JPWO2020036146A1 - カード、カード読取システムおよびカードセット - Google Patents

Abstract

自走する読み取りデバイスによりカードをより確実に読み取ること。カードは、他のカードと所定の方向に隣接するよう構成される第１の端部と、前記第1の端部と反対側で前記第１の端部と異なる他のカードに隣接するよう構成される第２の端部と、自走式デバイスが走行する領域を示す所定の方向に延びる基準線との位置関係を示す座標が符号化されたパターンが印刷される面と、を含む。前記第１の端部および前記第２の端部は、隣接する他のカードの配置を規定する位置決め部を有し、前記位置決め部と前記基準線とは所定の位置関係を有する。

Description

本発明はカード、カード読取システムおよびカードセットに関する。

例えば直観的にプログラミングすることができる教材として、カードを並べてプログラミングする教材が幅広く販売されている。また、紙などにより物理的に形成されるカードを用いる教材が公表されている。その教材を利用するユーザは、複数のカードを並べることによりカード列を作成する。複数のカードのそれぞれには、例えばコマンドが記録されている。カード列の上をカメラ付きの自走デバイスが走行することにより、コマンドなどの情報が読み取られる。

特許文献１には、ユーザがタイルを並べることによりコマンドシーケンスを形成し、コマンドシーケンスの一端に自走デバイスをおくと、その自走デバイスがコマンドシーケンス場を移動し、個々のタイルに記録されているコマンドを読み取り、読み取られたコマンドに基づいて他の自走デバイスの移動を制御することが開示されている。

国際公開第２０１８／０２５４６７号

例えば、低年齢のユーザなど、手先が器用でないユーザは、カードをきれいに並べることが難しい。一方で、複数のカードの並べ方によっては、読み取りの途中に自走デバイスがカード列の上から外れてしまい、最後のカードまで読み取ることができないことがあった。

本発明は上記課題を鑑みてなされたものであり、その目的は、カードをより確実に読み取ることができる技術を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明にかかるカードは、他のカードと所定の方向に隣接するよう構成される第１の端部と、前記第１の端部と反対側で前記第１の端部と異なる他のカードに隣接するよう構成される第２の端部と、自走式デバイスが走行する領域を示す前記所定の方向に延びる基準線との位置関係を示す座標が符号化されたパターンが印刷される面と、を含む。前記第１の端部および前記第２の端部は、隣接する他のカードの配置を規定する位置決め部を有し、前記位置決め部と前記基準線とは所定の位置関係を有する。

また、本発明にかかるカード読取システムは、所定の方向に隣接する他のカードの配置を規定する位置決め部を有する第１の端部と、前記第１の端部と反対側に隣接する他のカードの配置を規定する位置決め部を有する第２の端部と、前記所定の方向に延びる基準線との位置関係を示す座標が符号化されたパターンとが印刷されたカードのパターンを認識することにより自走デバイスの現在の位置を取得する現在位置取得手段と、取得された現在位置と、前記基準線とに基づいて前記自走式デバイスの走行を制御する走行制御部と、を含む。

また、本発明にかかるカードセットは、所定の方向に並べるよう構成される複数のカードを含む。前記複数のカードのそれぞれは、他のカードに隣接するよう構成される第１の端部と、前記第１の端部と反対側で前記第１の端部と異なるカードに隣接するよう構成される第２の端部と、自走式デバイスが走行する領域を示す前記所定の方向に延びる基準線との位置関係を示す座標が符号化されたパターンが印刷される面と、を含む。前記第１の端部および前記第２の端部は、隣接する他のカードの位置を規定する位置決め部を有し、前記位置決め部と前記基準線とは所定の位置関係を有する。

本発明によれば、自走する読み取りデバイスにより、より確実にカードを読み取ることができる

本発明の一形態では、前記位置決め部は、平面視で前記第１の端部および前記第２の端部のうち一方に設けられる凹部と、他方に設けられる凸部であってもよい。

本発明の一形態では、前記面上に前記所定の方向に延びる線が前記位置決め部として印刷されてもよい。

本発明の一形態では、平面視で前記基準線と交差する開口をさらに含み、前記開口には、基準線との位置関係を示す座標が符号化されたパターンが印刷された付加カードがはめ込まれてもよい。

本発明の実施形態にかかる制御システムの一例を示す図である。 制御システムのハードウェア構成を示す図である。 台車の一例を示す図である。 台車が配置されるシートの一例を示す図である。 並べられた複数の命令カードの一例を示す図である。 命令カードの形状を説明する平面図である。 制御システムが実現する機能を示すブロック図である。 命令カードを読み取る処理の一例を示すフロー図である。 座標空間に対する命令カードの割り当ての一例を示す図である。 台車の制御手法を説明する図である。 並べられたコースカードの一例を示す図である。 座標空間に対するコースカードの割り当ての一例を示す図である。

以下では、本発明の実施形態について図面に基づいて説明する。出現する構成要素のうち同一機能を有するものには同じ符号を付し、その説明を省略する。本発明の実施形態では、制御システムとして、命令の名称が印刷されたカードを所定の方向に並べて実習用のプログラム（以下では「実習プログラム」と記載する）を作成し、その並べられたカードを自走式のデバイスによって読み取るプログラミング教材について説明する。また、このプログラミング教材では、読み取られたプログラムに応じて自走式のデバイスが迷路上を走行する。

図１は、本発明の実施形態にかかる制御システムの一例を示す図である。図２は、本発明の実施形態にかかる制御システムのハードウェア構成の一例を示す図である。本発明にかかる制御システムは、デバイス制御装置１０と、台車２０ａ，２０ｂと、コントローラ１７と、カートリッジ１８とを含む。台車２０ａ，２０ｂはカメラ２４を有する移動デバイスであり、どちらも同じ機能を有する。以下では特に区別する必要がない限り、これらの台車２０ａ，２０ｂを台車２０と記載する。デバイス制御装置１０は、無線を介して台車２０を制御する。コントローラ１７はユーザによる操作を取得する入力装置であり、ケーブルによりデバイス制御装置１０に接続されている。図３は、台車２０の一例を示す図である。図３は、台車２０を下からみた図である。台車２０は、電源スイッチ２５０、スイッチ２２２、２つの車輪２５４をさらに含む。

デバイス制御装置１０は、プロセッサ１１、記憶部１２、通信部１３、入出力部１４を含む。台車２０は、プロセッサ２１、記憶部２２、通信部２３、カメラ２４、２つのモータ２５を含む。デバイス制御装置１０は、制御のための専用の装置であってもよいし、汎用的なコンピュータであってもよい。

プロセッサ１１は、記憶部１２に格納されているプログラムに従って動作し、通信部１３、入出力部１４などを制御する。プロセッサ２１は、記憶部２２に格納されているプログラムに従って動作し、通信部２３、カメラ２４、モータ２５などを制御する。上記プログラムは、カートリッジ１８内のフラッシュメモリ等のコンピュータで読み取り可能な記憶媒体に格納されて提供されるが、インターネット等のネットワークを介して提供されてもよい。

記憶部１２は、デバイス制御装置１０に内蔵されるＤＲＡＭおよびフラッシュメモリと、カートリッジ１８内のフラッシュメモリ等によって構成されている。記憶部２２は、ＤＲＡＭおよびフラッシュメモリ等によって構成されている。記憶部１２，２２は、上記プログラムを格納する。また、記憶部１２，２２は、プロセッサ１１，２１や通信部１３，２３等から入力される情報や演算結果を格納する。

通信部１３，２３は他の機器と通信するための集積回路やアンテナなどにより構成されている。通信部１３，２３は、例えばBluetooth(登録商標)プロトコルに従って互いに通信する機能を有する。通信部１３，２３は、プロセッサ１１，２１の制御に基づいて、他の装置から受信した情報をプロセッサ１１，２１や記憶部１２，２２に入力し、他の装置に情報を送信する。なお、通信部１３はＬＡＮなどのネットワークを介して他の装置と通信する機能を有してもよい。

入出力部１４は、コントローラ１７などの入力デバイスからの情報を取得する回路と、音声出力デバイスや画像表示デバイスなどの出力デバイスを制御する回路とを含む。入出力部１４は、入力デバイスから入力信号を取得し、その入力信号が変換された情報をプロセッサ１１や記憶部１２に入力する。また入出力部１４は、プロセッサ１１などの制御に基づいて、音声をスピーカに出力させ、画像を表示デバイスに出力させる。

モータ２５は、プロセッサ２１により回転方向、回転量および回転速度が制御される、いわゆるサーボモータである。２つのモータ２５のそれぞれには、１つの車輪２５４が割り当てられており、モータ２５は、割り当てられた車輪２５４を駆動する。

カメラ２４は、台車２０の下方を撮影するように配置され、台車２０が置かれているシート３１など（図４参照）に印刷されたパターンを撮影する。本実施形態では、シート３１などには赤外線の周波数領域で認識されるパターンが印刷されており、カメラ２４は、その赤外線の画像を撮影する。

図４は、台車２０が配置されるシート３１の一例を示す図である。図４は、複数のシート３１が冊子状にまとめられている例を示している。それぞれのシート３１には、ユーザが視認できる画像が印刷されており、さらに、カメラ２４により撮影可能なパターンが印刷されている。図４の例では、ユーザが視認できる画像として、５×５のマスからなる迷路が印刷されている。この迷路はプログラミング教材のためのものである。ユーザは簡易的な実習プログラムを作成し、台車２０は、実習プログラムに従ってスタートマス３３ａから移動する。図４の例では、カートリッジ１８により提供されるプログラムにより、制御システムは、台車２０が通行不能マス３３ｉ上を走行しないように台車２０を制御する。また台車２０が通常マス３３ｎやアクションマス３３ｑを通ってゴールマス３３ｂに到着すると、デバイス制御装置１０はユーザがプログラムの作成に成功したことを意味する音声等を出力する。

シート３１等に印刷されるパターンについてより詳細に説明する。シート３１上には、所定の大きさ（例えば０．２ｍｍ角）の単位パターンがマトリクス状に並んでいる。単位パターンのそれぞれは、そのパターンが配置される位置の座標が符号化された画像である。パターンとして符号化されるデータの大きさはあらかじめ決まっており、符号化される座標の最大・最小値（座標空間の大きさ）は、そのデータの大きさと単位パターンの配置間隔により定まる。シート３１には、座標空間のうち、シート３１の大きさに対応する領域が割り当てられている。

本実施形態にかかる制御システムでは、台車２０のカメラ２４がシート３１等に印刷された単位パターンを撮影し、台車２０またはデバイス制御装置１０がその単位パターンを復号して座標を取得する。これにより、台車２０のシート３１等の上における位置が認識される。また、台車２０またはデバイス制御装置１０は、カメラ２４により撮影された画像内にある複数の単位パターンのそれぞれから座標を取得し、その撮影された画像における複数の単位パターンの位置と、取得された座標とに基づいて、台車２０の向きも算出する。

本実施形態では、シート３１等に印刷されるパターンを利用することにより、ステレオカメラなどの他のデバイスを用いることなくシート３１等の上における台車２０の位置を高精度に認識することができる。

次に、ユーザがプログラムを作成し、制御システムに読み取らせるためのカードについて説明する。図５は、並べられた複数の命令カード４０の一例を示す図であり、図６は、命令カード４０の形状を説明する平面図である。

命令カード４０としては、プログラムの開始を示す命令カード４０ａ、プログラムの終了を示す命令カード４０ｂ、通常の命令を示す命令カード４０ｉ、以降の繰り返しを示す命令カード４０ｄ、繰り返しの終了を示す命令カード４０ｆ、付加カード４０ｅなどがある。命令カード４０ｄには、平面視で付加カード４０ｅとほぼ同じ形状の開口が設けられており、付加カード４０ｅは開口にはめ込まれる。ここでは、付加カード４０ｅは、繰り返しの回数を示す。図５，６に示されるように、命令カード４０には、その命令カード４０が並ぶべき方向（読取方向）に延びる基準線４５が定義されている。図５，６の例では、基準線４５は明示的には印刷されていないが、台車２０が命令カード４０上を走行する領域、特にその領域の中央を示している。

各命令カード４０は、他の命令カード４０と読取方向に隣接するよう構成される第１の端部と、第１の端部と反対側で他の命令カード４０と隣接するよう構成される第２の端部と、を含んでいる。また、第１の端部には位置決め部４１ａが、第２の端部には位置決め部４１ｂが設けられている。

図５，６の例では、平面視で、位置決め部４１ａは凸部であり、位置決め部４１ｂは凹部であり、それぞれ第１の端部および第２の端部とほぼ重なっている。基準線４５と、位置決め部４１ａ，４１ｂとは、所定の位置関係を有する。より具体的には、位置決め部４１ａ，４１ｂ内にある特定の点（たとえば凸部の先端および凹部の最奥部）と、基準線４５との距離は命令カード４０によらず一定である。

命令カード４０は、第１の端部と第２の端部の間の領域を有する。図６の例では、命令カード４０は、上側にある平行四辺形の下辺と、下側にある平行四辺形の上辺とが結合した形状を有する。基準線４５は、上記の２つの平行四辺形が結合する位置もしくはその近傍に存在する。

また、命令カード４０の上面には、基準線４５と重なるように、読取方向に延びる太い線である模様４６（ハッチで示される領域）が視認できるように印刷されている。命令カード４０の上面には、シート３１と同様に、座標空間内の座標が符号化されたパターンが印刷されている。命令カード４０の上には、単位パターンが並んで配置されており、単位パターンは、その単位パターンが配置される位置の座標が符号化された画像である。パターンに割り当てられる座標の詳細については後述する。

位置決め部４１ａ，４１ｂにおいて、凹部と凸部が反対の位置にあってもよいし、位置決め部４１ａ，４１ｂが、それぞれがかみ合うような凹凸形状を有してもよい。また、命令カード４０ｄのように、第１の端部および第２の端部のうち一部（図５の下側）のみに位置決め部４１ａ，４１ｂが設けられてもよい。命令カード４０ｄの形状は、図６に示されるような２つの平行四辺形が結合した形状に対し、位置決め部４１ａ，４１ｂと異なる端（図６の上端）に領域が付加されたものである。付加された領域は、第１の端部から読取方向に張り出す領域を含んでよい。この張り出す領域は、他の種類の命令カード４０と干渉しないように設けられる。

位置決め部４１ａは、第１の端部に隣接する他の命令カード４０の位置決め部４１ｂとかみ合うことで、読取方向と交差する方向における他の命令カード４０の位置がずれないように規定する。また、位置決め部４１ｂも、第２の端部に隣接する他の命令カード４０の位置決め部４１ａとかみ合うことで、他の命令カード４０の位置がずれないように規定する。また、模様４６も、読取方向と交差する方向における位置ずれをユーザにより容易に認識させることで、隣接する他の命令カード４０の位置がずれないように規定する。なお、位置決め部４１ａ，４１ｂの形状と模様４６との片方だけが存在してもよい。

また、本実施形態では、単に命令カード４０がずれて並べられることを防ぐだけでなく、その並べられた命令カード４０上を外れずに走行するための仕組みも存在する。以下ではその仕組みについて説明する。

図７は、制御システムが実現する機能を示すブロック図である。制御システムは、機能的に、現在位置取得部５１、スタート制御部５２、走行制御部５３、実習プログラム実行部５４、カード情報格納部６１を含む。現在位置取得部５１、スタート制御部５２、走行制御部５３は、主に、デバイス制御装置１０に含まれるプロセッサ１１が記憶部１２に格納されるプログラムを実行し、通信部１３を介して台車２０を制御することにより実現される。また、現在位置取得部５１などの機能の一部または全部は、台車２０に含まれるプロセッサ２１が記憶部２２に格納されるプログラムを実行し、通信部２３を介してデバイス制御装置１０とデータをやり取りし、カメラ２４やモータ２５を制御することにより実現される。カード情報格納部６１は、デバイス制御装置１０に含まれる記憶部１２により実現される、命令カード４０に関する情報が格納されている一種のデータベースである。

現在位置取得部５１は、カメラ２４により撮影された画像から、座標が符号化されたパターンを認識し、そのパターンが示す座標から、台車２０の位置する座標と台車２０の向きとを取得する。

スタート制御部５２は、現在位置取得部５１から台車２０が始めに置かれた位置を示す座標を取得し、並べられた命令カード４０の列を適正に読み込めるように台車２０の位置および向きを調整する。

走行制御部５３は、命令カード４０の列を読み取りつつ、台車２０が走行する方向を制御する。

実習プログラム実行部５４は、読み取られた命令カード４０の列が示す実習プログラムを実行し、シート３１上に配置された台車２０の動作を制御する。

図８は、命令カード４０を読み取る処理の一例を示すフロー図である。はじめに、現在位置取得部５１は、カメラ２４が撮影したパターンに基づいて、現在の台車２０の座標および向きを取得する（ステップＳ１０１）。

次に、スタート制御部５２は、現在の座標および向きが、台車２０が自走して実習プログラムを読み取るのに許容される範囲内にあるか否かを判定する（ステップＳ１０２）。現在の座標および向きが許容される範囲内にない場合には（ステップＳ０２のＮ）、スタート制御部５２は、台車２０がスタートとして適正な位置及び向きになるように移動させる（ステップＳ１０３）。より具体的には、スタート制御部５２は、台車２０のモータ２５を制御して台車２０を自走させることで適正な位置および向きになるようにしてもよいし、ユーザに向けて、台車２０の位置を手で移動させるように促す音声等を出力してもよい。なお、現在の座標および向きが許容される範囲内にある場合には（ステップＳ１０２のＹ）、ステップＳ１０３はスキップされる。

次に、走行制御部５３は、台車２０を設定された方向へ向けて走行させる（ステップＳ１０４）。設定された方向は、始めは読取方向であるが後述する処理により修正される。そして、現在位置取得部５１は、カメラ２４により撮影された画像から、座標が符号化されたパターンを認識し、そのパターンが示す座標から、台車２０の位置する現在位置Ｐの座標（ｘ，ｙ）と台車２０の向きとを取得する（ステップＳ１０５）。次に、走行制御部５３は、前回に現在位置取得部５１が取得した位置である前回位置ＰＰの座標と現在位置Ｐの座標との差が所定の閾値より大きいか否かを判定する（ステップＳ１０６）。所定の閾値は、現在位置Ｐの測定間隔で移動しうる最大の距離より大きく、命令カード４０の読取方向の最小の長さより小さい。前回位置ＰＰの座標と現在位置Ｐの座標との差が所定の閾値より大きい場合には（ステップＳ１０６のＹ）、走行制御部５３は、台車２０がある命令カード４０の上から他の命令カード４０の上へ移ったと判断し、現在位置Ｐから命令カード４０の種別、言い換えれば現在位置Ｐの座標が示す実習プログラムのコマンドを判定し、その命令カード４０の種別をメモリに記憶させる（ステップＳ１０７）。前回位置ＰＰの座標と現在位置Ｐの座標との差が所定の閾値より小さい場合には（ステップＳ１０６のＮ）、走行制御部５３は、台車２０がある命令カード４０が変化していないと判定し、ステップＳ１０７をスキップする。

図９は、座標空間に対する命令カード４０の割り当ての一例を示す図である。図９には、説明の容易のため、命令カード４０のイメージを記載しているが、座標空間に対する命令カード４０の割り当てを示す情報は、単に領域と命令カード４０の種別（コマンド）とを関連付けるものであればよい。また、実際の命令カード４０の形状そのものが割り当てを示す情報として記憶されなくてもよい。例えば、割り当てを示す情報は、命令カード４０を囲む矩形の領域と、その領域が示す命令カード４０の種別とを関連付ける情報であってもよい。また、図９に示される破線は、命令カード４０のそれぞれに対応する基準線４５を示している。基準線４５のｙ座標は、命令カード４０に応じて異なっている。また、座標空間内において、すべての命令カード４０が基準線４５を中心とし、ｙ方向に一直線に並んでもよい。この場合、基準線４５のｙ座標は一定になる。また、図９の記載からわかるように、座標空間において、命令カード４０に割り当てられた座標は、基準線４５との位置関係を示している。

図９に示されるように、複数の命令カード４０のそれぞれに座標空間内の座標が割り当てられている。また、図９には、命令カード４０として、プログラムの開始を示す命令カード４０ａ、プログラムの終了を示す命令カード４０ｂ、通常の命令を示す命令カード４０ｉ、以降の繰り返しを示す命令カード４０ｄ、繰り返しの終了を示す命令カード４０ｆ、付加カード４０ｅのほかに、条件分岐を示す命令カード４０ｋ、条件分岐の終わりを示す命令カード４０ｍ、また、条件を満たさない場合の分岐を示す命令カード４０ｎ、条件の詳細を示す付加カード４０ｐ，４０ｑが示されている。

ステップＳ１０７の処理が終了する、またはステップＳ１０６で位置の差が閾値以下であると判定された後に、走行制御部５３は現在位置Ｐの座標から、基準線４５を示すパラメータβを取得する。より具体的には、走行制御部５３は、現在位置Ｐが属する命令カード４０の領域を判定し、その判定された領域に対応する基準線４５のパラメータβ（ここではｙ座標）を取得する。

そして、走行制御部５３は現在位置Ｐとパラメータβに基づいて目標位置Ｔの座標（ｘ＋α，β）を求め、目標位置Ｔと現在位置Ｐとに基づいて、走行する方向を設定する。

図１０は、台車２０の制御手法を説明する図である。図１０には、座標空間内における、現在位置Ｐと目標位置Ｔとが示されている。また、ｙ座標がβである破線は、基準線４５に相当する。走行制御部５３は、目標位置Ｔへ向かう向きを算出し、ステップＳ１０５で取得された現在の向きと、算出された向きとの差に応じて車輪２５４を駆動する２つのモータ２５のそれぞれの回転量を示すパラメータを変更することで、台車２０の走行する向きを設定する。

このように、本実施形態では、基準線４５との位置関係を示す座標が符号化されたパターンが印刷された命令カード４０を用い、その台車２０のカメラ２４が撮影したパターンが示す座標と、その命令カード４０の基準線４５との位置関係に基づいて台車２０が基準線４５から逸脱しないように制御する。また、命令カード４０の位置決め部４１ａ，４１ｂと基準線４５との位置関係が一定であることにより、各命令カード４０に対応する基準線４５の位置のずれを抑えることができ、命令カード４０の列を読み取る途中において隣の命令カード４０へ移る際に、台車２０の動作が不安定になり、台車２０が命令カード４０上から逸脱する可能性を抑えることができる。

ここで、制御システムがパターンを読み取るカードは、命令カードでなくてもよい。図１１は、並べられたコースカード４９の一例を示す図である。図１１の例では、コースカード４９ａから４９ｉからなる９種類のコースカード４９が並べられたコースが作成されている。台車２０は、このコース上を走行する。コースカード４９のそれぞれは正方形である。

図１１におけるコースカード４９ｂ，４９ｄ，４９ｅ，４９ｆ，４９ｈには、命令カード４０と同様に、台車２０の読取方向に延びる模様４６が視認できるように印刷されている。コースカード４９ｂ，４９ｄ，４９ｅ，４９ｆ，４９ｈのそれぞれは、他のコースカード４９と読取方向に隣接するよう構成される第１の端部と、第１の端部と反対側で他のコースカード４９と隣接するよう構成される第２の端部と、を含んでいる。第１の端部および第２の端部において、模様４６は読取方向と交差する方向における他のコースカード４９の位置がずれないように規定している。また、第１の端部および第２の端部における模様４６は、位置決め部４１ａ，４１ｂに相当し、基準線４５と、模様４６とは、所定の位置関係を有する。より具体的には、第１の端部および第２の端部における模様４６内にある特定の点（たとえば模様４６の端部の中央部）と、基準線４５との距離はコースカード４９によらず一定である。

また、コースカード４９ａ，４９ｃ，４９ｇ，４９ｉには、コースカード４９を構成する正方形の一辺の中央部から垂直に延び、途中で屈曲してその一辺に接続する他の辺の中央部へと延びる模様４６が印刷されている。ここで、後述する処理により、台車２０がほぼ模様４６に沿って移動するので、コースカード４９ａ，４９ｃ，４９ｇ，４９ｉにおいても、模様４６は台車２０の読取方向に沿って延びている。第２の端部は台車２０が進入する箇所に相当し、第１の端部は台車２０が他のコースカード４９へ移る箇所に相当するので、コースカード４９ａ，４９ｃ，４９ｇ，４９ｉにおいては、第２の端部が正方形の一辺、第１の端部がその一辺に接続する他の辺に対応する。第１のコースカード４９ａ，４９ｃ，４９ｇ，４９ｉにおいても、第１の端部および第２の端部における模様４６は、位置決め部４１ａ，４１ｂに相当し、基準線４５と、模様４６とは、所定の位置関係を有する。

また、コースカード４９の上面には、命令カード４０と同様に、座標空間内の座標が符号化されたパターンが印刷されている。図１２は、座標空間に対するコースカード４９の割当の一例を示す図である。図１２に示すように、各コースカード４９は、座標空間内において、敷き詰められるようにその領域を割り当てられれている。また、基準線４５は、コースカード４９ごとに定義されている。さらにいえば、模様４６が屈曲しているコースカード４９ａ，４９ｃ，４９ｇ，４９ｉの上面は、屈曲する箇所を境として領域４８ａと領域４８ｂとに分かれている。直線の基準線４５が領域４８ａ，４８ｂのそれぞれに設けられ、それらの基準線４５は領域４８ａと領域４８ｂの境界において接続されている。

図１１に示されるように、同じ種類の複数のコースカード４９（図１１の例ではコースカード４９ａ，４９ｃ，４９ｅ）が用いられてよい。図１１、１２からわかるように、コースカード４９を並べることで、コース全体に対して連続的な座標領域を割り当てる場合より、コースの作成に必要な座標領域の大きさを削減することが可能になる。

次に、図１１，１２の例における走行制御部５３の処理、特に、図８の例との相違点について説明する。この例においては、スタート位置が明確でないので、ステップＳ１０２，Ｓ１０３の処理の代わりに、走行制御部５３は、現在の座標および向きに基づいて、台車２０が走行する初期の方向を設定する。

ステップＳ１０６において、走行制御部５３は、前回位置ＰＰの座標を現在位置Ｐの座標との差が閾値より大きい場合だけでなく、前回の台車２０の向きと現在の台車２０の向きの差が方向閾値より大きい場合にも、他のコースカード４９に移ったと判定する。方向閾値は、９０度より大きい値である。

ステップＳ１０７において、走行制御部５３は、コースカード４９の種別を判定し、判定されたコースカード４９の種別をメモリに追加するだけでなく、その現在位置Ｐの座標に基づいて、台車２０の進行方向を取得する。より具体的には、走行制御部５３は、現在位置Ｐの座標に基づいてコースカード４９の第１の端部および第２の端部のうち現在位置Ｐに近い方を進入側と判定し、台車２０は進入側の端部から目標側の端部へ向かうと判定する。

図１１，１２の例では、同じ種類のコースカード４９が並べられるケースもある。特に、図１１において、コースカード４９ｅが上下方向に連続して並べられている箇所では、座標領域の割当において下端にある辺が隣り合っている。この場合、先のコースカード４９ｅから後のコースカード４９ｅに移る際に、座標の変化量では次のコースカード４９に移ったことを検知できない。このような場合でも、台車２０の座標空間上の向きの差を検出することで、別のコースカード４９に移ったことを検出することができる。

ステップＳ１０８，１０９において、走行制御部５３は、コースカード４９の種類および現在位置Ｐに応じて基準線を取得する。より具体的には、走行制御部５３は、コースカード４９ｂのように直線状のコースカード４９では基準線４５の中心位置及び延伸方向を取得し、コースカード４９ａ，４９ｃ，４９ｇ，４９ｉのように進行方向が変化するコースカード４９では、現在位置Ｐが領域４８ａにあるか領域４８ｂにあるかに応じてその領域内にある基準線４５の中心位置及び延伸方向を取得する。そして、走行制御部５３は、台車２０の進行方向と、現在位置の座標とに基づいて、台車２０が基準線４５または基準線４５の延長線上であって現在位置からみて目標側の端部へ近づく方向に目標位置が存在するように、目標位置を算出する。

これらの処理により、台車２０によって、コースの形状を読み取ることができる。ここで、走行制御部５３は、重複した箇所に配置されたコースカード４９を読み取っているか判定してもよい。重複している場合、周回コースである蓋然性が高い。重複していると判定された場合、走行制御部５３は、読み取られたコースに基づいて、コースカード４９上をより効率的に移動する経路を算出し、算出されたルート上を台車２０が走行するように制御してもよい。なお、走行制御部５３は、台車２０の走行中に前方にコースカード４９をどんどん並べていくことを許してもよい。

なお、コースカード４９を並べる代わりに、シートにコースカード４９を並べたものと同様のパターンを印刷してもよい。この場合でも、座標空間を効率的に用いるという効果が得られる。

Claims (6)

1. 他のカードと所定の方向に隣接するよう構成される第１の端部と、前記第１の端部と反対側で前記第１の端部と異なる他のカードに隣接するよう構成される第２の端部と、
   自走式デバイスが走行する領域を示す前記所定の方向に延びる基準線との位置関係を示す座標が符号化されたパターンが印刷される面と、
   を含み、
   前記第１の端部および前記第２の端部は、隣接する他のカードの配置を規定する位置決め部を有し、
   前記位置決め部と前記基準線とは所定の位置関係を有する、
   カード。
2. 請求項１に記載のカードであって、
   前記位置決め部は、平面視で前記第１の端部および前記第２の端部のうち一方に設けられる凹部と、他方に設けられる凸部である、
   カード。
3. 請求項１または２に記載のカードであって、
   前記面上に前記所定の方向に延びる線が前記位置決め部として印刷されている、
   カード。
4. 請求項１から３に記載のカードであって、
   平面視で前記基準線と交差する開口をさらに含み、
   前記開口には、基準線との位置関係を示す座標が符号化されたパターンが印刷された付加カードがはめ込まれる、
   カード。
5. 所定の方向に隣接する他のカードの配置を規定する位置決め部を有する第１の端部と、前記第１の端部と反対側に隣接する他のカードの配置を規定する位置決め部を有する第２の端部と、前記所定の方向に延びる基準線との位置関係を示す座標が符号化されたパターンとが印刷されたカードのパターンを認識することにより自走デバイスの現在の位置を取得する現在位置取得手段と、
   取得された現在位置と、前記基準線とに基づいて前記自走式デバイスの走行を制御する走行制御部と、
   を含むカード読取システム。
6. 所定の方向に並べるよう構成される複数のカードを含み、
   前記複数のカードのそれぞれは、
   他のカードに隣接するよう構成される第１の端部と、前記第１の端部と反対側で前記第１の端部と異なるカードに隣接するよう構成される第２の端部と、
   自走式デバイスが走行する領域を示す前記所定の方向に延びる基準線との位置関係を示す座標が符号化されたパターンが印刷される面と、
   を含み、
   前記第１の端部および前記第２の端部は、隣接する他のカードの位置を規定する位置決め部を有し、
   前記位置決め部と前記基準線とは所定の位置関係を有する、
   カードセット。
   
   

Images