JP3022368U

JP3022368U - 自走ロボットゲーム機

Info

Publication number: JP3022368U
Application number: JP1995009352U
Authority: JP
Inventors: 穣太冨田; 吾朗蔦谷; 和喜森屋
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1995-09-04
Filing date: 1995-09-04
Publication date: 1996-03-22
Anticipated expiration: 2001-09-04

Abstract

(57)【要約】【課題】小型軽量化に適した自走ロボットゲーム機用
の失調防止方式を採用した自走ロボットゲーム機を提供
する。【解決手段】ゲーム機本体に、自走ロボットの位置座
標を求める位置検出回路６８と、マイコン制御部６２と
を備える。マイコン制御部６２は、位置座標を記憶する
位置記憶回路６２ａと、求めた位置座標と記憶した位置
座標との間の距離を求める距離演算部６２ｂと、自走ロ
ボットの速度を求める速度検出回路６２ｃと、スムージ
ング処理中の複数のタイミングで自走ロボットの速度を
求め、この速度が目標速度より所定以上小さい場合に、
駆動力の高い低速度に落としてから徐々に速度を上げて
いくように駆動命令を発生する駆動命令発生部６２ｄと
を有する。この駆動命令は送信コイルにより自走ロボッ
トに送信される。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【考案の属する技術分野】

本考案は、自走ロボットゲーム機に係り、特に自走車の速度制御方法のスムージング処理方式に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

一般にステッピングモータの駆動力は回転数が上がるにつれ減少する。自走ロボットゲーム機においても、自走体を高速で動作させようとする場合、ステッピングモータを停止状態から、急激に高速に回転させようとすると、ステッピングモータの同期がずれてしまい、失調（脱調）して自走体が止まってしまう場合がある。この失調を防止する為には、自走体の始動を駆動力の高い低速度で行い、徐々に回転数を上げるスムージング処理方式によって、停止状態からは急激には始動できない高速移動をさせる速度制御を行う必要がある。

【０００３】ステッピングモータの失調防止については特開平０４−１７５９８号公報や、特開昭６２−１４６７７８号公報に記載の方法がある。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら特開平０７−６８０５６号公報に記載の様な自走式ロボットに用いるステッピングモータの場合には、自走式ロボット内の蓄電池によって動作するために、自走式ロボットを軽量化する必要があるが、上記の従来例ではステッピングモータの駆動部に失調検出手段を設けなければならず、軽量化が図れないと言う問題があった。

【０００５】そこで、本考案では、小型軽量化に適した自走ロボットゲーム機用の失調防止方式を採用した自走ロボットゲーム機を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本考案は、上記の課題を解決するために、ゲーム機本体内に、自走体の前記移動領域内での位置座標を求める位置検出手段と、位置検出手段で求められた位置座標を記憶する記憶手段と、位置検出手段で求められた位置座標と記憶手段から読み出された過去の位置座標間の距離を計算する距離演算手段と、過去の位置座標から位置検出手段で求められた位置座標まで移動するに要した時間を計測するタイマを持ち自走体の速度を求める速度検出手段と、自走体の現在の速度から目標速度まで自走体の速度を段階的に増加させるスムージング処理中の複数のタイミングでの実際の速度を求め、実際の速度が目標速度に対して所定量以上少ない場合に、一旦、駆動力の高い低速度に落としてから徐々に速度を上げていくように制御するモータ駆動命令を発生するモータ駆動命令発生手段と、モータ駆動命令発生手段からのモータ駆動命令を自走体に送信する送信手段とを設けた。

【０００７】自走ロボット内ではなく操作信号を発生するゲーム機本体内にスムージング処理を行う為の位置検出手段、距離演算手段、速度検出手段及びモータ駆動命令発生手段を設けたので、自走ロボット側を軽量にしたまま失調を防止できる。

【０００８】

【考案の実施の形態】

以下に本考案の一実施形態について図面を参照して説明する。図１は本考案の一実施形態である自走ロボットゲーム機の概略構成ブロック図、図２はゲーム機器の概略斜視図、図３は自走ロボットゲーム機の位置検出用タブレットボードを説明するための図、図４は自走ロボットゲーム機における操作パネルの操作と自走ロボット（自走体）の動作との関係を説明するための図、図５は自走ロボットゲーム機のコントローラの変調回路の概略構成図、図６は自走ロボットゲーム機におけるコントローラの位置検出回路の概略構成図、図７はその自走ロボットゲーム機における自走ロボットの制御部の概略構成図である。

【０００９】本実施形態の自走ロボットゲーム機は、図１に示すように、複数の自走ロボット１０と、基板体としてのタブレットボード４０と、操作手段としての操作パネル５０と、中央制御手段としてのコントローラ６０と、充電機構部９０とを備えるものである。この自走ロボットゲーム機では、タブレットボード４０に設けられた第一コイルと自走ロボット１０に設けられた第二コイルとの間の電磁誘導を利用して、自走ロボット１０とコントローラ６０との間で信号を送受することにより、自走ロボット１０の動作を制御している。

【００１０】このゲーム機器は、図２に示すように、タブレットボード４０上に置かれた四台の自走ロボット１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄを、操作パネル５０ａ，５０ｂ，５０ｃ，５０ｄの操作により自在に動かして、二つのチームに分かれた４人のプレイヤーがサッカーゲームを行うものである。各チームのプレイヤーは自分の自走ロボットを制御して、相手チームのゴールにボールを蹴り込み、得点を争う。本実施形態のゲーム機器では、特に、ゲームの興趣の向上を図るため、自走ロボットがタブレットボード４０上の特定領域内に移動すると、一時、自走ロボットの制御が効かなくなる「制御エリア」を設けている。この「制御エリア」とは、たとえば、移動スピードが半減する「スローエリア」、移動方向が反転する「反転エリア」、一定時間スピン動作をする「スピンエリア」、進入方向での移動を継続する「スリップエリア」などである。尚、それぞれのチームのプレイヤーが相手チームの自走ロボットを混乱させる目的で、制御エリアを自由に設定できるようにするために、スイッチアレイなどの操作器を設けてもよい。

【００１１】タブレットボード４０は、図１及び図３に示すように、平板４２と、第一コイルとしての送信用コイル４４及びループコイルアレイ４６とを有する。平板４２としては、たとえば、縦８０ｃｍ、横１００ｃｍのテーブルサイズのものを用いる。送信用コイル４４は、コントローラ５０からの信号を自走ロボット１０に送信するために用いられるものであり、平板４２の周端部に巻回されている大コイルである。ループコイルアレイ４６は、平板４２上の自走ロボット１０の位置を検出するために用いられるのもので、ｘ方向ループコイルアレイ４６ａと、ｙ方向ループコイルアレイ４６ｂとからなる。ｘ方向ループコイルアレイ４６ａ、ｙ方向ループコイルアレイ４６ｂは、それぞれ多数のループコイルを平板４２上でｘ方向、ｙ方向に沿って配列したものである。ここでは、ループコイルを、ｘ方向に８０個、ｙ方向に６４個設け、各ループコイルは二回巻としている。また、ｘ方向の各ループコイルには１番から８０番まで順に番号を付与し、ｙ方向の各ループコイルには１番から６４番まで順に番号を付与して、この番号により、タブレットボード上でのｘ座標とｙ座標を設定している。尚、ループコイルアレイ４６としては、ループコイルパタンを印刷したフィルムシートを用いてもよい。

【００１２】操作パネル５０は、四台設けられ、各自走ロボット１０に対する動作命令を入力する入力装置である。これは、図２に示すように、ジョイスティック（joysti ck）５２と、二つのコマンドボタン５４ａ，５４ｂとを有する。図４に操作パネルの操作と自走ロボットの動作との関係を示す。ジョイスティック５２を前後左右に動かすことにより、自走ロボット１０はその動かした方向に移動する。また、コマンドボタン５４ａを押すと、自走ロボット１０は同じ位置で左回りに回転し、コマンドボタン５４ｂを押すと、自走ロボット１０は同じ位置で右回りに回転する。また、ジョイスティック５２を動かす距離により、自走ロボット１０の移動速度が決まる。

【００１３】コントローラ６０は、図１に示すように、マイコン制御部６２と、変調回路６４と、自走ロボット１０の充電を制御する充電制御回路６６と、タブレットボード４０上での複数の自走ロボット１０の位置を検出する位置検出回路６８とを備える。マイコン制御部６２（たとえばＴＭＰＺ８４Ｃ０１５）は、８ビットのワンチップマイコン（Ｚ８０）と、パラレルＩ／Ｏポートと、シリアルＩ／Ｏポートと、ＲＡＭと、ＲＯＭとを有する。このＴＭＰＺ８４Ｃ０１５は、プログラマブルタイマを備えており、これにより１ビットのデータ転送速度を決めている。また、ＲＯＭには、ゲームのプログラム、タブレットボード４０上の座標テーブルに対応した各種制御エリアの情報等が記憶されている。たとえば、スピンエリアは、相手チームのゴール付近の所定領域に設定され、ゲームプログラムは、自走ロボットがスピンエリアに移動すると、自走ロボットはその位置で一定時間回転し、赤色のＬＥＤを点灯するようにプログラミングされる。マイコン制御部６２は、操作パネル５０から送られる自走ロボットに対する動作命令に基づいて、動作信号をクロック信号に同期して変調回路６４に出力する。また、位置検出回路６８からの自走ロボットの位置情報に基づいてその自走ロボットが各種制御エリア内にあると判定した場合には、ゲームプログラムに従って所定の動作信号をその自走ロボットに送る。この動作信号は、後に詳述するが、同期信号や自走ロボットを識別するＩＤ信号を含むものである。

【００１４】変調回路６４は、マイコン制御部６２からの動作信号を、バイフェーズ符号化し、ＡＭ変調するものである。この変調回路６４は、具体的には、図５に示すように、ＥＮＯＲ回路１１２と、ＡＮＤ回路１１４と、発振回路１１６と、スイッチ手段１１８とを有する。変調回路６４で変調された交流信号はタブレットボード４０の送信用コイル４４に出力される。

【００１５】位置検出回路６８は、自走ロボットから発せられた信号に基づいてその自走ロボットの位置を検出するものであり、図６に示すように、アナログスイッチアレイ７２と、第一検知回路７４ａと、第二検知回路７４ｂと、第一ラッチ回路７６ａと、第二ラッチ回路７６ｂと、カウンタ７８とを有する。アナログスイッチアレイ７２は、ｘ方向アナログスイッチアレイ７２ａと、ｙ方向アナログスイッチアレイ７２ｂとからなる。ｘ方向アナログスイッチアレイ７２ａは、多数のアナログスイッチを有し、この各アナログスイッチは、図３に示すように、ｘ方向の各ループコイルと接続される。ｘ方向アナログスイッチアレイ７２ａは、マイコン制御部６２からの制御信号Ｓ₁に基づいて、ｘ方向の各ループコイルの接続を順次切り換える。これにより、自走ロボット１０が発した信号を検出する。また、ｙ方向アナログスイッチ７２ｂも同様に構成される。

【００１６】第一検知回路７４ａ及び第二検知回路７４ｂは、それぞれｘ方向アナログスイッチアレイ７２ａ、ｙ方向アナログスイッチアレイ７２ｂから得られた交流信号をパルス信号に変換するものであり、具体的には、増幅回路と、平滑化フィルターと、二値判定回路とで構成される。カウンタ７８は、マイコン制御部６２からのクロック信号Ｃに基づき、制御信号Ｓ₁に合わせて、１番から８０番まで数を数え、このカウント情報を第一ラッチ回路７６ａと、第二ラッチ回路７６ｂに出力する。また、第一ラッチ回路７６ａは、カウント情報に基づいて、第一検知回路７４ａから送られたパルス信号を取り込んだカウント値を記憶する。同様に、第二ラッチ回路７６ｂは、カウント情報に基づいて、第二検知回路７４ｂから送られたパルス信号を取り込んだカウント値を記憶する。この第一ラッチ回路７６ａの記憶するカウント値が自走ロボットのｘ座標となり、第二ラッチ回路７６ｂの記憶するカウント値が自走ロボットのｙ座標となる。

【００１７】自走ロボット１０は、操作パネル５０の操作によりタブレットボード４０の表面に沿って移動するロボットであり、ここでは四台設けている。自走ロボット１０の寸法は、底面直径が約８ｃｍ、高さが約１０ｃｍである。各自走ロボット１０は、機構部１２と、バッテリ部１４と、第二コイルとしての共振コイル１６と、制御手段としての制御部１８とを備える。機構部１２は、赤色発光のＬＥＤ及び緑色発光のＬＥＤと、二つの駆動用ステッピングモータと、左右に設けられた合計二つの車輪とを有する。各車輪は、それぞれ別個のステッピングモータにより独立に駆動される。これにより、自走ロボット１０は、前後に移動したり、右又は左回りに回転したり、左右に曲がったりすることができる。たとえば、前進する場合には両方の車輪を正転し、後進する場合には両方の車輪を逆転する。また、回転させる場合には一方の車輪を正転し、他方の車輪を逆転する。更に、前進しながら右に曲がる場合には、左側のステッピングモータの速度を右側のステッピングモータの速度より速くする。尚、ここでは、ステッピングモータのパワーを６４段階で調節して、自走ロボット１０を段階的に加速、減速させながら移動させることができる。かかるスピードと後述するＣＯＭ信号との関係は、図８（ｃ）に示す通りである。また、バッテリ部１４は、たとえば６Ｖ５００ｍＡ以上のニッカド電池等の二次電池と、充電端子接点と、電圧低下を検知する電圧監視回路と、過充電防止回路とを有する。

【００１８】共振コイル１６は、タブレットボード４０の送信用コイル４４で発生した磁場によって誘導された誘導電流を受信すると共に、交流電流を流して磁場を発生するものである。この共振コイル１６を含む共振回路の共振周波数は、変調回路６４からタブレットボード４０の送信用コイル４４に送られる交流信号（ＡＭ変調波）のキャリア周波数と同じになるように設定される。

【００１９】制御部１８は、図７に示すように、発振回路２２と、スイッチ手段２４と、検波回路２６と、クロック抽出回路２８と、マイコン３２と、充電回路３４とを有する。検波回路２６は、共振コイル１６で受信した誘導電流をバイフェーズ符号化信号に復調するアナログ回路であり、具体的には、増幅回路と、平滑化フィルターと、二値判定回路とで構成される。クロック抽出回路２８は、検波回路２６で復調したバイフェーズ符号化信号からクロック信号を抽出するものである。クロック抽出回路２８は、具体的には、遅延回路１２２と、ＥＸ−ＯＲ回路１２４と、１ショットのマルチバイブレータ１２６とを有する。

【００２０】マイコン３２は、自走ロボット１０を統括して制御するものである。具体的には、クロック抽出回路２８で抽出されたクロック信号に基づいてバイフェーズ符号化信号から動作信号だけを取り出し、その動作信号の中のＩＤ信号に基づいて自己宛の信号であるかどうかを判定する。そして、自己宛のものであれば、スイッチ手段２４をオンにして、発振回路２２から交流電流を共振コイル１６に流す。また、動作信号に基づいてモータの駆動やＬＥＤの発光等を制御する。充電回路３６は、二次電池の充電切り換えを行うものである。尚、外来障害電波や、自走ロボットの電磁誘導信号検出レベルの低下等の理由により、一定時間、自走ロボットのＩＤが識別できなかった場合、暴走を抑える目的で、マイコン３２に、ウォッチドックタイマ（watch dog timer ）を設け、このタイマ値が一定時間値に達したときに、二つのモータを停止するように制御してもよい。

【００２１】充電機構部９０は、タブレットボード４０上の所定の充電コーナーに設けられ、充電接点と、接点ロック機構とを有する。マイコン制御部６２は、一定時間経過すると、自走ロボット１０を充電接点の位置まで移動させる命令を発し、その自走ロボット１０がその位置に来ると、接点ロック機構によりその充電接点と自走ロボット１０の充電接点とをロックして、１分から５分のクイックチャージを行う。

【００２２】本実施形態では、タブレットボード４０と自走ロボット１０との間での通信方式として、電磁誘導を利用した半二重通信（half duplex ）を採用している。すなわち、コントローラ６０から自走ロボット１０に動作命令を転送する場合には、バイフェーズ符号化し、ＡＭ変調された交流信号を、タブレットボード４０の送信用コイル４４に印加し、相互誘導により、自走ロボット１０の共振コイル１６に誘導電流を流す。自走ロボット１０では、この誘導電流から動作命令を読み取る。一方、自走ロボット１０からコントローラ６０に自走ロボット１０の位置情報を転送する場合には、自走ロボット１０の共振コイル２２に交流電流を印加し、タブレットボード４０のループコイルアレイ４６に誘導電流を流す。コントローラ６０では、この誘導電流が流れたループコイルの位置を特定することにより、自走ロボット１０の位置を検出する。

【００２３】尚、本実施形態では、自走ロボット１０に設けた一つの共振コイル１６で、信号を送信及び受信しているが、送信用と受信用に各々別個のコイルを設けてもよい。また、タブレットボード４０には、信号を送信するための送信用コイル４４と自走ロボット１０からの信号を受信するためのループコイルアレイ４６とを設けているが、たとえば、ループコイルアレイ４６だけを設け、ｘ方向のすべてのループコイルに交流信号を流すことにより自走ロボット１０に信号を送るようにすることも可能である。しかし、本考案者等が、実際に実験を行ったところ、タブレットボード４０に送信用コイル４４とループコイルアレイ４６とを分けて設けた場合の方が望ましいことが分かった。自走ロボット１０がより確実に信号を受け取ることができるからである。

【００２４】次に、マイコン制御部６２が送出する動作信号について説明する。この動作信号は、図８に示すように、ＴＲ信号、ＳＹＮＣ信号、ＩＤ信号、ＤＩＲ信号、ＣＯＭ信号の計３２ビットで構成される。ＴＲ信号は、ビット同期トレーニングキャラクタであり、自走ロボット１０のクロック抽出回路２８を安定させるためのものである。ＳＹＮＣ信号は８ビットのフレーム同期キャラクタであり、すべて「１」を割り当てている。ＩＤ信号は４ビットの自走ロボット識別コードである。ＤＩＲ信号は４ビットの自走ロボット移動方向コマンドコードであり、ＣＯＭ信号は８ビットの自走ロボットＬＥＤ点灯及びスピード制御コマンドコードである。図８（ａ）にＩＤ信号の符号表、図８（ｂ）にＤＩＲ信号の符号表、図８（ｃ）にＣＯＭ信号の符号表を示す。尚、動作信号としては、ＴＲ信号とＳＹＮＣ信号を短縮し、ＩＤ信号、ＤＩＲ信号、ＣＯＭ信号のそれぞれに反転信号を付加したものを用いて、信号の誤り判定を行うようにしてもよい。

【００２５】図９は、本実施形態の自走ロボットゲーム機の基本シーケンスを説明するための図である。この基本シーケンスの期間Ｔは８０ｍｓであり、基本シーケンスはさらに四つのフレームに分けられる。各フレームの期間Ｔbaseは２０ｍｓであり、この各フレームにおいて、四台の自走ロボット１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄに別個に動作命令が出される。一のフレームにおいて、前の４ｍｓの期間では、すべての自走ロボット１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄはスイッチ手段２４をオフにする受信状態にあり、コントローラ６０は動作信号を送出する送信状態にある。後の１６ｍｓの期間では、ＩＤ信号に基づき自己宛の信号であると認識した自走ロボットだけがスイッチ手段２４をオンにして応答信号を送信する送信状態にあり、コントローラ６０はその自走ロボットからの信号を検出する受信状態にある。このように、各自走ロボットには、ＩＤ信号を含む動作信号を時分割で送ることにより、自走ロボットは自己宛の信号かどうかを容易に識別することができると共に、すべての自走ロボットとして構造の同じものを用いることができる。また、自己宛のものであると認識した自走ロボットが応答信号を発することにより、コントローラ６０は検出した信号がどの自走ロボットについてのものであるかを容易に識別することができる。このようにして、期間Ｔ＝８０ｍｓ毎に各自走ロボットとの間で信号の送受を行う。尚、動作信号の１ビットの送出時間は１２８μ ｍとしている。

【００２６】次に、本実施形態の自走ロボットゲーム機の動作について説明する。図１０はコントローラ６０が信号を送信する際のタイミングを説明するための図、図１１は自走ロボット１０が信号を受信した際のタイミングを説明するための図、図１２はコントローラ６０が信号を受信した際のタイミングを説明するための図である。ここでは、基本シーケンスのうち自走ロボット１０ａに動作命令を発するフレームのみを考える。

【００２７】最初に、コントローラ６０から動作信号を送信する動作を図５と図１０を用いて説明する。マイコン制御部６２から出力された動作信号Ｓ₂とクロック信号Ｃ（１クロックパルスの幅は６４μｍである。）は、ＥＮＯＲ回路１１２に入力する。そして、ＥＮＯＲ回路１１２からの出力信号とマイコン制御部６２からの送信信号Ｓ₃が、ＡＮＤ回路１１４に入力する。送信信号Ｓ₃は、コントローラ６０が送信状態にあることを示すもので、ローレベルがアクティブである。こうして、ＡＮＤ回路１１４からはバイフェーズ符号化された信号Ｓ₄が出力される。バイフェーズ符号化信号Ｓ₄は、動作信号Ｓ2 とクロック信号Ｃとが混在したものであり、ここでは、動作信号Ｓ₂がローレベルのときは、１ビットの前半部分（６４μｍ）がハイレベルの状態で後半部分（６４μｍ）がローレベルの状態であるものとして定義し、また動作信号Ｓ₂がハイレベルのときは、１ビットの前半部分（６４μｍ）がローレベルの状態で後半部分（６４μｍ）がハイレベルの状態であるものとして定義している。そして、このバイフェーズ符号化信号Ｓ₄ がハイレベルのときだけスイッチ手段１１８をオンして、ハイレベルのところを発振回路１１６からの交流電流に置き換えた交流信号Ｓ₅が取り出される。この交流信号Ｓ₅は、タブレットボード４０の送信用コイル４４に送り出され、タブレットボード４０の全面に磁場が発生する。

【００２８】次に、自走ロボット１０ａが動作信号を受信する動作について図７と図１１を用いて説明する。タブレットボード４０に磁場が発生すると、相互誘導によりすべての自走ロボット１０ａ〜１０ｄの共振コイル１６を含む回路に誘導電流が流れ、交流信号Ｓ₅に対応する交流信号Ｓ₆が得られる。交流信号Ｓ₆は、検波回路２６において、バイフェーズ符号化信号Ｓ₇に変換される。ここでは、交流電流をハイレベルに変換している。そして、バイフェーズ符号化信号Ｓ₇の中のＳＹＮＣ信号の部分がクロック抽出回路２８に入力したとき、遅延回路１２２から出力される信号Ｓ₈は、バイフェーズ符号化信号Ｓ₇に比べて少し遅れて出力される。ＥＸ−ＯＲ回路１２４には、この遅延回路１２２の出力信号Ｓ₈とバイフェーズ符号化信号Ｓ₇とが入力し、信号Ｓ₈とバイフェーズ符号化信号Ｓ₇との状態が異なる部分だけが抽出されたパルス信号Ｓ₉が得られる。マルチバイブレータ１２６には、パルス信号Ｓ₉が入力し、これがトリガパルスとなり、一定期間ハイレベルの状態にする。ここでは、ハイレベルの状態にしておく期間を、パルス信号Ｓ₉の次のパルスのところを含むような長時間に設定している。１ビットの送出時間が１２８μｓであるから、この期間を、たとえば約１００μｓに設定する。こうして、マルチバイブレータ１２６から出力される信号Ｓ₁₀は、パルス信号Ｓ₉の偶数番目のパルスが無視されたものとなり、この信号Ｓ₁₀がハイレベルになるタイミングでクロック信号が抽出される。マイコン３２は、抽出されたクロック信号のタイミングでもって、バイフェーズ符号化信号Ｓ₇を取り込むことにより、バイフェーズ符号化信号Ｓ₇から動作信号だけを取り出す。

【００２９】次に、マイコン３２は、ＳＹＮＣ信号の部分に引き続き送られるＩＤ信号の部分に基づいて自己宛の信号であるかどうかを判定する。自己宛のものである場合には、その後のＤＩＲ信号、ＣＯＭ信号の部分を有効に認識し、その命令に従って制御する。一方、自己宛のものでない場合には、その後のＤＩＲ信号、ＣＯＭ信号の部分を認識しない。そして、自己宛の信号であると認識した自走ロボット１０ａは、ＩＤ信号を検出した後、２．５ｍｓ経過すると、１２ｍｓの間スイッチ手段２４を閉じ、共振コイル１６に交流電流を流す。

【００３０】次に、コントローラ６０が自走ロボット１０ａからの位置情報を検出する動作を図６と図１２を用いて説明する。マイコン制御部６２は、自走ロボット１０ａ〜１０ｄに動作信号を送り終わってから１ｍｓ経過すると、１０ｍｓ間に、制御信号Ｓ₁をｘ方向アナログスイッチアレイ７２ａとｙ方向アナログスイッチアレイ７２ｂに送り、それぞれのアナログスイッチを１番目から順次オンにしていく。自走ロボット１０ａが位置しているところにあるループコイルに対応するアナログスイッチをオンにしたときに、そのループコイルに誘導電流が流れ、自走ロボット１０ａからの信号が交流信号として取り出される。ここでは、たとえば、自走ロボット１０ａが、ｘ方向には１０番のコイルループの位置に、ｙ方向には６０番のコイルループの位置にあるものとする。ｘ方向アナログスイッチアレイ７２ａから出力される交流信号Ｓ₁₁には、１０番目のアナログスイッチをオンにしたときの交流電流を含み、ｙ方向アナログスイッチアレイ７２ｂから出力される交流信号Ｓ₁₂には、６０番目のアナログスイッチをオンにしたときの交流電流を含んでいる。これら交流信号Ｓ₁₁，Ｓ₁₂はそれぞれ第一検知回路７４ａ、第二検知回路７４ｂでパルス信号Ｓ₁₃，Ｓ₁₄に変換される。第一ラッチ回路７６ａ及び第二ラッチ回路７６ｂは、それぞれパルス信号Ｓ₁₃，Ｓ₁₄が入力するタイミングで、カウンタ７８からのカウント情報の値を捕まえる。このカウント値が、自走ロボット１０ａのｘｙ座標情報としてマイコン制御部６２に送られる。こうして、一つのフレームの動作が終了する。尚、ｘ方向アナログスイッチアレイ７２ａとｙ方向アナログスイッチアレイ７２ｂとに対してそれぞれ独立にアナログスイッチの切り換え動作を行う代わりに、たとえば最初にｘ方向アナログスイッチアレイ７２ａに対して切り換え動作を行った後に、ｙ方向アナログスイッチアレイ７２ｂに対して切り換え動作を行うようにしてもよい。

【００３１】また、マイコン制御部６２は、自走ロボットの位置情報に基づいてその自走ロボットが制御エリア内にあると判定すると、その自走ロボットに次に信号を送るときに、ゲームプログラムに従って動作命令を出す。たとえば、自走ロボットがスピンエリアにあった場合、自走ロボットをその位置で一定時間回転すると共に、赤色のＬＥＤを点灯するように命令を出す。自走ロボットは、スピンエリア内に入っていない通常の場合には、緑色のＬＥＤを点灯するようにすることで、プレーヤーは自己の自走ロボットのＬＥＤの発光色を識別することができ、自走ロボットがスピンエリア内にいることを容易に知ることができるようにできる。

【００３２】次に、自走ロボット１０のスムージング処理を行う場合の動作について説明する。図１５はマイコン制御部６２のスムージング処理を行うための機能ブロック図である。尚、マイコン制御部６２は、実際には、ＲＯＭに記憶されたプログラムに従ってスムージング処理を行う。位置検出回路６８によって求められた自走ロボット１０の位置座標は、位置記憶回路６２ａに記憶され、次のタイミングまで保持される。次のタイミングでは、位置検出回路６８によって新たに求められた自走ロボット１０の位置座標と位置記憶回路６２ａに記憶された位置座標との間の距離を距離演算部６２ｂによって計算し、過去の位置座標から現在の位置座標にまで移動するのに要した時間を速度検出回路６２ｃ内の経過時間カウンタ（不図示）によって計測し、自走ロボット１０の速度を求める。駆動命令発生部６２ｄは、自走ロボット１０の目標速度と、自走ロボット１０の実際の速度（速度検出手段６２ｃで求められた最新の速度）をスムージング処理中の複数のタイミングで比較し、実際の速度が目標速度に対して所定量以上少ない場合（失調した場合）に、駆動力の高い低速度に落としてから徐々に速度を上げていくように制御命令を発生する。この制御命令は変調回路６４、送信コイル４４を介して自走ロボット１０に送信される。

【００３３】図１３は、ゲーム機本体と自走ロボット１０との間の処理の流れを示す図である。ゲーム機本体のルーチンでは、初期設定（ステップ６０１）の後、ゲーム処理（ステップ６０２）を行う。この中で、位置検出回路６８により自走ロボット１０の位置座標を求め、自走ロボット１０の目標速度を決定する。この目標速度は、ジョイスティック等によるプレーヤからの入力や、コンピュータルーチン等で決定される。

【００３４】次に、ステップ６０２で決定された目標速度から、自走ロボット１０の実際の速度を考慮して、自走ロボット１０の動作速度を求める（ステップ６０３）。尚、スムージング処理については、後述する。次に、この動作速度を自走ロボット１０へ送信し（ステップ６０４）、この動作速度で自走ロボット１０を動かす。その後、ゲーム処理に戻ってこれらの処理を繰り返す。

【００３５】自走ロボット１０のルーチンでは、初期設定（ステップ６０５）の後、ゲーム機本体からの動作速度を指定する命令の受信処理（ステップ６０６）を行う。受信した動作速度は、ステッピングモータに設定され（ステップ６０７）、これにより、自走ロボット１０が駆動される。その後、受信処理（ステップ６０６）に戻って、これらの処理を繰り返す。

【００３６】図１４は、ゲーム機本体で行うスムージング処理の流れを示す図である。尚、図１４に示すフローは、図１３に示すルーチンにおいて、ステップ６０３での処理が繰り返されるたびに実行される。先ず、図１３のステップ６０２において、目標速度Ｔspeed が設定されると、目標速度Ｔspeed と自走ロボット１０の実際の速度Ｐspeed とが比較される（ステップ７０１）。実際の速度Ｐspeed の方が速い場合、目標速度Ｔspeed を自走ロボット１０へ送信するように設定する（ステップ７０２）。これは、減速する場合には、ステッピングモータの失調等の障害が起きにくいためである。次に、速度検出回路６２ｃ内の経過時間カウンタをクリアし（ステップ７０３）、位置検出回路６８により求めた自走ロボット１０の現在の位置座標を位置記憶回路６２ａに記憶しておく（ステップ７０４）。目標速度Ｔspeed の方が速いか等しい場合は、ステップ７０５以降のスムージング処理を行う。両速度が等しい場合も、失調の有無を調べるため、この処理を行う。

【００３７】先ず、速度検出回路６２ｃ内の経過時間カウンタＳtimeが所定時間を経過したかどうか調べる（ステップ７０５）。所定時間をまだ経過していない場合、距離演算部６２ｂにより、前回、位置記憶回路６２ａに記憶した時の位置座標と、現在の位置座標（位置検出回路６８で求められた最新の位置座標）とから、自走ロボット１０の移動距離を求める（ステップ７０６）。そして、求めた移動距離と速度検出回路６２ｃ内の経過時間カウンタＳtimeとに基づき、自走ロボット１０がマイコン制御部６２からの動作速度で最低移動距離Ｐdistだけ移動したかどうかを調べる（ステップ７０７）。既に最低移動距離Ｐdistを移動している場合、目標速度と自走ロボット１０の実際の速度Ｐspeed とを考慮して、スムージング処理での自走ロボット１０の次の動作速度Ｎspeed を求める。この動作速度Ｎsp eed を自走ロボット１０へ送信するように設定する（ステップ７０９）。次に、速度検出回路６２ｃ内の経過時間カウンタをクリアし（ステップ７１０）、自走ロボット１０の現在の位置座標を位置記憶回路６２ａに記憶しておく（ステップ７１１）。一方、最低移動距離Ｐdistを移動していなかった場合、前述した所定時間までは、動作速度をそのままとして、この動作速度を自走ロボット１０へ送信するように設定する。次に、速度検出回路６２ｃ内の経過時間カウンタをインクリメントしておく（ステップ７０８）。

【００３８】ステップ７０５で所定時間を経過している場合、これは、自走ロボット１０のステッピングモータが失調し、又は停止したために、自走ロボット１０が所定時間内に所定距離（ステップ７０７での最低移動距離Ｐdist）進むことができなかったものと考えられる。すなわち、自走ロボット１０の実際の速度がマイコン制御部６２からの動作速度あるいは目標速度に比べて所定量以上少なかったものと考えられる。この場合、ステッピングモータを最初から始動し直す必要があるため、始動に必要な駆動力が得られるようにする為に、始動時の最低速度ＭＩＮsp eed を自走ロボット１０へ送信するように設定する（ステップ７１２）。次に、速度検出回路６２ｃ内の経過時間カウンタをクリア（ステップ７１３）し、自走ロボット１０の現在の位置座標を位置記憶回路６２ａに記憶しておく（ステップ７１４）。

【００３９】尚、図１４のフローでは、目標速度Ｔspeed と自走ロボット１０の実際の速度Ｐspeed の差をスムージング処理中の複数のタイミングで求め、これ等の差が一定値以上の場合（所定時間内に所定距離を進んでいない場合）に失調としているが、目標位置と現在位置の比較を行い一定値以上距離が離れている場合に失調としてステップ７１２に移動するようにしてもよい。例えば、図１４のステップ７０７と同じように失調判定距離として設定された距離とＰspeed での移動距離を比較し、Ｐspeed での移動距離が設定された距離以下の場合には失調と判断してステップ７１２に進むようにしても良い。

【００４０】本実施形態の自走ロボットゲーム機では、タブレットボードに設けられた送信用コイル及びループコイルアレイと自走ロボットに設けられた共振コイルとの間の電磁誘導を利用して、コントローラと自走ロボットとの間で信号を送受することにより、自走ロボットに動作命令を発すると共に、複数の自走ロボットのタブレットボード上の位置を検出することができるので、複数の自走ロボットを独立して自由に制御することができる。

【００４１】尚、本考案は上記の実施形態に限定されるものではなく、その要旨の範囲内において種々の変形が可能である。上記の実施形態では、各自走ロボットにはＩＤ信号を含む動作信号を時分割で送っており、自己宛の信号であると認識した自走ロボットが応答信号を発することにより、コントローラが自走ロボットの位置を検出する場合について説明したが、各自走ロボットにおいて、たとえば共振コイルを含む共振回路の共振周波数が異なるようにして、各自走ロボットが自己の位置を知らせるために互いに異なる位置信号を発するようにしてもよい。ただし、この場合には、タブレットボード及びコントローラの側でそれらの各位置信号を選別する回路を設ける必要がある。また、通信の変調方式についても、ＡＭ変調に限定されるものではなく、他の方式、たとえばＦＭ変調やＰＭ変調方式を使用してもよい。また、上記の実施形態では、自走ロボットゲーム機をサッカーゲームに応用した場合について説明したが、かかる自走ロボットゲーム機はたとえばレースゲームにも応用できる。この場合は、タブレットボード上にレースコースが設定され、各プレイヤーは自己の自走ロボットを速くゴールまで移動させることを競うことになる。このとき、たとえば、レースコース内では自走ロボットがフルスピードで移動するようにし、レースコース外のエリアではハーフスピードで移動するようにする。また、レースコースの外周の特定エリアに、スピンエリアを設けたりすることにより、ゲームの興趣を高めることができる。

【００４２】更に、本考案の実施形態の自走ロボットゲーム機は球技ゲームに応用できる。たとえば、ボールにコイルを設け、これを第一自走ロボットとし、この第一自走ロボットを、各チームの競技ロボットである第二自走ロボットの位置と第一自走ロボットの進行方向との関係を計算して制御することで、テニスゲームとして応用することもできる。

【００４３】

【考案の効果】

以上説明したように本考案によれば、ゲーム機本体側に失調検出手段を設けているので、自走ロボットを軽量化することができ、小型軽量化に適した自走ロボットゲーム機用の失調防止方式を採用した自走ロボットゲーム機を提供することが出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施形態であるリモート制御装置の
概略構成図である。

【図２】そのリモート制御装置を適用したゲーム機器の
概略図である。

【図３】そのリモート制御装置のタブレットボードを説
明するための図である。

【図４】そのリモート制御装置における操作パネルの操
作と移動体の動作との関係を説明するための図である。

【図５】そのリモート制御装置のコントローラの変調回
路の概略構成図である。

【図６】そのリモート制御装置におけるコントローラの
位置検出回路の概略構成図である。

【図７】そのリモート制御装置における移動体の制御部
の概略構成図である。

【図８】コントローラのマイコン制御部から出力される
動作信号を説明するための図である。

【図９】本実施形態のリモート制御装置の基本シーケン
スを説明するための図である。

【図１０】コントローラが信号を送信する際のタイミン
グを説明するための図である。

【図１１】移動体が信号を受信した際のタイミングを説
明するための図である。

【図１２】コントローラが信号を受信した際のタイミン
グを説明するための図である。

【図１３】ゲーム機本体と自走ロボット１０の処理の流
れを示すフローチャートである。

【図１４】ゲーム機本体で行うスムージング処理の流れ
を示すフローチャートである。

【図１５】スムージングを行うマイコン制御部６２の機
能を説明する機能ブロック図である。

【符号の説明】

１０自走ロボット１２機構部１４バッテリ部１６共振コイル１８制御部２２発振回路２４スイッチ手段２６検波回路２８クロック抽出回路３２マイコン３４充電回路４０タブレットボード４２平板４４送信用コイル４６ループコイルアレイ５０操作パネル５２ジョイスティック５４ａ，５４ｂコマンドボタン６０コントローラ６２マイコン制御部６２ａ位置記憶回路６２ｂ距離演算部６２ｃ速度検出回路６２ｄ駆動命令発生部６４変調回路６６充電制御回路６８位置検出回路７２アナログスイッチアレイ７２ａｘ方向アナログスイッチアレイ７２ｂｙ方向アナログスイッチアレイ７４ａ第一検知回路７４ｂ第二検知回路７６ａ第一ラッチ回路７６ｂ第二ラッチ回路７８カウンタ９０充電機構部１１２ＥＮＯＲ回路１１４ＡＮＤ回路１１６発振回路１１８スイッチ手段１２２遅延回路１２４ＥＸ−ＯＲ回路１２６マルチバイブレータ

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【手続補正書】

【提出日】平成７年１０月１６日

【手続補正１】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図８

【補正方法】変更

【補正内容】

【図８】

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】ステッピングモータによって駆動する自
走体を、ゲーム機本体からの命令によって速度を変化さ
せ、予め定められた移動領域内で制御するゲーム装置に
おいて、前記ゲーム機本体内には、自走体の前記移動領域内での位置座標を求める位置検出
手段と、前記位置検出手段で求められた位置座標を記憶する記憶
手段と、前記位置検出手段で求められた位置座標と前記記憶手段
から読み出された過去の位置座標間の距離を計算する距
離演算手段と、過去の位置座標から前記位置検出手段で求められた位置
座標まで移動するに要した時間を計測するタイマを持
ち、自走体の速度を求める速度検出手段と、自走体の現在の速度から目標速度まで自走体の速度を段
階的に増加させるスムージング処理中の複数のタイミン
グでの実際の速度を求め、実際の速度が目標速度に対し
て所定量以上少ない場合に、一旦、駆動力の高い低速度
に落としてから徐々に速度を上げていくように制御する
モータ駆動命令を発生するモータ駆動命令発生手段と、前記モータ駆動命令発生手段からのモータ駆動命令を前
記自走体に送信する送信手段とを備えた事を特徴とする
自走ロボットゲーム機。
【請求項２】ステッピングモータによって駆動する自走
体を、ゲーム機本体からの命令によって速度を変化さ
せ、予め定められた移動領域内で制御するゲーム装置に
おいて、前記ゲーム機本体内には、自走体の前記移動領域内での位置座標を求める位置検出
手段と、前記位置検出手段で求められた位置座標を記憶する記憶
手段と、前記位置検出手段で求められた位置座標と前記記憶手段
から読み出された過去の位置座標間の距離を計算する距
離演算手段と、過去の位置座標から前記位置検出手段で求められた位置
座標まで移動するに要した時間を計測するタイマを持
ち、自走体の速度を求める速度検出手段と、自走体の現在の速度から目標速度まで自走体の速度を段
階的に増加させるスムージング処理中の複数のタイミン
グでの実際の移動位置座標を求め、移動位置座標が目標
移動位置座標に対して所定距離を進んでいない場合に、
一旦、駆動力の高い低速度に落としてから徐々に速度を
上げていくように制御するモータ駆動命令を発生するス
テッピングモータ駆動命令発生手段と、前記ステッピングモータ駆動命令発生手段からのモータ
駆動命令を前記自走体に送信する送信手段とを備えた事
を特徴とする自走ロボットゲーム機。
【請求項３】請求項１又は２において、前記自走体は、複数のコイルが隣接して配置された第一
コイル群と複数のコイルが隣接して配置された第二コイ
ル群がグリッド状に直交して配置された基板体上を移動
し、前記自走体には前記第一コイル群および第二コイル
群中のコイルと共振する共振コイルが固定され、前記位置検出手段は、前記第一コイル群および第二コイ
ル群のコイルを順次走査し前記基板体上での前記共振コ
イルが共振する位置を求める事を特徴とする自走ロボッ
トゲーム機。