(57)【要約】 【構成】  移動体Ａ，Ｂの移動経路に沿ってリニアセンサＬ１〜Ｌ４，Ｒ１〜Ｒ４を２列に間隔を置いて配置し、移動体Ａ，Ｂに設けた磁石のリニアセンサに対する相対位置を求める。求めた相対位置にリニアセンサの原点座標を加算し、移動体の絶対位置を求める。【効果】  移動体の絶対位置を地上側で迅速かつ高精度に検出できる。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
リニアセンサによって移動体の位置を検出するシステムにおいて、
前記リニアセンサはセンサ毎の原点基準の相対位置を出力とし、前記移動体の移動経路に沿って複数個のリニアセンサを少なくとも２列に配置すると共に、前記リニアセンサによって検出される少なくとも２個のマークを前記移動体に設け、さらに前記リニアセンサの出力にセンサ毎の原点の絶対座標を加算して、前記移動体の絶対位置を求めるための手段、を設けたことを特徴とする、移動体システム。
【請求項２】
移動体のIDとその現在位置とを記憶するための記憶手段と、前記リニアセンサの出力と前記現在位置とが近接する移動体を前記記憶手段の記憶データから検索して、前記現在位置をリニアセンサの出力により更新するための手段、とを設けたことを特徴とする、請求項１の移動体システム。
【請求項３】
前記少なくとも２列のリニアセンサの検出エリアが、検出エリアの境界部で互いに重なるようにしたことを特徴とする、請求項１の移動体システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は移動体システムに関し、特に地上側で移動体の絶対位置を高精度かつ迅速に検出するようにしたシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
発明者は、スタッカークレーン、有軌道台車、天井走行車等の移動体に対して、その絶対位置を地上側で高精度かつ迅速に認識することを検討した。このことができれば、移動体の走行制御や停止制御、衝突や渋滞の回避などを容易に行うことができる。そのためには、移動体の位置を移動経路に沿って連続的に途切れずに、もしくはほぼ連続的に検出する必要がある。また各リニアセンサは、リニアセンサ自体の原点に対する相対座標を出力するので、これを絶対位置に変換する必要がある。なお特許文献１はリニアセンサを用いた移動体の位置検出を開示している。
【特許文献１】特願２００６−２１８６９４
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
この発明の課題は、移動体の絶対位置を高精度かつ迅速に地上側で求められるようにすることにある。
請求項２の発明での追加の課題は、複数の移動体を区別して、個々の移動体毎の絶対位置を求めることができるようにすることにある。
請求項３の発明での追加の課題は、リニアセンサの検出エリアの境界部で、移動体の位置検出が途切れないようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
この発明は、リニアセンサによって移動体の位置を検出する移動体システムにおいて、前記リニアセンサはセンサ毎の原点基準の相対位置を出力とし、前記移動体の移動経路に沿って複数個のリニアセンサを少なくとも２列に配置すると共に、前記リニアセンサによって検出される少なくとも２個のマークを前記移動体に設け、さらに前記リニアセンサの出力にセンサ毎の原点の絶対座標を加算して、前記移動体の絶対位置を求めるための手段、を設けたことを特徴とする。
【０００５】
好ましくは、移動体のIDとその現在位置とを記憶するための記憶手段と、前記リニアセンサの出力と前記現在位置とが近接する移動体を前記記憶手段の記憶データから検索して、前記現在位置をリニアセンサの出力により更新するための手段、とを設ける。
また好ましくは、前記少なくとも２列のリニアセンサの検出エリアが、検出エリアの境界部で互いに重なるようにする。
【発明の効果】
【０００６】
この発明では、移動体の移動経路に沿ってリニアセンサを少なくとも２列に配置し、移動体の少なくとも２個のマークを交互に検出するので、移動体の位置を途切れずに検出できる。リニアセンサは各々の相対座標を出力するが、これにリニアセンサの原点の絶対座標を加算すると、移動体の絶対位置を求めることができる。以上により、この発明では移動体の絶対位置を高精度かつ迅速に求めることができる。
【０００７】
ここで、移動体のIDとその現在位置とを記憶し、リニアセンサの出力と現在位置とが近接する移動体を検索して、現在位置をリニアセンサの出力により更新すると、複数の移動体が存在する場合でも、個々の移動体の絶対位置を追跡できる。このため移動体のIDリーダなどを設けずに、複数の移動体の移動状況を追跡できる。
また少なくとも２列のリニアセンサの検出エリアが境界部で互いに重なるようにすると、移動体のマークは検出エリアの境界部でいずれかのリニアセンサにより検出され、移動体の絶対位置を途切れずに検出できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下に本発明を実施するための最適実施例を示す。
【実施例】
【０００９】
図１〜図６に、実施例の移動体システム２を示す。実施例では地上１次のリニアモータを用いた搬送台車システムを示すが、これに限らずスタッカークレーンや有軌道台車、天井走行車などの他の搬送台車を制御してもよい。またこの発明は、エレベータなどの、台車以外の移動体の制御にも用いることができる。図において６はリニアモータで地上側に敷設され、移動体Ａ，Ｂは例えばその左右両側に少なくとも２個の磁石７，８をマークとして備えている。Ｄ１〜Ｄ３はローカルコントローラで、Ｒ１〜Ｒ４は移動体Ａ〜Ｃの進行方向の例えば右側に設けたリニアセンサである。移動体Ａ〜Ｃの進行方向左側には、同様にリニアセンサＬ１〜Ｌ４を例えば１列に配置する。
【００１０】
ここではリニアセンサＲ１〜Ｒ４，Ｌ１〜Ｌ４を、移動体Ａ〜Ｃの移動経路の左右に合計２列に配置したが、左右一方に２列に配置しても良く、あるいは左右各２列の合計４列としても良い。図でのリニアセンサＲ１〜Ｒ４，Ｌ１〜Ｌ４の表示は、その検出エリアを示し、右側の列のリニアセンサと左側の列のリニアセンサとが、検出エリアの境界部で検出エリアが部分的に重複するように配置する。これによって検出エリアの境界で途切れずに、連続的に移動体Ａ〜Ｃの位置を検出できる。
【００１１】
１３はセンサネットワークで、複数のリニアセンサからの信号をローカルコントローラＤ１〜Ｄ３へ送出し、１４は制御ネットワークで、ローカルコントローラＤ１〜Ｄ３からリニアモータ６への制御信号を送出する。１５はローカルエリア境界で、各ローカルコントローラの制御エリアの境界である。ローカルエリア境界１５は、リニアセンサの検出エリアの境界付近に配置することが好ましい。
【００１２】
図２にリニアセンサの構造を示す。２０は交流電源で、複数のコイル２１に検出電流を加え、電流の位相を例えばsinωtとする。２２は位相検出回路で、２３，２４は演算回路であり、演算回路２３に各コイルの両端間電圧等を入力し、sinθ・sinωtやcosθ・cosωt等を求める。ここにθはリニアセンサの検出エリアを２πとする位相で、磁石とコイルとの磁気結合によりコイルのインダクタンスが変化し、このため検出エリアに対する磁石の位置により位相θが変化する。リニアセンサの検出エリアの長さを２Ａとすると、リニアセンサのセンサ値は例えば検出エリアの中央で０となり、一方で＋、他方で−となる。ここでは、リニアセンサと磁石との組み合わせを説明したが、マークは磁石に限らず適宜の磁性体でも良い。さらにリニアセンサやマークの種類自体は任意である。
【００１３】
図３に、移動体Ａを例に、個別のリニアセンサのセンサ値からリニア座標（絶対位置）への変換を示す。各リニアセンサは、センサ毎の原点に対する相対位置をセンサ値とし、リニアセンサ毎の原点座標をオフセットとして記憶する。センサ値にオフセットを加算すると、移動体の原点に対するリニア座標、即ち絶対位置を求めることができる。移動体の進行方向はリニアセンサのセンサ値が増加するか減少するかから求めることができ、起動時に移動体が検出しているリニアセンサのIDを記憶し、リニアセンサが切り替わる毎に、移動体の移動方向に従って進行方向の次のリニアセンサを検出しているのか、手前側のリニアセンサを検出しているのかを判別する。このようにしてリニアセンサが検出しているリニアセンサのIDを求め、これを後述のトラッキングテーブルに記載する。
【００１４】
図４にローカルコントローラの構成を示す。オフセットテーブル２６は、個々のローカルコントローラが管理しているリニアセンサのオフセットを記憶する。トラッキングテーブル２７は、個別のローカルコントローラの管理下にある移動体のID、現在用いているリニアセンサの番号（センサID）、個別のリニアセンサの原点に対するセンサ値、センサ値をオフセットを用いてリニア座標（絶対位置）に換算したもの、並びに移動体の行き先や、その他のデータを記憶する。
【００１５】
リニアセンサから新たなセンサ値が得られる毎に、トラッキングテーブル内でセンサ値が最も近接するレコードを検索し、センサ値やリニア座標を入力された新たなセンサ値に基づいて更新する。例えば図４で、ローカルコントローラＤ２の管理下には移動体Ａ，Ｂの２台が有り、移動体Ａは前回のリニア座標が１２００，移動体Ｂは前回のリニア座標が４１５０である。ここでリニア座標で１２５０に相当するセンサ値が入力されると、この値を移動体Ａの新たなリニア座標とする。同様にリニア座標４２００が入力されると、この値を移動体Ｂのデータとする。以上のようにして、個々の移動体の位置をトラッキング（追跡）できる。
【００１６】
トラッキングテーブル２７のその他の欄には、ローカルコントローラ間での移動体の出入りの管理データを記載する。例えば移動体Ｃが上流側のローカルコントローラＤ１からローカルコントローラＤ２へ移動する場合、ローカルコントローラＤ１はその旨をローカルコントローラＤ２へ通知する。ローカルコントローラＤ２は、移動体Ｃの仮の位置として、最も上流側のセンサＲ１で最も上流側のセンサ値、例えば−４００を記載する。そしてリニアセンサＲ１が移動体を実際に検出すると、移動体Ｃのレコードを更新する。移動体ＢはローカルコントローラＤ２の制御エリアから脱出しようとしており、下流側のローカルコントローラＤ３にその旨通知済みである。
【００１７】
移動経路に分岐がある場合、移動体が次にどのローカルコントローラの制御下に入るかを認識するため、また移動体の渋滞の回避や衝突の回避などを行うため、行き先や今後の移動経路を、トラッキングテーブル２７等で記憶することが好ましい。ローカルコントローラの制御エリア内に新たな移動体が現れた場合、合流部で上流側のローカルコントローラが複数ある場合に備え、上流側のどのローカルコントローラに通知するかをトラッキングテーブルに記載する。このデータは、例えば移動体が進入することを通知してきたローカルコントローラのIDである。なお移動体の出発点から行き先までの全移動経路をトラッキングテーブルに記載してもよい。
【００１８】
図５に、移動体の位置管理アルゴリズムを示す。センサ値がローカルコントローラに入力されると、オフセットを加算してリニア座標へ変換し、トラッキングテーブルでリニア座標が最も近接しているレコードを更新する。なおオフセットの加算は、個別のリニアセンサで実行してもよい。しかしオフセットの加算をローカルコントローラで行うと、リニアセンサ自体に固有のデータを書き込む必要がないので、リニアセンサの設置や交換が容易である。トラッキングテーブルでリニア座標が最も近接しているレコードを探索する代わりに、センサIDとセンサ値とが最も近接しているレコードを探索してもよい。移動体がローカルコントローラ間のローカルエリア境界を通過することに対応して、トラッキングテーブルに移動体毎のレコードを追加（進入の場合）あるいは抹消（走行済みの場合）する。そして上流側のローカルコントローラは下流側のローカルコントローラに、次に進入する移動体のIDと行き先とを通知する。
【００１９】
図６に、コントローラ間のやり取りを示し、左側が上流側のコントローラ、右側が下流側のコントローラである。移動体が下流側のローカルコントローラの制御エリアに進入する場合、上流側のローカルコントローラからその旨の進入要求をし、そのデータに移動体のID並びに行き先を含める。これに対して下流側のローカルコントローラでは、最上流側のリニアセンサでの検出エリアの上流端部に進入予定の移動体が位置するものとして、仮のレコードを作成する。次に仮のレコードでの位置を基準として、干渉する他の移動体がないことを確認し、進入の許可を上流側のローカルコントローラへ通知する。これによって上流側のローカルコントローラは、移動体をローカルエリア境界を越えて移動させる。下流側のローカルコントローラのリニアセンサで移動体を検出すると、トラッキングテーブルを更新し、また移動体が到着した旨の通知を上流側のローカルコントローラへ送出する。これを受けて上流側のローカルコントローラでは、トラッキングテーブルから該当するレコードを削除する。
【００２０】
実施例ではセンサ値と現在位置が最も近接したレコードを更新するようにしたが、移動経路に沿ってIDリーダを設けて移動体のIDを読み込んでも良い。ただしこのようにすると、IDリーダの設置コストが必要になる。
移動体の移動方向は水平面内に限らず、エレベータのように鉛直面内などでもよい。
実施例では、移動体の移動経路の全長に沿って、連続的に途切れずに移動体の絶対位置を検出できるが、リニアセンサの設置が困難な場所で、検出が部分的に途切れてもよい。また移動体は直線運動を行うものに限らず、ターンテーブルなどのように回転運動を行うものでもよい。
【００２１】
実施例では以下の効果が得られる。
(1)  リニアセンサ毎のセンサ値を、絶対位置に容易に換算できる。
(2)  地上側で複数の移動体の絶対位置を高速かつ高精度に検出できる。
(3)  トラッキングテーブルを利用して、移動体のIDを読み込まずに、どの移動体がどの位置にいるかを検出できる。
(4)  リニアセンサの検出エリアが端部で部分的に重なるので、移動体の位置を途切れずに検出できる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】実施例の移動体システムのブロック図
【図２】実施例でのリニアセンサと磁石とを示すブロック図
【図３】実施例でのセンサ値からリニア座標への変換を示す図
【図４】実施例でのローカルコントローラのブロック図
【図５】実施例での移動体の位置管理アルゴリズムを示すフローチャート
【図６】実施例でのローカルコントローラ間のやりとりを示す図
【符号の説明】
【００２３】
２          移動体システム
６          リニアモータ
７，８      磁石
１３        センサネットワーク
１４        制御ネットワーク
１５        ローカルエリア境界
２０        交流電源
２１        コイル
２２        位相検出回路
２３，２４  演算回路
２６        オフセットテーブル
２７        トラッキングテーブル
２８        ブロッキング処理部
Ａ〜Ｃ      移動体
Ｄ１〜Ｄ３  ローカルコントローラ
Ｒ１〜Ｒ４  リニアセンサ
Ｌ１〜Ｌ４  リニアセンサ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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