JP7322067B2 - 動的乗り物プロファイルのためのシステム及び方法 - Google Patents

Description

〔関連出願との相互参照〕
本出願は、２０１８年５月１５日に出願された「動的乗り物プロファイルのためのシステム及び方法（ＳＹＳＴＥＭＳ ＡＮＤ ＭＥＴＨＯＤＳ ＦＯＲ ＤＹＮＡＭＩＣ ＲＩＤＥ ＰＲＯＦＩＬＥＳ）」という名称の米国仮特許出願第６２／６７１，９４０号に基づく優先権及びその利益を主張するものであり、この文献はその全体が全ての目的で引用により本明細書に組み入れられる。

本節は、以下で説明及び／又は特許請求する本技術の様々な態様に関連し得る技術の様々な態様を読者に紹介するためのものである。本考察は、読者に背景事情を示して本開示の様々な態様のより良い理解を促す上で役立つと考えられる。従って、これらの記載は、先行技術を認めるものとしてではなく、上記の観点から読むべきものであると理解されたい。

乗客に独特な動き及び視覚的体験を提供する様々な娯楽用乗り物が開発されてきた。例えば、固定経路又は可変経路に沿って進む一人用又は多乗客用車両を含むテーマ乗り物を実装することができる。乗り物車両は、それ自体、乗客が乗り物車両及び／又は周囲環境を様々なレベルで制御できるようにする特徴（例えば、様々なボタン及びノブ）を含むことができる。しかしながら、乗り物車両が所定の固定経路に従う場合、一般に乗り物車両の乗客に委ねられる従来の制御には限界がある。従って、今では、より冒険性の高い乗り物体験を創出するように乗り物車両の乗客制御を強化した改善された娯楽用乗り物に対するニーズが存在すると認識されている。

いくつかの遊園地乗り物では、車両のプログラマブルロジックコントローラ（ＰＬＣ）に埋め込まれたプログラムプロファイル（ｐｒｏｇｒａｍｍｅｄ ｐｒｏｆｉｌｅｓ）（例えば、アニメーション）に合わせて車両の動きが制約される。しかしながら、今では、これらのプログラムプロファイルは実質的に静的なものであり、従って乗客と車両との相互作用及び／又は実際の物理モデルに基づいて更新又は修正されるものではないと認識されている。この結果、乗り物の乗客は、乗り物を演出的（ｓｔａｇｅｄ）又は非現実的に感じ、これによって乗客の没入感（ｅｎｇａｇｅｍｅｎｔ）及び楽しみが制限されることがある。また、ＰＬＣは、複雑な物理モデルで使用されるような大規模演算を実行できないとも認識されている。すなわち、ＰＬＣは、所定の閾値を超える値へのパラメータ変化に素早く対応することは得意であるが、通常、ＰＬＣプロセッサは、最新のコンピュータの中央処理装置（ＣＰＵ）及びグラフィックプロセッシングユニット（ＧＰＵ）などの他のタイプのプロセッサに比べてクロック速度が遅い（例えば、２００Ｈｚ）。さらに、ＰＬＣのプログラミング及びデバッギングは、困難で面倒で高価なものとなり得る。従って、今では、ＰＬＣのみを使用して乗客の体験の決定及び生成を行うように乗り物が設計されている場合、実際の物理モデルに忠実であると感じる体験に乗客を没頭させる乗り物の能力がこれによって厳しく制限される恐れがあると認識されている。

以下、当初の特許請求の範囲の主題と同一範囲のいくつかの実施形態を要約する。これらの実施形態は、本開示の範囲を限定するものではなく、むしろいくつかの開示する実施形態の概要を示すものにすぎない。実際に、本開示は、以下に示す実施形態と類似し得る又は異なり得る様々な形態を含むことができる。

本実施形態は、遊園地乗り物の動的制御システムに関する。このシステムは、仮想環境を通じた仮想車両の動きを表すゲームデータを生成するように構成されたゲームサーバと、１又は２以上の記憶された最大限度に対して動的乗り物プロファイルの命令を条件付きで実行して乗り物車両の物理的行動を操作するように構成されたプログラマブルロジックコントローラ（ＰＬＣ）と、ゲームサーバ及びＰＬＣに通信可能に結合された動的乗り物プロファイルサーバを含む。動的乗り物プロファイルサーバは、入力データ、センサデータ及びゲームデータを１又は２以上の物理的モデルに入力として提供して、仮想環境を通じた仮想車両の動きに基づいて動的乗り物プロファイルの一部を生成し、動的乗り物プロファイルの一部を条件付き実行のためにＰＬＣに提供するように構成される。

本実施形態は、仮想環境を含むゲームデータを生成するように構成されたゲームサーバを有する遊園地乗り物にも関する。この乗り物は、ゲームサーバに通信可能に結合されて、乗り物経路に沿って乗客を移動させるように構成された乗り物車両を有し、乗り物車両は、ゲームサーバによって生成されたゲームデータに基づいて、乗り物車両の乗客に仮想環境を提示するように構成された１又は２以上の出力装置と、乗り物車両の乗客から入力データを収集するように構成された１又は２以上の入力装置と、乗り物車両の動作中にセンサデータを収集するように構成された１又は２以上のセンサと、１又は２以上の入力装置及び１又は２以上のセンサに通信可能に結合され、動的乗り物プロファイルの命令を受け取り、１又は２以上の記憶された最大限度に対して条件付きで実行して乗り物車両の物理的行動を操作するように構成されたプログラマブルロジックコントローラ（ＰＬＣ）とを含む。乗り物は、ゲームサーバ及びＰＬＣに通信可能に結合された動的乗り物プロファイルサーバを含み、動的乗り物プロファイルサーバは、ＰＬＣを介して入力データ及びセンサデータを受け取って、ゲームサーバからゲームデータを受け取り、入力データ、センサデータ及びゲームデータを１又は２以上の物理的モデルに入力として提供して前記動的乗り物プロファイルの一部を生成し、動的乗り物プロファイルの一部を条件付き実行のためにＰＬＣに提供するように構成される。

本実施形態は、遊園地乗り物の制御方法にも関する。方法は、遊園地乗り物の乗り物車両の１又は２以上の入力装置から入力データを受け取るステップと、遊園地乗り物の１又は２以上のセンサからセンサデータを受け取るステップと、遊園地乗り物のゲームサーバから、仮想環境を通じた仮想車両の動きを表すゲームデータを受け取るステップとを含む。方法は、入力データ、センサデータ及びゲームデータを１又は２以上の物理的モデルに入力として提供して、仮想環境を通じた仮想車両の動きに基づいて動的乗り物プロファイルの一部を生成するステップも含む。方法は、動的乗り物プロファイルの一部を、乗り物車両の通信可能に結合されたＰＬＣに提供するステップをさらに含み、乗り物車両のＰＬＣは、ＰＬＣの１又は２以上の記憶された最大限度に基づいて、乗り物の動作中に動的乗り物プロファイルの一部を条件付きで実行して乗り物車両を物理的に動かすように構成される。

全体を通じて同じ部分を同じ符号によって示す添付図面を参照しながら以下の詳細な説明を読めば、本開示のこれらの及びその他の特徴、態様及び利点がより良く理解されるであろう。

本手法の実施形態による、動的制御システムを有する遊園地乗り物を示す概略図である。 本手法の実施形態による、図１に示す動的制御システムの実施形態における情報の流れを示す概略図である。 本手法の実施形態による、乗り物車両のＰＬＣが動的乗り物プロファイルの命令を受け取って条件付きで実行するプロセスの実施形態を示すフロー図である。

以下、本開示の１又は２以上の具体的な実施形態について説明する。これらの実施形態を簡潔に説明するために、本明細書では実際の実装の特徴を全て説明していない場合もある。なお、あらゆる工学又は設計プロジェクトにおいて見られるようなあらゆるこのような実際の実装の開発においては、実装によって異なり得るシステム関連及びビジネス関連の制約の順守などの開発者の個別の目的を達成するために、数多くの実装固有の決定を行わなければならないと理解されたい。さらに、このような開発努力は複雑かつ時間の掛かるものとなり得るが、本開示の恩恵を受ける当業者にとっては設計、製作及び製造という日常的な取り組みであると理解されたい。

本実施形態は、遊園地乗り物の車両の動きを制御するように設計された動的制御システムに関する。この動的制御システムは、乗り物車両のＰＬＣに通信可能に結合されて、感知パラメータ、物理モデル、ゲームフィードバック及び乗客相互作用の組み合わせに基づいて乗り物車両の動きを調整するための命令をＰＬＣに与える、動的乗り物プロファイルサーバを含む。従って、動的制御システムは、乗り物が乗客の没入感及び楽しみを高めるリアルなシミュレーション動作をもたらすことを可能にする。また、ＰＬＣは、乗り物車両の正しい動作を保証するために一連の最大限度を維持し、動的乗り物プロファイルサーバから受け取られた命令にかかわらず、車両がこれらの最大限度を超える動きを実行することを認めない。さらに、開示する動的制御システムは、動的乗り物プロファイルサーバの物理モデルに従う、シミュレーション環境（例えば、障害、突風、降雨）との強化された相互作用、及び複数の車両間の強化されたシミュレーション相互作用（例えば、ドラフト走行、衝突）を含む乗り物環境を可能にする。

以下、開示する動的制御システムを、図１に示すような遊園地乗り物例１０、すなわち２つの乗り物車両１２を含むダークライドの文脈で説明する。なお、開示する動的制御システムは、他のタイプの乗り物及び乗り物車両と組み合わせて、又はあらゆる好適な数（例えば、３台、４台、５台、６台又は７台以上）の車両を用いて使用することもできると理解されたい。図示の実施形態では、乗り物車両１２が実質的に同じものであるが、図１では、乗り物車両１２の異なる態様（例えば、コンポーネント及び動き）をより明確に示すために乗り物車両１２を異なる形で示している。

図１に示す実施形態では、乗客１４に乗り物車両内からの拡張環境又は完全な仮想環境１５が提示される。具体的に言えば、図示の実施形態では、各乗り物車両１２が複数の出力装置１６を含む。例えば、出力装置１６は、いずれかの好適な数のディスプレイ（例えば、車両の内部に搭載されたディスプレイ、ヘッドマウントディスプレイ）、スピーカ、触覚フィードバック装置（例えば、轟音／振動フィードバック装置、音響又は超音波触覚装置）、物理的効果装置（例えば、連発する温風又は冷風を生成する装置、連発するミストを生成する装置）を含むことができる。他の実施形態では、各乗り物車両１２が、本開示による他の好適な出力装置１６、又は出力装置１６の他の組み合わせを含むことができる。

また、図１に示す実施形態では、各乗り物車両１２が複数の入力装置１８を含む。例えば、これらの入力装置１８は、ボタン（例えば、点火ボタン）、ステアリング装置（例えば、ハンドル、ジョイスティック）、制御ペダル（例えば、ブレーキペダル、アクセルペダル、クラッチペダル）、ギアシフト、及び／又はブレーキレバーを含むことができる。これに加えて、又はこれとは別に、これらの入力装置１８は、乗客の頭／眼の位置をモニタして乗客１４からのステアリング入力を収集する頭部及び／又は眼球追跡システムを含むこともできる。他の実施形態では、各乗り物車両１２が、本開示による他の入力装置１８、又は入力装置１８の他の組み合わせを含むことができる。いくつかの実施形態では、各乗客１４がそれぞれの入力装置１８の組を有することができ、他の実施形態では、各乗客１４が、共同して使用される入力装置１８の相補的部分を有することができる。

また、図１に示す乗り物１０は、以下でさらに詳細に説明するような動的乗り物プロファイルに従って乗り物車両１２の動きを制御するように設計された動的制御システム２０を含む。具体的に言えば、図示の動的制御システム２０は、動的乗り物プロファイルサーバ２２、ゲームサーバ２４及び各乗り物車両１２のそれぞれのＰＬＣ２６などの、ネットワーク２８を介して共に通信可能に結合された複数のコンポーネントを含む。なお、いくつか実施形態では、ネットワーク２８を無線とすることもできるが、一般的には有線ネットワークの方が、さらなる低遅延通信を可能にすることによって乗り物１０の性能を高めることができる。

本明細書で使用する「ゲームサーバ」は、以下でさらに詳細に説明するように、乗り物１０のテレビゲームの側面の管理を一般に担うコンピュータ装置又は一群のコンピュータ装置（例えば、物理的コンピュータ装置又は仮想コンピュータノード）を意味する。従って、ゲームサーバ２４は、仮想車両が動くように設計された仮想環境（例えば、仮想３Ｄ空間）を生成するようにプログラムされる。本明細書で使用する「仮想車両」は、ゲームサーバ２４によって維持される特定の属性（例えば、速度、位置、正常性／損傷、燃料、外観）を有するテレビゲームエンティティ又は仮想環境の要素を意味する。例えば、仮想車両は、各物理的乗り物車両１２に関連する。いくつかの実施形態では、仮想環境内にさらなる仮想車両（例えば、ノンプレイヤキャラクタ／車両）が存在することもできる。

例えば、ある実施形態では、乗り物１０をレーシングシミュレータとすることができ、従ってゲームサーバ２４が、仮想車両が往来しているレーストラックの性質、仮想車両の相対的速度及び位置、仮想車両間の相互作用、並びに仮想車両に関連する属性（例えば、性能アップグレード、正常性、ボーナス、スコア）などを表す仮想環境を生成して維持する。さらに、ゲームサーバ２４は、乗客１４に提示する仮想環境１５をもたらすために、乗り物車両１２に送られて出力装置１６によって出力されるコンテンツ（例えば、ビデオコンテンツ、オーディオコンテンツ）を生成する。例えば、ある実施形態では、乗り物車両１２のディスプレイ装置によって提示されるビデオコンテンツが、ゲームサーバ２４がホストする仮想環境内で生成された異なる透視図に対応するコンテンツである。

本明細書で使用する「動的乗り物プロファイルサーバ」は、以下でさらに詳細に説明するように、複数の異なる入力データ及び１又は２以上の物理モデルに基づいて物理的乗り物車両１２がどのように動くべきかを一般に担うコンピュータ装置又は一群のコンピュータ装置（例えば、物理的コンピュータ装置又は仮想コンピュータノード）を意味する。上述したように、これらの入力は、仮想車両がレーストラックの質感又は傾斜に応答してどのように動くか、仮想車両が環境ハザード（例えば、雨、水留まり、氷）にどのように反応するか、仮想車両がどのように互いに相互作用するかなどの、仮想環境内で各対応する仮想車両に何が起きているかを示す又は表す、ゲームサーバ２４から受け取られる情報を含む。また、いくつかの実施形態では、動的乗り物プロファイルサーバ２２が、乗り物１０の入力装置１８及び／又は様々なセンサからの入力データをさらに受け取る。後述するように、動的乗り物プロファイルサーバ２２は、この受け取ったデータを、乗客１４に提示される仮想環境１５内で起きていることに対応するために物理的乗り物車両１２がどのように動くべきかを表す入力として１又は２以上の物理的モデルに提供する。このように、動的乗り物プロファイルサーバ２２は、ゲームサーバ２４が乗客１４に提示しているもの、及び入力装置１８から受け取られた入力に適合するための動き方を各乗り物車両１２に指示する動的乗り物プロファイルを生成する。

図示の実施形態では、一般に動的乗り物プロファイルサーバ２２及びゲームサーバ２４が乗り物の制御域３０に存在し、ＰＬＣ２６が乗り物車両１２内に配置される。他の実施形態では、動的制御システム２０を実質的に又は完全に１又は２以上の乗り物車両１２内に配置することもできると想定される。いくつかの実施形態では、動的乗り物プロファイルサーバ２２及びゲームサーバ２４が異なる物理的コンピュータ装置によってホストされ、或いは一般的な物理的コンピュータ装置がホストする仮想サーバインスタンスとして存在することができる。一般に、これらのサーバをホストする１又は２以上のコンピュータ装置は、命令及びデータを記憶できる好適なメモリ３２と、本明細書に示す機能を提供するためにこれらの記憶された命令を実行できる好適な処理回路３４とを含む。

図１に示す乗り物１０の実施形態では、各乗り物車両１２が、動作中に比較的制約された軌道又は乗り物経路３６に沿って移動するように設計される。なお、いくつかの実施形態では、乗り物経路３０を物理的又は仮想的境界の組によって大まかにのみ規定して、従来の軌道よりも多くの乗り物車両１２の動きの自由を可能にすることもできると理解することができる。一方で、乗り物１０は、動的制御システム２０からの制御信号に基づいて乗り物車両１２の動作（例えば、位置又は動き）を修正するように設計される。従って、入力装置１８は、乗客１４に提示される仮想環境１５内で効果を生じることに加えて、所定の一連の最大限度内で車両１２の動作を変更することを含む現実の効果を引き起こすことができる入力も提供する。以下でさらに詳細に説明するように、開示する動的乗り物プロファイルサーバ２０は、乗客入力を考慮した物理学ベースの動的乗り物プロファイルに従って（矢印３８によって示すような）車両のヨー、（矢印４０によって示すような）傾斜角、乗り物経路の位置（例えば、乗り物経路３６に沿った変位４２、乗り物経路３６の境界に対する変位４４）、速度（例えば、乗り物経路３６に沿った変位４２の速度、回転速度）又は車両１２の他のいずれかの好適なパラメータを修正するための制御信号を提供することができる。すなわち、動的乗り物プロファイルサーバ２０の実施形態は、乗り物経路３６（車両１２の回転位置）に沿った乗り物車両１２の１又は２以上の位置を修正し、及び／又は１又は２以上の軸に沿った（例えば、６つの自由度に沿った）他のいずれかの好適な自由形式の動きを引き起こすための制御信号を提供することができる。これにより、以下でさらに詳細に説明するように、一般に乗り物車両１２は、仮想環境１５内で提示されているものに適合する形で動いて乗客１４に没入的体験をもたらすことができるようになる。また、後述するように、車両１２のＰＬＣ２６は、車両１２及び乗り物１０の正しい動作を保証するために、動的乗り物プロファイルサーバ２２から制御信号を受け取って、これらの制御信号がＰＬＣ２６内で予め定められた最大限度内に収まる場合にのみ制御信号を実行するように設計される。これらの最大限度は、通常の動作パラメータから外れた特別なシナリオ（例えば、メンテナンス又はアラーム条件）を含むことができる。

図１に示す実施形態では、動的制御システム２０が、乗り物車両速度コントローラ４６及び乗り物車両回転コントローラ４８を含む、車両１２のＰＬＣ２６に通信可能に結合された複数の車両コントローラを含む。図示の動的制御システム２０は、ＰＬＣ２６を介して動的乗り物プロファイルサーバ２２及びゲームサーバ２４に通信可能に結合されたセンサ５０Ａ、並びにネットワーク２８を介して動的乗り物プロファイルサーバ２２及びゲームサーバ２４に通信可能に結合されたセンサ５０Ｂを含む複数のセンサ５０も有する。これらのセンサ５０は、位置センサ（例えば、近接検出器、無線周波数識別（ＲＦＩＤ）センサ、カメラ、光検知及び測距（ＬＩＤＡＲ）センサ）、速度計、加速度計、ジャイロスコープ、毎分回転数（ＲＰＭ）センサ、電圧／電流センサ、又は車両１２、乗客１４及び／又は乗り物１０のパラメータを測定できる他の好適なセンサを含むことができる。図示の実施形態では、ＰＬＣ２６が、入力装置１８に通信可能に結合されて乗客１４からの入力を受け取るとともに、この入力を動的乗り物プロファイルサーバ２２及びゲームサーバ２４に提供する。同様に、ＰＬＣ２６は、出力装置１６に通信可能に結合されて、動的乗り物プロファイルサーバ２２及びゲームサーバ２４からの制御信号に基づいて乗客１４に仮想環境１５を提示する。

図示の実施形態では、ダークライド１０がテレビゲームの側面を含む。すなわち、乗り物１０は、乗客１４に仮想環境１５を示す情報を提示し、仮想環境内の乗客１４の実績（例えば、車両の動き、スコア）を決定する入力を乗客１４から受け取る。例えば、ゲームサーバ２４は、乗り物１０のテレビゲームの側面に関連するオーディオ／ビジュアル情報（例えば、ビデオコンテンツ、効果音、音楽、仮想現実（ＶＲ）コンテンツ、拡張現実（ＡＲ）コンテンツ）を乗り物車両１２の出力装置１６に提供することができる。また、ゲームサーバ２４は、動的制御システム２０のセンサ５０及び／又は乗り物車両１２に関連する入力装置１８から入力を受け取り、これに応答して、乗客１４に提示するオーディオ／ビジュアル情報を更新するように設計される。

上述したように、動的乗り物プロファイルサーバ２２は、ゲームサーバ２４が車両の乗客１４に提示する仮想環境１５内を車両が実際に移動しているように乗り物体験を感じさせる乗り物車両１２の好適な動きを決定するように設計される。従って、動的乗り物プロファイルサーバ２２は、システムの他のコンポーネント（例えば、ゲームサーバ２４、入力装置１８、センサ５０）から情報を受け取って処理し、好適な物理モデルを適用して、仮想環境１５に対応するとともに乗客１４が入力装置１８を介して提供する入力に応答するリアルな物理的体験を提供するためにどのように車両１２を操作すべきかに関する命令を含む動的乗り物プロファイルを決定するように設計される。例えば、いくつかの実施形態では、動的乗り物プロファイルサーバ２２が、（例えば、異なる媒体を通じた動きに対応する）物理的モデルの変化、乗客１４間の体重の違い、乗客１４の身体的制約、及び同じ又は異なる乗り物車両１２内の２又は３以上の乗客１４間の相互作用を考慮するように、動的乗り物プロファイル、従って乗り物車両１２の動きを調整するように構成される。

図２は、図１及び図２に示す要素を参照しながら説明する、図１に示す動的制御システム２０の実施形態における情報の流れを示す概略図である。図２に示すように、動的乗り物プロファイルサーバ２０は、複数の物理モデル６０を含む（例えば、メモリ３２に記憶する）。例えば、これらの物理モデル６０は、滑らかな又は層状の経路沿い、でこぼこの又は荒れた経路に沿った移動、横滑り又は漂流、異なる媒体間の移行（例えば、空気と水の間の移動）などの、仮想環境１５内を（乗り物車両１２に対応する）仮想車両がどのように移動するかを定めるモデルを含むことができる。物理モデル６０は、乗客１４に提示される仮想環境１５内で２又は３以上の仮想車両が（例えば、ドラフト走行、衝突、ミサイル攻撃を通じて）互いにどのように相互作用して影響し合うかを表すモデルを含むこともできる。また、動的乗り物プロファイルサーバ２２は、受け取ったデータを処理する際に複数のモデルを一体に組み合わせて、乗り物車両１２Ａ及び１２Ｂに両車両の乗客１４の乗り物体験を定める一連の命令又は制御信号としてそれぞれ提供される動的乗り物プロファイル６２Ａ及び６２Ｂを生成することもできる。

図２に示すように、動的乗り物プロファイルサーバ２２は、様々なデータを受け取り、これらを消費して動的乗り物プロファイル６２Ａ及び６２Ｂを生成し、その後にこれらの動的乗り物プロファイルを条件付き実行のために第１及び第２の乗り物車両１２Ａ及び１２ＢのＰＬＣ２６Ａ及び２６Ｂにそれぞれ提供する。上述したように、図示の実施形態では、消費されるデータが、入力装置１８を介して受け取られる乗客入力データ６４と、ネットワーク２８を介して動的乗り物プロファイルサーバ２２に直接的又は間接的に通信可能に結合されたセンサ５０から受け取られるセンサデータ６６とを含む。また、図示の実施形態では、消費されるデータが、ゲームサーバ２４から受け取られる、乗り物車両１２Ａ及び１２Ｂの各々に関連する仮想車両に仮想環境内で何が起きているのかを表すゲームデータ６８も含む。動的乗り物プロファイルサーバ２２は、このデータを受け取って共に処理し、このデータを１又は２以上の物理モデル６０に入力として与えて動的乗り物プロファイル６２Ａ及び６２Ｂの命令を生成し、この命令が乗り物車両１２Ａ及び１２ＢのＰＬＣ２６Ａ及び２６Ｂに送られる。これらの動的乗り物プロファイルは、乗り物１０の動作中に乗客１４から受け取られた入力データ６４に少なくとも部分的に基づくので、乗り物１０の動作全体を通じて生成されて連続的又は区分的に（ｉｎ ａ ｓｅｒｉａｌｉｚｅｄ ｏｒ ｐｉｅｃｅｗｉｓｅ ｍａｎｎｅｒ）乗り物車両１２に送られると理解することができる。

しかしながら、第１及び第２の車両１２Ａ及び１２ＢのＰＬＣ２６Ａ及び２６Ｂは、動的乗り物プロファイルサーバ２２から受け取られた動的乗り物プロファイル６２の命令を無条件で実行するものではないないと理解することができる。すなわち、図示のように、各ＰＬＣ２６は、乗り物車両１２の通常の又は許容可能な動作の閾値を定める複数の最大限度７０を記憶する。例えば、これらの最大限度７０は、最高／最低速度限度、加速度限度、ヨー限度、傾き限度、電流／電圧限度、トルク限度、最低車両内距離、又は車両１２及び乗り物１０の通常の及び所望の動作を定める他のいずれかの最大限度を含むことができる。さらに、図示のように、各ＰＬＣ２６は、（例えば、図１に示すセンサ５０Ａによって収集された）センサデータ６６の一部も受け取って処理し、後述するようにこのデータを使用して最大限度７０を強化する。

従って、本明細書で使用する「条件付き実行」は、ＰＬＣ２６が動的乗り物プロファイルサーバ２２から動的乗り物プロファイル６２を受け取り、プロファイルの命令を実行する前に、これらのプロファイル内の命令を実行しても乗り物車両１２又は乗り物１０がＰＬＣ２６によって記憶されている最大限度７０を超える状態にならないことを各ＰＬＣ２６が保証することを意味する。例えば、ＰＬＣ２６Ａ及び２６Ｂは、乗り物車両速度コントローラ４６Ａ及び４６Ｂ、又は乗り物車両回転コントローラ４８Ａ及び４８Ｂに所定の最大限度７０を超える（例えば、最大限度７０の組み合わせによって定められる枠の限界を超える）制御信号を提供せず、又は提供することが防がれる。同様に、ＰＬＣ２６Ａ及び２６Ｂは、直接結合されたドライブ７２Ａ又は７２Ｂにこれらの所定の最大限度７０を超えるそれぞれの制御信号を提供せず、又は提供することが防がれる。従って、乗り物の体験は主に（物理的にリアルな体験を生成するための処理能力が実質的に高い）動的乗り物プロファイルサーバ２２によって支配され、（処理能力は実質的に低いが、リアルタイムなパラメータ順守を保証するように設計された）ＰＬＣ２６は、最大限度７０を強化して乗り物１０の正しい動作を保証すると理解することができる。

図３は、ＰＬＣ（例えば、図２の乗り物車両１２ＡのＰＬＣ２６Ａ）が動的乗り物プロファイル６２Ａの命令を受け取って条件付きで実行するプロセス８０の実施形態を示すフロー図である。図示のプロセス８０は、ＰＬＣ２６Ａが動的乗り物プロファイルサーバ２２からネットワーク２８を介して動的乗り物プロファイル６２Ａの一部を受け取る（ブロック８２）ことから開始し、受け取られたプロファイルの部分は、特定の車両の動きを実行するための１又は２以上の命令又は制御信号を含む。例えば、動的乗り物プロファイル６２Ａの命令は、図２に示すような乗り物車両速度コントローラ４６Ａ及び／又は乗り物車両回転コントローラ４８Ａの動作を、車両１２Ａの速度又は回転位置を変更するように修正するための命令を含むことができる。

これに応答して、図３に示すように、ＰＬＣ２６Ａは、受け取られたセンサデータに基づいて車両１２Ａの現在の状態を特定する（ブロック８４）。例えば、上述したように、ＰＬＣ２６Ａは、通信可能に結合されたセンサ５０Ａからセンサデータ６６を受け取り、このデータを利用して乗り物車両１２Ａの現在の状態（例えば、場所、姿勢、速度、加速度）を特定する。また、ＰＬＣ２６Ａは、車両１２Ａの現在の状態と、動的乗り物プロファイルサーバ２２から動的乗り物プロファイル６２Ａの一部として受け取られた命令とに基づいて、車両１２Ａの将来の状態も推定する（ブロック８６）。その後、ＰＬＣ２６Ａは、推定される将来の状態が、ＰＬＣ２６Ａが記憶する最大限度７０のうちの１つ又は２つ以上を超えているかどうかを判定する（ブロック８８）。ＰＬＣ２６Ａは、ブロック８８において、将来の状態が最大限度７０のうちの１つ又は２つ以上を超えていないと判定した場合、動的乗り物プロファイル６２Ａの一部の命令を実行する（ブロック９０）。一方で、ＰＬＣ２６Ａは、ブロック８８において、推定される将来の状態が記憶されている最大限度７０のうちの少なくとも１つを超えると判定した場合、この命令を無視し（ブロック９２）、いくつかの実施形態では、動的乗り物プロファイル６２Ａの命令を実行できない旨の負のフィードバックを動的乗り物プロファイルサーバ２２にさらに提供する。動的乗り物プロファイルサーバ２２は、受け取られた負のフィードバックに応答して、乗り物車両１２Ａのために生成される後続の動的乗り物プロファイル６２Ａ内の将来的な命令を調整して、最大限度７０に到達するのを避けようと試みることができる。

ある例では、開示する動的制御システム２０が、ドライブ／レーシングシミュレータ遊園地乗り物１０を制御する。乗り物１０の動作中には、乗り物車両１２Ａに対応する仮想車両が、低粘度又は低密度の媒体（例えば、空気）中の移動から高粘度又は高密度の媒体（例えば、水）中の移動に遷移する。動的乗り物プロファイルサーバ２２は、この遷移よりも前に、ゲームサーバ２４から受け取られるゲームデータ６８の一部として来たるべき遷移に関する情報を受け取り、仮想車両が仮想媒体を切り替える際の物理モデル６０の変更を実行することによって、遷移時における動的乗り物プロファイル６８Ａの命令を決定する。乗り物車両１２Ａは、遷移後のシミュレートされた抗力の強化の結果として、仮想環境１５内で水中を進む仮想車両の動きを示す突然の減速後の漂流動作及び浮揚／浮遊動作などを全て所定の最大限度７０の範囲内で体験することができる。

別の例では、開示する動的制御システム２０が少なくとも２つの乗り物車両（例えば、乗り物車両１２Ａ及び１２Ｂ）を制御し、これらの乗り物車両に対応する仮想車両がドライブ／レーシングシミュレータ遊園地乗り物１０内で互いに相互作用することができる。例えば、これらの２つの物理的車両は、（例えば、ＰＬＣ２６が記憶している最大限度７０、物理的障壁に基づいて）互いに物理的に相互作用することは実質的に防がれるが、開示する動的制御システム２０は、対応する仮想車両が共通の仮想環境１５内で互いに相互作用することを可能にすることができる。例えば、仮想環境１５内で一方の車両が別の車両の直前に位置する場合、動的乗り物プロファイルサーバ２２は、記憶された物理モデル６０のうちの１つを利用して、生成された動的乗り物プロファイル６２が先頭の仮想車両によって後続の仮想車両に誘発されるドラフト効果を考慮できるようにする。いくつかの実施形態では、一方の仮想車両が仮想環境内で第２の車両と仮想的に衝突することができ、従って動的乗り物プロファイルサーバ２２は、記憶された物理モデル６０のうちの１つを利用して、生成された動的乗り物プロファイル６２がこの衝突に対応する適切な車両の動きをもたらすことを可能にする一方で、実際の車両間の物理的接触が防がれるようにすることができる。また、いくつかの実施形態では、仮想環境内で一方の仮想車両が（例えば、飛翔体攻撃／武器を発射することによって）第２の車両を仮想的に攻撃することができ、従って動的乗り物プロファイルサーバ２２は、記憶された物理モデル６０のうちの１つを利用して、生成された動的乗り物プロファイルが飛翔体の発射及び／又は接触に対応する適切な車両の動きをもたらすことを可能にすることができる。この場合も、これらの生成される動的乗り物プロファイルは、全て乗り物１０の正しい動作を保証する所定の最大限度７０に従って、乗り物車両１２のＰＬＣ２６によって条件付きで実行される。

本明細書では、本開示のいくつかの特徴のみを図示し説明したが、当業者には多くの修正及び変更が思い浮かぶであろう。従って、添付の特許請求の範囲は、本開示の正確な趣旨に従う全てのこのような修正及び変更を含むように意図されていると理解されたい。なお、上述した図に関して図示又は説明した特徴は、いずれもあらゆる好適な形で組み合わせることができると理解されたい。

本明細書に示して特許請求する技術は、本技術分野を確実に改善する、従って抽象的なもの、無形のもの又は純粋に理論的なものではない実際的性質の有形物及び具体例を参照し、これらに適用される。さらに、本明細書の最後に添付するいずれかの請求項が、「．．．［機能］を［実行］する手段」又は「．．．［機能］を［実行］するステップ」として指定されている１又は２以上の要素を含む場合、このような要素は米国特許法１１２条（ｆ）に従って解釈すべきである。一方で、他のいずれかの形で指定された要素を含むあらゆる請求項については、このような要素を米国特許法１１２条（ｆ）に従って解釈すべきではない。

１０：遊園地乗り物
１２：乗り物車両
１４：乗客
１６：出力装置
１８：入力装置
２０：動的制御システム
２２：動的乗り物プロファイルサーバ
２４：ゲームサーバ
２６：ＰＬＣ
２８：ネットワーク
３０：制御域
３２：メモリ
３４：処理回路
３６：乗り物経路
３８：ヨー
４０：傾斜
４２：乗り物経路に沿った変位
４４：乗り物経路の境界に対する変位
４６：速度コントローラ
４８：回転コントローラ
５０ａ、５０ｂ：センサ

Claims (20)

1. 遊園地乗り物を制御する動的制御システムであって、
   仮想環境を通じた仮想車両の動きを表すゲームデータを生成するように構成されたゲームサーバと、
   動的乗り物プロファイルの命令を受け取り、１又は２以上の記憶された最大限度に対して条件付きで実行して乗り物車両の物理的行動を操作するように構成された、前記乗り物車両のプログラマブルロジックコントローラ（ＰＬＣ）と、
   前記ゲームサーバ及び前記ＰＬＣに通信可能に結合された動的乗り物プロファイルサーバと、
   を備え、前記動的乗り物プロファイルサーバは、
   １又は２以上の入力装置から入力データを受け取り、１又は２以上のセンサからセンサデータを受け取り、前記ゲームサーバから前記ゲームデータを受け取り、
   前記入力データ、前記センサデータ及び前記ゲームデータを１又は２以上の物理的モデルに入力として提供して、前記仮想環境を通じた前記仮想車両の前記動きに基づいて動的乗り物プロファイルの一部を生成し、
   前記動的乗り物プロファイルの前記一部を条件付き実行のために前記ＰＬＣに提供する、
   ように構成される、
   ことを特徴とするシステム。
2. 前記動的乗り物プロファイルサーバに通信可能に結合されて、前記遊園地乗り物の動作中にセンサデータを収集するように構成された、前記１又は２以上のセンサを備える、
   請求項１に記載のシステム。
3. 前記１又は２以上のセンサの第１の部分は、前記ＰＬＣ及びネットワークを介して前記動的乗り物プロファイルサーバに通信可能に結合され、前記１又は２以上のセンサの第２の部分は、前記ネットワークを介して前記動的乗り物プロファイルサーバに通信可能に結合される、
   請求項２に記載のシステム。
4. 前記動的乗り物プロファイルサーバ及び前記ゲームサーバに通信可能に結合された前記１又は２以上の入力装置を備え、該１又は２以上の入力装置は、前記遊園地乗り物の乗客から入力データを収集して、該入力データを前記動的乗り物プロファイルサーバ及び前記ゲームサーバに提供するように構成される、
   請求項１に記載のシステム。
5. 第２の動的乗り物プロファイルの命令を受け取り、第２の乗り物車両を操作するための１又は２以上の記憶された最大限度に対して条件付きで実行するように構成された、第２の乗り物車両の第２のＰＬＣを備え、前記ゲームデータは、前記仮想環境を通じた第２の仮想車両の動きも定め、前記動的乗り物プロファイルサーバは、
   前記入力データ、前記センサデータ及び前記ゲームデータを１又は２以上の物理的モデルに入力として提供して、前記仮想環境を通じた第２の仮想車両の前記動きに基づいて第２の動的乗り物プロファイルの一部を生成し、
   前記第２の動的乗り物プロファイルの前記一部を条件付き実行のために前記第２のＰＬＣに提供する、
   ように構成される、請求項１に記載のシステム。
6. 前記ＰＬＣ又は前記第２のＰＬＣの前記１又は２以上の記憶された最大限度は、最高／最低速度限度、加速度限度、ヨー限度、傾き限度、電流／電圧限度、トルク限度、最小乗り物内距離、又はこれらの組み合わせを含む、
   請求項５に記載のシステム。
7. 前記ゲームデータは、前記仮想環境内の前記仮想車両と前記第２の仮想車両との間の相互作用を表し、該相互作用は、ドラフト効果、衝突又は飛翔体攻撃を含む、
   請求項５に記載のシステム。
8. 前記１又は２以上の物理的モデルは、前記乗り物車両及び前記第２の乗り物車両が前記相互作用に応答してどのように動くべきかを定める、
   請求項７に記載のシステム。
9. 遊園地乗り物であって、
   仮想環境を含むゲームデータを生成するように構成されたゲームサーバと、
   前記ゲームサーバに通信可能に結合されて、乗り物経路に沿って乗客を移動させるように構成された乗り物車両と、
   を備え、前記乗り物車両は、
   前記ゲームサーバによって生成された前記ゲームデータに基づいて、前記乗り物車両の前記乗客に前記仮想環境を提示するように構成された１又は２以上の出力装置と、
   前記乗り物車両の前記乗客から入力データを収集するように構成された１又は２以上の入力装置と、
   前記乗り物車両の動作中にセンサデータを収集するように構成された１又は２以上のセンサと、
   前記１又は２以上の入力装置及び前記１又は２以上のセンサに通信可能に結合され、動的乗り物プロファイルの命令を受け取り、１又は２以上の記憶された最大限度に対して条件付きで実行して前記乗り物車両の物理的行動を操作するように構成されたプログラマブルロジックコントローラ（ＰＬＣ）と、
   を含み、前記遊園地乗り物は、
   前記ゲームサーバ及び前記ＰＬＣに通信可能に結合された動的乗り物プロファイルサーバをさらに備え、該動的乗り物プロファイルサーバは、
   前記ＰＬＣを介して前記入力データ及び前記センサデータを受け取って、前記ゲームサーバから前記ゲームデータを受け取り、
   前記入力データ、前記センサデータ及び前記ゲームデータを１又は２以上の物理的モデルに入力として提供して前記動的乗り物プロファイルの一部を生成し、
   前記動的乗り物プロファイルの前記一部を条件付き実行のために前記ＰＬＣに提供する、
   ように構成される、
   ことを特徴とする遊園地乗り物。
10. 前記１又は２以上の出力装置は、ディスプレイ、スピーカ、触覚フィードバック装置、物理的効果装置、又はこれらの組み合わせを含む、
    請求項９に記載の遊園地乗り物。
11. 前記１又は２以上のセンサは、位置センサ、無線周波数識別（ＲＦＩＤ）センサ、カメラ、光検知及び測距（ＬＩＤＡＲ）センサ、速度計、加速度計、ジャイロスコープ、毎分回転数（ＲＰＭ）センサ、電圧／電流センサ、又はこれらの組み合わせを含む、
    請求項９に記載の遊園地乗り物。
12. 前記１又は２以上の入力装置は、ボタン、ステアリング装置、制御ペダル、ギアシフト、ブレーキレバー、又はこれらの組み合わせを含む、
    請求項９に記載の遊園地乗り物。
13. 前記１又は２以上の入力装置は、乗客の頭又は眼の位置をモニタして前記乗客からのステアリング入力を収集する頭部又は眼球追跡システムを含む、
    請求項９に記載の遊園地乗り物。
14. 前記乗り物車両の前記ＰＬＣは、前記乗り物車両の速度コントローラ、回転コントローラ、ドライブ又はこれらの組み合わせに通信可能に結合され、前記動的乗り物プロファイルの前記一部及び前記１又は２以上の記憶された最大限度に基づいてこれらを制御する、
    請求項９に記載の遊園地乗り物。
15. 前記１又は２以上の記憶された最大限度は、最高／最低速度限度、加速度限度、ヨー限度、傾き限度、電流／電圧限度、トルク限度、最小車両内距離、又はこれらの組み合わせを含む、
    請求項９に記載の遊園地乗り物。
16. 遊園地乗り物の制御方法であって、
    前記遊園地乗り物の乗り物車両の入力装置から入力データを受け取るステップと、
    前記遊園地乗り物の１又は２以上のセンサからセンサデータを受け取るステップと、
    前記遊園地乗り物のゲームサーバから、仮想環境を通じた仮想車両の動きを表すゲームデータを受け取るステップと、
    前記入力データ、前記センサデータ及び前記ゲームデータを１又は２以上の物理的モデルに入力として提供して、前記仮想環境を通じた前記仮想車両の前記動きに基づいて動的乗り物プロファイルの一部を生成するステップと、
    前記動的乗り物プロファイルの前記一部を、前記乗り物車両の通信可能に結合されたＰＬＣに提供するステップと、
    を含み、前記乗り物車両の前記ＰＬＣは、該ＰＬＣの１又は２以上の記憶された最大限度に基づいて、前記遊園地乗り物の動作中に前記動的乗り物プロファイルの前記一部を条件付きで実行して前記乗り物車両を物理的に動かすように構成される、
    ことを特徴とする方法。
17. 前記遊園地乗り物の第２の乗り物車両の入力装置から第２の入力データを受け取るステップと、
    前記遊園地乗り物のゲームサーバから、前記仮想環境を通じた第２の仮想車両の動きも表すゲームデータを受け取るステップと、
    前記第２の入力データ、前記センサデータ及び前記ゲームデータを１又は２以上の物理的モデルに入力として提供して、前記仮想環境を通じた前記第２の仮想車両の前記動きに基づいて第２の動的乗り物プロファイルの一部を生成するステップと、
    前記第２の動的乗り物プロファイルの前記一部を、前記第２の乗り物車両の通信可能に結合された第２のＰＬＣに提供するステップと、
    を含み、前記第２の乗り物車両の前記第２のＰＬＣは、該第２のＰＬＣの１又は２以上の記憶された最大限度に基づいて、前記遊園地乗り物の動作中に前記第２の動的乗り物プロファイルの前記一部を条件付きで実行するように構成される、
    請求項１６に記載の方法。
18. 前記仮想環境内の前記仮想車両と前記第２の仮想車両との間の相互作用を表すゲームデータを生成するステップを含み、前記相互作用は、ドラフト効果、衝突又は飛翔体攻撃を含む、
    請求項１７に記載の方法。
19. 前記１又は２以上の物理的モデルは、前記乗り物車両及び前記第２の乗り物車両が前記相互作用に応答してどのように動くべきであるかを定める物理的モデルを含む、
    請求項１８に記載の方法。
20. 前記ゲームデータは、前記仮想車両が前記仮想環境内の第１の媒体と第２の媒体との間で遷移することを表し、前記方法は、前記遷移前に前記１又は２以上の物理的モデルのうちの第１の物理的モデルを使用して前記動的乗り物プロファイルの前記一部を生成し、前記遷移後に前記１又は２以上の物理モデルのうちの第２の物理モデルを使用して前記動的乗り物プロファイルの前記一部を生成するステップを含む、
    請求項１６に記載の方法。

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