(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
プログラムに従って走行経路上の目標点を順次追跡走行し、位置情報により走行体の走行をフィードバック制御する走行体によるゲーム装置において、
走行面にセンサーマトリックスによる面圧測定シートが敷設されており、
面圧測定シート上の走行体の車輪毎の圧力分布を計測する制御信号処理部を有し、
制御信号処理部で計測された圧力分布に基づいて走行体のＸ座標位置、Ｙ座標位置を検出する位置情報変換部を有し、
上記位置情報変換部で検出した走行体のＸ座標位置、Ｙ座標位置が位置情報変換部によって走行制御装置に送信され、上記走行体のＸ座標位置、Ｙ座標位置に基づいて走行制御装置によって、走行体が走行制御されるゲーム装置。
【請求項２】
プログラムに従って走行経路上の目標点を順次追跡走行し、位置情報により走行体の走行をフィードバック制御する走行体によるゲーム装置において、
走行面にセンサーマトリックスによる面圧測定シートが敷設されており、
面圧測定シート上の走行体の車輪毎の圧力分布を計測する制御信号処理部を有し、
制御信号処理部で計測された車輪毎の圧力分布に基づいて各車輪位置を検出する位置情報変換部を有し、
上記位置情報変換部によって、検出された各車輪位置から走行体のＸ座標位置、Ｙ座標位置を検出し、当該走行体のＸ座標位置、Ｙ座標位置を走行制御装置に送信し、
上記走行体のＸ座標位置、Ｙ座標位置に基づいて走行制御装置によって、走行体が走行制御されるゲーム装置。
【請求項３】
走行面にセンサーマトリックスによる面圧測定シートが敷設されており、面圧測定シート上の走行体の車輪毎の圧力分布を計測する制御信号処理部を有し、当該制御信号処理部で計測された車輪毎の圧力分布に基づいて、各車輪位置を検出し、
各車輪位置から走行体のＸ座標位置、Ｙ座標位置を検出する位置情報変換部を有する、走行体によるゲーム装置における走行体の位置検出装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明は、ゲーム装置における走行体の位置検知装置に関するものであり、走行体を無軌道走行させてフィードバック制御するための走行面（２次元平面）における時々刻々の走行体の位置を検出する位置検知装置を単純にし、位置情報を検出するための情報処理を単純にすることができるものである。
【０００２】
【従来の技術】
模型体を走行させるゲーム装置として、模型体を競走させる競走ゲーム装置、模型体に様々な動作をさせる遊戯装置などがあり、これらのゲーム装置には模型体が自走体であるもの、あるいは２階建て構造になっていて、模型体を自走体によって誘導するものなどがある。他方、走行制御方式の違いでみれば、自走体の無軌道走行を基本としてこれをフィードバック制御するもの（例えば特許第２８６１９７８号明細書）、誘導ラインの追跡走行を基本として、誘導ラインから外れないようにフィードバック制御するもの（例えば特開平１１−２４４５１７号公報）等がある。
無軌道走行によるものは走行体の走行経路及び時々刻々の走行速度をプログラムどおりにフィードバック制御するものであるから、走行面（２次元平面）における時々刻々の走行体の位置を検出し、この位置情報に基づいて走行経路及び走行速度をフィードバック制御するのが基本である。
ところで、ゲーム装置における無軌道走行制御技術は様々であるが、フィードバック制御のための位置検知装置の代表的なものの概要は図１に示すようなものである。この図１に示す位置検知装置では、走行面１にＸ軸方向、Ｙ軸方向の位置検知線２ａ，２ｂを密に設け、Ｘ位置検知２ａをＸ軸位置検索回路３ａに接続し、Ｙ軸位置検知線２ｂをＹ軸位置検索回路３ｂに接続している。このようにＸ軸方向、Ｙ軸方向に位置検知線２ａ，２ｂが張り巡らされた走行面１を走行しながら、走行体が中央制御装置からの指令に応答してその発信機から間欠的に信号を発信し、これを位置検知線２ａ，２ｂで受信し、この信号をＸ軸位置検索回路３ａ、Ｙ軸位置検索回路３ｂに送信する。この受信信号が位置検出回路４に送信され、位置検出回路４によって走行体のＸ座標位置及びＹ座標位置が検出され、この位置検出信号がマイクロコンピュータ５に送信される。走行体は走行しながら間欠的に信号を発信するので、その都度その走行位置が検出される。
【０００３】
以上のようにして位置検知線２ａ，２ｂで走行体の位置を検知するものは、走行面に密に張り巡らした位置検知線２ａ，２ｂと走行体との間の信号授受によって、走行体の逐次の位置を検出するものであるから、走行体に受信手段または発信手段を備えることが必要であり、そのための電源、電子装置を搭載することが必要である。
他方、走行体の走行制御（経路及び速度の制御）を円滑にするには、慣性が小さい（軽量であること）方が望ましいが、上記従来技術においては、自らの位置を示す電磁信号を、走行面の位置検知線２ａ，２ｂに向けて発信するための発信装置を備えているので、その分だけ重くなり、またこれが走行体の小形化の障害になっている。
【０００４】
【解決しようとする課題】
そこで、この発明はゲーム装置における走行体の位置検出装置を簡略にすることを目的として、走行体の走行面上の位置を直接読み取れるようにして、走行体を軽量化、小形化できるように、位置検出装置を工夫することをその課題とするものである。
【０００５】
【課題解決のために講じた手段】
上記課題解決のために講じた手段は、プログラムに従って走行経路上の目標点を順次追跡走行し、位置情報により走行体の走行をフィードバック制御するゲーム装置を前提として、次の（イ）（ロ）及び（ハ）によるものである。
（イ）走行面にセンサーマトリックスによる面圧測定シートが敷設されていること、
（ロ）面圧測定シート上の走行体の車輪毎の圧力分布を計測する制御信号処理部を有すること、
（ハ）上記制御信号処理部で計測した車輪毎の圧力分布に基づいて、各車輪位置を検出し、各車輪位置から走行体のＸ座標位置、Ｙ座標位置を検出する位置情報変換部を有し、
上記走行体のＸ座標位置、Ｙ座標位置を位置情報変換部から走行制御装置に送信すること。
【０００６】
【作用】
センサーマトリックスによる面圧測定シートは、圧電素子によるＸライン（Ｘ電極）、Ｙライン（Ｙ電極）を密に設けたものであり、そのシート面にかかる圧力を検知し、その圧力分布を上記Ｘライン回路、Ｙライン回路によって検出するものである。
走行体の重量によってかかる面圧測定シート上の圧力分布が制御信号処理部で計測され、この圧力分布から走行体の各車輪の位置を制御信号処理部で特定することができる。特定された各車輪位置を基礎にして、位置情報変換部によって走行体のＸＹ座標位置が検出され、これが位置情報として走行制御部に送信される。
以上の位置検出はＸＹ座標面について間欠的になされるが、この位置検出は制御装置によって自動的に繰り返し行われるので、その間には走行体と走行制御装置間で電磁信号が授受されることはない。
また、走行体をプログラム上の所定の走行経路に沿って走行させるには、この走行体の向きと、現在位置と次の目標点との関係からステアリング量を演算し、演算されたステアリング量に基づいて操向制御を行う必要があるが、上記圧力分布から全ての車輪の位置が特定されるから、この車輪の位置からそのときの走行体の向き演算することができる。したがって、走行体に２つ以上の発信部を設け、この発信部の位置を検知して走行体のベクトル（向き）を検出するなどの、走行体の向きを検出するための特別な位置検出機構は必要ない。
したがって、面圧測定シートによって検知される各車輪の位置から、走行制御におけるフィードバック制御のために必要な位置情報を得ることができるので、走行体の位置検出機構および位置検出のための情報処理が単純である。
なお、この解決手段は、各車輪位置を検出し、車輪位置に基づいて走行体の位置を検出しているが、面圧測定シート上の圧力分布に基づいて、位置情報変換部によって走行体のＸ座標位置、Ｙ座標位置を検出することも可能である。
【０００７】
【実施例】
この発明は、プログラムされた走行経路に沿って走行体を走行させる障害物ゲーム装置や走行体に様々な動作をさせる遊戯ゲーム装置等に利用することが可能であるが、この実施例は、例えば図２に模式的に示すような、多数の障害物Ｈが配置されたフィールドＦに多数の走行経路（迷路）がプログラムで用意されており、この走行経路（迷路）がゲームの度に変更され、遊戯者が走行経路を適宜選択しながら走行体を走行させる障害レース装置にこの発明を適用した例である。
このゲーム装置は、走行経路の選択の的確性と、ゴールするまでの所要時間を競うものであり、個々の分岐点で遊戯者が経路を選択し、速度を操作することができ、用意された経路を大きく外れると制御不能になってゲームがそこで終了し、他方、時間内にゴールできれば、ゴールするまでの所要時間に応じて報酬が得られる。
以上のようなゲーム装置においては、走行体は、プログラムされた経路を追跡するように走行制御され、フィードバック制御のために時々刻々の位置が検出される。
【０００８】
フィールドＦに圧電素子による面圧シートが敷設されている。この面圧シートはセンサーマトリックス部３０、すなわち、圧電素子によるＸライン３１、Ｙライン３２が密に配線されているシートであり、そのＸライン３１はＸライン回路３３に、またＹライン３２はＹライン回路３４にそれぞれ接続されている。Ｘライン回路３３はＸ感度補正調整部３３ａ、Ｘマルチプレクス３３ｂ、Ｘゲート信号処理部３３ｃを備えており、Ｙライン回路３４は、Ｘ感度補正調整部３４ａ、Ｘマルチプレクス３４ｂ、Ｘゲート信号処理部３４ｃを備えている。
上記Ｘライン回路３３、Ｙライン回路３４は制御信号処理部３５に接続されていて、Ｘライン回路３３、Ｙライン回路３４からのデータ情報によって制御信号処理部３５でセンサーマトリックス部３０上の面圧分布が検出される。
上記センサーマトリックス部３０は従来公知のものであるが、その断面構造の概要は図４に示すようなものである。すなわち、固定板（基板）４１に下電極４２を積層し、この下電極４１にＹライン３２を積層してあり、さらに、Ｙライン３２に抵抗体シート４３、Ｘライン３１、上電極４４を積層している。上電極４４には保護シート３５を積層して保護してあり、この保護シート４５の上面が走行体の走行面となる。
【０００９】
保護シート４５の表面に圧力Ｐが作用すると、この圧力Ｐの作用線上にあるＸライン、Ｙライン間の抵抗シートに歪みが生じ、この歪みの大きさに比例してＸライン、Ｙライン間の抵抗シートの電気抵抗が変化するから、Ｘライン、Ｙライン間の抵抗シートの電気抵抗の分布を計測することによって、保護シート４５の表面の圧力の分布が測定される。
保護シート４５の上面にかかる圧力の分布に応じた電気抵抗分布を抵抗シートに生じるが、この電気抵抗分布がＸライン回路３３、Ｙライン回路３４及び制御信号処理部３５によって計測され、情報処理されて、上記圧力分布が検出されることになる。
上記制御信号処理部３５に位置情報変換部３６が接続されており、この位置情報変換部３６で、制御信号処理部３５によって検出された面圧分布（圧力分布）を走行体の車輪の位置のＸＹ座標位置が検出され、さらにこの車輪のＸＹ座標位置から走行体のＸＹ座標位置が検出されて、それぞれのＸＹ座標データに変換される。
【００１０】
位置情報変換部から車輪のＸＹ座標データ、走行体のＸＹ座標データが走行制御装置３７に伝送され、このＸＹ座標データによる、走行体の位置をプログラム上の目標位置と比較して、所要のフィードバックを行いながら、走行体をプログラムには走行経路上の次の目標位置に向けて走行させるように、走行制御部からの制御信号が走行体に向けて発信される。走行制御信号が走行体２１の通信部２１ａで受信され、制御部２１ｂで駆動部２１ｃを制御して、走行体２１をプログラムされた所定の走行経路に沿って走行させる。
走行速度と方向転換の如何によって、走行体の重心が転倒限界を越えて移動し、そのために走行体が転倒することがままあるが、個々の車輪にかかる荷重の変化、荷重分布を演算することによって、重心移動を常に監視することができる。したがって、重心移動が転倒限界を越える恐れがある場合は、走行速度、走行方向を微調整して、重心位置が転倒限界を越えることを未然に回避することができる。
したがって、上記の各車輪にかかる荷重を検出することにより、重心移動が転倒限界を越えないように速度、走行方向を微調整して、走行体が転倒することを未然に防止することができる。
【００１１】
また、同じ面圧測定シート上を同じ走行体を複数走行させると、個々の走行体を区別することができないが、一つのフィールドを複数の走行レーンに分け、各走行レーンにそれぞれ別個の面圧測定シートを敷設し、個々の走行レーンで一つの走行体を走行させることによって、複数の走行体による競走を行わせることができる。
さらに、一つの面圧測定シート上を走行する複数の走行体の重量を違えることによって、個々の走行体による面圧の大きさが異なるので、この面圧の強さの違いによってこれらの走行体を区別することが可能である。したがって、一つの面圧測定シート上を複数の走行体を同時に走行させて、個々の走行体の位置を検出することも可能である。
さらに、走行体を例えばＡＢＣＤとするとき、走行体Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄが走行する走行経路と、走行速度がプログラム上予定されている場合は、この予定走行経路ＡＢＣＤと走行速度ＡＢＣＤとから、各走行体の走行経路ＡＢＣＤ上の各目標点通過時刻は予想されるので、この経路と予想通過時刻とから、同じ面圧測定シート上を走行する複数の走行体Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄを区別して、それぞれの位置を検出することも可能である。
【００１２】
【発明の効果】
以上のとおり、この発明は、走行面にセンサーマトリックスによる面圧測定シートを敷設し、面圧測定シート上の走行体の車輪毎の圧力分布を制御信号処理部で計測し、制御信号処理部で計測された車輪毎の圧力分布に基づいて、各車輪位置を検出し、各車輪位置から、位置情報変換部によって走行体のＸ座標位置、Ｙ座標位置を検出するものであり、走行体の重さを利用して走行位置情報を読み取るものであるから、位置検出装置における情報処理が簡略化される。したがって、位置検出装置の製作コストがハード、ソフト両面において著しく低減される。さらに、発信又は受信の手段、機器を走行体に設ける必要がないから、その分だけ走行体を軽量化、小形化することができる。
また、走行体の個々の車輪位置をも個別に検出できるので、同じ位置情報を使って走行体の方向をも検出することができ、また、走行体の２次元走行面上での向きの演算も簡単であり、したがって、予定走行経路上の目標点における走行体の転向操作を含めて、走行経路の制御が簡単になる。
さらに、走行体の個々の車輪位置だけでなく、各車輪にかかる重さの大小をも個別に検出できるので、走行体の重心の移動をも演算することが可能であり、これを利用し、重心位置が転倒限界を越える前に速度、あるいは方向を微調整することによって、走行体の転倒を未然に防止することができる。したがって、走行体の転倒によるゲーム進行の遅延、混乱が防止される。
【図面の簡単な説明】
【図１】は従来のゲーム装置における走行体の位置検出装置の模式図である。
【図２】はこの発明の実施例のゲーム装置を模式的にしめす斜視図である。
【図３】はこの発明の実施例の位置検出装置の模式図である。
【図４】はこの発明の実施例の面圧シートのセンサーマトリックス部の断面図である。
【符号の説明】
Ｈ：障害物
Ｆ：ゲーム装置のフィールド
Ｐ：圧力
１：走行面
２ａ：Ｘ軸方向の位置検知線
２ｂ：Ｙ軸方向の位置検知線
３ａ：Ｘ軸位置検索回路
３ｂ：Ｙ軸位置検索回路
４：位置検出回路
５：マイクロコンピュータ
２１：走行体
３０：センサーマトリックス部
３１：Ｘライン
３２：Ｙライン
３３：Ｘライン回路
３４：Ｙライン回路
３５：制御信号処理部
３６：位置情報変換部
３７：走行制御部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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