JPH0972729A

JPH0972729A - 移動体検出装置及び移動体検出方法

Info

Publication number: JPH0972729A
Application number: JP22802795A
Authority: JP
Inventors: Kazuyoshi Moriya; 和喜森屋; Shigehiro Tomita; 穣太冨田; Goro Tsutaya; 吾朗蔦谷
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1995-09-05
Filing date: 1995-09-05
Publication date: 1997-03-18

Abstract

(57)【要約】【課題】シールドケース等を設置せずに、高い精度で
ノイズを除去することができる移動体検出装置及び移動
体検出方法を提供する。【解決手段】制御部８２は、位置検出回路６２により
検出された信号の数が一か複数かを判断し、一である場
合、その信号の表わすタブレットボード３０上での位置
を算出し、その算出した位置情報と、前回の移動体検出
において移動体の位置座標と決定され、ＲＡＭ８６に記
憶されている位置情報との距離を比較し、その距離が適
正であると判断した場合は、その算出した位置情報を今
回の移動体検出における移動体の位置座標と決定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ゲーム機器や学校
教材用シミュレータ等において、ロボット等の移動体を
遠隔操作するための移動体制御方法に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】ロボット等の移動体の移動制御装置で、
タブレットボードに設けられた位置検出手段としてのル
ープコイルアレイと移動体に設けられた位置指示手段と
しての発信コイルＡ及び発信コイルＢとの間の電磁誘導
を利用して、移動体とコントローラとの間で信号を送受
することにより、移動体の動作を制御するものを使った
場合の、従来の移動体制御方法においては、移動体の進
行中、一定間隔で各時点での発信コイルＡ、Ｂの座標の
中点Ｃの座標を検出し、この座標をその時点での移動体
の位置情報と判断していた。ここで、発信コイルＡ、Ｂ
の各座標検出の際、一回のスキャンにより得られた座標
情報が二個以上ある場合、先に読み取られた座標の方を
正しい位置情報として採用していた。また、発信コイル
Ａと発信コイルＢの座標とを結ぶベクトルの向きを求
め、このベクトルの向きを、その時点での移動体の向き
と決定していた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記のような移動体制
御装置を用いて、移動体の移動制御を行う場合、この移
動体制御装置付近にラジオ放送局が存在していたり、あ
るいはトランシーバがあったりすることにより発生する
外部からのノイズや、発信機等からの幅射ノイズの影響
により、移動体の位置情報を誤って検出してしまうこと
があるが、このように位置情報が誤検出されると、従来
の移動体制御方法においては、匡体に取り付けてある壁
に衝突したり、操作者の意に反する方向へ移動したりし
てしまうという問題があった。また、外部からのノイズ
防ぐために、フィールドの周囲を取り囲むようにシール
ドケースを設置すると、その分コストがかかるという問
題があった。

【０００４】そこで本発明は、シールドケース等を設置
せずに、高い精度でノイズを除去することができる移動
体検出装置及び移動体検出方法を提供することを目的と
する。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明にかかる移動体検出装置は、基板体上を移動
する移動体の位置座標を、前記基板体上を走査して求め
る走査手段と、前記走査手段によって求められた位置座
標が前記基板体上の２点以上の位置座標を示すか否かを
判定する判定手段を備え、一回の走査によって前記基板
体上の２点以上の位置座標が検出された場合に誤検出を
判定する。

【０００６】尚、前記判定手段による判定結果にしたが
って、２点以上の位置座標が検出された場合に、前記誤
検出と判定せずに、これら複数の位置座標のうち、前回
の走査による位置情報検出において前記移動体の位置と
して決定された位置座標との距離が最も短いものを、前
記移動体の位置座標とみなしてもよい。また、本発明に
かかる移動体検出装置は、前記基板体表面を走査して、
前記移動体の位置座標を検出する検出手段と、一回の位
置情報検出から次の位置情報検出までの経過時間と移動
体に設定されている基準移動速度との積算値を求め、該
積算値から所定誤差範囲を設定するとともに、前記検出
手段により検出された前記位置座標と前回の位置情報検
出において前記移動体の位置として決定された第二の位
置座標との距離を算出する演算手段と、前記演算手段に
より求められた前記距離が前記所定誤差範囲内であるか
否かを判定する判定手段を備え、前記所定誤差範囲内で
あれば、前記検出手段により検出された前記位置座標を
今回の位置情報検出における前記移動体の位置座標と
し、前記所定誤差範囲内を超える場合には誤検出とする
ものである。

【０００７】また、本発明にかかる移動体検出装置は、
前記移動体には所定距離離間して第一の位置指示部と第
二の位置指示部が設けられ、前記基板体表面を走査し
て、前記第一の位置指示部と第二の位置指示部の前記基
板上での位置座標を検出する検出手段と、前記検出手段
により検出された前記第一の位置指示部の位置座標と前
記第二の位置指示部の位置座標間の距離を算出する演算
手段と、前記演算手段により求められた距離が、規定範
囲内であるか否かを判定し、前記所定距離に基づいてあ
らかじめ定められた前記規定範囲内であれば、前記検出
手段により検出された前記第一の位置情報及び第二の位
置情報を前記移動体の位置と決定し、前記規定範囲外で
あれば誤検出とする位置決定手段と、を備える。

【０００８】更に、本発明にかかる移動体検出装置にお
いては、前記検出手段は、前記基板体表面上にＸ軸、Ｙ
軸方向にそれぞれ張り巡らされたループコイル群を備
え、前記位置指示部は、前記ループコイル群と電磁結合
されるコイルであり、前記検出手段は前記ループコイル
群を電気的に走査して前記コイルとの共振位置を見つけ
ることが好ましい。

【０００９】本発明にかかる移動体検出方法は、前記移
動体の前記平面における位置を前記平面を走査すること
により求める位置検出方法であって、前記平面の１回の
走査により検出された前記位置座標の個数が複数か一か
を判定する第一の工程と、第一の工程における判定結果
にしたがって、前記位置座標の個数が一である場合、該
位置座標を、前記移動体が発する位置座標とみなして、
該位置座標を、今回の位置検出における前記移動体の位
置座標と決定する第二の工程と、前記第一の工程におけ
る判定結果にしたがって、前記位置座標の個数が複数で
ある場合、これら複数の位置座標のうち、前回の位置情
報検出において前記移動体の位置として決定された位置
座標との距離が最も短いものを、前記移動体の位置座標
とみなして、該位置座標を今回の位置検出における前記
移動体の位置と決定する第三の工程と、を備える。

【００１０】また、本発明にかかる移動体検出方法は、
一回の位置情報検出から次の位置情報検出までの経過時
間と、移動体に設定されている基準移動速度との積算値
を求め、該積算値からの所定誤差範囲に基づいて規定範
囲を設定する第一の工程と、前記平面の走査により検出
された前記位置座標と、前回の位置検出において前記移
動体の位置として決定された第二の位置座標との距離を
算出する第二の工程と、前記第二の工程において求めら
れた前記距離が前記所定誤差範囲内であるか否かを判定
する第三の工程と、前記第三の工程における判定の結
果、前記所定誤差範囲内であれば、前記平面の走査によ
り検出された前記位置座標を今回の位置検出における前
記移動体の位置と決定する第四の工程と、を備える。

【００１１】また、本発明にかかる移動体検出方法は、
所定距離離間して第一の位置指示部と第二の位置指示部
が設けられ平面上を移動する移動体の前記平面における
位置を、前記平面を走査することにより求める位置検出
方法であって、前記基板体表面を走査して、前記第一の
位置指示部の前記基板上での位置座標を第一の仮位置座
標として検出し、第二の位置指示部の前記基板上での位
置座標を前記第二の仮位置座標として検出し、前記第一
の仮位置情報と前記第二の仮位置情報との間の距離を算
出する第一の工程と、前記第一の工程において求められ
た距離が、前記一定距離に基づいてあらかじめ定められ
た規定範囲内であるか否かを判定する第二の工程と、前
記第二の工程での判定の結果、前記規定範囲内であれ
ば、前記平面の走査により検出された前記第一の仮位置
情報及び第二の仮位置情報を前記移動体から発せられた
第一の位置指示部及び第二の位置指示部の位置座標と決
定する第三の工程と、を備える。この場合、前記第一の
位置と第二の位置情報とに基づき、前記移動体の向きを
検出することが可能となる。

【００１２】また、本発明にかかる移動体制御方法は、
平面上を移動する移動体について、前記平面上での位置
及び向きを検出する移動体制御方法であって、初期目標
速度を前記移動体に設定し、該初期目標速度を目標速度
とする第一の工程と、前記移動体が前記目標速度で移動
するように制御する第二の工程と、前記第二の工程の
後、前記移動体の移動速度を算出する第三の工程と、前
記第三の工程において算出した前記移動速度と前記目標
速度を比較する第四の工程と、前記第四の工程における
比較の結果、前記目標速度よりも前記移動速度の方が小
さい場合、前記目標速度から所定第一速度分を引いた値
を新たな目標速度とする第五の工程と、を含む。

【００１３】更に、前記第五の工程の後、前記第二の工
程に移り、前記第二の工程から第四の工程までの処理を
し、該第四の工程において前記目標速度よりも前記移動
速度の方が小さいと判定されると、前記第五の工程の処
理をすることが好ましい。更に、本発明にかかる移動体
制御方法は、前記第五の工程の後、前記第二の工程に移
り、前記第二の工程から第四の工程までの処理をし、該
第四の工程で、前記移動速度が前記目標速度以上である
と判定された場合、前記目標速度に、所定第二速度を加
算する第六の工程と、前記第六の工程で求められた値と
前記初期目標速度とを比較する第七の工程と、第七の工
程において前記第六の工程で求められた値の方が初期目
標速度よりも小さいと判定された場合、前記第六の工程
で求められた値を新たな目標速度とする第八の工程とを
含み、前記第八の工程の後、前記第二の工程に移ること
が好ましい。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下に本発明の第一の実施の形態
について図面を参照して説明する。図１は本発明の第一
の実施の形態である移動体制御方法を用いた移動体制御
装置の概略ブロック図、図２はその移動体制御装置を適
用したゲーム機器の概略図、図３はその移動体制御装置
のタブレットボードを説明するための図、図４はその移
動体制御装置のタブレットボードの平板を説明するため
の図、図５はその移動体制御装置の通信用コントローラ
の位置検出回路の概略ブロック図、図６はその移動体制
御装置における移動体の概略図である。

【００１５】図１に示す移動体制御装置は、複数の移動
体１０と、タブレットボード３０と、通信用コントロー
ラ５０と、コントローラ８０と、操作パネル９０と、表
示装置１１０と、を備えるものである。この移動体制御
装置では、通信用コントローラ５０内の送信部５６から
移動体１０に光信号を送ると共に、移動体１０に設けら
れた送信用コイル２４ａ，２４ｂとタブレットボード３
０に設けられたループコイルアレイ３４との間の電磁誘
導を利用して、移動体１０から通信用コントローラ５０
に信号を送ることにより、移動体１０とコントローラ８
０との間で信号を送受して、移動体１０の動作を制御し
ている。

【００１６】第一の実施の形態では、かかる移動体制御
装置をゲーム機器に適用した場合を考える。このゲーム
機器は、図２に示すように、タブレットボード３０上に
置かれた四台のプレイヤー用移動体１０ａ，１０ｂ，１
０ｃ，１０ｄを、それぞれ操作パネル９０ａ，９０ｂ，
９０ｃ，９０ｄの操作により自在に動かして、二つのチ
ームに分かれた四人の操作者が球技ゲームを行うもので
ある。各チームの操作者は自分のプレイヤー用移動体を
制御して、相手チームのゴールにボール用移動体１０ｅ
を押し込んで、得点を争う。

【００１７】タブレットボード３０は、図１及び図３に
示すように、平板３２と、ループコイルアレイ３４と、
アナログスイッチアレイ３６と、増幅回路３８と、Ａ／
Ｄ変換回路４２とを有する。平板３２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。平板３２には、ゲーム内容に応じた競技場と
してのフィールドの絵が描かれており、ここでは、この
フィールドの内部を移動体の移動可能な領域としてい
る。

【００１８】また、ループコイルアレイ３４は、平板３
２上における移動体１０の二つの送信用コイル２４ａ，
２４ｂ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３４ａと、ｙ方向ループコイル
アレイ３４ｂとからなる。ｘ方向ループコイルアレイ３
４ａ、ｙ方向ループコイルアレイ３４ｂは、それぞれ多
数のループコイルを平板３２上でｘ方向（横方向）、ｙ
方向（縦方向）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２００個、ｙ方向に１６
０個設け、各ループコイルは一回巻としている。ｘ方向
に並べたループコイル及びｙ方向に並べたループコイル
は、それぞれの方向の間隔を約５ｍｍとしている。ま
た、ｘ方向の各ループコイルには１番から２００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１６０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３０上でのｘ座標とｙ座標を設定して
いる。また、ｘ方向に並べたループコイルの隣合うもの
同士、およびＹ方向に並べたループコイルの隣合うもの
同士は、一部が重なり合うようにして配列されている。
たとえば、図３において、ｘ方向に並べたループコイル
のうち、１番目のコイルの右側１Ｒと２番目のコイルの
左側２Ｌは、図では離れているが、実際には重なりあっ
ている。尚、ループコイルアレイ３４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や、いくつかの
フラットケーブルを連結したものを用いてもよい。

【００１９】アナログスイッチアレイ３６は、図３及び
図５に示すように、ｘ方向アナログスイッチアレイ３６
ａと、ｙ方向アナログスイッチアレイ３６ｂとからな
る。ｘ方向アナログスイッチアレイ３６ａ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、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３６ａは、図５に示すように、通信用コン
トローラ５０の送信及び位置検出用制御部５４からの制
御信号Ｓ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、移動体１０の送信用コイ
ル２４ａ，２４ｂが発した信号を検出する。そして、ｙ
方向アナログスイッチ３６ｂも同様に構成される。ま
た、増幅回路３８は、図３に示すように、第一の増幅回
路３８ａと、第二の増幅回路３８ｂとからなり、Ａ／Ｄ
変換回路４２も、第一のＡ／Ｄ変換回路４２ａと、第二
のＡ／Ｄ変換回路４２ｂとからなる。第一の増幅回路３
８ａと第一のＡ／Ｄ変換回路４２ａ、第二の増幅回路３
８ｂと第二のＡ／Ｄ変換回路４２ｂは、それぞれｘ方向
アナログスイッチアレイ３６ａ、ｙ方向アナログスイッ
チアレイ３６ｂから得られた交流信号を増幅し、パルス
信号に変換する。

【００２０】操作パネル５０ａ〜５０ｄにはジョイステ
ィック５２が設けられており、このジョイスティック５
２は、前記Ｘ−Ｙ直交座標に対して、Ｘ＝０からπ／４
毎に、計８方向に傾倒可能であり、各移動体１０ａ〜１
０ｄの移動方向はジョイスティック５２の傾倒方向で制
御される。各移動体１０ａ〜１０ｄの加速・減速は操作
パネル５０ａ〜５０ｄ上のボタン５４ａ，５４ｂを押す
事によって制御される。

【００２１】コントローラ８０は、図１に示すように、
制御部８２と、ＲＯＭ８４と、ＲＡＭ８６とを備える。
ＲＯＭ８４には、ゲームのプログラムや地図情報等が記
憶されている。地図情報とは、各種制御エリアを、タブ
レットボード３０上のどの領域に設定したかについての
情報である。たとえば、球技ゲームの場合、スピンエリ
アは、図４に示すフィールド内において、相手チームの
ゴール付近の所定領域に設定される。そして、この場
合、ゲームプログラムは、プレイヤー用移動体１０ａ〜
１０ｄがスピンエリアに移動すると、プレイヤー用移動
体１０ａ〜１０ｄはその位置で一定時間回転し、プレイ
ヤー用移動体１０ａ〜１０ｄに設けられた赤色のＬＥＤ
を点灯するようにプログラミングされる。ＲＡＭ８６に
は、それぞれの移動体１０ａ〜１０ｅについて最新の位
置情報、向き情報が一時記憶される。及び最新の理想速
度Ｖｔ、ここで、理想速度情報Ｖｔとは、後述するよう
に、制御部８２で求められる、移動体の移動速度を設定
速度Ｖｐに達するまで段階的に上げてゆく際の、各時点
ｔにおける設定速度である。制御部８２は、各移動体１
０ａ〜１０ｅに対する動作命令を作成し、その動作信号
を通信用コントローラ５０に出力する。また、移動体１
０ａ〜１０ｅの送信用コイル２４ａ，２４ｂの位置情報
に基づいて、移動体１０ａ〜１０ｅの位置や向きを算出
したり、その移動体１０ａ〜１０ｅについての新たに算
出した位置情報と前回算出した位置情報とに基づいて、
移動体１０ａ〜１０ｅの速度を求めたりする。ここで、
動作信号は、後に詳述するが、移動体１０ａ〜１０ｅを
識別する移動体ＩＤ信号等を含むものである。

【００２２】通信用コントローラ５０は、図１に示すよ
うに、ＤＰＲＡＭ（dual port ＲＡＭ）５２と、送信及
び位置検出用制御部５４と、送信部５６と、タブレット
ボード３０上における移動体１０ａ〜１０ｅの送信用コ
イル２４ａ，２４ｂの位置を検出する位置検出回路６２
とを備える。ＤＰＲＡＭ５２は、制御部８２から送られ
た各移動体１０ａ〜１０ｅに対する動作命令や、位置検
出回路６２で検出された移動体１０ａ〜１０ｅの送信用
コイル２４ａ，２４ｂについての位置情報等を記憶する
ものである。送信及び位置検出用制御部５４は、ＤＰＲ
ＡＭ５２に記憶された各移動体１０ａ〜１０ｅに対する
動作命令を送信部５６に渡したり、位置検出回路６２で
検出された移動体１０ａ〜１０ｅの送信用コイル２４
ａ，２４ｂについての位置情報をＤＰＲＡＭ５２に書き
込んだりする。送信部５６は、送信及び位置検出用制御
部５４から送られた各移動体１０ａ〜１０ｅに対する動
作信号をＦＳＫ（frequency shift keying）変調し、光
信号として送信する。

【００２３】送信部５６は、図示されていないが、ＦＳ
Ｋ変調回路と、Ｅ−Ｏ変換回路とを有する。ＦＳＫ変調
回路は、送信及び位置検出用制御部５４から発せられた
ディジタルの動作信号をディジタル周波数変調（ＦＳ
Ｋ）して、周波数をパラメータとする電気信号（ＦＳＫ
信号）に変換する。ＦＳＫ変調回路には既存のものを用
いることができる。Ｅ−Ｏ変換回路は、ＬＥＤ等の発光
素子とトランジスタとを含むものであり、ＦＳＫ信号に
基づきトランジスタをスイッチング動作させることによ
り、ＬＥＤを点滅させ、ＦＳＫ信号を例えば赤外光のパ
ルス信号に変換する。送信部５６は、図２に示すよう
に、タブレットボード４０の上方に設置されており、Ｌ
ＥＤから発せられた光信号は、タブレットボード４０上
の移動体１０へ出力される。

【００２４】位置検出回路６２は、移動体１０ａ〜１０
ｅの送信用コイル２４ａ，２４ｂから発せられた信号に
基づいてその移動体１０ａ〜１０ｅの送信用コイル２４
ａ，２４ｂの位置を検出するものであり、図５に示すよ
うに、第一ラッチ回路７２ａと、第二ラッチ回路７２ｂ
と、カウンタ７４とを有する。カウンタ７４は、送信及
び位置検出用制御部５４からのクロック信号Ｃに基づ
き、制御信号Ｓに合わせて、１番から２００番まで数を
数え、このカウント情報を第一ラッチ回路７２ａと、第
二ラッチ回路７２ｂに出力する。また、第一ラッチ回路
７２ａは、カウンタ７４のカウント情報に基づいて、第
一のＡ／Ｄ変換回路４２ａ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７２ｂは、カウンタ７４のカウント情報に基づいて、
第二のＡ／Ｄ変換回路４２ｂ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
７２ａの記憶するカウント値が移動体の送信用コイルの
ｘ座標となり、第二ラッチ回路７２ｂの記憶するカウン
ト値が移動体の送信用コイルのｙ座標となる。

【００２５】移動体１０は、操作パネル９０の操作によ
りタブレットボード３０の表面に沿って移動する自走式
のロボットであり、ここでは二種類合計五台設けてい
る。すなわち、四台のプレイヤー用移動体１０ａ〜１０
ｄと、一台のボール用移動体１０ｅである。プレイヤー
用移動体１０ａ〜１０ｄの形状は、図６（ａ）に示すよ
うに、胴体部が略円筒状で、頭部が略球状であり、表面
にはゲーム内容に応じたプレイヤーの絵が描かれてい
る。また、ボール用移動体１０ｅの形状は、図６（ｂ）
に示すように、略円筒状である。これら各移動体１０ａ
〜１０ｅの寸法は、底面直径が約７ｃｍ、高さが約８ｃ
ｍである。尚、各移動体１０ａ〜１０ｅは、外観が異な
るのみで、その他、たとえば最高速度等の性能や機能に
関しては全く同一である。

【００２６】各移動体１０ａ〜１０ｅは、図１及び図６
に示すように、機構部１２と、バッテリ部１４と、制御
部２２と、二つの送信用コイル２４ａ，２４ｂと、発振
器２６と、受信部１８とを備える。本実施の形態では、
移動体１０として、底面直径が約８ｃｍ、高さが約１０
ｃｍのものを用いている。機構部１２は、赤色発光のＬ
ＥＤ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、移動体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。

【００２７】送信用コイル２４ａ，２４ｂは、発振器２
６からの交流電流を流して磁場を発生するものである。
図６（ｃ）に示すように、送信用コイル２４ａは移動体
１０の底面であってその前方に設けられ、送信用コイル
２４ｂは移動体１０の底面であってその後方に設けられ
ている。そして、前方の送信用コイル２４ａと後方の送
信用コイル２４ｂとの間隔は約３ｃｍとされ、前方の送
信用コイル２４ａと後方の送信用コイル２４ｂとを結ぶ
線分の中点が、移動体１０の略中心軸上に位置するよう
にしている。このように、移動体１０に二つの送信用コ
イル２４ａ，２４ｂを設けたことにより、移動体１０が
たとえ静止している場合でも、コントローラ８０は、送
信用コイル２４ａ，２４ｂの位置から、それらの位置を
結ぶ線分の中点として移動体１０の位置を検出すること
ができると共に、送信用コイル２４ｂの位置から送信用
コイル２４ａの位置に向かうベクトルの向きとして、移
動体１０の向きを検出することができる。

【００２８】受信部１８は、図示されていないが、Ｏ−
Ｅ変換回路と、バンドパスフィルタと、ＦＳＫ復調回路
とを有する。Ｏ−Ｅ変換回路は、フォトダイオード等の
受光素子を含むものであり、通信用コントローラ５０の
送信部５６から送信された光信号を受光して電気信号に
変換する。バンドパスフィルタは、Ｏ−Ｅ変換回路で得
られた電気信号に含まれる外乱光等のノイズ成分を除去
する。ＦＳＫ復調回路は、バンドパスフィルタを介して
得られた電気信号をディジタル周波数復調（ＦＳＫ）し
て、デジタルの動作信号に変換する。ＦＳＫ復調回路に
は既存のものを用いることができる。

【００２９】次に、コントローラ８０の制御部８２が送
出する動作信号について説明する。この動作信号は、６
バイトのものであり、ＩＤ信号、コマンド信号を含む合
計４８ビットで構成され、この順序で組み立てられてい
る。各バイトの最上位ビットにはパリティを挿入してい
る。ＩＤ信号は５ビットの移動体識別コードである。コ
マンド信号は、移動体制御コマンドコードであり、たと
えば、各駆動用モータに与えるパルス周波数、各駆動用
モータの回転方向（正転／逆転）、各駆動用モータのブ
レーキ、ＬＥＤ点灯有無等についての命令が含まれてい
る。尚、動作信号としては、チェックサムを含む５バイ
トで、パリティを用いないものを使用するようにしても
よい。

【００３０】図７（ａ）はこの移動体制御装置における
信号の送受信タイミングを説明するための図である。通
信用コントローラ５０から一の移動体に動作信号を送る
期間（フレーム）は３ｍｓであり、通信用コントローラ
５０は、各フレームにおいて、五台の移動体１０ａ，１
０ｂ，１０ｃ，１０ｄ，１０ｅにこの順序で別個に動作
信号を送る。各フレームの前の約１ｍｓの期間では、す
べての移動体１０ａ〜１０ｅは動作信号を受信する受信
状態にある。そして、移動体が、本体ＩＤ信号に基づき
自分が属するコントローラ８０からの信号であると認識
し、且つ移動体ＩＤ信号に基づき自己宛の信号であると
認識すると、この移動体は直ちに、応答信号を送信する
送信状態に入る。一の移動体が送信状態にある期間は約
３ｍｓであり、その前半の期間では前方の送信用コイル
２４ａから応答信号を送信する状態、その後半の期間で
は後方の送信用コイル２４ｂから応答信号を送信する状
態にある。このように通信方式を完全に二重化している
ことにより、通信用コントローラ５０から移動体１０へ
の動作信号の転送と、移動体１０から通信用コントロー
ラ５０への応答信号の転送とを並列的に行うことができ
るので、通信用コントローラ５０から移動体１０に動作
信号を送信した後、通信用コントローラ５０は、短時間
のうちに移動体１０の送信用コイル２４ａ，２４ｂの位
置を検出することができる。尚、信号の送受信タイミン
グとしては、図７（ｂ）に示すように、通信用コントロ
ーラ５０が一の移動体にすべての動作信号を送り終わっ
た直後に、その移動体が応答信号を送信する送信状態に
入るようにしてもよい。

【００３１】まず、コントローラ８０の制御部８２は、
操作パネル９０から入力された情報等に基づいて、移動
体に対する動作命令を作成し、それを通信用コントロー
ラ５０のＤＰＲＡＭ５２に書き込む。送信及び位置検出
用制御部５４はＤＰＲＡＭ５２に記憶された動作命令を
送信部５６に送る。送信部５６は、送信／位置検出制御
部５４から発せられたディジタルの動作信号をＦＳＫ変
調回路により周波数をパラメータとする電気信号に変調
した後、この電気信号をＥ−Ｏ変換回路により光信号に
変換して送信する。一方、すべての移動体の受信部１８
は、光信号をＯ−Ｅ変換回路により受光して電気信号に
変換した後、バンドパスフィルタによりこの電気信号か
ら直流成分を除去すると共にＦＳＫ変調回路によって変
調された周波数帯域の電気信号のみを抽出し、その後、
ＦＳＫ復調回路によりディジタルの動作信号に復調す
る。各移動体の制御部２２は、まず、動作信号の中の本
体ＩＤ信号に基づいて自分の属するコントローラ８０か
らの信号であるかどうかを判定する。自分の属するコン
トローラ８０からの信号でないと判定した場合には、そ
の後の移動体ＩＤ信号、コマンド信号の部分を認識せ
ず、前回送られた動作命令を再度実行する。一方、自分
の属するコントローラからの信号であると判定した場合
には、その後の移動体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。自己宛のものでない場合に
は、その後のコマンド信号の部分を認識せず、前回送ら
れた動作命令を再度実行する。一方、自己宛の信号であ
ると判定すると（ここでは、移動体１０ａ宛であるとす
る。）、その後のコマンド信号の部分を有効に認識し、
その命令を解釈して、その命令に従った処理をする。た
とえば、コマンド信号に基づいて、モータ制御用のパル
スを作って駆動回路に送ったり、所定のＬＥＤを点灯さ
せたりするが、ここでは、停止中もしくはある速度で移
動中の移動体１０ａに、その移動速度よりも速い設定速
度Ｖｐで移動するようコマンド信号を送信したとする。
また、自己宛の信号であると認識した移動体１０ａは、
かかる処理と並行して、前方の送信用コイル２４ａに一
定期間、交流電流を流した後、後方の送信用コイル２４
ｂに一定期間、交流電流を流す。これにより、タブレッ
トボード３０のループコイルアレイ３４には順次、誘導
電流が流れる。この後、移動体１０ａは、新たな動作信
号を受信する受信状態に戻る。

【００３２】一方、通信用コントローラ５０は、これら
の誘導電流が流れた二つのループコイルの位置を特定す
ることにより、二つの送信用コイル２４ａ，２４ｂの位
置を検出する。具体的には、図５に示すように、送信及
び位置検出用制御部５４は、まず、移動体１０ａの前方
の送信用コイル２４ａに交流信号が流れている期間内
に、ｘ方向アナログスイッチアレイ３６ａとｙ方向アナ
ログスイッチアレイ３６ｂに制御信号Ｓを送り、それぞ
れのアナログスイッチを１番目から２００番目まで順次
オンしていく。そして、前方の送信用コイル２４ａ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
導電流が流れることにより、前方の送信用コイル２４ａ
からの信号が各アナログスイッチアレイ３６ａ，３６ｂ
からそれぞれ交流信号として取り出される。これらの交
流信号はそれぞれ第一の増幅回路３８ａ、第二の増幅回
路３８ｂで増幅された後、第一のＡ／Ｄ変換器４２ａ、
第二のＡ／Ｄ変換器４２ｂでパルス信号に変換される。
第一ラッチ回路７２ａ及び第二ラッチ回路７２ｂは、そ
れぞれパルス信号が入力するタイミングでカウンタ７４
からのカウント情報の値を捕まえる。

【００３３】次に、図８を用いて、本実施の形態にかか
る移動体の位置検出装置を用いた位置検出方法を説明す
る。まず、第一ラッチ回路７２ａ及び第二ラッチ回路７
２ｂは、それぞれパルス信号が入力するタイミングでカ
ウンタ７４からのカウント情報の値を捕まえる（step1
）。これらのカウント値が、前方の送信用コイル２４
ａのｘｙ座標情報（位置情報）として送信及び位置検出
用制御部５４に送られ、送信及び位置検出用制御部５４
は、この位置情報をＤＰＲＡＭ５２に書き込む。そして
この位置情報は制御部８２へと読み出され、位置情報が
複数個であるか否かが判定される（step2 ）。このと
き、ノイズ等の影響により、アナログスイッチアレイ３
６ａ、３６ｂからそれぞれ取り出された交流信号がＡＤ
変換回路４２のスライスレベルを超える複数のピークを
有する場合にはそれぞれのピーク位置が前方の送信用コ
イル２４ａのｘｙ座標を表す事になる。しかしながらノ
イズ等によって形成されたピークは正しいコイル位置を
表していないので、step2 において位置情報が複数個で
あると判定された場合には誤検出と判断する。ここで再
検出を行っても良いが、位置検出タイミングの間隔はそ
れほど大きくなく前回の位置検出タイミングから移動体
１０ａはそれほど移動していないので、前回の位置検出
タイミングで検出された座標位置に最も近いコイル位置
を暫定的な送信用コイル２４ａの座標位置とする。暫定
的な送信用コイル２４ａのｘｙ座標を求めるために、Ｒ
ＡＭ８６から、前回の座標検出において検出された送信
用コイル２４ａの座標を表わす位置情報を制御部８２に
読み出し、この座標に最も近い座標を表わす位置情報
を、今回の検出における送信用コイル２４ａの座標と決
定しＲＡＭ８６に書き込む（step3 ）。次に、送信及び
位置検出用制御部５４は、移動体１０ａの後方の送信用
コイル２４ｂに交流信号が流れている期間内に、各アナ
ログスイッチアレイ３６ａ，３６ｂを動作させることに
より、前方コイルと同様にして、後方の送信用コイル２
４ｂの位置情報を検出する（step4 〜6 ）。

【００３４】以上は、第１の位置座標の誤検出判定方法
であるが、次に第２の位置座標の誤検出判定方法による
判定を行う。この判定方法は移動体１０ａの送信用コイ
ル２４ａ、２４ｂの位置として検出された座標が実際に
移動体１０ａに固定された送信用コイル２４ａと送信用
コイル２４ｂとの間の距離に比べ異常に離れている、ま
たは近い場合には誤検出と判定する方法である。以下フ
ローを詳述する。

【００３５】コントローラ８０の制御部８２は、ＲＡＭ
８６に格納されている移動体１０ａの各送信用コイル２
４ａ，２４ｂの位置情報に基づいて、送信用コイル２４
ａの位置と送信用コイル２４ｂの位置との距離が規定範
囲内であるかどうかを判定し（step7 ）、規定範囲内で
ない場合は、今回の移動体１０ａの位置検出は無効と
し、規定範囲内であった場合は正しい位置検出として次
の第３の位置座標の誤検出判定方法による判定を行う。
第３の位置座標の誤検出判定方法は移動体１０ａの移動
速度から算出される移動距離と実際の移動距離がほぼ一
致するか否かで誤検出判定を行うものである。

【００３６】移動体１０ａの位置として送信用コイル２
４ａ，２４ｂの位置を結ぶ線分の中点の位置を算出する
（即ち移動体１０ａの中心座標を求める）と共に、移動
体１０ａの向きとして送信用コイル２４ｂの位置から送
信用コイル２４ａの位置への方向を算出する。また、制
御部８２は、ＲＡＭ８６に記憶された前回求めた移動体
１０ａの位置と、今回算出した中点の位置との距離を求
めると共に、その時点においてＲＡＭ８６に格納されて
いる移動体１０ａの理想速度Ｖｔを読み出し、一回の検
出から次の検出までの間に経過する時間ｔ₀（ｔ₀は定
数）との積Ｖｔ×ｔ₀＝ｄ_tを算出し、前回求めた移動
体１０ａの位置と今回算出した中点の位置との距離がｄ
_tよりも短いかどうかを判定し（step8 ）、ｄ_t以上で
ある場合は、今回の移動体１０ａの位置検出は無効と
し、所定値よりも短い場合はstep11に移り、今回算出し
た中点の位置を今回の移動体１０ａの位置と決定し、こ
の位置情報をＲＡＭ８６に書き込む。なお、本実施の態
様では３段階の判定を行ったが、step2 とstep5 におい
て、受信された位置情報が複数個である場合は、今回の
座標検出を無効としてもよい。

【００３７】さらに、図９に示すような失調しているか
否かを判断する処理を行ってもよい。図８のstep8 の処
理後、制御部８２は、ｄ_t×α（αは、０＜α＜１の定
数）を算出し、今回の検出で得られた移動体１０ａの位
置座標と、前回算出した移動体１０ａの位置座標との距
離がｄ_t×αよりも短いかどうかを判定し（step9 ）、
ｄ_t×αよりも短い場合は、急激に移動体の移動速度を
上げようとしたために移動体１０ａの駆動用モータであ
るステッピングモータが失調してしまい、本来あるべき
速度よりも遅い速度で移動体１０ａが移動しているもの
と判断し、制御部８２は、移動体の速さを一旦下げてか
ら徐々に上げるという動作命令を移動体に送る（step1
0）。ここで、失調とは、ステッピングモータの回転数
を急激に変化させたときに、所定の回転数にならない、
いわゆる「すべり」現象を言う。

【００３８】次に、図１０を用いてstep10における、ス
テッピングモータの失調復旧処理について説明する。ま
ず、step31において、ＲＡＭ８６に格納されているＶｔ
を制御部８２に読み出し、目標速度Ｖｉ＝Ｖｔとし、ｎ
＝０、ｍ＝０とする（step31）。次に、移動体が速度Ｖ
ｉで移動するようコマンドを送信部から移動体へ送信し
（step32）移動体が命令を解釈してそれを実行するのに
要する時間分ウエイトする（step33）。次に、ＲＡＭ８
６に格納されている前回の位置検出で検出された移動体
の位置情報Ｘ′（Ｘ′＝（ｘ′，ｙ′））と、今回の検
出で検出された移動体の位置情報Ｘ（Ｘ＝（ｘ，ｙ））
とに基づいて、現時点において、実際に移動体が移動し
ている速度Ｖｒ＝（（ｘ−ｘ′）²＋（ｙ−ｙ′）²）
^1/2／ｔ₀を算出する（step34）。ＶｒとＶｉとを比較
し（step35）、Ｖｒの方がＶｉよりも小さい場合は、移
動体の慣性力がステッピングモータのトルクよりも大き
くなり、移動体のステッピングモータの失調が発生して
すべり現象が起きているため、移動体が、Ｖｔよりも遅
い速度で移動しているものと判断し、Ｖｔの速度を落と
すために、ｎを１インクリメントし（step36）、ＲＯＭ
８４に格納されてあるＶｄを制御部８２に読み出し、Ｖ
ｉ＝Ｖｔ−ｎ×Ｖｄ= Ｖｔ−Ｖｄを求める（step37）。
ここで、Ｖｄは、あらかじめ定められたＶｔからの減速
速度である。然る後step32の処理に移る。step35で、Ｖ
ｒがＶｉ以上であった場合、ステッピングモータの失調
が回復して正常動作になったとしてstep38に移り、ｋ×
ｎ＝ｍ（ｋは適当な自然数）かどうかを判断する。step
31においてｍ＝０と設定しているので、step35でＶｒの
方がＶｉよりも小さいと判断された場合、ｋ×ｎ＞ｍで
あり、step38の等号は成り立たず、この場合はｍを１イ
ンクリメントし（step39）、Ｖｉ＝Ｖｔ−ｎ×Ｖｄ＋ｍ
×Ｖｕ= Ｖｔ−ｎ×Ｖｄ＋Ｖｕを求める（step40）。こ
こで、Ｖｕは、Ｖｄ＝ｋ×Ｖｕとしてあらかじめ定めら
れたＶｔに対する加速速度である。然る後step32の処理
に移る。step38においてｋ×ｎ＝ｍとなった場合は、Ｖ
ｒがＶｔに達したものと判断する（step41）。step38か
らstep40までの一連の処理は、step35からstep37までの
一連の処理によりＶｔからｎ×Ｖｄ分下げられた速度
を、速度Ｖｕずつ徐々に上げてゆき、ＶｒをＶｔにする
ためのものである。

【００３９】

【発明の効果】以上説明したように本発明の移動体制御
方法によれば、ソフトウエアによるノイズ除去処理によ
り、通信時のノイズ除去のための周辺機器を設置する必
要なく、コストを低く抑えたまま、高精度でノイズを除
去することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一の実施の形態である移動体制御方
法を用いた移動体制御装置の概略ブロック図である。

【図２】その移動体制御装置を適用したゲーム機器の概
略図である。

【図３】その移動体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】その移動体制御装置のタブレットボードの平板
を説明するための図である。

【図５】その移動体制御装置の通信用コントローラの位
置検出回路の概略ブロック図である。

【図６】（ａ）はその移動体制御装置におけるプレイヤ
ー用移動体の概略斜視図、（ｂ）はボール用移動体の概
略斜視図、（ｃ）は移動体の概略底面図である。

【図７】その移動体制御装置における信号の送受信タイ
ミングを説明するための図である。

【図８】本発明の移動体検出方法を説明するためのフロ
ーチャートである。

【図９】本発明の移動体検出方法を説明するためのフロ
ーチャートである。

【図１０】本発明の移動体制御方法を説明するためのフ
ローチャートである。

【符号の説明】

１０，１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄ，１０ｅ移
動体１２機構部１３ａ，１３ｂ車輪１４バッテリ部１８受信部２２制御部２４ａ，２４ｂ送信用コイル２６発振器３０タブレットボード３２平板３４ループコイルアレイ３４ａｘ方向ループコイルアレイ３４ｂｙ方向ループコイルアレイ３６アナログスイッチアレイ３６ａｘ方向アナログスイッチアレイ３６ｂｙ方向アナログスイッチアレイ３８，３８ａ，３８ｂ増幅回路４２，４２ａ，４２ｂＡ／Ｄ変換回路５０通信用コントローラ５２ＤＰＲＡＭ５４送信及び位置検出用制御部５６送信部６２位置検出回路７２ａ第一ラッチ回路７２ｂ第二ラッチ回路７４カウンタ８０コントローラ８２制御部８４ＲＯＭ８６ＲＡＭ９０，９０ａ，９０ｂ，９０ｃ，９０ｄ操作パネル９２ジョイスティック９４ボタン型スイッチ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基板体上を移動する移動体の位置座標を
走査手段によって前記基板体上を走査して求める位置検
出装置において、前記走査手段によって求められた位置座標が前記基板体
上の２点以上の位置座標を示すか否かを判定する判定手
段を備え、一回の走査によって前記基板体上の２点以上の位置座標
が検出された場合に誤検出を判定する事を特徴とする移
動体検出装置。
【請求項２】請求項１において、前記判定手段による
判定結果にしたがって、２点以上の位置座標が検出され
た場合に、前記誤検出と判定せずに、これら複数の位置
座標のうち、前回の走査による位置情報検出において前
記移動体の位置として決定された位置座標との距離が最
も短いものを、前記移動体の位置座標とみなすことを特
徴とする移動体検出装置。
【請求項３】基板体上を移動する移動体の位置を求め
る位置検出装置において、前記基板体表面を走査して、前記移動体の位置座標を検
出する検出手段と、一回の位置情報検出から次の位置情報検出までの経過時
間と、移動体に設定されている基準移動速度との積算値
を求め、該積算値から所定誤差範囲を設定するととも
に、前記検出手段により検出された前記位置座標と、前
回の位置情報検出において前記移動体の位置として決定
された第二の位置座標との距離を算出する演算手段と、前記演算手段により求められた前記距離が前記所定誤差
範囲内であるか否かを判定する判定手段を備え、前記所定誤差範囲内であれば、前記検出手段により検出
された前記位置座標を今回の位置情報検出における前記
移動体の位置座標とし、前記所定誤差範囲内を超える場
合には誤検出とすることを特徴とする移動体検出装置。
【請求項４】基板体上を移動する移動体の位置を求め
る位置検出装置であって、前記移動体には所定距離離間して第一の位置指示部と第
二の位置指示部が設けられ、前記基板体表面を走査し
て、前記第一の位置指示部と第二の位置指示部の前記基
板上での位置座標を検出する検出手段と、前記検出手段により検出された前記第一の位置指示部の
位置座標と前記第二の位置指示部の位置座標間の距離を
算出する演算手段と、前記演算手段により求められた距離が、規定範囲内であ
るか否かを判定し、前記所定距離に基づいてあらかじめ
定められた前記規定範囲内であれば、前記検出手段によ
り検出された前記第一の位置情報及び第二の位置情報を
前記移動体の位置と決定し、前記規定範囲外であれば誤
検出とする位置決定手段と、を備えることを特徴とする移動体検出装置。
【請求項５】平面上を移動する移動体であって、前記
移動体の前記平面における位置を前記平面を走査するこ
とにより求める位置検出方法であって、前記平面の１回の走査により検出された前記位置座標の
個数が複数か一かを判定する第一の工程と、第一の工程における判定結果にしたがって、前記位置座
標の個数が一である場合、該位置座標を、前記移動体が
発する位置座標とみなして、該位置座標を、今回の位置
検出における前記移動体の位置座標と決定する第二の工
程と、前記第一の工程における判定結果にしたがって、前記位
置座標の個数が複数である場合、これら複数の位置座標
のうち、前回の位置情報検出において前記移動体の位置
として決定された位置座標との距離が最も短いものを、
前記移動体の位置座標とみなして、該位置座標を今回の
位置検出における前記移動体の位置と決定する第三の工
程と、を備えることを特徴とする移動体検出方法。
【請求項６】平面上を移動する移動体の前記平面にお
ける位置を、前記平面を走査することにより求める位置
検出方法であって、一回の位置情報検出から次の位置情報検出までの経過時
間と、移動体に設定されている基準移動速度との積算値
を求め、該積算値からの所定誤差範囲に基づいて規定範
囲を設定する第一の工程と、前記平面の走査により検出された前記位置座標と、前回
の位置検出において前記移動体の位置として決定された
第二の位置座標との距離を算出する第二の工程と、前記第二の工程において求められた前記距離が前記所定
誤差範囲内であるか否かを判定する第三の工程と、前記第三の工程における判定の結果、前記所定誤差範囲
内であれば、前記平面の走査により検出された前記位置
座標を今回の位置検出における前記移動体の位置と決定
する第四の工程と、を備えることを特徴とする移動体検
出方法。
【請求項７】所定距離離間して第一の位置指示部と第
二の位置指示部が設けられ平面上を移動する移動体の前
記平面における位置を、前記平面を走査することにより
求める位置検出方法であって、前記基板体表面を走査して、前記第一の位置指示部の前
記基板上での位置座標を第一の仮位置座標として検出
し、第二の位置指示部の前記基板上での位置座標を前記
第二の仮位置座標として検出し、前記第一の仮位置情報
と前記第二の仮位置情報との間の距離を算出する第一の
工程と、前記第一の工程において求められた距離が、前記一定距
離に基づいてあらかじめ定められた規定範囲内であるか
否かを判定する第二の工程と、前記第二の工程での判定の結果、前記規定範囲内であれ
ば、前記平面の走査により検出された前記第一の仮位置
情報及び第二の仮位置情報を前記移動体から発せられた
第一の位置指示部及び第二の位置指示部の位置座標と決
定する第三の工程と、を備えることを特徴とする移動体
検出方法。
【請求項８】請求項１、２、３及び４記載の移動体検
出装置において、前記検出手段は、前記基板体表面上にＸ軸、Ｙ軸方向に
それぞれ張り巡らされたループコイル群を備え、前記位置指示部は、前記ループコイル群と電磁結合され
るコイルであり、前記検出手段は前記ループコイル群を電気的に走査して
前記コイルとの共振位置を見つけることを特徴とする移
動体検出装置。
【請求項９】請求項７において、前記第一の位置と第
二の位置情報とに基づき、前記移動体の向きを検出する
ことを特徴とする移動体検出方法。
【請求項１０】平面上を移動する移動体について、前
記平面上での位置及び向きを検出する移動体制御方法で
あって、初期目標速度を前記移動体に設定し、該初期目標速度を
目標速度とする第一の工程と、前記移動体が前記目標速
度で移動するように制御する第二の工程と、前記第二の工程の後、前記移動体の移動速度を算出する
第三の工程と、前記第三の工程において算出した前記移動速度と前記目
標速度を比較する第四の工程と、前記第四の工程における比較の結果、前記目標速度より
も前記移動速度の方が小さい場合、前記目標速度から所
定第一速度分を引いた値を新たな目標速度とする第五の
工程と、を含む移動体制御方法。
【請求項１１】請求項１０において、前記第五の工程
の後、前記第二の工程に移り、前記第二の工程から第四
の工程までの処理をし、該第四の工程において前記目標
速度よりも前記移動速度の方が小さいと判定されると、
前記第五の工程の処理をすることを特徴とする移動体制
御方法。
【請求項１２】請求項１０において、前記第五の工程
の後、前記第二の工程に移り、前記第二の工程から第四
の工程までの処理をし、該第四の工程で、前記移動速度
が前記目標速度以上であると判定された場合、前記目標
速度に、所定第二速度を加算する第六の工程と、前記第六の工程で求められた値と前記初期目標速度とを
比較する第七の工程と、第七の工程において前記第六の
工程で求められた値の方が初期目標速度よりも小さいと
判定された場合、前記第六の工程で求められた値を新た
な目標速度とする第八の工程と、を更に含み、前記第八
の工程の後、前記第二の工程に移る移動体制御方法。