JPH061249A - 位置センサおよび該センサを用いた電磁誘導式無人車 - Google Patents
位置センサおよび該センサを用いた電磁誘導式無人車Info
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- JPH061249A JPH061249A JP4159520A JP15952092A JPH061249A JP H061249 A JPH061249 A JP H061249A JP 4159520 A JP4159520 A JP 4159520A JP 15952092 A JP15952092 A JP 15952092A JP H061249 A JPH061249 A JP H061249A
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- coils
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Landscapes
- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
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- Platform Screen Doors And Railroad Systems (AREA)
- Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 前後進並びに横行に対応可能な電磁誘導セン
サ。 【構成】 互いに直交する偏角コイルにて構成される下
部偏角コイル対12の上方に、互いに直交する偏角コイ
ルにて構成される上部偏角コイル対14を配し、下部偏
角コイル対12の周囲に、4個の偏倚コイル16a、1
6b、18a、18bを放射状に配置してセンシングブ
ロック10を構成した。前後、左右に対称となるので、
前後、左右方向に対して1個のセンシングブロック10
で対処できる。したがって、1個の電磁誘導センサ1
で、電磁誘導式無人車の前後進並びに横行に対応可能で
ある。
サ。 【構成】 互いに直交する偏角コイルにて構成される下
部偏角コイル対12の上方に、互いに直交する偏角コイ
ルにて構成される上部偏角コイル対14を配し、下部偏
角コイル対12の周囲に、4個の偏倚コイル16a、1
6b、18a、18bを放射状に配置してセンシングブ
ロック10を構成した。前後、左右に対称となるので、
前後、左右方向に対して1個のセンシングブロック10
で対処できる。したがって、1個の電磁誘導センサ1
で、電磁誘導式無人車の前後進並びに横行に対応可能で
ある。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、走行路面に設置された
電磁誘導線が形成する磁界を検出して該電磁誘導線との
相対位置を検知する位置センサおよび該位置センサを電
磁誘導センサとして用いる電磁誘導式無人車に関する。
電磁誘導線が形成する磁界を検出して該電磁誘導線との
相対位置を検知する位置センサおよび該位置センサを電
磁誘導センサとして用いる電磁誘導式無人車に関する。
【0002】
【従来の技術】従来より、走行路面に設置された電磁誘
導線に通電された交流電流が形成する同心円状の磁界を
検知する電磁センサを電磁誘導センサとして用い、電磁
誘導線が該センサの中央直下になるように操舵して走行
路面上を走行する電磁誘導式無人車が知られている。こ
の用途に使用される電磁センサとしては、電磁誘導線の
軸方向と直交する方向の共通の軸線を有する一対の偏倚
コイルと、電磁誘導線に追従して脱軌の有無を検出する
追従コイルとで構成される形式のものが知られている。
導線に通電された交流電流が形成する同心円状の磁界を
検知する電磁センサを電磁誘導センサとして用い、電磁
誘導線が該センサの中央直下になるように操舵して走行
路面上を走行する電磁誘導式無人車が知られている。こ
の用途に使用される電磁センサとしては、電磁誘導線の
軸方向と直交する方向の共通の軸線を有する一対の偏倚
コイルと、電磁誘導線に追従して脱軌の有無を検出する
追従コイルとで構成される形式のものが知られている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】こうした従来の電磁誘
導センサは、通常、電磁誘導式無人車の端部に取り付け
て使用されている。このため、車両が前進または後進の
一方向へのみ移動する場合は1個の電磁誘導センサで対
応可能であるが、車両の前後進に対応するには複数の電
磁誘導センサを、例えば車両の前後端に備える必要があ
った。また、車両の前後進に加えて左右方向の横行に対
応するには、更に電磁誘導センサの取付け数を増加させ
ることになり、電磁誘導センサの取付作業が複雑で、そ
の出力処理が複雑になるなどの問題があった。
導センサは、通常、電磁誘導式無人車の端部に取り付け
て使用されている。このため、車両が前進または後進の
一方向へのみ移動する場合は1個の電磁誘導センサで対
応可能であるが、車両の前後進に対応するには複数の電
磁誘導センサを、例えば車両の前後端に備える必要があ
った。また、車両の前後進に加えて左右方向の横行に対
応するには、更に電磁誘導センサの取付け数を増加させ
ることになり、電磁誘導センサの取付作業が複雑で、そ
の出力処理が複雑になるなどの問題があった。
【0004】一方、従来の電磁誘導センサは、電磁誘導
線の軸方向と直交する方向へのセンサの相対的なずれ、
即ち偏倚量は検出できるものの、電磁誘導線の軸方向に
対するセンサの軸線の角度、即ち偏角の検出には不十分
であった。このため、偏角とは無関係に、偏倚量のみの
センサ信号値に応じて操舵量が決定されるので、電磁誘
導式無人車の操舵が安定しないことがあり問題となって
いた。あるいは、電磁誘導式無人車の前後端に電磁誘導
センサを設置して、偏角を修正していた。
線の軸方向と直交する方向へのセンサの相対的なずれ、
即ち偏倚量は検出できるものの、電磁誘導線の軸方向に
対するセンサの軸線の角度、即ち偏角の検出には不十分
であった。このため、偏角とは無関係に、偏倚量のみの
センサ信号値に応じて操舵量が決定されるので、電磁誘
導式無人車の操舵が安定しないことがあり問題となって
いた。あるいは、電磁誘導式無人車の前後端に電磁誘導
センサを設置して、偏角を修正していた。
【0005】そこで本発明は上記の課題を解決すること
を目的とし、1個のセンサで電磁誘導式無人車の前後進
並びに横行に対応可能で、しかも電磁誘導線からの偏倚
および電磁誘導線との偏角に相関する量の出力が可能な
位置センサおよび該センサを用いた電磁誘導式無人車を
提供することにある。
を目的とし、1個のセンサで電磁誘導式無人車の前後進
並びに横行に対応可能で、しかも電磁誘導線からの偏倚
および電磁誘導線との偏角に相関する量の出力が可能な
位置センサおよび該センサを用いた電磁誘導式無人車を
提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するための手段として次の構成を採用した。即ち、請求
項1記載の位置センサは、電磁誘導線が形成する磁界を
検出して該電磁誘導線との相対位置を検知する位置セン
サにおいて、略同一平面上にあり互いに交差する2本の
直線を軸線として、前記軸線の各々について前記軸線の
交点の両側にそれぞれ1個配置された偏倚コイルと、前
記平面とほぼ平行で、かつ、互いに非平行な軸線を有
し、前記交点にて前記平面と直交する垂直線上にコイル
中心を位置させて配置された一対の下部偏角コイルと、
前記平面とほぼ平行で、かつ、互いに非平行な軸線を有
し、前記垂直線上にコイル中心を位置させて、前記下部
偏角コイルと上方に間隔を保持して配置された一対の上
部偏角コイルとを備えたセンシングブロックと、前記偏
倚コイルおよび上部並びに下部偏角コイルの出力を得
て、該出力から前記電磁誘導線と前記センシングブロッ
クとの相対位置に相関する値を算出し出力する処理部と
を設けたことを特徴とする。
するための手段として次の構成を採用した。即ち、請求
項1記載の位置センサは、電磁誘導線が形成する磁界を
検出して該電磁誘導線との相対位置を検知する位置セン
サにおいて、略同一平面上にあり互いに交差する2本の
直線を軸線として、前記軸線の各々について前記軸線の
交点の両側にそれぞれ1個配置された偏倚コイルと、前
記平面とほぼ平行で、かつ、互いに非平行な軸線を有
し、前記交点にて前記平面と直交する垂直線上にコイル
中心を位置させて配置された一対の下部偏角コイルと、
前記平面とほぼ平行で、かつ、互いに非平行な軸線を有
し、前記垂直線上にコイル中心を位置させて、前記下部
偏角コイルと上方に間隔を保持して配置された一対の上
部偏角コイルとを備えたセンシングブロックと、前記偏
倚コイルおよび上部並びに下部偏角コイルの出力を得
て、該出力から前記電磁誘導線と前記センシングブロッ
クとの相対位置に相関する値を算出し出力する処理部と
を設けたことを特徴とする。
【0007】また、請求項2記載の電磁誘導式無人車
は、請求項1記載の位置センサを電磁誘導センサとして
用いることを特徴とする。
は、請求項1記載の位置センサを電磁誘導センサとして
用いることを特徴とする。
【0008】
【作用】 前記構成を有する位置センサは、センシング
ブロックが、二組の偏倚コイルの軸線の作る面を走行路
面とほぼ平行にして、電磁誘導線のほぼ直上にその軸線
の交点が位置するように設置される。センシングブロッ
クを構成する各コイルは、電磁誘導線が形成する磁界の
強さに応じた起電力により、自身に誘導電流を発生する
とともに、該起電力に応じた出力をする。該出力は、処
理部に入力される。
ブロックが、二組の偏倚コイルの軸線の作る面を走行路
面とほぼ平行にして、電磁誘導線のほぼ直上にその軸線
の交点が位置するように設置される。センシングブロッ
クを構成する各コイルは、電磁誘導線が形成する磁界の
強さに応じた起電力により、自身に誘導電流を発生する
とともに、該起電力に応じた出力をする。該出力は、処
理部に入力される。
【0009】電磁誘導線を流れる電流によって形成され
る磁界中のある点に置かれたコイルに生ずる電磁誘導に
よる起電力は、コイルと交差する磁束に比例する。その
点における磁界の強さは、電磁誘導線からの距離に反比
例し、またコイルと交差する磁束は、コイルと磁界との
交差角度の正弦に比例する。従って、コイルに生ずる起
電力は、コイルと電磁誘導線との距離およびコイルと磁
界との交差角度、すなわち各コイルと電磁誘導線との相
対位置に相関する。
る磁界中のある点に置かれたコイルに生ずる電磁誘導に
よる起電力は、コイルと交差する磁束に比例する。その
点における磁界の強さは、電磁誘導線からの距離に反比
例し、またコイルと交差する磁束は、コイルと磁界との
交差角度の正弦に比例する。従って、コイルに生ずる起
電力は、コイルと電磁誘導線との距離およびコイルと磁
界との交差角度、すなわち各コイルと電磁誘導線との相
対位置に相関する。
【0010】この各コイルの出力に比例する値を処理部
に入力し処理すると、センシングブロックと電磁誘導線
との偏倚量並びに偏角とに相関する値が算出される。処
理部は、算出された値を出力する。この位置センサを電
磁誘導センサとして用いることを特徴とする電磁誘導式
無人車においては、該無人車の適切な位置に取り付けら
れた位置センサからの出力に応じて、該無人車の進行方
向に沿った軸線が電磁誘導線に直上に位置するように操
舵される。
に入力し処理すると、センシングブロックと電磁誘導線
との偏倚量並びに偏角とに相関する値が算出される。処
理部は、算出された値を出力する。この位置センサを電
磁誘導センサとして用いることを特徴とする電磁誘導式
無人車においては、該無人車の適切な位置に取り付けら
れた位置センサからの出力に応じて、該無人車の進行方
向に沿った軸線が電磁誘導線に直上に位置するように操
舵される。
【0011】この位置センサからの出力値は、偏倚量並
びに偏角に比例した値となるので、電磁誘導式無人車
は、偏倚量のみならず偏角にも応じて、車体運動特性に
適合して、操舵角を制御できる。したがって、電磁誘導
式無人車の進路の修正が滑らかになされ、電磁誘導式無
人車の電磁誘導線追従性が向上し、操舵の安定化が実現
される。
びに偏角に比例した値となるので、電磁誘導式無人車
は、偏倚量のみならず偏角にも応じて、車体運動特性に
適合して、操舵角を制御できる。したがって、電磁誘導
式無人車の進路の修正が滑らかになされ、電磁誘導式無
人車の電磁誘導線追従性が向上し、操舵の安定化が実現
される。
【0012】しかも、偏角コイルをセンシングブロック
の中心部に配置し、偏倚コイルを該中心部にて交差する
2直線上に配置したので、電磁誘導式無人車の前後方向
および左右方向について偏りがない。このため、位置セ
ンサは電磁誘導式無人車の前進、後進、左進および右進
のいずれにも対応可能となる。よって、1個の位置セン
サで電磁誘導式無人車の前後進並びに横行に対応できる
ので、電磁誘導式無人車の進行方向に応じて複数のセン
サを備える必要はない。
の中心部に配置し、偏倚コイルを該中心部にて交差する
2直線上に配置したので、電磁誘導式無人車の前後方向
および左右方向について偏りがない。このため、位置セ
ンサは電磁誘導式無人車の前進、後進、左進および右進
のいずれにも対応可能となる。よって、1個の位置セン
サで電磁誘導式無人車の前後進並びに横行に対応できる
ので、電磁誘導式無人車の進行方向に応じて複数のセン
サを備える必要はない。
【0013】
【実施例】以下本発明の実施例を図面に基づいて詳細に
説明する。 (実施例1)位置センサ1は、電磁誘導式無人車(図示
省略)に設置されている。図1および図2に示すよう
に、位置センサ1のセンシングブロック10の中心部に
は、互いに直交する偏角コイル12a、12bにて構成
される下部偏角コイル対12が配されている。偏角コイ
ル12a、12bの軸線は直交していて、該交点は、偏
角コイル12a、12bのコイル中心と一致している。
説明する。 (実施例1)位置センサ1は、電磁誘導式無人車(図示
省略)に設置されている。図1および図2に示すよう
に、位置センサ1のセンシングブロック10の中心部に
は、互いに直交する偏角コイル12a、12bにて構成
される下部偏角コイル対12が配されている。偏角コイ
ル12a、12bの軸線は直交していて、該交点は、偏
角コイル12a、12bのコイル中心と一致している。
【0014】下部偏角コイル対12の上方には、同様に
互いに直交する偏角コイル14a、14bにて構成され
る上部偏角コイル対14が配されている。偏角コイル1
4a、14bの軸線は直交していて、該交点は、偏角コ
イル14a、14bのコイル中心と一致している。さら
に、偏角コイル12a、12bのコイル中心と偏角コイ
ル14a、14bのコイル中心とを結ぶ直線は、各偏角
コイル12a〜14bの軸線と直交している。
互いに直交する偏角コイル14a、14bにて構成され
る上部偏角コイル対14が配されている。偏角コイル1
4a、14bの軸線は直交していて、該交点は、偏角コ
イル14a、14bのコイル中心と一致している。さら
に、偏角コイル12a、12bのコイル中心と偏角コイ
ル14a、14bのコイル中心とを結ぶ直線は、各偏角
コイル12a〜14bの軸線と直交している。
【0015】各偏角コイル12a〜14bは、1ターン
のリングコイルで、コイル内の磁束密度分布がほぼ一様
とみなせる程度に小さいものとして説明する。本実施例
においては、各偏角コイル12a〜14bとも外径約6
0mmで、交差部にて一方の偏角コイル12a、14a
にわずかな凹部があるのみで、ほぼ同形とみなせる形状
である。
のリングコイルで、コイル内の磁束密度分布がほぼ一様
とみなせる程度に小さいものとして説明する。本実施例
においては、各偏角コイル12a〜14bとも外径約6
0mmで、交差部にて一方の偏角コイル12a、14a
にわずかな凹部があるのみで、ほぼ同形とみなせる形状
である。
【0016】下部偏角コイル対12の周囲には、偏角コ
イル12a、12bの軸線と平行な平面(本実施例では
共通な平面)上に軸線を有する偏倚コイル16a、16
b、18a、18bが配されている。偏倚コイル16
a、16bの軸線は共通であり、偏倚コイル16a、1
6bにて第1偏倚コイル対16を形成している。また、
偏倚コイル18a、18bの軸線も共通で、偏倚コイル
18a、18bにて第2偏倚コイル対18を形成してい
る。
イル12a、12bの軸線と平行な平面(本実施例では
共通な平面)上に軸線を有する偏倚コイル16a、16
b、18a、18bが配されている。偏倚コイル16
a、16bの軸線は共通であり、偏倚コイル16a、1
6bにて第1偏倚コイル対16を形成している。また、
偏倚コイル18a、18bの軸線も共通で、偏倚コイル
18a、18bにて第2偏倚コイル対18を形成してい
る。
【0017】偏倚コイル16a、16bの軸線と偏倚コ
イル18a、18bの軸線とは、互いに2α(rad)
の角度で交差している。本実施例にては2α=π/2
で、両軸線は直交している。その交点は偏角コイル12
a、12bの軸線の交点と一致している。この軸線の交
点から各偏倚コイル16a〜18bまでの距離はa
(m)で、相互誘導の影響を無視できる程度にとり、本
実施例ではa=0.1(m)である。対になる偏倚コイ
ル16a、16b間および偏倚コイル18a、18b間
の距離2aには特に制限はないが、この距離が大きくな
るとセンシングブロック10すなわち位置センサ1が大
きくなるので、使用状況などに応じて適宜のものとする
のが好ましい。
イル18a、18bの軸線とは、互いに2α(rad)
の角度で交差している。本実施例にては2α=π/2
で、両軸線は直交している。その交点は偏角コイル12
a、12bの軸線の交点と一致している。この軸線の交
点から各偏倚コイル16a〜18bまでの距離はa
(m)で、相互誘導の影響を無視できる程度にとり、本
実施例ではa=0.1(m)である。対になる偏倚コイ
ル16a、16b間および偏倚コイル18a、18b間
の距離2aには特に制限はないが、この距離が大きくな
るとセンシングブロック10すなわち位置センサ1が大
きくなるので、使用状況などに応じて適宜のものとする
のが好ましい。
【0018】偏倚コイル16a〜18bは、1ターンの
リングコイルで、コイル内の磁束密度分布がほぼ一様と
みなせる程度に小さいものとして説明する。本実施例に
おいては、各偏倚コイル16a〜18bとも外径約30
mmで、同形とみなせる形状である。
リングコイルで、コイル内の磁束密度分布がほぼ一様と
みなせる程度に小さいものとして説明する。本実施例に
おいては、各偏倚コイル16a〜18bとも外径約30
mmで、同形とみなせる形状である。
【0019】また図2に示すように、センシングブロッ
ク10の図示下方には、走行路面20下に電磁誘導線3
0が埋設されている。電磁誘導線30には、図示省略し
た電源よりの交流電流が通電されており、該交流電流の
作用にて、電磁誘導線30の軸を中心とする磁界が形成
されている。
ク10の図示下方には、走行路面20下に電磁誘導線3
0が埋設されている。電磁誘導線30には、図示省略し
た電源よりの交流電流が通電されており、該交流電流の
作用にて、電磁誘導線30の軸を中心とする磁界が形成
されている。
【0020】偏角コイル12a〜14b並びに偏倚コイ
ル16a〜18bの軸線と走行路面20とはほぼ平行に
なっている。図3に示すように、偏角並びに偏倚コイル
12a〜18bからの出力は、処理部40へ入力される
ように構成されている。
ル16a〜18bの軸線と走行路面20とはほぼ平行に
なっている。図3に示すように、偏角並びに偏倚コイル
12a〜18bからの出力は、処理部40へ入力される
ように構成されている。
【0021】図4に示すように、処理部40は、各偏角
コイル12a〜14bおよび偏倚コイル16a〜18b
からの入力信号を増幅、整流する駆動回路42、駆動回
路42からの前記入力信号に応じた信号を受けアナログ
/ディジタル変換するA/D変換回路44、A/D変換
回路44にて変換されたディジタル信号を読み込んで演
算処理し、出力するマイクロコンピュータ46から構成
されている。マイクロコンピュータ46は、周知のCP
U46a、ROM46b、RAM46c、入力ポート4
6dおよび出力ポート46eを双方向バス46fで接続
した、算術論理演算回路として構成されている。ROM
46bには、所定の手順に従って各種の処理を行うため
のプログラムが、あらかじめ格納されている。
コイル12a〜14bおよび偏倚コイル16a〜18b
からの入力信号を増幅、整流する駆動回路42、駆動回
路42からの前記入力信号に応じた信号を受けアナログ
/ディジタル変換するA/D変換回路44、A/D変換
回路44にて変換されたディジタル信号を読み込んで演
算処理し、出力するマイクロコンピュータ46から構成
されている。マイクロコンピュータ46は、周知のCP
U46a、ROM46b、RAM46c、入力ポート4
6dおよび出力ポート46eを双方向バス46fで接続
した、算術論理演算回路として構成されている。ROM
46bには、所定の手順に従って各種の処理を行うため
のプログラムが、あらかじめ格納されている。
【0022】次に、この処理部40にての演算処理につ
いて説明する。図5はそのルーチンを示す。偏角コイル
12a〜14bおよび偏倚コイル16a〜18bの各出
力に比例するデータが、駆動回路42、A/D変換回路
44および入力ポート46dを経て入力され、CPU4
6aにて読み込まれる(ステップ100)。続いて前記
各データに基づいて、センシングブロック10の電磁誘
導線30に対する相対位置に相関する値が算出され、出
力される(ステップ200)。
いて説明する。図5はそのルーチンを示す。偏角コイル
12a〜14bおよび偏倚コイル16a〜18bの各出
力に比例するデータが、駆動回路42、A/D変換回路
44および入力ポート46dを経て入力され、CPU4
6aにて読み込まれる(ステップ100)。続いて前記
各データに基づいて、センシングブロック10の電磁誘
導線30に対する相対位置に相関する値が算出され、出
力される(ステップ200)。
【0023】ステップ200においては、次の演算がな
される。まず、位置センサ1を設置した電磁誘導式無人
車を、電磁誘導線30に沿って図1において矢印F方向
へ移動させようとする場合について説明する。図1に例
示したように、位置センサ1のセンシングブロック10
と電磁誘導線30との相対位置は、センシングブロック
10の電磁誘導線30からの水平距離(以下、偏倚量と
いう)がx(m)で、センシングブロック10の前後方
向軸線と電磁誘導線30とがθ(rad)の角度をなし
ている(以下、偏角という)。
される。まず、位置センサ1を設置した電磁誘導式無人
車を、電磁誘導線30に沿って図1において矢印F方向
へ移動させようとする場合について説明する。図1に例
示したように、位置センサ1のセンシングブロック10
と電磁誘導線30との相対位置は、センシングブロック
10の電磁誘導線30からの水平距離(以下、偏倚量と
いう)がx(m)で、センシングブロック10の前後方
向軸線と電磁誘導線30とがθ(rad)の角度をなし
ている(以下、偏角という)。
【0024】説明の都合上、各物理量および定数を次の
ように表記する。なお、距離または間隔はすべて芯−芯
である。 a :偏倚コイル対の間隔の1/2(m) B :電磁誘導線30に通電されている電流による磁
束密度(Wb/m2 ) h :偏倚コイルおよび下部偏角コイルの電磁誘導線
30からの高さ(m) hc :上部偏角コイルと下部偏角コイルとの間隔
(m) H :電磁誘導線30に通電されている電流による磁
界の強さ(A/m) HAL :偏倚コイル16aの出力に比例する量 HBL :偏倚コイル16bの出力に比例する量 HAR :偏倚コイル18aの出力に比例する量 HBR :偏倚コイル18bの出力に比例する量 HOF :偏角コイル12aの出力に比例する量 HOT :偏角コイル12bの出力に比例する量 HCF :偏角コイル14aの出力に比例する量 HCT :偏角コイル14bの出力に比例する量 I :電磁誘導線30に通電されている電流(A) r :電磁誘導線30からの距離(m) x :偏倚量(m) α :偏倚コイル対の軸線の交差角の1/2(ra
d) η :rの水平面となす角(rad) θ :偏角(rad) μo :真空の透磁率(4πx10-7) 距離rの点における電磁誘導線30の電流による磁界の
強さは
ように表記する。なお、距離または間隔はすべて芯−芯
である。 a :偏倚コイル対の間隔の1/2(m) B :電磁誘導線30に通電されている電流による磁
束密度(Wb/m2 ) h :偏倚コイルおよび下部偏角コイルの電磁誘導線
30からの高さ(m) hc :上部偏角コイルと下部偏角コイルとの間隔
(m) H :電磁誘導線30に通電されている電流による磁
界の強さ(A/m) HAL :偏倚コイル16aの出力に比例する量 HBL :偏倚コイル16bの出力に比例する量 HAR :偏倚コイル18aの出力に比例する量 HBR :偏倚コイル18bの出力に比例する量 HOF :偏角コイル12aの出力に比例する量 HOT :偏角コイル12bの出力に比例する量 HCF :偏角コイル14aの出力に比例する量 HCT :偏角コイル14bの出力に比例する量 I :電磁誘導線30に通電されている電流(A) r :電磁誘導線30からの距離(m) x :偏倚量(m) α :偏倚コイル対の軸線の交差角の1/2(ra
d) η :rの水平面となす角(rad) θ :偏角(rad) μo :真空の透磁率(4πx10-7) 距離rの点における電磁誘導線30の電流による磁界の
強さは
【0025】
【数1】
【0026】であり、磁束密度は
【0027】
【数2】
【0028】である。電磁誘導線30を流れる電流によ
って形成される磁界中のある点に置かれたコイルに生ず
る電磁誘導による起電力は、コイルと交差する磁束に比
例する。その点における磁界の強さは、電磁誘導線から
の距離rに反比例する。またコイルと交差する磁束は、
コイルの軸が水平でrとηの角度があると、sinηに
比例する。従って、コイルに生ずる起電力は、sinη
/rに比例する。
って形成される磁界中のある点に置かれたコイルに生ず
る電磁誘導による起電力は、コイルと交差する磁束に比
例する。その点における磁界の強さは、電磁誘導線から
の距離rに反比例する。またコイルと交差する磁束は、
コイルの軸が水平でrとηの角度があると、sinηに
比例する。従って、コイルに生ずる起電力は、sinη
/rに比例する。
【0029】電磁誘導線から水平方向にx、高さ方向に
hの点を考えると、
hの点を考えると、
【0030】
【数3】
【0031】また、
【0032】
【数4】
【0033】となる。したがって、1/2πを比例定数
とみて、センシングブロック10の偏角がθであると、
偏角コイル12aの出力に比例する量HOFは
とみて、センシングブロック10の偏角がθであると、
偏角コイル12aの出力に比例する量HOFは
【0034】
【数5】
【0035】となり、偏角コイル12aと同じ向きで、
その上方に位置する偏角コイル14aの出力に比例する
量HCFは、(5)式のhにh+hc を代入して
その上方に位置する偏角コイル14aの出力に比例する
量HCFは、(5)式のhにh+hc を代入して
【0036】
【数6】
【0037】となる。同様に、偏角コイル12bの出力
に比例する量HOTおよび偏角コイル14bの出力に比例
する量HCTは、
に比例する量HOTおよび偏角コイル14bの出力に比例
する量HCTは、
【0038】
【数7】
【0039】
【数8】
【0040】となる。さらに、(5)、(6)式から
【0041】
【数9】
【0042】が得られる。また、(5)、(7)式から
【0043】
【数10】
【0044】tanθに相当する値が得られるので、こ
れより偏角θを算出できる。
れより偏角θを算出できる。
【0045】
【数11】
【0046】(11)式でθが得られるので、これを
(9)式に代入して各偏角コイル12a〜14bの出力
値の演算にて、hを算出可能である。次に、各偏倚コイ
ル16a〜18bの出力に比例する量HAL、HBL、HAR
およびHBRについて説明する。
(9)式に代入して各偏角コイル12a〜14bの出力
値の演算にて、hを算出可能である。次に、各偏倚コイ
ル16a〜18bの出力に比例する量HAL、HBL、HAR
およびHBRについて説明する。
【0047】図1において、P、Qはそれぞれ、
【0048】
【数12】
【0049】
【数13】
【0050】である。したがってHAL、HBL、HARおよ
びHBRは、
びHBRは、
【0051】
【数14】
【0052】
【数15】
【0053】
【数16】
【0054】
【数17】
【0055】なお、本実施例にてはα=π/4であるの
で、上記(14)〜(17)式においては、
で、上記(14)〜(17)式においては、
【0056】
【数18】
【0057】となる。上記HAL、HBL、HARおよびHBR
により偏倚量xに比例する値を算出し、(11)式にて
得られる偏角θおよび(9)式にて得られるhと組み合
わせれば、センシングブロック10の電磁誘導線30に
対する相対位置を示すことができる。
により偏倚量xに比例する値を算出し、(11)式にて
得られる偏角θおよび(9)式にて得られるhと組み合
わせれば、センシングブロック10の電磁誘導線30に
対する相対位置を示すことができる。
【0058】上記(14)〜(17)式から偏倚量xに
正確に比例する値を算出するには演算が複雑になること
や、位置センサ1に要求される精度を考慮して、本実施
例では、偏倚量xに近似的に比例する比偏倚量として
正確に比例する値を算出するには演算が複雑になること
や、位置センサ1に要求される精度を考慮して、本実施
例では、偏倚量xに近似的に比例する比偏倚量として
【0059】
【数19】
【0060】にて得られるDを使用した。(19)式に
よるシミュレーションの結果を図6に示したが、(1
9)式で得られる比偏倚量Dは、高さhの影響を受ける
ことなく偏倚量xに比例しており、偏角が大きくなると
偏差は増大するも、充分実用的である。なお、採用可能
な近似式は(19)式に限定されるものではなく、位置
センサ1の使用目的等によって要求される精度などを考
慮して適宜の近似式を用いてよい。もちろん、偏倚量x
に正確に比例する値を算出して、これを出力することも
可能である。
よるシミュレーションの結果を図6に示したが、(1
9)式で得られる比偏倚量Dは、高さhの影響を受ける
ことなく偏倚量xに比例しており、偏角が大きくなると
偏差は増大するも、充分実用的である。なお、採用可能
な近似式は(19)式に限定されるものではなく、位置
センサ1の使用目的等によって要求される精度などを考
慮して適宜の近似式を用いてよい。もちろん、偏倚量x
に正確に比例する値を算出して、これを出力することも
可能である。
【0061】位置センサ1の出力としては、(11)式
にて得られる偏角θ、(9)式にて得られるhおよび
(19)式による比偏倚量Dを個別に出力することや、
これらを合成して出力することも可能である。本実施例
では、センサ出力Sは、電磁誘導式無人車の電磁誘導線
30との相対位置に対応する操舵角に比例した量で、
にて得られる偏角θ、(9)式にて得られるhおよび
(19)式による比偏倚量Dを個別に出力することや、
これらを合成して出力することも可能である。本実施例
では、センサ出力Sは、電磁誘導式無人車の電磁誘導線
30との相対位置に対応する操舵角に比例した量で、
【0062】
【数20】
【0063】の形態で出力される。k1、k2は比例定数
で、位置センサ1が設置された電磁誘導式無人車の運動
特性に応じて設定される。以上の様に、各コイル12a
〜18bの出力に比例する量HOF、HCF、HOT、HCT、
HAL、HBL、HARおよびHBRをCPU46aに入力し
て、電磁誘導線30に対するセンシングブロック10の
相対位置に相関する値を算出し、出力させることができ
る。
で、位置センサ1が設置された電磁誘導式無人車の運動
特性に応じて設定される。以上の様に、各コイル12a
〜18bの出力に比例する量HOF、HCF、HOT、HCT、
HAL、HBL、HARおよびHBRをCPU46aに入力し
て、電磁誘導線30に対するセンシングブロック10の
相対位置に相関する値を算出し、出力させることができ
る。
【0064】なお、偏角θ=0のときはsinθ=0と
なるので、(7)式におけるHOT=0となる。また、
(10)式によるtanθ=0となる。したがって出力
S=k 1D である。また、偏倚量x=0の場合は、HAR
=HBR、HAL=HBLとなるので、(19)式でD=0と
なる。したがって出力S=k2θ である。
なるので、(7)式におけるHOT=0となる。また、
(10)式によるtanθ=0となる。したがって出力
S=k 1D である。また、偏倚量x=0の場合は、HAR
=HBR、HAL=HBLとなるので、(19)式でD=0と
なる。したがって出力S=k2θ である。
【0065】次に本実施例の位置センサ1の作用を説明
する。電磁誘導線30のほぼ直上になるような相対位置
に配置された位置センサ1の偏角および偏倚コイル12
a〜18bは、電磁誘導線30に通電されている交流電
流によって形成された磁界内にある。電磁誘導線30に
通電されている交流電流の位相変化に伴ってその形成す
る磁界の強さも変化するので、偏角および偏倚コイル1
2a〜18bと鎖交する磁束密度が変化する。その結
果、偏角および偏倚コイル12a〜18bには誘導電圧
が生ずる。この誘導電圧に応じた電気信号が偏角および
偏倚コイル12a〜18bから処理部40へ入力され
る。
する。電磁誘導線30のほぼ直上になるような相対位置
に配置された位置センサ1の偏角および偏倚コイル12
a〜18bは、電磁誘導線30に通電されている交流電
流によって形成された磁界内にある。電磁誘導線30に
通電されている交流電流の位相変化に伴ってその形成す
る磁界の強さも変化するので、偏角および偏倚コイル1
2a〜18bと鎖交する磁束密度が変化する。その結
果、偏角および偏倚コイル12a〜18bには誘導電圧
が生ずる。この誘導電圧に応じた電気信号が偏角および
偏倚コイル12a〜18bから処理部40へ入力され
る。
【0066】処理部40にては、まず、偏角および偏倚
コイル12a〜18bからの電気信号は駆動回路42に
て、増幅、ノイズ信号除去、整流等の処理がなされて、
A/D変換回路44へ送られる。A/D変換回路44に
入力された信号は、ここでディジタル信号に変換され
て、偏角および偏倚コイル12a〜18bの出力に比例
したデータとしてマイクロコンピュータ46へ入力され
る。
コイル12a〜18bからの電気信号は駆動回路42に
て、増幅、ノイズ信号除去、整流等の処理がなされて、
A/D変換回路44へ送られる。A/D変換回路44に
入力された信号は、ここでディジタル信号に変換され
て、偏角および偏倚コイル12a〜18bの出力に比例
したデータとしてマイクロコンピュータ46へ入力され
る。
【0067】入力ポート46dにデータの入力がなされ
ると、CPU46aは、図5に示したルーチン処理を開
始する。すなわち、各コイル12a〜18bの出力に比
例するデータを読み込み(ステップ100)、前記各デ
ータに基づいて、センシングブロック10の電磁誘導線
30に対する相対位置に対応する操舵角に比例する値が
算出され、出力される(ステップ200)。この値は上
記(20)式にて示した値である。
ると、CPU46aは、図5に示したルーチン処理を開
始する。すなわち、各コイル12a〜18bの出力に比
例するデータを読み込み(ステップ100)、前記各デ
ータに基づいて、センシングブロック10の電磁誘導線
30に対する相対位置に対応する操舵角に比例する値が
算出され、出力される(ステップ200)。この値は上
記(20)式にて示した値である。
【0068】処理部40からの出力SにおけるDは、偏
倚の向き、すなわち右偏倚あるいは左偏倚、に応じて正
または負となるように設定される。同様にθも、右また
は左の偏角に応じて正、負いずれかになるように設定さ
れる。また、(20)式におけるk1 およびk2 の設定
値を調整することで、偏倚量要素あるいは偏角要素の出
力Sに占める割合を、電磁誘導式無人車の運動特性に応
じて調整することができる。
倚の向き、すなわち右偏倚あるいは左偏倚、に応じて正
または負となるように設定される。同様にθも、右また
は左の偏角に応じて正、負いずれかになるように設定さ
れる。また、(20)式におけるk1 およびk2 の設定
値を調整することで、偏倚量要素あるいは偏角要素の出
力Sに占める割合を、電磁誘導式無人車の運動特性に応
じて調整することができる。
【0069】電磁誘導式無人車を電磁誘導線30に沿っ
て、図1において矢印R方向に移動させる場合、すなわ
ち位置センサ1が電磁誘導線30に沿って、図1におい
て矢印R方向へ移動する場合は、偏倚コイル16aと偏
倚コイル16bの出力を相互に入れ換え、偏倚コイル1
8aと偏倚コイル18bの出力を相互に入れ換えて処理
すれば、上記と同様の出力を得ることができる。
て、図1において矢印R方向に移動させる場合、すなわ
ち位置センサ1が電磁誘導線30に沿って、図1におい
て矢印R方向へ移動する場合は、偏倚コイル16aと偏
倚コイル16bの出力を相互に入れ換え、偏倚コイル1
8aと偏倚コイル18bの出力を相互に入れ換えて処理
すれば、上記と同様の出力を得ることができる。
【0070】また、電磁誘導線30が図1に示した場合
から略90度回転した位置にあり、電磁誘導式無人車、
すなわち位置センサ1を、これに沿って図示左方向に横
行させる場合は、偏角コイル12aと偏角コイル12b
の出力を相互に入れ換え、偏角コイル14aと偏角コイ
ル14bの出力を相互に入れ換えるとともに、偏倚コイ
ル16a→偏倚コイル18b→偏倚コイル16b→偏倚
コイル18a→偏倚コイル16aのように出力を入れ換
えて処理すればよい。同様に図示右方向へ横行させる場
合は、左への横行の場合と逆回りにコイル出力を入れ換
えて処理すればよい。
から略90度回転した位置にあり、電磁誘導式無人車、
すなわち位置センサ1を、これに沿って図示左方向に横
行させる場合は、偏角コイル12aと偏角コイル12b
の出力を相互に入れ換え、偏角コイル14aと偏角コイ
ル14bの出力を相互に入れ換えるとともに、偏倚コイ
ル16a→偏倚コイル18b→偏倚コイル16b→偏倚
コイル18a→偏倚コイル16aのように出力を入れ換
えて処理すればよい。同様に図示右方向へ横行させる場
合は、左への横行の場合と逆回りにコイル出力を入れ換
えて処理すればよい。
【0071】このような、電磁誘導式無人車、すなわち
位置センサ1の相対的な移動方向に応じてのコイル出力
の入れ換え処理は、予めROM46bにそのためのプロ
グラムを格納しておくことで実現可能である。なお、本
実施例の各コイル12a〜18bは、1ターンのリング
コイルとして説明したが、各コイルの形状はこれに限定
されない。ただし、コイル内の磁束密度分布がほぼ一様
とみなせる程度に小さいものであることが望ましい。上
部および下部偏角コイルの巻線を複数回交差させる場合
は、例えば交差部にて一方のコイルの巻線を他方のコイ
ルの内側および外側を交互に通過させる等により、内
側、外側を通過する巻線を全体としてバランスさせる
と、良好な出力特性が得られる。
位置センサ1の相対的な移動方向に応じてのコイル出力
の入れ換え処理は、予めROM46bにそのためのプロ
グラムを格納しておくことで実現可能である。なお、本
実施例の各コイル12a〜18bは、1ターンのリング
コイルとして説明したが、各コイルの形状はこれに限定
されない。ただし、コイル内の磁束密度分布がほぼ一様
とみなせる程度に小さいものであることが望ましい。上
部および下部偏角コイルの巻線を複数回交差させる場合
は、例えば交差部にて一方のコイルの巻線を他方のコイ
ルの内側および外側を交互に通過させる等により、内
側、外側を通過する巻線を全体としてバランスさせる
と、良好な出力特性が得られる。
【0072】また、本実施例では、処理部40における
演算処理をマイクロコンピュータ46にておこなった
が、これに代えて加算回路、乗算回路を組み合わせたア
ナログ回路を用いることも可能である。この場合、A/
D変換回路44は不要となる。以上で実施例1について
の説明を終了し、次に実施例1に記載の位置センサを電
磁誘導センサとして使用する電磁誘導式無人車の一実施
例について説明する。 (実施例2)図7は電磁誘導式無人車の基本的構成を例
示するブロック図、図8は本実施例の電磁誘導式無人車
50の装置構成を示す説明図である。
演算処理をマイクロコンピュータ46にておこなった
が、これに代えて加算回路、乗算回路を組み合わせたア
ナログ回路を用いることも可能である。この場合、A/
D変換回路44は不要となる。以上で実施例1について
の説明を終了し、次に実施例1に記載の位置センサを電
磁誘導センサとして使用する電磁誘導式無人車の一実施
例について説明する。 (実施例2)図7は電磁誘導式無人車の基本的構成を例
示するブロック図、図8は本実施例の電磁誘導式無人車
50の装置構成を示す説明図である。
【0073】まず、電磁誘導式無人車50の構成につい
て説明する。図9および図10は電磁誘導式無人車50
を走行路面52に載置した状態の説明図である。走行路
面52下には導電ケーブルの電磁誘導線54が埋設され
ており、電磁誘導線54には、図示しない電源装置から
の交流電流が通電されている。電磁誘導式無人車50は
走行路面52上を、電磁誘導線54の軸方向に沿って移
動可能になっている。
て説明する。図9および図10は電磁誘導式無人車50
を走行路面52に載置した状態の説明図である。走行路
面52下には導電ケーブルの電磁誘導線54が埋設され
ており、電磁誘導線54には、図示しない電源装置から
の交流電流が通電されている。電磁誘導式無人車50は
走行路面52上を、電磁誘導線54の軸方向に沿って移
動可能になっている。
【0074】電磁誘導式無人車50は、長方形の台車5
6の4隅に配置された4個の動輪58a、58b、58
c、58dを備えている。動輪58a〜58dは、それ
ぞれに備えられているモータ60a、60b、60c、
60dによって駆動され、回転するようになっている。
6の4隅に配置された4個の動輪58a、58b、58
c、58dを備えている。動輪58a〜58dは、それ
ぞれに備えられているモータ60a、60b、60c、
60dによって駆動され、回転するようになっている。
【0075】また、動輪58a〜58dはそれぞれ、支
持部材62a、62b、62c、62dを介して台車5
6に取り付けられている。これらの支持部材62a〜6
2dは、台車56の床面に垂直な軸を回転軸として36
0度操舵可能となっている。この支持部材62a〜62
dの回転に応じて、動輪58a〜58dの回転面の相対
的方位は360度にわたって変化可能になっている。
持部材62a、62b、62c、62dを介して台車5
6に取り付けられている。これらの支持部材62a〜6
2dは、台車56の床面に垂直な軸を回転軸として36
0度操舵可能となっている。この支持部材62a〜62
dの回転に応じて、動輪58a〜58dの回転面の相対
的方位は360度にわたって変化可能になっている。
【0076】モータ60a〜60dには、マイクロコン
ピュータ64および電力制御部66を備えた、走行制御
装置68が電気的に接続されている。電力制御部66は
バッテリーを内蔵していて、マイクロコンピュータ64
からの指示に応じて、バッテリーからの電流をモータ6
0a〜60dに供給するとともに、モータ60a〜60
dの回転、停止などの作動状態を制御可能になってい
る。また、モータ60a〜60dとともに動輪58a〜
58dの回転面の方位を制御可能になっている。
ピュータ64および電力制御部66を備えた、走行制御
装置68が電気的に接続されている。電力制御部66は
バッテリーを内蔵していて、マイクロコンピュータ64
からの指示に応じて、バッテリーからの電流をモータ6
0a〜60dに供給するとともに、モータ60a〜60
dの回転、停止などの作動状態を制御可能になってい
る。また、モータ60a〜60dとともに動輪58a〜
58dの回転面の方位を制御可能になっている。
【0077】走行制御装置68には、台車56のほぼ中
央下部に設置された電磁誘導センサ70が電気的に接続
されていて、電磁誘導センサ70の出力信号が走行制御
装置68に、正確にはマイクロコンピュータ64に入力
可能になっている。電磁誘導センサ70は、実施例1に
示した位置センサである。
央下部に設置された電磁誘導センサ70が電気的に接続
されていて、電磁誘導センサ70の出力信号が走行制御
装置68に、正確にはマイクロコンピュータ64に入力
可能になっている。電磁誘導センサ70は、実施例1に
示した位置センサである。
【0078】マイクロコンピュータ64は、周知のCP
U64a、ROM64b、RAM64cおよび入出力回
路64dを双方向バス64fで接続した、算術論理演算
回路として構成されている。また、ROM64bには、
所定の手順に従って各種の処理を行うためのプログラム
が、あらかじめ格納されている。
U64a、ROM64b、RAM64cおよび入出力回
路64dを双方向バス64fで接続した、算術論理演算
回路として構成されている。また、ROM64bには、
所定の手順に従って各種の処理を行うためのプログラム
が、あらかじめ格納されている。
【0079】マイクロコンピュータ64は、図11に示
す操舵量算出ルーチンにて、電磁誘導センサ70からの
出力を読み込んで、該信号に基づいて操舵量を算出して
電力制御部66に指示するとともに、別途設定されてい
るサブルーチンにより、走行速度、走行方向についても
指示する。
す操舵量算出ルーチンにて、電磁誘導センサ70からの
出力を読み込んで、該信号に基づいて操舵量を算出して
電力制御部66に指示するとともに、別途設定されてい
るサブルーチンにより、走行速度、走行方向についても
指示する。
【0080】操舵量算出ルーチンにては、マイクロコン
ピュータ64は電磁誘導センサ70から出力される値を
データとして読み込む(ステップ1000)。続いてス
テップ1000で読み込んだデータに基づいて、走行速
度に合わせて操舵量を算出する(ステップ2000)。
次に、前記算出された操舵量を電力制御部66に指示す
る(ステップ3000)。
ピュータ64は電磁誘導センサ70から出力される値を
データとして読み込む(ステップ1000)。続いてス
テップ1000で読み込んだデータに基づいて、走行速
度に合わせて操舵量を算出する(ステップ2000)。
次に、前記算出された操舵量を電力制御部66に指示す
る(ステップ3000)。
【0081】なお、電磁誘導式無人車50には、電磁誘
導線54の分岐点などの進行方向切換地点を検知する方
向切換センサが装備されている。方向切換センサが進行
方向切換地点を検知すると、該データはマイクロコンピ
ュータ64へ入力される。マイクロコンピュータ64
は、別途設定されているサブルーチンにより、該入力に
応じて走行速度、走行方向について指示する。
導線54の分岐点などの進行方向切換地点を検知する方
向切換センサが装備されている。方向切換センサが進行
方向切換地点を検知すると、該データはマイクロコンピ
ュータ64へ入力される。マイクロコンピュータ64
は、別途設定されているサブルーチンにより、該入力に
応じて走行速度、走行方向について指示する。
【0082】併せて、走行方向が切り換わる場合には、
該方向データがマイクロコンピュータ64から電磁誘導
センサ70に入力される。すると電磁誘導センサ70の
処理部にては、走行方向に応じて、センシングブロック
を構成する各コイルからの出力の入れ換えがなされる。
これにより、電磁誘導センサ70からの出力Sは電磁誘
導式無人車50の走行方向に応じた適切な出力となる。
該方向データがマイクロコンピュータ64から電磁誘導
センサ70に入力される。すると電磁誘導センサ70の
処理部にては、走行方向に応じて、センシングブロック
を構成する各コイルからの出力の入れ換えがなされる。
これにより、電磁誘導センサ70からの出力Sは電磁誘
導式無人車50の走行方向に応じた適切な出力となる。
【0083】次に、本実施例の電磁誘導式無人車50の
作用について説明する。走行路面52に載置された電磁
誘導式無人車50に走行開始の指示がなされると、マイ
クロコンピュータ64は、走行速度、走行方向について
の指示信号を出力する。走行制御装置68は、マイクロ
コンピュータ64の指示信号に応じた走行速度、走行方
向となるように、モータ60a〜60dに電力を供給す
る。
作用について説明する。走行路面52に載置された電磁
誘導式無人車50に走行開始の指示がなされると、マイ
クロコンピュータ64は、走行速度、走行方向について
の指示信号を出力する。走行制御装置68は、マイクロ
コンピュータ64の指示信号に応じた走行速度、走行方
向となるように、モータ60a〜60dに電力を供給す
る。
【0084】モータ60a〜60dが稼働して動輪58
a〜58dを回転させると、電磁誘導式無人車50は動
輪58a〜58dの回転方向に応じた向きに走行する。
走行中に電磁誘導線54と電磁誘導式無人車50の水平
方向の相対位置が変化すると偏角および/または偏倚を
生ずる。
a〜58dを回転させると、電磁誘導式無人車50は動
輪58a〜58dの回転方向に応じた向きに走行する。
走行中に電磁誘導線54と電磁誘導式無人車50の水平
方向の相対位置が変化すると偏角および/または偏倚を
生ずる。
【0085】電磁誘導センサ70の、電磁誘導式無人車
50の走行方向にそった軸線が、電磁誘導線54の軸線
の垂直延長面上から左右いずれかにヨーイングし、同時
に電磁誘導線54からの偏倚があると、電磁誘導センサ
70から該偏角および偏倚量に対応する操舵角に比例す
る信号が出力され、マイクロコンピュータ64に入力さ
れる。
50の走行方向にそった軸線が、電磁誘導線54の軸線
の垂直延長面上から左右いずれかにヨーイングし、同時
に電磁誘導線54からの偏倚があると、電磁誘導センサ
70から該偏角および偏倚量に対応する操舵角に比例す
る信号が出力され、マイクロコンピュータ64に入力さ
れる。
【0086】例えば、図13において矢印A方向に進行
中の電磁誘導式無人車50が、電磁誘導線54に対して
θ(rad)の偏角を生じ(偏角θ)、x(m)偏倚し
た(偏倚量x)とすると、電磁誘導センサ70からはS
=k1D+k2θ(k1、k2は比例定数)が出力される。
中の電磁誘導式無人車50が、電磁誘導線54に対して
θ(rad)の偏角を生じ(偏角θ)、x(m)偏倚し
た(偏倚量x)とすると、電磁誘導センサ70からはS
=k1D+k2θ(k1、k2は比例定数)が出力される。
【0087】マイクロコンピュータ64は図11に示し
たルーチンにしたがって、電磁誘導センサ70の出力S
をデータとして読み込む(ステップ1000)。次に、
読み込んだデータに基づいて走行速度に合った操舵量を
算出する(ステップ2000)。続いて、前記算出され
た操舵量を出力する(ステップ3000)。
たルーチンにしたがって、電磁誘導センサ70の出力S
をデータとして読み込む(ステップ1000)。次に、
読み込んだデータに基づいて走行速度に合った操舵量を
算出する(ステップ2000)。続いて、前記算出され
た操舵量を出力する(ステップ3000)。
【0088】電力制御部66は、マイクロコンピュータ
64が算出し出力した操舵量に応じて動輪58a〜58
dを操舵する。この操舵は、進行方向前2輪、後2輪あ
るいは4輪の回転面の方位を変更することでなされる。
上記操舵に応じて電磁誘導式無人車50は矢印B方向に
回頭して、偏倚および偏角は修正される。
64が算出し出力した操舵量に応じて動輪58a〜58
dを操舵する。この操舵は、進行方向前2輪、後2輪あ
るいは4輪の回転面の方位を変更することでなされる。
上記操舵に応じて電磁誘導式無人車50は矢印B方向に
回頭して、偏倚および偏角は修正される。
【0089】本実施例にては、電磁誘導式無人車50の
操舵は偏倚量および偏角に応じた操舵がなされるため、
偏倚量のみに応じての操舵と比較して、滑らかな操舵と
なる。マイクロコンピュータ64から入力された操舵量
に応じた操舵処理が終了すると、操舵は中立に戻されて
電磁誘導式無人車50は直進状態となる。
操舵は偏倚量および偏角に応じた操舵がなされるため、
偏倚量のみに応じての操舵と比較して、滑らかな操舵と
なる。マイクロコンピュータ64から入力された操舵量
に応じた操舵処理が終了すると、操舵は中立に戻されて
電磁誘導式無人車50は直進状態となる。
【0090】この直進状態の電磁誘導式無人車50にお
いて、電磁誘導センサ70が電磁誘導線54からの偏角
および偏倚を検出すると、再度、上述したと同様の過程
をにて電磁誘導式無人車50は直進状態となる。電磁誘
導線54と電磁誘導式無人車50の水平方向の相対位置
変化が偏角のみの場合、あるいは偏倚のみの場合にも、
マイクロコンピュータ64は上述と同様に、電磁誘導セ
ンサ70の出力をデータとして読み込み(ステップ10
00)、読み込んだデータに基づいて操舵量を算出し
(ステップ2000)、前記算出された操舵量を出力す
る(ステップ3000)。
いて、電磁誘導センサ70が電磁誘導線54からの偏角
および偏倚を検出すると、再度、上述したと同様の過程
をにて電磁誘導式無人車50は直進状態となる。電磁誘
導線54と電磁誘導式無人車50の水平方向の相対位置
変化が偏角のみの場合、あるいは偏倚のみの場合にも、
マイクロコンピュータ64は上述と同様に、電磁誘導セ
ンサ70の出力をデータとして読み込み(ステップ10
00)、読み込んだデータに基づいて操舵量を算出し
(ステップ2000)、前記算出された操舵量を出力す
る(ステップ3000)。
【0091】続いて、上述と同様に、電力制御部66
は、マイクロコンピュータ64が算出し出力した操舵量
に応じて動輪58a〜58dを操舵し、電磁誘導式無人
車50を直進状態とする。また、例えば図14に示した
ように、電磁誘導線54に沿って矢印Y方向に走行して
きた電磁誘導式無人車50が、分岐する電磁誘導線54
aに沿って矢印X方向に進行方向を切り換える場合があ
る。
は、マイクロコンピュータ64が算出し出力した操舵量
に応じて動輪58a〜58dを操舵し、電磁誘導式無人
車50を直進状態とする。また、例えば図14に示した
ように、電磁誘導線54に沿って矢印Y方向に走行して
きた電磁誘導式無人車50が、分岐する電磁誘導線54
aに沿って矢印X方向に進行方向を切り換える場合があ
る。
【0092】このような場合でも、前述のように電磁誘
導センサ70のセンシングブロックを構成する各コイル
出力の処理部への入力を入れ換えることにより、センシ
ングブロックを90度回転させたのと等値の状態とな
る。また、前進から後進へ、右行から左行などの進行方
向切換に際しても、同様にセンシングブロックの指向性
を切り換えることができる。したがって、1個の電磁誘
導センサ70にて、電磁誘導式無人車50の電磁誘導線
54に沿っての前後進および電磁誘導線54aに沿って
の横行に対処できる。
導センサ70のセンシングブロックを構成する各コイル
出力の処理部への入力を入れ換えることにより、センシ
ングブロックを90度回転させたのと等値の状態とな
る。また、前進から後進へ、右行から左行などの進行方
向切換に際しても、同様にセンシングブロックの指向性
を切り換えることができる。したがって、1個の電磁誘
導センサ70にて、電磁誘導式無人車50の電磁誘導線
54に沿っての前後進および電磁誘導線54aに沿って
の横行に対処できる。
【0093】従来技術の位置センサを用いた場合、図1
4に示したような進行方向の切換が困難であった。この
ため、荷積み・荷下ろしや対向する電磁誘導式無人車5
0a同士のすれ違いなどに際しては、図15に示したよ
うな側線方式が採用されていた。
4に示したような進行方向の切換が困難であった。この
ため、荷積み・荷下ろしや対向する電磁誘導式無人車5
0a同士のすれ違いなどに際しては、図15に示したよ
うな側線方式が採用されていた。
【0094】ところが、本実施例の電磁誘導式無人車5
0は、上述のように前後進、左右進のいずれにも対処可
能なので、荷積み・荷下ろしや待避などには自身の長さ
プラスアルファの区画のみで充分である。側線が不要と
なるので、作業エリアの縮小が可能となる。また、狭い
領域での作業が可能となる。
0は、上述のように前後進、左右進のいずれにも対処可
能なので、荷積み・荷下ろしや待避などには自身の長さ
プラスアルファの区画のみで充分である。側線が不要と
なるので、作業エリアの縮小が可能となる。また、狭い
領域での作業が可能となる。
【0095】さらに電磁誘導式無人車50をエレベータ
などに載置する際にも、例えばエレベータの乗降口に平
行する走行用電磁誘導線から、エレベータ乗降口に向か
う枝誘導線を設けるだけで充分であり、特別な設備を必
要としない。したがって、電磁誘導式無人車50の荷役
作業における応用範囲が広がる。
などに載置する際にも、例えばエレベータの乗降口に平
行する走行用電磁誘導線から、エレベータ乗降口に向か
う枝誘導線を設けるだけで充分であり、特別な設備を必
要としない。したがって、電磁誘導式無人車50の荷役
作業における応用範囲が広がる。
【0096】電磁誘導式無人車50は、上述のように電
磁誘導線54との相対位置の変化と該変化に応じた操舵
とを繰り返しつつ電磁誘導線54に沿って走行し、別途
設定された位置にて停止する。なお、本実施例では、電
磁誘導センサ70の偏角成分と偏倚量成分とを合成して
出力する構成としたが、それぞれの成分を独立にマイク
ロコンピュータ64に入力する構成としてもよい。
磁誘導線54との相対位置の変化と該変化に応じた操舵
とを繰り返しつつ電磁誘導線54に沿って走行し、別途
設定された位置にて停止する。なお、本実施例では、電
磁誘導センサ70の偏角成分と偏倚量成分とを合成して
出力する構成としたが、それぞれの成分を独立にマイク
ロコンピュータ64に入力する構成としてもよい。
【0097】また、走行制御装置68に内蔵するバッテ
リーにてモータ60a〜60dを駆動する構成とした
が、バッテリーに代えて走行路面52などに設置したト
ロリー線等から電力を供給する構成としてもよい。さら
に、電磁誘導式無人車の操舵方式は、例えば左右の動輪
の回転差による方式や動輪の方向を変える方式など、特
に限定されない。車輪の数や配置も特に限定はなく、前
2輪−後2輪、前1輪−後2輪などさまざまな数と配置
で実施可能である。
リーにてモータ60a〜60dを駆動する構成とした
が、バッテリーに代えて走行路面52などに設置したト
ロリー線等から電力を供給する構成としてもよい。さら
に、電磁誘導式無人車の操舵方式は、例えば左右の動輪
の回転差による方式や動輪の方向を変える方式など、特
に限定されない。車輪の数や配置も特に限定はなく、前
2輪−後2輪、前1輪−後2輪などさまざまな数と配置
で実施可能である。
【0098】以上本発明はこの様な実施例に何等限定さ
れるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲にお
いて種々なる態様で実施し得る。
れるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲にお
いて種々なる態様で実施し得る。
【0099】
【発明の効果】以上詳述したように本発明の位置センサ
は、1個のセンサで電磁誘導式無人車の前後進並びに横
行に対応可能である。このため側線などは不要となり、
通路領域が縮小されるので、例えば工場の敷地の有効利
用が可能となる。また、電磁誘導式無人車の利用範囲が
拡大される。
は、1個のセンサで電磁誘導式無人車の前後進並びに横
行に対応可能である。このため側線などは不要となり、
通路領域が縮小されるので、例えば工場の敷地の有効利
用が可能となる。また、電磁誘導式無人車の利用範囲が
拡大される。
【0100】しかも本発明の位置センサは、電磁誘導線
からの偏倚および電磁誘導線との偏角に相関する量の出
力が可能であるので、該センサを用いた電磁誘導式無人
車の操舵は滑らかなものとなり、電磁誘導線への追従性
に優れている。
からの偏倚および電磁誘導線との偏角に相関する量の出
力が可能であるので、該センサを用いた電磁誘導式無人
車の操舵は滑らかなものとなり、電磁誘導線への追従性
に優れている。
【図1】 実施例1の位置センサのセンシングブロック
の説明図である。
の説明図である。
【図2】 実施例1の位置センサのセンシングブロック
の説明図である。
の説明図である。
【図3】 実施例1の位置センサの構成を示すブロック
図である。
図である。
【図4】 実施例1の位置センサの処理部の構成を示す
ブロック図である。実施例1における偏角算出ルーチン
のフローチャートである。
ブロック図である。実施例1における偏角算出ルーチン
のフローチャートである。
【図5】 実施例1における電磁誘導線に対するセンシ
ングブロックの相対位置に相関する値算出ルーチンのフ
ローチャートである。
ングブロックの相対位置に相関する値算出ルーチンのフ
ローチャートである。
【図6】 (19)式によるシミュレーションの結果を
表すグラフである。
表すグラフである。
【図7】 実施例2の電磁誘導式無人車のブロック図で
ある。
ある。
【図8】 実施例2の電磁誘導式無人車の装置構成を示
すブロック図である。
すブロック図である。
【図9】 実施例2の電磁誘導式無人車の正面図であ
る。
る。
【図10】 実施例2の電磁誘導式無人車の平面図であ
る。
る。
【図11】 実施例2における操舵量算出のフローチャ
ートである。
ートである。
【図12】 実施例2の走行制御装置のブロック図であ
る。
る。
【図13】 実施例2の電磁誘導式無人車と電磁誘導線
との相対位置の説明図である。
との相対位置の説明図である。
【図14】 実施例2の電磁誘導式無人車における進行
方向切換の説明図である。
方向切換の説明図である。
【図15】 従来技術の電磁誘導式無人車における側線
の説明図である。
の説明図である。
1・・・位置センサ、10・・・センシングブロック、
12・・・下部偏角コイル対、12a、12b・・・偏
角コイル、14・・・上部偏角コイル対、14a、14
b・・・偏角コイル、16・・・第1偏倚コイル対、1
6a、16b・・・偏倚コイル、18・・・第2偏倚コ
イル対、18a、18b・・・偏倚コイル、20・・・
走行路面、30・・・電磁誘導線、40・・・処理部、
50・・・電磁誘導式無人車、52・・・走行路面、5
4、54a・・・電磁誘導線、68・・・走行制御装
置、70・・・電磁誘導センサ。
12・・・下部偏角コイル対、12a、12b・・・偏
角コイル、14・・・上部偏角コイル対、14a、14
b・・・偏角コイル、16・・・第1偏倚コイル対、1
6a、16b・・・偏倚コイル、18・・・第2偏倚コ
イル対、18a、18b・・・偏倚コイル、20・・・
走行路面、30・・・電磁誘導線、40・・・処理部、
50・・・電磁誘導式無人車、52・・・走行路面、5
4、54a・・・電磁誘導線、68・・・走行制御装
置、70・・・電磁誘導センサ。
Claims (2)
- 【請求項1】 電磁誘導線が形成する磁界を検出して該
電磁誘導線との相対位置を検知する位置センサにおい
て、 略同一平面上にあり互いに交差する2本の直線を軸線と
して、前記軸線の各々について前記軸線の交点の両側に
それぞれ1個配置された偏倚コイルと、 前記平面とほぼ平行で、かつ、互いに非平行な軸線を有
し、前記交点にて前記平面と直交する垂直線上にコイル
中心を位置させて配置された一対の下部偏角コイルと、 前記平面とほぼ平行で、かつ、互いに非平行な軸線を有
し、前記垂直線上にコイル中心を位置させて、前記下部
偏角コイルと上方に間隔を保持して配置された一対の上
部偏角コイルとを備えたセンシングブロックと、 前記偏倚コイルおよび上部並びに下部偏角コイルの出力
を得て、該出力から前記電磁誘導線と前記センシングブ
ロックとの相対位置に相関する値を算出し出力する処理
部とを設けたことを特徴とする位置センサ。 - 【請求項2】 請求項1記載の位置センサを電磁誘導セ
ンサとして用いることを特徴とする電磁誘導式無人車。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4159520A JPH061249A (ja) | 1992-06-18 | 1992-06-18 | 位置センサおよび該センサを用いた電磁誘導式無人車 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4159520A JPH061249A (ja) | 1992-06-18 | 1992-06-18 | 位置センサおよび該センサを用いた電磁誘導式無人車 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH061249A true JPH061249A (ja) | 1994-01-11 |
Family
ID=15695568
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP4159520A Pending JPH061249A (ja) | 1992-06-18 | 1992-06-18 | 位置センサおよび該センサを用いた電磁誘導式無人車 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH061249A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0765972B2 (ja) * | 1985-03-14 | 1995-07-19 | デイフラクト リミテツド | パネル表面検査方法及び装置 |
US5844801A (en) * | 1994-12-08 | 1998-12-01 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Method of inspecting and manufacturing vehicle body |
CN109661322A (zh) * | 2016-08-29 | 2019-04-19 | 环球城市电影有限责任公司 | 用于制动或者推进漫游车辆的***和方法 |
-
1992
- 1992-06-18 JP JP4159520A patent/JPH061249A/ja active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0765972B2 (ja) * | 1985-03-14 | 1995-07-19 | デイフラクト リミテツド | パネル表面検査方法及び装置 |
US5844801A (en) * | 1994-12-08 | 1998-12-01 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Method of inspecting and manufacturing vehicle body |
CN109661322A (zh) * | 2016-08-29 | 2019-04-19 | 环球城市电影有限责任公司 | 用于制动或者推进漫游车辆的***和方法 |
CN109661322B (zh) * | 2016-08-29 | 2022-12-16 | 环球城市电影有限责任公司 | 用于制动或者推进漫游车辆的***和方法 |
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