JPH08206356A - 移動体の走行制御方法および装置 - Google Patents
移動体の走行制御方法および装置Info
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Abstract
体の位置検出から走行制御までの時間を従来に比較し短
くし、より滑らかで、正確な走行制御を可能にした移動
体の走行制御方法および装置を提供する。 【構成】 ホスト装置23より走行データおよびスター
ト指令を発信する。移動体14は、受信した走行データ
をメモリ部30に蓄積する。スタート指令によって、位
置信号検出装置21からの現在位置,メモリ部30から
の進むべき走行指令および1つ前のデータを用いて演算
し、目標点を定め、円弧の半径および長さを求める。こ
れにより中心速度を求め右指令速度と左指令速度を決
め、左右駆動装置17a,17bを駆動する。位置検出
から駆動までの走行制御がほぼリアルタイムとなり、移
動体の動きも滑らかで正確な制御ができ、自由なゲーム
展開が可能になる。
Description
ースゲーム,ボートレースゲーム,競輪ゲーム等、複数
の移動体をゲームフィールド内で移動させてプレイを行
うゲーム装置、さらに詳しくいえば該ゲーム装置におい
て、移動体の走行を制御する方法および装置に関する。
ーム装置としては、例えば環状トラック上を複数の自動
車等の模型体を走行させて着順を競うものがある。この
ゲーム装置は、環状トラックの周囲に複数のターミナル
を配設し、このターミナルにモニタ,操作パネル,コイ
ン投入口,コイン払出口を付設してある。コインを投入
して操作パネルを操作し、モニタに表示される情報を基
に予想される入賞模型体に投票することによりゲームを
行うことができる。かかるゲーム装置において、複数の
移動体の走行を制御する方法および装置が提案されてい
る(特願平1ー259404,以下、「従来装置」とい
う)。
点の位置の座標の値を読取り、読み取った2つの位置の
座標値と自走車の目標位置の座標値から自走車の進むべ
き方向と速度を演算し、この演算に基づき自走車の駆動
手段の駆動量を演算して自走車を目的の走行ラインにし
たがって走行させている。図11は、この従来装置にお
いて移動体の位置を検出するためフィールドの導線の敷
設状態を示す図である。プレイフィールド67全体を含
めるように一定間隔でX座標方向とY座標方向に電線6
2がフィールドに敷設されている。移動体60の前後に
設けられている2つのコイル61はゲーム機本体からの
通信によって発振させられる。これによりフィールドに
敷設された多数の電線のうち、コイル付近の電線が共振
する。X座標検出手段63とY座標検出手段65は移動
体がいるであろうと思われる付近の複数本の電線につい
て、共振しているかどうかスキャンしている。
機本体の光通信によるコイル発振指令から移動体が動作
するまでの流れを説明するための図である。ゲーム機本
体から移動体に対する光通信(赤外線通信)でコイルF
(前方)発振指令がなされ、移動体のコイルFは発振す
る。これと同時にゲーム機本体側はXスキャンとYスキ
ャンを行う。つぎに同様にコイルR(後方)発振指令が
なされ、移動体のコイルRは発振する。これと同時にゲ
ーム機本体側はXスキャンとYスキャンを行う。ゲーム
機本体は発振した導線より位置を知ることができ、この
位置情報(移動体前後部の2つの位置)と移動すべき位
置データより移動体を駆動制御するための制御演算を行
い、再度赤外線通信によって移動体にその制御演算結果
によるモータ制御指令を送る。移動体ではモータ制御が
行われ演算結果に基づく走行が行われる。
法を説明するための図である。現在位置にいる移動体は
前後のコイル位置と次に行くべき位置(目標位置)より
角度誤差αを算出し、指令軌道の最も近い位置から次に
行くべき位置までの距離およびその間の時間より速度γ
を算出するようにしている。現在位置にいる移動体から
次に行くべき位置までの実際の距離L’と上記指令軌道
の最も近い位置から次に行くべき位置までの距離Lは距
離誤差βが生ずる。左右のタイヤ速度はこの角度誤差
α,予定速度γ,距離誤差βより決定している。
は、移動体位置検出のための導線が図11のように敷設
され、移動体に搭載されたコイルの発振を複数本の導線
をスキャンすることにより位置検出を行っているため、
位置検出に時間がかかっていた。また、移動体の姿勢
(角度)を検出するため、図12から明らかなように2
つのコイルを時分割で発振させているため、この点から
も位置検出に時間を要していた。これは、隣設する2つ
のコイルを同時に発振させた場合には、どのコイルの発
振か判別できないからである。さらに、走行制御のフィ
ードバックループは移動体とゲーム機本体との通信に依
存している。すなわちゲーム機本体が移動体に対しコイ
ル発振指令,駆動手段の制御指令を発信している。上記
理由から従来装置は、位置を検出してから走行制御する
までに時間がかかるという欠点があった。
割で走行制御しているため、1台当たりの走行制御間隔
が、一層長くなり細かい制御がしにくいという欠点があ
った。さらに移動体の位置と同時に姿勢(角度)を検出
するため上述のように移動体上の2ケ所の位置を時分割
で検出しているので、その検出中に移動体が移動してし
まい、正確な位置と向き(姿勢)が検出しにくいという
欠点があった。つぎに従来装置は、図13に示すように
1つ先の指令位置を目標点としているため、1つ先の指
令位置より先の指令位置が右曲がりか,左曲がりかによ
って走行軌跡を変えなければならないにもかかわらず、
どちらの場合も同じ軌道が生成されてしまい、結果とし
て1つ先の指令位置に到達してから急激にカーブするよ
うな走行になってしまうという欠点があった。
る2つの点の位置と1つ先の目標位置から各モータの駆
動速度を計算しており、必要な駆動指令が予定速度,距
離誤差および角度誤差に依存している点までは記載があ
るが、具体的にどのような関係か明確ではない。したが
って、試行錯誤により駆動指令を決めることとなり、結
果が一意にきまらず、製作者の経験とその状況により異
なってくるという欠点があった。仮に正確な位置情報に
基づいたとしても同様に試行錯誤により駆動指令を決め
なければならない。本発明の目的は、上述の欠点を解決
するもので、各移動体の位置検出から走行制御までの時
間を従来に比較し短くし、より滑らかで、正確な走行制
御を可能にした移動体の走行制御方法および装置を提供
することにある。
に本発明による移動体の走行制御方法は、移動体の走行
を制御する移動体の走行制御方法において、ホスト機よ
り走行データを移動体に送出し、移動体は、受信した走
行すべき指令データの1以上の指令位置によって現在位
置の移動体が目指す位置を定め、現在の軌道,現在の軌
道距離および以前の姿勢により移動体の現在の姿勢を算
出し、この移動体の現在の姿勢,現在の位置および前記
目指す位置により進むべき軌道と進むべき距離を算出
し、現在の時間と目指す位置までの時間より目標時間を
算出し、前記進むべき距離と前記目標時間により進むべ
き速度を算出し、前記進むべき軌道と進むべき速度によ
り移動体の駆動手段の制御量を演算し、前記演算された
制御量で前記駆動手段を駆動する構成とした。
は、移動体の走行を制御する移動体の走行制御装置にお
いて、走行データを前記移動体に送信するホスト装置
と、前記走行データを受信する移動体と、前記移動体が
走行するフィールドの複数の所定位置よりその位置を示
す位置信号を発信する位置信号発信装置とから構成さ
れ、前記移動体は、前記位置信号発信装置からの位置信
号を受信し現在位置を検出する位置信号検出装置と、前
記ホスト装置から送られた走行データおよび移動体が走
行した過去の走行データを記憶する記憶部と、移動体を
駆動する駆動手段と、前記位置信号検出装置で検出した
現在位置,前記記憶部から読み出した走行すべき指令デ
ータおよび移動体が走行した過去の走行データを演算し
て移動体が進むべき軌道と速度を演算し、この演算値よ
り前記駆動手段の制御量を演算する演算手段とからな
り、前記ホスト機から走行データを受信した後、移動体
自体で走行データに基づき走行制御処理をする構成とし
た。
な走行制御ができる。また、上記構成によれば、移動体
の位置検出から走行制御までの時間間隔が非常に短くな
り、ほぼリアルタイムの走行制御が可能となり、正確で
細かい走行に寄与する。
説明する。図1は、本発明による移動体の走行制御方法
および装置を適用した競馬ゲーム装置の外観斜視図であ
る。中央部に設けられたゲームフィールド1a内には、
模型体(馬模型)2が複数配置されている。複数の模型
体2はゲート1bに移動させられ、周回しないで、また
は1周以上周回した後、ゴール1cに到達するように制
御される。ゲームフィールド1aの周囲には複数のター
ミナルが配設され、各ターミナルにはモニタ6,操作パ
ネル3,コイン投入口4およびコイン払出口5が付設さ
れている。プレイヤーはコインを投入し、表示部1dの
表示データやモニタ6に映し出される各馬模型のデータ
を見ながら操作パネル3を操作して予想される入賞模型
体に投票する。所定の投票時間が終了した後、ゲームが
開始され、投票した模型体が入賞した場合には倍率に応
じてコイン払出口5からコインが払い出される。
面図である。模型体2は、左右に配置された2つの独立
車輪9と球体車輪またはキャスタ11により移動可能な
台車7の上に取り付けられている。この模型体2の下方
にはトラック1を挟んで移動体14が存在し、模型体2
の台車7の下面と移動体14の上面には互いに吸引する
方向で、かつトラック1との間に若干の距離を隔てて磁
石8a,8bがそれぞれ設置されている。模型体2自体
には動力源は設置されていないが、上述の磁石8a,8
b間の吸引力により動力源を備えている移動体14の進
む走行方向に円滑に追従するようになっている。
層に布製のゲームフィールド1a,中層に樹脂製の補強
材1e,下層に給電板1fを敷設したものである。トラ
ック1の下方に移動体14が走行する空間を介して走行
路18が敷設され、この走行路18の下に前後左右方向
に一定の間隔を、コーナー部においては等角度でXY座
標位置を伝える発信器が配列された位置信号発信基板2
9が敷設されている。さらに下方にはスペーサ18aを
介し補強材18bが敷設されている。移動体14は、2
個の操舵兼駆動用モータよりなる駆動装置17,光(赤
外線)で通信を行う通信装置15,位置信号検出装置2
1,ワンチップマイクロコンピュータ16等を有し、前
方に球体車輪またはキャスタ12,20,後方上下に左
右2個の独立車輪10,19を備えている。移動体14
にはトーションスプリング13aにより上下に付勢力が
与えられている平行リンク13が設けられ、この平行リ
ンク13の上下の移動習性により球体車輪またはキャス
タ12,20,独立車輪10,19はトラック1の下面
と走行路18にそれぞれ接触させられる。
下のトラック1と走行路18を加圧しながら前後方向の
振動を抑えて円滑に走行可能である。下部の独立車輪1
9は、駆動装置17の駆動用モータによってギヤ結合で
駆動されるが、2個の駆動用モータはそれぞれ左右別々
の車輪を駆動し、この回転比を変えることにより自由に
操舵ができる。この移動体14は、集電器13aによっ
て上述のトラック1の下層の給電板より電力が供給され
る。
法および装置における移動体とホスト装置の通信方法を
説明するための概略ブロック図である。図4は、ホスト
装置の制御の流れを説明するためのフローチャートであ
る。ホスト装置23は、ホストコンピュータ25および
通信装置24を含んで構成されている。ホスト装置23
は、まずレース展開データを作成し、かつ記憶する(ス
テップ(以下「S」という)401)。そして各移動体
に対し、走行データを送信する(S402)。さらにス
タート指令を送信する(S402)。移動体14ではス
タート指令を受信すると、走行データと位置信号検出装
置21からの位置情報に基づき制御指令の計算を行い、
予定する走行軌道に載って移動体が移動するように右駆
動装置17aと左駆動装置17bを制御する。ホスト装
置23は、レースが終了したか否かを監視し(S40
4)、レースが終了した場合にはS401に戻る。
法および装置の実施例を説明するためのホスト装置およ
び移動体の回路の詳細図である。ホスト装置23のホス
トコンピュータ25は、レース展開データを作成し、か
つメモリ部25aに記憶する。そこから各移動体の走行
データを読み出し、各移動体に送信する。その後スター
ト指令を送信する。移動体14のワンチップマイクロコ
ンピュータ16は、機能的に説明すると以下のような機
能ブロックより構成される。ホスト装置23より送られ
てくる走行データを蓄積するメモリ部30,スタート指
令よりゲーム開始からの時間を計数するタイマ31,走
行データの1つおよび2つ先の時間を得て目標時間に変
換する目標時間変換部32,走行データの1つおよび2
つ先の位置を得て目標位置に変換する目標位置変換部3
3ならびに1つ前の姿勢と現在の円弧の長さと現在の半
径からどの方向に向けるかを決定する姿勢変換部34を
有している。
出装置21からの現在位置信号より走行の円弧を演算す
る円弧変換部35,現在の時間と目標時間とつぎの円弧
の長さより移動体の中心速度を演算する中心速度変換部
36,中心速度と次の半径より左右の駆動装置の速度を
算出する左右速度変換部37ならびに加減算器38,3
9を有している。右および左駆動装置17a,17b
は、加減算器38,39からのディジタル速度信号をア
ナログ速度信号に変換するD/A変換器40,44,ア
ナログ速度信号により駆動させられるドライバ回路4
1,45,右および左モータ43,47ならびに右およ
び左モータの回転速度を検出し、その検出信号をドライ
バ回路41,45および加減算器38,39に負帰還さ
せる回転速度検出器42,46より構成されている。移
動体14が移動することによりつぎの位置信号は位置信
号検出装置21で得ることができる。
のフローチャートである。移動体14のワンチップマイ
クロコンピュータ16は、スタート指令をホスト装置2
3から受信したか否かを判定する(S601)。そして
スタート指令を受けていない場合はつぎにホスト装置2
3から走行データを受信したか否かを判定する(S60
2)。走行データを受信していない場合にはS601に
戻り、受信した場合にはその走行データを記憶する(S
603)。スタート指令を受けた場合にはメモリ部30
より1つ前の姿勢,現在の円弧の長さおよび現在の半径
を読み出し、姿勢変化部34により現在の移動体の姿勢
を求める(S605)。また、1つおよび2つ先の位置
を読み出し、目標位置変換部33により目標位置を求め
る(S606)。さらに1つおよび2つ先の時間を読み
出し、目標時間変換部32により目標時間を求める(S
607)。
を、姿勢変換部34から現在の姿勢情報を、位置信号検
出装置21から現在の位置情報を得て円弧変換部35に
よりつぎの円弧の長さと半径を求める(S608)。ま
た、タイマ31よりスタートからの時間(現在の時間)
を、目標時間変換部32より目標時間を、円弧変換部3
5より次の円弧の長さ情報を得て、中心速度変換部36
で中心速度を求める(S609)。中心速度変換部36
より中心速度を、円弧変換部35より次の半径を得て左
右速度変換部37により右指令速度と左指令速度を求め
る(S610)。右指令速度と左指令速度は加減算器3
8,39を介して左右駆動装置17a,17bに加えら
れ、左右のモータが制御される(S611)。ワンチッ
プマイクロコンピュータ16は左右のモータを制御した
後、位置信号検出装置21からの位置信号を得て、新し
い位置を検出したか否かを判定し(S612)、新しい
位置信号を検出したならばステップS604に戻る。
イメージを示す図である。時間T1 には位置X1 ,Y1
に存在し、時間T2 には位置X2 ,Y2 に存在するとい
うような指令データに基づき図7に示すようなイメージ
を作ることができる。図8は、図7のようなイメージに
対し移動体の走行軌跡を示す図である。この例は、指令
データの1つ先の位置P2 と2つ先の位置P3 の中間を
目標とし、現在位置P1 からの円弧の半径および長さを
算出しその軌道に載って移動し、つぎに位置P2 の近辺
に移動したとき、さらに同様な目標を定めて円弧の半径
および長さを算出しその軌道に載って移動するように制
御する。このため、走行イメージでは指令データを繋ぎ
合わせた折れ曲がったイメージとなるが、本発明によれ
ば、滑らかな円弧を描いた走行となる。
曲がりの場合に生成される軌道を説明するための図であ
る。移動体の現在の位置から1つ先の指令位置は、
(a)(b)ともに同じであるが、(a)の場合は2つ
先の指令位置が右曲がり位置になり、(b)の場合は2
つ先の指令位置が左曲がり位置になっている。従来の装
置の走行制御では、1つ先の指令位置までは(a)
(b)とも同じであるが、本発明では1つ先と2つ先の
指令位置の中間を目標位置と定めているため、(a)の
場合には半径Rの円弧で、実線で記載した位置までの軌
道が生成される。また、(b)の場合には上記とは反対
向きの半径Rの円弧で、実線で記載した位置までの軌道
が生成される。
を説明するための図である。移動体内で位置信号を得、
走行データを用いて制御演算を行い、演算結果に基づい
て移動体の駆動モータを駆動させる各動作を行っている
ので、位置検出から走行制御までが非常に短くなる。以
上の実施例は、競馬ゲーム装置に適用した例を説明した
が、他の移動体に適用しても良い。例えば、工場などで
用いるロボットに適用しても良い。また、1つ先と2つ
先の指令データを用いて軌道計算をしたが、3つ先,4
つ先・・・の指令データを用いても良い。さらに、一定
半径の軌道を生成する例について説明したが、この他に
スプライン曲線,クロソイド曲線等の他の軌道を生成し
ても良い。また、1つ先の指令位置と2つ先の指令位置
の中間点を目標点として軌道を生成したが、これ以外の
指令位置のみ、または含めて目標点を定めても良い。
制御方法は、移動体の走行を制御する移動体の走行制御
方法において、ホスト機より走行データを移動体に送出
し、移動体は、受信した走行すべき指令データの1以上
の指令位置によって現在位置の移動体が目指す位置を定
め、現在の軌道,現在の軌道距離および以前の姿勢によ
り移動体の現在の姿勢を算出し、この移動体の現在の姿
勢,現在の位置および前記目指す位置により進むべき軌
道と進むべき距離を算出し、現在の時間と目指す位置ま
での時間より目標時間を算出し、前記進むべき距離と前
記目標時間により進むべき速度を算出し、前記進むべき
軌道と進むべき速度により移動体の駆動手段の制御量を
演算し、前記演算された制御量で前記駆動手段を駆動す
るものである。したがって、最適で滑らかな軌道および
速度を求めることができ、駆動指令の計算が明確に一意
に決定できる。よって移動体のより滑らかで正確な走行
制御が可能になる。
データを前記移動体に送信するホスト装置と、前記走行
データを受信する移動体と、前記移動体が走行するフィ
ールドの複数の所定位置よりその位置を示す位置信号を
発信する位置信号発信装置とから構成され、前記移動体
は、前記位置信号発信装置からの位置信号を受信し現在
位置を検出する位置信号検出装置と、前記ホスト装置か
ら送られた走行データおよび移動体が走行した過去の走
行データを記憶する記憶部と、移動体を駆動する駆動手
段と、前記位置信号検出装置で検出した現在位置,前記
記憶部から読み出した走行すべき指令データおよび移動
体が走行した過去の走行データを演算して移動体が進む
べき軌道と速度を演算し、この演算値より前記駆動手段
の制御量を演算する演算手段とからなり、前記ホスト機
から走行データを受信した後、移動体自体で走行データ
に基づき走行制御処理をするように構成したものであ
る。したがって、各移動体の位置検出から駆動するまで
の制御遅れは生じることはなく、ほぼリアルタイムで走
行制御ができ、細かくて自由な走行が可能になる。
を適用した競馬ゲーム装置の外観斜視図である。
ある。
における移動体とホスト装置の通信方法を説明するため
の概略ブロック図である。
ーチャートである。
の実施例を説明するためのホスト装置および移動体の回
路の詳細図である。
ートである。
す図である。
めの図である。
に生成される軌道を説明するための図である。
めの図である。
めフィールドの導線の敷設状態を示す図である。
体の光通信から移動体が動作するまでの流れを説明する
ための図である。
明するための図である。
Claims (2)
- 【請求項1】 移動体の走行を制御する移動体の走行制
御方法において、 ホスト機より走行データを移動体に送出し、 移動体は、受信した走行すべき指令データの1以上の指
令位置によって現在位置の移動体が目指す位置を定め、 現在の軌道,現在の軌道距離および以前の姿勢により移
動体の現在の姿勢を算出し、 この移動体の現在の姿勢,現在の位置および前記目指す
位置により進むべき軌道と進むべき距離を算出し、 現在の時間と目指す位置までの時間より目標時間を算出
し、 前記進むべき距離と前記目標時間により進むべき速度を
算出し、 前記進むべき軌道と進むべき速度により移動体の駆動手
段の制御量を演算し、 前記演算された制御量で前記駆動手段を駆動することを
特徴とする移動体の走行制御方法。 - 【請求項2】 移動体の走行を制御する移動体の走行制
御装置において、 走行データを前記移動体に送信するホスト装置と、 前記走行データを受信する移動体と、 前記移動体が走行するフィールドの複数の所定位置より
その位置を示す位置信号を発信する位置信号発信装置と
から構成され、 前記移動体は、 前記位置信号発信装置からの位置信号を受信し現在位置
を検出する位置信号検出装置と、 前記ホスト装置から送られた走行データおよび移動体が
走行した過去の走行データを記憶する記憶部と、 移動体を駆動する駆動手段と、 前記位置信号検出装置で検出した現在位置,前記記憶部
から読み出した走行すべき指令データおよび移動体が走
行した過去の走行データを演算して移動体が進むべき軌
道と速度を演算し、この演算値より前記駆動手段の制御
量を演算する演算手段とからなり、 前記ホスト機から走行データを受信した後、移動体自体
で走行データに基づき走行制御処理をすることを特徴と
する移動体の走行制御装置。
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
JP03612295A JP3669735B2 (ja) | 1995-01-31 | 1995-01-31 | 移動体の走行制御方法および装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP03612295A JP3669735B2 (ja) | 1995-01-31 | 1995-01-31 | 移動体の走行制御方法および装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH08206356A true JPH08206356A (ja) | 1996-08-13 |
JP3669735B2 JP3669735B2 (ja) | 2005-07-13 |
Family
ID=12460985
Family Applications (1)
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---|---|---|---|
JP03612295A Expired - Lifetime JP3669735B2 (ja) | 1995-01-31 | 1995-01-31 | 移動体の走行制御方法および装置 |
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Country | Link |
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JP (1) | JP3669735B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2020519217A (ja) * | 2016-12-14 | 2020-06-25 | ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツングRobert Bosch Gmbh | ステータに対して相対的な搬送体のコントロールされた搬送のためのステータを備えた搬送装置 |
-
1995
- 1995-01-31 JP JP03612295A patent/JP3669735B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2020519217A (ja) * | 2016-12-14 | 2020-06-25 | ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツングRobert Bosch Gmbh | ステータに対して相対的な搬送体のコントロールされた搬送のためのステータを備えた搬送装置 |
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