JPS6197715A

JPS6197715A - 赤外線追尾ロボツトシステム

Info

Publication number: JPS6197715A
Application number: JP59217238A
Authority: JP
Inventors: Yoshinobu Muranaga; 村永　義信
Original assignee: Casio Computer Co Ltd
Current assignee: Casio Computer Co Ltd
Priority date: 1984-10-18
Filing date: 1984-10-18
Publication date: 1986-05-16

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［発明の技術分野］本発明は、目標物から放射される赤外線を検知して目標
物を追尾する赤外線追尾ロボットシステムに関する。

［従来技術とその問題点］近年、工業用ロボットとして種々のロボットが実用化さ
れ、また、最近では玩具用ロボットとして種々のものが
考えられている。しかして、この玩具用ロボットにおい
て、例えば転がっているボールをロボットにより追尾さ
せることが考えられる。この追尾ロボットシステムとし
ては、まず、視覚システムを利用して転がっているボー
ルを認識し、そのＩＩ結果に基づいてボールを追掛ける
方法が考えられる。しかし、この視覚システムによりボ
ールを認識して追掛けることは非常に難しく、実用化が
困難である。

［発明の目的］本発明は上記の点に鑑みてなされたもので、赤外線を放
射する目標物を任意の位置から自動的に追尾することが
できる赤外線追尾ロボットシステムを提供づることを目
的とする。

［発明の要点］本発明は、目標物に設けた複数の赤外線発光素子を時分
割的に発光させて赤外線発光素子間の干渉を防ぎ、これ
により赤外線追尾ロボットにより目標物を確実に追尾で
きるようにしたものである。

［発明の実施例］以下図面を参照して本発明の一実施例を説明する。まず
、第１図により赤外線追尾ロボットの目標物の構成につ
いて説明する。第１図において、１１ａは半球型の上ケ
ース、１１ｂは半球型の下ケースで、それぞれ赤外線フ
ィルタ材（赤外線をよく通す）で形成される。また、上
記上ケース１１ａの開口部外周縁及び下ケース１１ｂの
開口部内周縁に沿ってそれぞれネジ部１２ａ、１２ｂが
形成されており、このネジ部１２ａ、１２ｂ部分を結合
させることによってボール状ケース１１が構成される。

しかして、上記ケース１１内には、例えば箱状の発成部
ケース１３が収納される。この発成部ケース１３は、各
角部がケース１１の内側面に当接するようにケース１１
の内径に合せて大きさが設定され、ケース１１を転がし
た際でもケース１１内に安定して保持されるようになっ
ている。上記発振部ケース１３は、上板が蓋部１４を構
成しており、開閉可能に形成されている。そして、上記
発振部ケース１３の各壁面には、第２図に示すようにそ
の中心部に例えば赤外線ＬＥＤ等の赤外線発光素子１５
１〜１５６がそれぞれ装着される。この場合、赤外線発
光素子１５１〜１５６は、その頭部が発振部ケース１３
の各壁面から外側に突出して設けられ、それぞれ例えば
１２０°の指向性をもって赤外線を放射する。また、発
成部ケース１３の一壁面には、赤外線発光素子１５１〜
１５６と同様に外部に突出するように可視光ＬＥＤ等の
可視光発光素子１６が装着される。そして、上記発振部
ケース１３は、内部に電池１７ａ、１７ｂを収納できる
ようになっており、その底部に電ｉＩ！！接点１８ａ１
１８ｂが設けられている。さらに、蓋部１４の内側面に
スイッチを兼ねた電池接点１９が設けられ、蓋部１４を
閉じた時に電１ｊｌ１７ａ、１７ｂが発光素子駆動回路
に接続されるようになっている。この発光素子駆動回路
は、上記複数の赤外線発光素子１５を時分割的に発光駆
動するためのもので、第４図＜ａ）（ｂ）に示すように
構成される。

すなわち、第４図（ａ）において、２１はタイミング発
生回路で、このタイミング発生回路２１から出力される
タイミング信号は、６進カウンタ２２及びタイミングデ
コーダ２３へ送られる。上記６進カウンタ２２は、タイ
ミング発生回路２１からのタイミング信号をカウントし
、そのカウント内容をタイミングデコーダ２３へ出力す
る。このタイミングデコーダ２３は、６本の出力ライン
ａ〜ｆを備えており、上記６進カウンタ２２のカウント
内容に応じて第５図に示すように出力ラインａ〜ｆにタ
イミング信号を出力し、赤外線駆動回路２４１〜２４６
へ送出する。上記赤外線駆動回路２４１〜２４６は、そ
れぞれ第４図（ｂ）に示すようにタイミングデコーダ２
３からのタイミング信号を増幅するアンプ２５及びこの
アンプ２５の出力によってオン／オフ制御されるスイッ
チングトランジスタ２６からなり、このトランジスタ２
６によって赤外線発光素子１５１〜１５６を順次発光駆
動する。

第６図は、上記赤外線追尾ロボットの目標物、すなわち
赤外線発光ボール２０を使用した赤外線追尾ロボットの
システムを示したものである。赤外線追尾ロボット３１
は、自走式のロボットで、左右に車輪３２ａ、３２ｂ、
前後にキＶスタ３３ａ、３３ｂを漏えると共に内部に電
池３４を協え、モータ３５ａ、３５ｂにより車輪３２ａ
、３２ｂが駆動されるようになっている。また、赤外線
追尾ロボット３１の正面の左右には一対の赤外線受光素
子３６ａ、３６ｂが設けられ、赤外線発光ボール２０か
らの赤外線を受光する。上記赤外線受光素子３６ａ　、
３６ｂの出力信号は、第７図に詳細を示すモータ制御シ
ステムＭＣ３に入力される。すなわち、赤外線受光素子
３６ａ、３６ｂの出力は、アンプ３７ａ　、　３７ｂを
介してレベル比較器３８へ送られる。このレベル比較器
３８は、左右のアンプ３７ａ、３７ｂの出力を比較し、
その差信号をモータ制御部３９へ出力する。このモータ
制御部３９は、レベル比較器３８からの差信号が「０」
、つまり、左右のアンプ３７ａ、３７ｂの出力が同レベ
ルになるようにモータ３５ａ、３５ｂの回転を制御し、
常に発光源の中心に向かって赤外線追尾ロボット３１を
走行させる。

次に上記実施例の動作を説明する。第１図に示した構成
を持つ赤外線発光ボール２０は、発振部ケース１３を下
ケース１１ｂ内に入れ、その後、上ケース１１ａを被せ
て下ケース１１ｂにネジ部１２ａ、１２ｂにより接合さ
せると、発振部ケース１３の蓋部１４がケース１１によ
り押されて電池接点１９が電池１７ａ、１７ｂに圧接し
、パワーオンの状態となる。これにより第４図に示す発
光素子駆動回路が動作を開始し、発娠部ケース１３の各
壁面に設けられている６個の赤外線発光素子１５１〜１
５１１を時分割的に駆動し、球状ケース１１の周辺部全
方向に赤外線を順次放射する。また、このとき可視光発
光素子１６も駆動され、赤外線発光素子１５１〜１５．
が発光動作していることを表示する。すなわち、上記の
ようにしてパワーオンの状態になると、タイミング発生
回路２１が基準タイミング信号を発生し、６進カウンタ
２２及びタイミングデコーダ２３へ出力する。上記６進
カウンタ２２は、タイミング発生回路２１からのタイミ
ング信号をカウントし、そのカウント信号をタイミング
デコーダ２３へ出力する。このタイミングデコーダ゛２
３は、６進カウンタ２２のカウント内容に応じて出力ラ
インａ−ｆに第５図に示すように順次４１１１１信号を
出ノ〕し、赤外線駆動回路２４、〜２４ｒ、へ送出する
。赤外線駆動回路２４１〜２４６は、タイミングデコー
ダ２３からの信号に応じて動作し、赤外線発光素子１５
１〜１５６を時分割的に駆動して赤外線をその同罪に放
射させる。

しかして、上記のように赤外線を発光している赤外線発
光ボール２０を任意の位置に転がし、第６図に示すよう
に赤外線追尾ロボット３１により追尾させる。赤外線追
尾ロボット３１は、赤外線発光ボール２０から放射され
る赤外線を赤外線受光素子３６ａ、３６ｂにより受光し
、その受光信号をアンプ３７ａ、３７ｂを介してレベル
比較器３８へ送出する。このレベル比較器３８は、左右
のアンプ３７ａ、３７ｂの出力を比較し、その差信号を
モータ制御部３９へ出力する。このモータ制御部３９は
、レベル比較器３８からの差信号がｒＯＪ　、つまり、
左右のアンプ３７ａ、３７ｂの出力が同レベルになるよ
うにモータ３５ａ、３５ｂの回転を制御し、常に発光源
の中心に向かつて赤外線追尾ロボット３１を走行させる
。この場合、赤外線発光ボール２０の各赤外線発光素子
１５１〜１５６から出力される赤外線は、出カニリアに
重なりを生じている部分があるが、赤外線発光素子１５
．〜１５６を時分割的に動作させているので、赤外線追
尾ロボット３１による追尾動作を確実に行なわせること
ができる。すなわち、第８図（ａ）に示すように赤外線
追尾ロボット３１が赤外線発光ボール２０に正対し、赤
外線発光ボール２０の正面に位置している赤外線発光素
子例えば１５１からの赤外線のみが赤外線受光素子３６
ａ、３６ｂに入射している場合は、左右の赤外線受光素
子３６ａ、３６ｂから同じ信号、つまり、単位時間当り
１発ずつのパルス信号が出力される。また、第８図（ｂ
）に示すように赤外線追尾ロボット３１が赤外線発光ボ
ール２０に対して少し右にずれ、赤外線発光ボール２０
の正面の赤外線発光素子１５１からの赤外線が赤外線受
光素子３６ａ　、３６ｂに入射し、右側の赤外線発光素
子１５４からの赤外線が右の赤外線受光素子３６ｂに入
力した場合は、赤外線受光素子３６ａから単位時間当り
１発のパルス信号が出力され、赤外線受光素子３６ｂか
ら単位時間当り２発のパルス信号が出力される。また、
第８図（Ｃ）に示すように赤外線追尾ロボット３１が赤
外線発光ボール２０に対してかなり右にずれ、赤外線発
光ボール２０の正面の赤外線発光素子１５１及びその右
側の赤外線発光素子１５４からの赤外線が共に赤外線受
光素子３６ａ、３６ｂに入射した場合は、赤外線受光素
子３６ａ、３６ｂから単位時間当り２発ずつパルス信号
が出力される。

上記のように赤外線追尾ロボット３１と赤外線発光ボー
ル２０との位置関係によって赤外線受光素子３６ａ　、
３６ｂから単位時間当りに出力されるパルス信号の数が
異なるので、赤外線追尾ロボット３１は赤外線発光ボー
ル２０との位置関係を認識して追尾動作を正確に行なわ
せることができる。例えば赤外線受光素子３６ａ、３６
ｂから単位時間当り同じ数のパルス信号が出力された場
合は、単にその信号レベル差に応じてモータ３５ａ、３
５ｂを制御し、赤外線受光素子３６ａ、３６ｂから単位
時間当りに出力されるパルス数が異なる時は、そのパル
スの出力状態に合せてモータ３５ａ、３５ｂを制ｍ＋す
ることによって追尾動作を正確に行なわせることができ
る。

［発明の効果］以上詳記したように本発明によれば、目標物に赤外線発
光素子を複数配置し、これら複数の赤外線発光素子を時
分割的に発光させるようにしたので、赤外線発光素子間
の干渉を防止して目標物を任意の位置から正確に追尾さ
せ得る赤外線追尾ロボットシステムを提供することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例を示ずもので、第１図は赤外線
発光ボールの分解斜視図、第２図は上記赤外線発光ボー
ルにおける赤外線発光素子の装着状態を示す図、第３図
は上記赤外線発光ボールから出力される赤外線の発光エ
リアを示す図、第４図（ａ）（ｂ）は上記赤外線発光ボ
ールにおける発光素子駆動回路の構成を示す図、第５図
は第４図の発光素子駆動回路の時分割動作を説明するた
めのタイミングチャート、第６図は追尾ロボットシステ
ムを示す図、第７図は第６図における赤外線追尾ロボッ
トのモータコントロールシステムを示すブロック図、第
８図（ａ）〜（Ｃ）は赤外線追尾ロボットの目標物追尾
動作を説明するための図である。１１・・・ケース、１２ａ、１２ｂ・・・ネジ部、１３
・・・発撮部ケース、１４・・・蓋部、１５・・・赤外
線発光素子、１６・・・可視光発光素子、１７ａ　、　
１７ｂ−・・電池、１８ａ　、　１８ｂ　。１９・・・電池接点、２０・・・赤外線発光ボール、２
１・・・タイミング発生回路、２２・・・６進カウンタ
、２３・・・タイミングデコーダ、２４１〜２４６・・
・赤外線駆動回路、２５・・・アンプ、２６・・・トラ
ンジスタ、３１・・・赤外轢逃８０ボット、３２ａ　、
　３２ｂ　・・・車輪、３３ａ　、　３３ｂ−・・キャ
スタ、３４−・・電池、３５ａ　、　３５ｂ　・・−ｔ
−一タ、３６ａ、３６ｂ・・・赤外線受光素子、３７ａ
、３７ｂ・・・アンプ、３８・・・レベル比較器、３９
・・・モータ制ｍ部。出願人代理人　弁理士　鈴江武彦第１　＝第　２　図第　４　図第５図第　６ｒ′ 第７０５ａ

Claims

【特許請求の範囲】

（１）目標物から放射される赤外線を追尾ロボットによ
り検出して目標物を追尾する赤外線追尾ロボットシステ
ムにおいて、上記目標物に複数の赤外線発光素子を設け
、これら複数の赤外線発光素子を時分割的に発光駆動す
るようにしたことを特徴とする赤外線追尾ロボットシス
テム。
（２）上記追尾ロボットは少なくとも一対の赤外線受光
素子を備え、これらの赤外線受光素子に時分割的に入力
される赤外線の光量レベルにより目標物との相対位置を
認識するようにしたことを特徴とする特許請求の範囲第
１項記載の赤外線追尾ロボットシステム。