JP2645851B2 - 競争ゲーム装置及びその制御方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は自走車の走行を制御する競争ゲーム装置及び
その制御方法に関する。

〔従来の技術〕

従来、工場内で製品等の荷物を運搬する無人運搬車の
ような自走車の走行は、床などの走行面に例えば白線に
より走行ラインを描き、自走車がこの走行ラインに沿っ
て走行することにより行われている。無人運搬車が白線
ら外れそうになると、白線からのずれを無人運搬車が検
知して、そのずれを無くすように無人運搬車の走行方向
を修正している。

このように、従来の無人運搬車は予め決められた走行
ラインに沿って動くものであるため、無人運搬車の走行
ラインを変えるには、走行ライン自体を引き直さなけれ
ばならなかった。また、自走車が大きく走行ラインを外
れた場合には修正が困難であった。さらに、状況を判断
して自走車の走行ラインを変えたりすることは不可能で
あった。

また、競馬、自動車レース等を模倣した従来の競争ゲ
ームは、環状のトラック上を馬や自動車模型のような自
走車を走らせて、到着順位を競ったり、到着順位を予想
するものである。

しかしながら、この競争ゲームでは、自走車をあくま
で決められた環状のトラック上しか走らせることができ
ず、フィールド上の自由なコースを走って競争する実際
の競馬や自動車レースに比べて臨場感に薄れ、興味も半
減したものとならざるを得なかった。

〔発明が解決しようとする課題〕

このように従来は、予め決められた走行ラインを外れ
ないように自走車の走行を制御するものであり、走行ラ
インを必要に応じて変えたり、走行状況に応じて変える
ことができないので、無人運搬車の場合は必要に応じた
適切な制御ができず、競争ゲームの場合は臨場感のある
ゲームができなかった。

本発明は上記事情を考慮してなされたもので、模型体
を自由な走行ラインに従って自在に走行させることので
きる競争ゲーム装置及びその制御方法を提供することを
目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的は、フィールドと、前記フィールド上を走行
する模型体と、前記フィールドを挟んで反対側に位置
し、前記模型体と磁気的に接続結合され、前記模型体を
牽引する自走体と、前記自走体の位置を検出する位置検
出手段と、時間と共に変化する前記模型体又は前記自走
体の期待目標位置を所定のアルゴリズムに従って演算
し、前記位置検出手段による検出位置と前記期待目標位
置とに基づいて、前記自走体の位置を前記期待目標位置
に近づけるように前記自走体を制御する走行制御手段と
を有することを特徴とする競争ゲーム装置によって達成
される。

また、上記目的は、フィールド上を走行する模型体
を、前記フィールドを挟んで反対側に位置し、磁気的に
接続結合された自走体により牽引する競争ゲーム装置の
制御方法であって、前記模型体又は前記自走体の位置を
検出し、時間と共に変化する前記模型体又は前記自走体
の期待目標位置を所定のアルゴリズムに従って演算し、
前記位置検出手段による検出位置と前記期待目標位置と
に基づいて、前記模型体又は前記自走体の位置を前記期
待目標位置に近づけるように前記自走体を制御すること
を特徴とする競争ゲーム装置の制御方法によって達成さ
れる。

〔作 用〕

本発明は以上のように構成されているので、自走車の
位置と向きとを知ることができ、目標位置にいくために
適切な方向と速度を演算して、これら方向と速度から自
走車を目標位置に向かうように駆動する。

〔実施例〕

本発明を図示の一実施例により説明する。

第１図乃至第９図は本発明による自走車の走行制御装
置を自動車レースゲームに応用した場合の実施例につい
て示している。

自動車レースゲーム全体の外観を第２図に示す。横長
の基台２の上面には環状のコース４が設けられ、このコ
ース４上には模型自動車６が６台走行自在に配されてい
る。基台２中は、第３図に示すように中空になってお
り、この中空部分を介しコース４と対向して別個の走行
面８が敷設されている。走行面８上には、コース４上の
模型自動車６を走行させるための自走車10が配されてい
る。模型自動車６には、コース４の表面から若干の隙間
を介して磁石6aが固定されている。

自走車10は前輪12と左右の後輪14l、14rにより支えら
ていて、後輪14l、14rはそれぞれモータ16l、16rにより
独立に駆動される。自走車10の天板部分にはバネ18を介
して板部材20が設けられている。板部材20にはコース４
の下面を滑らかに異動うるためにローラ22、24が設けら
れていて、板部材20全体がばね18によりコース４側に押
付けられている。板部材20のコース４側には、コース４
を介して模型自動車６の磁石6aと相対するように磁石26
が取付けられている。なお、自走車10の前部には制御装
置本体側からの光信号を受信するための受光素子27が取
り付けられている。

走行面８上を自走車10が走行すると、磁石26と磁石6a
の吸着力により、コース４上の模型自動車６も同じ走路
を走行する。したがって、自走車10の走行を制御するこ
とにより、模型自動車６の走行を制御することになる。

走行面８には後述する位置検出板28が全面に設けられ
ていて、自走車10がどこにいても、その位置を検出でき
るようになっている。自走車10の下部には、位置検出板
28と若干の隙間を介してコイル30f、30rが設けられてい
る。コイル30fは前輪12近傍の自走車10の前部に取付け
られており、コイル30rは後輪14l、14r近傍の自走車10
の後部に取付けられている。これらコイル30f、30rと位
置検出板28内に張巡らされた配線との相互作用により位
置検出ができる。なお、種々の形態をしたコース４に対
応するため、走行面８にはコース４のような走行コース
はなく、配線は位置検出板28の全面になされている。

本実施例の全体構成を第１図に示す。同図右側が自走
車10の構成を示し、左側が制御装置本体の構成を示して
いる。

先ず、制御装置本体の構成を説明する。

位置検出板28内には、第１図に示すように、Ｘ軸の位
置を検出するために縦方向に多数の電線34xが張られて
おり、各電線34xの一端はＸ走査部36xの各スイッチに接
続され、他端は共通接続されている。同様に、Ｙ軸の位
置を検出するために横方向に多数の電線34yが張られて
おり、各電線34yの一端はＹ走査部36yの各スイッチに接
続され、他端は共通接続されている。

現在走査しているＸ軸の座標値はＸ座標カウンタ40x
のカウント値であり、このカウント値はＸデコーダ38x
によりデコードされ、Ｘ走査部36x中のそのカウント値
に対応するスイッチがオンされる。同様に、現在走査し
ているＹ軸の座標値はＹ座標カウンタ40gのカウント値
であり、このカウント値はＹデコーダ38yによりデコー
ドされ、Ｙ走査部36y中のそのカウント値に対応するス
イッチがオンされる。

Ｘ座標検出手段42xとＹ座標検出手段42yにより自走車
10の位置、正しくは自走車10のコイル30f、30rの位置が
検出される。発振しているコイル30f、30rが電線34x、3
4yの上に位置すると、そのとには電線34x、34yにコイル
30f、30rのそれぞれの発振周波数の電流が誘導する。Ｘ
座標検出手段42xとＹ座標検出手段42yはこの誘導電流を
検出して、Ｘ座標とＹ座標を検出する。

Ｘ座標検出手段42xは、誘導電流が検出されたときの
Ｘ座標カウンタ40xの値を座標値メモリ44に読込ませ、
Ｙ座標検出手段42yは、誘導電流が検出されたときのＹ
座標カウンタ40yの値を座標値メモリ44に読込ませる。
これにより、座標値メモリ44にコイル30f、30rの位置の
座標が格納される。

走行テーブル46は、所定の走行ルートに沿い、所定の
速度で動く自走車10の制御周期毎の位置座標を格納した
ものである。この位置座標が自走車10の目標位置の座標
となる。走行テーブル46の具体例を第４図に示す。各自
走車10に第４図（ａ）のような走行ルートをとらせたい
場合には、第４図（ｂ）のような走行テーブル46とな
る。すなわち、各自走車10の各時刻における目標位置の
座標値から走行テーブル46は構成されている。

角度誤差演算部48は、座標値メモリ44に格納された自
走車10のコイル30f、30rの現在の位置座標と、走行テー
ブル46に定められた次の時刻の目標位置座標から、自走
車10の角度誤差を演算する。同様に、接線方向誤差演算
部50は、座標値メモリ44に格納された自走車10のコイル
30f、30rの現在の位置座標と、走行テーブル46に定めら
れた次の時刻の目標位置座標から、自走車10の接線方向
誤差を演算する。また、平均速度演算部52は走行テーブ
ル46の目標位置座標から、その時刻の平均速度γを演算
する。

角度誤差αと接線方向誤差βの演算方向を第５図を用
いて説明する。走行ルートをＬとし、時刻tnにおける目
標点をPnとする。目標点Pn,Pn＋1,…を結ぶと走行ルー
トＬになる。今、時刻ｔn-1とし、現在のコイル30fの位
置をＡ、コイル30rの位置をＢとする。ベクトルAPnとベ
クトルABのなす角が角度誤差αとなる。また、ベクトル
APnの絶対値と目標間隔ｌとの差が接線方向誤差βとな
る。ここで目標間隔ｌは時刻ｔn-1からｔnの間に進むべ
き走行距離、すなわち、Pn−Pn−１である。なお、平均
速度演算部52による平均速度γは（Pn−Pn−１）／（ｔ
n-1−ｔn）となる。

右モータ速度演算部54rは自走車10の右側をモータ16r
の駆動速度Vrを演算するもので、左モータ速度演算部54
lは自走車10の左側のモータ16lの駆動速度Vlを演算する
ものである。平均速度γに基づいて駆動速度Vr、Vlのベ
ース値を定め、接線方向誤差βに基づいて駆動速度Vr、
Vlのベース値を同じ量だけ増減させ、角度誤差αが零に
なるように左右の駆動速度Vr、Vlをそれぞれ逆方向に増
減させる。すなわち、駆動速度Vr、Vlは次式で示される
関数形となる。

Vr＝ｆ（γ）＋ｇ（β）＋ｈ（α） Vl＝ｆ（γ）＋ｇ（β）−ｈ（α） 命令作成部56は、右モータ速度演算部54rと左モータ
速度演算部54lにより演算された駆動速度Vr、Vlでモー
タ16r、16lを駆動する命令を作成する。

また、命令作成部56は、発振器68f、68rの発振をオン
オフする命令も作成している。

命令作成部56で作成される命令の具体例を第６図に示
す。命令は、第６図（ａ）に示すように、アドレス部と
命令コードとデータ部とエラーをチェックするチェック
コードから構成されている。

アドレス部は命令する自走車10を特定するためのもの
で、このアドレス部の内容により命令される自走車10が
定まる。

命令コードは命令の種類を示すものである。命令の種
類としては、第６図（ｂ）に示すように、発振器68fを
発振させる命令「11」と、発振器68rを発振させる命令
「10」と、左モータ16lを駆動する命令「01」と、右モ
ータ16rを駆動する命令「00」とがある。命令「11」と
命令「10」のデータ部は発振器68f、68rをオンさせるか
オフさせるかを指示し、命令「01」とを命令「00」のデ
ータ部は、モータ16r、16lの駆動速度を指示している。

光通信ユニット58は、作成された命令を自走車10に通
信するために光信号を生成して発信する。なお、自走車
10が走行面８上のどの位置にいても光信号を受信できる
ように、光通信ユニット58の発光素子（図示せず）は、
コース４と走行面８との間に形成される中空部の壁面に
多数設けることが望ましい。

次に第１図右側に示された自走車10の構成を説明す
る。

増幅器60は、自走車10の前部に設けられた発光素子27
からの受信信号を増幅し、復調直並列変換器62に出力す
る。復調直並列変換器62は、受信信号をデジタルデータ
に復調し、復調された直列のデータを並列のデータに変
換する。

復調された命令のうち、命令コードは命令デコーダ64
に送られる。命令デコーダ64はどの命令であるかどうか
をデコードし、その結果をラッチ66r、66l、発振器68
f、発振器68rに出力する。

命令デコーダ64によるデコード結果がモータ駆動命令
である場合は、データ部の内容をラッチ66l、66rにラッ
チする。

D/A変換器70l、70rは、ラッチ66l、66rにラッチされ
たデジタル信号の駆動速度をアナログ信号に変換する。
増幅器72l、72rは変換されたアナログ信号を増幅して、
左モータ16l、右モータ16rを駆動する。

発振器68f、68rは、命令デコーダ64のデコード結果と
復調直並列変換器62によりオンオフし、発振信号はコイ
ル30f、30rから出力される。

次に本実施例の動作を説明する。

第７図は自動車レースゲームの進行状況を示すフロー
チャートである。

本実施例は観客が自動車レースの到着順位を予想し、
予想順位を賭けて楽しむものである。

先ず、観客に対して表示装置（図示せず）にベットす
る条件を示す（ステップS1）。観客はその条件を見てそ
れぞれの予想に従ってベットする（ステップS2）。する
と、自動車レースゲーム装置側では、観客がベットし
た状況、各自走車に性格付けされた条件（先行型、追
上型等）、ランダム性、レースの面白さ、等を考慮
して走行テーブル46の内容を決定する（ステップS3）。
例えば、第８図のように走行テーブル46の内容を決定す
る。第８図で74はスタート位置であり、76はゴール位置
である。丸数字は各時刻における各自動車の位置であ
る。なお、第８図では簡単のため３台の走行コースしか
示していない。走行テーブル46の内容は、レースのたび
に所定のアルゴリズムに従って作成してもよいし、多数
種類の走行テーブルを用意しておいて選択するようにし
てもよい。

走行テーブル46の内容が決定されると、それに従って
各自走車10を走行させる（ステップS4）。走行は制御周
期毎に行われる。各制御周期における動作を第９図のタ
イムチャートを用いて説明する。同図（ａ）は制御装置
本体から自走車10に送られる光信号を示し、同図（ｂ）
は制御装置本体の動作を示す。先ず、命令作成部56が一
方のコイル30fを発振させる命令を作成し、光送信ユニ
ット58で光信号により送信する。すると、Ｘ座標カウン
タ40x、Ｙ座標カウンタ40yが０からカウントを開始し、
Ｘ走査部36x、Ｙ走査部36yがＸ方向とＹ方向のサーチを
開始する。Ｘ座標検出手段42x、Ｙ座標検出手段42yがコ
イル30fからの発振信号を検出すると、座標値メモリ44
にＸ座標カウンタ40x、Ｙ座標カウンタ40yのカウント値
を格納するようにする。これにより自走車10の前部のコ
イル30fの位置座標を知ることができる。同様にコイル3
0rについても発振命令により発振させ、Ｘ座標検出手段
42x、Ｙ座標検出手段42yによりコイル30rからの発振信
号を検出して、コイル30rの位置座標が座標値メモリ44
に格納される。

コイル30f、30rの位置の座標が座標値メモリ44に格納
されると、角度誤差演算部48、接線方向誤差演算部50、
平均速度演算部52により角度誤差α、接線方向誤差β、
平均速度γを演算する。演算結果に従って、右モータ速
度演算部54r、左モータ速度演算部54lは各モータ16r、1
6lの速度を演算する。この演算結果に従って命令作成部
56がモータ駆動命令を作成し、この命令を光通信ユニッ
ト58が光信号にして発信する。自走車10の受光素子27が
この光信号を受信して、最終的にモータ駆動命令に従っ
てモータ16l、16rを駆動する。

上記制御を制御周期毎に行ってレースが終了すると、
そのレース結果に応じてベットした人に必要な支払いを
行う。

このように本実施例によれば自動車模型を自由な走行
ラインに従って自在に走行させることができるので、臨
場感に溢れ興味深い自動車レースゲームを楽しむことが
できる。

第10図及び第11図は本発明による自走車の走行制御装
置を自動車レースゲームに応用した場合の他の実施例に
ついて示している。上記実施例と同一の構成要素には同
一の符号を付し、説明を省略する。

本実施例では位置検出板28の電線34x、34yを発振器78
により発振させる。コイル受信命令によりコイル30f、3
0rは受信状態になり、受信器80f、80rにより電線34x、3
4yの発振を検出する。検出信号は増幅器82f、82rで増幅
され、発行素子84に出力される。発光素子84は、検出信
号に応じた光信号を発する。

この光信号は光受信ユニット86で受信される。この受
信信号は、タイミング調整部88によりタイミングの遅延
が調整されて座標値メモリ44に入力され、Ｘ座標カウン
タ40x、Ｙ座標カウンタ40yのカウント値が格納される。

次に、各制御周期における動作を第11図のタイムチャ
ートを用いて説明する。同図（ａ）は制御装置本体から
自走車10に送られる光信号を示し、同図（ｂ）は制御装
置本体の位置検出板28の電線34x、34yの発振信号を示
し、同図（ｃ）は自走車10の発光素子84からの光信号を
示し、同図（ｄ）は制御装置本体の動作を示す。

ある制御周期が開始すると、命令作成部85は、一方の
コイル30fの受信器80fを受信状態にする命令を作成し、
光送信ユニット58によりその受信命令の光信号を発す
る。この光信号は受光素子23により受光され、最終的に
命令デコーダ64によりデコードされ、コイル30fが受信
状態になる。続いて、Ｘ座標カウンタ40xがカウントを
開始し、Ｘ座標の位置を検出するための電線34xが順番
に発振するようなＸ方向のスキャンが行われる。コイル
30fが位置している電線34xが発振すると、その発振信号
をコイル30fが検出し、その検出信号を発光素子84から
光信号として発する。光受信ユニット86がこの光信号を
受信したタイミングに基づいてＸ座標カウンタ40xのカ
ウント値を座標値メモリ44に格納し、コイル30fのＸ座
標の位置が検出される。Ｙ座標についても同様にしてコ
イル30fにおける発振信号の検出タイミングによりＹ座
標が座標値メモリ44に格納される。

続いて、コイル30rの受信器80rを受信状態にする命令
を光信号として自走車10に発して、コイル30rの位置の
検出を行う。コイル30rによる発振信号の検出タイミン
グにより、コイル30fの場合の同様にしてコイル30rの位
置のＸ座標値、Ｙ座標値が座標値メモリ44に格納され
る。

コイル30f、30rの位置の検出されると、先の実施例と
同様の演算が行われ、その演算結果に応じてモータ16
l、16rが駆動され、自走車10が次の目標位置に達するよ
うに制御される。

このように本実施例によっても自動車模型を自由な走
行ラインに従って自在に走行させることができ、臨場感
に溢れ興味深い自動車レースゲームを楽しむことができ
る。

また、本発明を人が運転を操作するレーシングカーゲ
ームにも適用することができる。第12図は、本発明を適
用したレーシングカーゲームの基台２を上から見た状態
を示している。基台２には図示のような８字形状の道路
90が形成されている。この道路90には、破線で示すよう
な４コースの走行ライン94をソフト的に設ける。すなわ
ち、走行ライン94上の各位置の座標値を走行テーブル46
に格納することにより、走行ライン94を定める。

本実施例では、レーシングカーの動きを操作者が完全
に自由に操作するのではなく、レーシングカーが上述の
走行ライン94のいずれかに沿って動くという制限を設け
ている。すなわち、レーシングカーは上述の走行ライン
94のいずれかに沿って動くこととし、操作者はどの走行
ライン94を選択するか、分岐点でどの方向に動くかをハ
ンドル操作により選択するようにする。また、スピード
についても操作者に操作させるようにしてもよい。

通常、レーシングカーを思うように操作するのは初心
者には大変難しく、車体の方向がまったく逆に向いた
り、コースから外れて落ちたりする。しかし、本実施例
によれば、基本的な走行を装置側でコントロールしてい
るので、初心者でも簡単に操縦でき、しかも走行コース
は目に見えないので、臨場感が薄れることもない。

本発明は上記実施例に限らず種々の変形が可能であ
る。上記実施例では自走車は２つの駆動手段により駆動
されたが、３つ以上の駆動手段により駆動されるように
すれば、さらに複雑な制御が可能である。また、一方の
駆動手段を前進又は後退させる速度制御を行うものと
し、他方の駆動手段を方向を変更する方向制御を行うも
のとしてもよい。例えば、４輪で駆動する自走車の場
合、後輪で速度制御をし、前輪で方向制御をする。さら
に、速度制御と方向制御を１つの駆動手段で行ってもよ
い。４輪自走車の例では、前輪で自走車を前進又は後退
もさせるし、左右に曲がる方向制御もするものである。
要は速度制御と方向制御が出来るものであれば駆動手段
の数はいくつでもよい。

また、自走車の位置を検出するのに２点の位置を検出
したが、３点以上の位置を検出するようにしてもよい。
また、位置検出方式は、上記実施例の電磁誘導方式の他
に、静電誘導方式や超音波方式などの他の方式でもよ
い。

〔発明の効果〕

以上の通り本発明によれば模型体を自由な走行ライン
に従って自在に走行させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例による自動車レースゲームの
全体構成を示すブロック図、第２図は同自動車レースゲ
ームの外観を示す斜視図、第３図は同自動車レースゲー
ムの自走車近傍の構造を示す図、第４図は同自動車レー
スゲームの走行テーブルの具体例を示す図、第５図は同
自動車レースゲームにおける角度誤差と接線方向誤差の
演算方法の説明図、第６図は同自動車レースゲームにお
ける命令の具体例を示す図、第７図は同自動車レースゲ
ームの進行状況を示すフローチャート、第８図、第９図
は同自動車レースゲームの動作を説明するための図、第
10図は本発明の他の実施例による自動車レースゲームの
全体構成を示すブロック図、第11図は同自動車レースゲ
ームの動作を説明するための図、第12図は本発明を適用
したレーシングカーゲームを示す図である。 ２……基台、４……コース、６……模型自動車、８……
走行面、10……自走車、12……前輪、14l、14r……後
輪、16l、16r……モータ、18……バネ、20……板部材、
22、24……ローラ、26……磁石、28……位置検出板、30
f、30r……コイル、34x、34y……電線、36x……Ｘ走査
部、36y……Ｙ走査部、38x……Ｘデコーダ、38y……Ｙ
デコーダ、40x……Ｘ座標カウンタ、40y……Ｙ座標カウ
ンタ、42x……Ｘ座標検出部、42y……Ｙ座標検出部、44
……座標値メモリ、46……走行テーブル、48……角度誤
差演算部、50……接線方向誤差演算部、52……速度演算
部、54l……右モータ速度演算部、54r……左モータ速度
演算部、56……命令作成部、58……光送信ユニット、62
……復調直並列変換部、64……命令デコーダ、66l、66r
……ラッチ、70l、70r……D/A変換器、78……発振器、8
0f、80r……受信器、84……発光素子、86……光受信ユ
ニット、88……タイミング調整部。

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】フィールドと、 前記フィールド上を走行する模型体と、 前記フィールドを挟んで反対側に位置し、前記模型体と
   磁気的に接続結合され、前記模型体を牽引する自走体
   と、 前記自走体の位置を検出する位置検出手段と、 時間と共に変化する前記模型体又は前記自走体の期待目
   標位置を所定のアルゴリズムに従って演算し、前記位置
   検出手段による検出位置と前記期待目標位置とに基づい
   て、前記自走体の位置を前記期待目標位置に近づけるよ
   うに前記自走体を制御する走行制御手段と を有することを特徴とする競争ゲーム装置。
2. 【請求項２】フィールド上を走行する模型体を、前記フ
   ィールドを挟んで反対側に位置し、磁気的に接続結合さ
   れた自走体により牽引する競争ゲーム装置の制御方法で
   あって、 前記模型体又は前記自走体の位置を検出し、 時間と共に変化する前記模型体又は前記自走体の期待目
   標位置を所定のアルゴリズムに従って演算し、 前記位置検出手段による検出位置と前記期待目標位置と
   に基づいて、前記模型体又は前記自走体の位置を前記期
   待目標位置に近づけるように前記自走体を制御する ことを特徴とする競争ゲーム装置の制御方法。