏｓｗｔが極め
て長い電線を通る場合、放射磁場は一般式 〔μ０は媒質の透磁率、ｒは測定点から電線の軸までの
距離〕 で示される。水平成分及び鉛直成分の絶対値は夫々 〔ｙは電線より上方の測定点の高さ、Ｘはその横座標〕 で示される。

第２図の曲線グラフは、磁場の２つの成分を、電線を原
点とし電線に垂直な測定点の横座標の関数として示す。

電線より上方で水平成分は最大であり、鉛直成分は突貫
的に零である。本発明の場合にも、ｒｌｉ場は、導波管
を原点とし導波管に垂直な測定点の横座標の関数として
上記式で示される。

中央線内に導波管１が埋設された車道を通る車両に、磁
心４．５を備えたコイル２．３が鉛直に搭載されたとき
、コイル内部の鉛直誘導は第３図の曲線６．７の変化を
示す。これらのコイルの端子の誘導電圧の測定によって
車道の中央線に対する車両の軸線の横方向偏移を検出し
得る。コイルの誘導電圧の値は、導波管より上方の縦属
Ｗ’Ａｙに依存する。

しかしなからこのような依存解消させることも可能であ
る。即ち、有効信号をＳとすると、×２ 但し、 である、従って、 で示される。

即ち、情報Ｓから所与のコイルのｙ座標に対するＸの値
がわかり、×はｙに比例する。

従って、第４図に示すような鉛直方向に離間した２組の
コイル（各組のコイルの相互間の間隔はＤである）ｉお
ける磁場Ｂｙ＋’、Ｂｙ＋”、Ｂｙｚ’＋Ｂｙｚ２を測
定することによって横方向偏移Ｘを決定し得る０式、Ｘ
＋＝に＋ｙ＋ ｘｌ＝に！（Ｙｌ十〇） を利用して に２Ｄ ｘｌ＝ に２ ニー− Ｋ。

を測定できる。

また、磁場成分ｅｘとＢｙとの間の位相差の測定に基づ
いて横方向偏移を決定できる。このためには、フェライ
トストリップに装着されたソレノイドから成り、好まし
くは車両の軸線内に配置され一方が鉛直軸、他方が水平
軸を有するように平行な容量によって導波管の送信周波
数に同調するセンサを使用する。これらのセンサは、長
さしの磁場を積分し信号、 を受信する。

有効信号はＳ×とｓｙとの位相差から成る。

測定の原理を第５図に示し、ソレノイドの端子電圧の値
を第６図の曲線グラフで示す。ｕｈは水平軸を有するソ
レノイド１０の内部で誘導される電圧、Ｕｖは鉛直軸を
有するソレノイド１１の内部で誘導される電圧、Ｘはソ
レノイドの軸の横座凛、ｙは導波管より上方のソレノイ
ドの高さを示し、αは正接ｘ／ｙの角度を示す。

［１ｈ＝ｋｃｏｓ２α ［１ｖ＝　ｋｃｏｓαｓｉｎα 即ち ［１ｈ　　　　　　　　ｙ 実際には、車両に金属部材及び任意に車道に金属鉄骨が
存在するので、上記関数に非線形性が導入される。

水平ソレノイド１０及び鉛直ソレノイド１１の端子に誘
導される電圧は第６図の曲線グラフ１２及び１３で示す
ように比Ｘ／Ｖの関数として変化する。

ソレノイドが導波管の鉛直軸に存在するときは位相差は
Ｏであるが、ソレノイドが鉛直軸の両側で無限大まで離
間するときは位相差が＋π／２〜−π／２の範囲で変化
する。従って、位相差の測定によって車道の中央線に対
する車両の軸線のずれを決定し得る。

長さ２０Ｌ１１、幅ｉｏａｍの均質な矩形導波管を含む
第７図の小規模実験システムで本発明装置を試験した。

磁場の発生に関して導波管が電線と同様に動作できるか
、また、かかるシステムが正確で信頼できるかを検証し
、且つ、比較的低周波数の電線型案内システムの性能と
マイクロ波動作導波管システムとの性能を比較するため
に、導波管の上面の開孔群から磁場を放出させる。

導波管１の一端は、結線１５によって１０ワツトの電力
を放出する周波数３０　ｋ　ｌ！　ｚの正弦波発生器１
４に接続されている。導波管の他端は帰線１６に接続さ
れており、帰線１６は、ループから放射しないように極
めて弛緩したループを形成している。また、発生器の反
対側の導波管の末端をアースプラグに接続することによ
って帰線をアースしてもよい。

この導波管を使用し、座標Ｚを一定にして誘導Ｂ（ｘ）
　ｌ及び位相差Δψ１Ｂｘ−ＢｙＩを測定する静的測定
と、座標Ｘ及びｙを一定にして［１（ｚ）及びΔψ（ｚ
）を測定する動的測定とを行なった。

測定に使用したセンサは、透磁率μｒ＝５００及び直径
１．５ｃｍのフェライト心に３０巻きされた誘導コイル
から成り、得られる０、３５ミリヘンリの自己誘導コイ
ルは８０ｎＦの容量によって３０ｋＨｚに同調している
。

１５ｃ…離間した磁気センサにおける座標ｙ＝１０ｃｍ
及びｙ＝　１８ｃｍに対する信号Ｓ（×）の最初の測定
値は、この信号が導波管より上方の高さに正比例するこ
とを示した。従って、センサの高さにかかわりなく異な
る２つの高さに配置された２対のセンサによって磁場を
測定し得る。

センサの上方に１ｍ２のシートを配置し、該シートがセ
ンサの信号に全く影響を与えないことを検証した。

導波管に沿って動的測定を行なった場合、導波管が比較
的低周波の場合には信号が殆ど変動せず、導波管のスリ
ットの影響はないことが判明した。

車道の中央線からの横方向ずれに関する誤差の範囲は±
３１と算定され、この程度の誤差を示す車両の案内装置
は優れた装置であるといえる。

横幅４ｃｍ及び高さ６ｃｎ＋の金属棒を導波管から４ｃ
ｍ離して導波管に沿って導波管に平行に配置した。

この金属棒は磁場を放射し測定を妨害する。従って、金
属的環境を導波管に過度に近接させること、特に車道に
埋設された導波管に平行な金属部材に接近させることは
避ける必要がある。

アンテナの振動は信号の変動を生じさせるので、センサ
をｕ部器に装着するのが有利であろう。

また、ベクトルメータで長さ３０ｃｍのアンテナを用い
、前記センサ（一方が鉛直軸他方が水平軸を有する）に
よって成分Ｂ×とＢｙとの位相差を測定した。

静的測定（座標Ｚ一定）によって、位相差がπ／２〜＋
π／２の範囲で変化することが確認される。

横方向偏移が零の近い場合の感度は、高さ８ｃＩＩｌ及
び１５ｃｍのセンサで夫々１．６度及び５．２度である
。

感度は実質的に高さに比例する。従って、異なる高さの
２つのセンサを使用することによって横方向（扁移だけ
に起因する信号を得ることが可能である。

（導波管に沿った）動的測定によれば、導波管の２つの
部分を接続する継手を通過中のときにも位相差の変動が
無視できることが判明した。横方向偏移の誤差はｌのオ
ーダである。

また、平面反射鏡を形成する金属シートをセンサの上方
に配置した場合または導波管に平行な金属棒を導波管の
近傍に配置した場合にも、生じた外乱が無視できる範囲
であることが判明した。

【図面の簡単な説明】

第１図は、車両が車道の中央線の右側に偏移していると
きに一案内すべき車両に配置された鉛直軸を有する平行
な２つの測定センサと車両走行用車道の中央線内に埋設
された導波管とを示す説明図、第２図はセンサが受信し
た磁場の水平成分と鉛直成分とを導波管の軸線に対する
位置の関数として示すグラフ、第３図は車両の軸線の両
側に配置された２つのセンサが受信した磁場の鉛直成分
を示すグラフ、第４図は導波管の上方のセンナの高さに
かかわりなく偏移が検出されるように異なる高さに配置
された２組のセンサを有する案内装置の説明図、第５図
は一方が鉛直軸を有し他方が水平軸を有するように車両
の軸線内に配置された２つのコイル内の誘導電圧の位相
差に測定を行なう案内装置の説明図、第６図は第５図の
２つのコイル内の誘導電圧の変化を比ｘ／ｙの関数とし
て示すグラフ（ｙは導波管より上方のセンサの高さ、Ｘ
は導波管の軸線に対するセンサの横方向偏移）、第７図
は導波管の軸線に対する横方向偏移の測定装置の基本図
である。 ■・・・・・・導波管、２，３，８，９，１０．１１・
・・・・・センサ、４，５・・・・・・磁心、１４・・
・・・・正弦波発生器、１５・・目・・結線、１６・・
・・・・（ｉ　ｍ　。 代理人弁理士　ｆｌｉｔ　　　山 武

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. （１）磁場を受容すべく車両に配置された磁気センサを
   含み、車両走行用車道の中央線に配置された１つの磁場
   発生手段から放出された磁場を利用する型の車線非区分
   車道における車両の案内装置であって、前記磁場発生手
   段が、車道の中央線に対する横方向偏移を測定するため
   に周波数１〜１００ｋＨｚの電磁放射発生器に接続され
   た導波管から成ることを特徴とする車線非区分車道にお
   ける車両の案内装置。
2. （２）センサは、磁心を備えた１つの巻線を各々が含み
   導波管によって発生した信号の周波数に同調する回路と
   、前記巻線の端子の誘導電圧を測定する手段とを含み、
   ２つの前記巻線が平行で互いに離間し車両の軸線に垂直
   に同じ高さに配置されていることを特徴とする請求項１
   に記載の装置。
3. （３）２つの巻線が鉛直軸を有することを特徴とする請
   求項２に記載の装置。
4. （４）センサの巻線が導波管の幅だけ互いに離間してい
   ることを特徴とする請求項２または３に記載の装置。
5. （５）異なる高さに配置された２組のセンサと、導波管
   より上の前記センサの高さにかかわりなく前記センサの
   指示値から横方向偏移を測定する手段とを含むことを特
   徴とする請求項２から４のいずれか一項に記載の装置。
6. （６）一方のセンサが鉛直軸を有し、他方のセンサが水
   平軸を有し、２つのセンサが車両の軸線内で同じ高さに
   配置されており、これらのセンサが、内部誘導電圧の位
   相差を測定する手段に接続されていることを特徴とする
   請求項２に記載の装置。
7. （７）異なる高さに配置された２組のセンサと、センサ
   群の高さにかかわりなくセンサの指示値から誘導電圧の
   位相差を測定する手段とを含むことを特徴とする請求項
   ６に記載の装置。
8. （８）導波管の放射周波数が約３０ｋＨｚであることを
   特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載の装置
   。