(57)【要約】【課題】操縦器のスイッチを押すだけで、無線操縦の走行車が操縦器のところへ来たり、固定された基地ポートのところへ戻ったりする。また、走行車は基地ポートからどんな方向にあってもよく、帰還するとそこで充電も行える。【解決手段】無線信号を使って走行車が基地ポートおよび操縦器の方向を検出できるようにし、走行車は、基地ポート方向信号と操縦器方向信号を切換えて参照信号にすることにより、走行する方向を切りかえる。また、走行車の基地ポートからの距離を検出し、距離がが近いとき、基地ポートの周囲をまわり、基地ポートの正面から入るようにする。【選択図】        図１
2007149044.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線信号を発する操縦器と、無線信号を受信してその飛来方向を検出する手段を持った走行車と、無線信号を発する基地ポートからなる走行制御システムであって、
前記走行車は第一の指令を受けると、前記操縦器が発する無線信号の飛来方向θを検出し、θに基づいて前記操縦器に近づく走行を行い、
前記走行車は第２の指令を受けると、前記基地ポートが発する無線信号の飛来方向φを検出し、φに基づいて、前記基地ポートに近づく走行を行うことを特徴とする走行制御システム。
【請求項２】
放射方向が識別可能な方向識別無線信号を発する手段を持った走行車と、前記方向識別無線信号を受信して前記走行車の相対向きθを解読する手段を有する操縦器と、前記方向識別無線信号を受信して前記走行車の相対向きφを解読する手段を有する基地ポートと、からなる走行制御システムであって、
前記走行車は第１の指令を受けると、前記操縦器から見た前記走行車の前記相対向きθに基づいて前記操縦器に近づく走行を行い、
前記走行車は第２の指令を受けると、前記基地ポートから見た前記走行車の前記相対向きφに基づいて前記基地ポートに近づく走行を行うこととを特徴とする走行制御システム。
【請求項３】
第１の操縦を受けた場合と第２の操縦を受けた場合では、走行車の前進か後進かについて、互いに逆になるように選択制御されることを特徴とする請求項１および請求項２記載の走行制御システム。
【請求項４】
放射方向が識別可能な方向識別無線信号を含む無線信号を発する手段を持った基地ポートと、
前記方向識別無線信号を受信して前記放射方向を少なくともA方向域とB方向域の二方向域に分離検出する手段を有し、かつ、前記無線信号の飛来方向θを検出する手段を有し、かつ、前記基地ポートからの距離Lを検出する手段を有する走行車と、による走行制御システムであって、
前記走行車は、前記距離Lが定められた距離より遠い場合は前記走行車は、前記飛来方向θに基づいて前記基地ポートに近づくように走行し、前記距離Lが前記定められた距離より近づいた場合には、前記放射方向がA方向の場合は前記無線信号を側面から受ける方向に向きを変えて走行し、前記放射方向がB領域の場合は前記無線信号を前記側面の逆の側面から受ける方向に向きを変えて走行させ、A領域とB領域の境界にたどり着くと前記走行車を前期基地ポートに向かって走行させることを特徴とする走行制御システム。
【請求項５】
基地ポートから見た走行車の向きφと、前記走行車から見た前記基地ポートの向きγと、前記基地ポートと前記走行車との間の距離Lと、操縦器から見た前記走行車の向きθとを、互いの直進性のある無線通信機能を通して検出する手段を有する走行制御システムであって、
前記基地ポートの正面で前記走行車が見たときの前記基地ポートの向きをγ０とするとき、
前記走行車は、前記距離Lが定められた距離より遠い場合は前記走行車は、前記飛来方向θに基づいて前記基地ポートに近づく方向に走行し、前記距離Lが前記定められた距離より近づいた場合には、前記走行車はそのときのγがγ０に近づく方向に前記基地ポートの周りを回り始め、γがγ０に十分近づいたときに、前記走行車は前記基地ポートの方向に向きを変え、基地ポートに到達することを特徴とする走行制御システム。
【請求項６】
基地ポートと走行車の間の距離Lを検出する手段を有し、基地ポートの近くでは走行車は一定の経路を走行させる誘導システムを有する走行制御システムであって、
走行車が前記基地ポートの近くにある場合で、前記走行車が基地ポートから離れていく命令を受けた場合、前記走行車は距離Lが定められた距離より近くでは、定められた経路をたどって前記基地ポートから離れて行き、前記距離Lが定められた距離より遠い場合は、操縦器による無線コントロール制御に委ねられることを特徴とする走行制御システム。
【請求項７】
基地ポートは、走行車を格納する構造体を有し、前記構造体は前記走行車を動けなくするロック機構を有し、操縦器に設定されている暗証符号の入力によって生じる無線信号により前記ロック機構をはずすことを特徴とする請求項１，２，３記載の走行制御システム。
【請求項８】
格納場所と、前記格納場所から延びるライントレース用ラインと、前記ラインに交差するように光線を放出するポートと、無線信号を出力して操縦する操縦器と、前記ラインに沿って走行できる走行車と、からなる走行制御システムであって、
前記走行車は、前記操縦器の方向θと前記ポートの方向φを検出する機能を有し、
前記走行車は、前記検出された前記方向φに基づいて前記ポートに近づき、前記ラインに接近したことを検出し、前記ラインに沿って走行を始め、前記格納場所に到達することと、
前記走行車は、前記ライン上にあるとき、命令を受けると、前記ラインに沿って走行を始め、前記ラインの停止点を検出するとラインに沿った走行をやめ、操縦器からの赤外線に向かって走行することを特徴とする走行制御システム。
【請求項９】
乗っている人がジョイスティックで操縦する電動式車椅子であって、
前記ジョイスティックの操縦から得られる走行指示信号を第１の走行指示信号とし、
無線信号で走行指示を与える操縦器への方向θを検出する手段を有し、θに基づいて前記操縦器の方向に向かって走行させる走行指示信号を第２の走行指示信号とすると、
第１の走行指示信号と第２の走行指示信号とを切り替える手段を有し、第１の走行指示信号と第２の走行指示信号とを切り替えて得られる信号に基づいて車輪を駆動することを特徴とする電動式車椅子。
【請求項１０】
無線信号を発する操縦器によって操縦され、かつ本体に設置されたジョイスティックで操縦される電動式車椅子であって、
前記操縦器を保持するホルダーが設置されていることと、
前記ホルダーに前記操縦器が保持されているか否かを検出する検出器と、
前記ホルダーに前記操縦器が保持されていることを検出している場合にのみ、前記ジョイスティックによる操縦が可能となることとを特徴とする電動式車椅子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、格納されている走行車を、操縦器の押しボタン操作で呼び出したり、逆に、もとの格納場所に戻したりする走行コントロールに関するものである。
応用分野として、電動車椅子など走行福祉機器、走行ロボット、模型自動車など走行玩具や、運搬車などの呼出し、格納システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
走行車を易しく操縦する方法は、ＰＣＴ／ＪＰ０１／０４７４９のように、無線信号の飛来方向を検出しそれで走行車の向きを制御して、ジョイスティックを倒した方向に走行車を走行させることにより実現している。
また、掃除ロボットとして特開２００３−２２８４２１で赤外線ビームに添って赤外線送信機のところに帰還する機能が書かれている。
ライントレースによる走行制御はゴルフ場のキャデイカーに取り入れられている。
【特許文献１】ＰＣＴ／ＪＰ０１／０４７４９
【特許文献２】特開２００３−２２８４２１
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
足の不自由な人が、リモコン操作だけで、欲しいものを取り寄せられる環境を持つことは、便利で安心感を与えられるものと考えられる。必要なものすべてを手の届くところに置いておけばいいが、これではベッドの周りは物でいっぱいで、整理もできず、開放感は得られない。
必要な物はすべて壁際にある棚や引き出しの中に置き、簡単な操作で、欲しい物をとり寄せたり、しまうことができるようにすることがひとつの課題である。
そのために、任意の物を積むことができる棚や箱などに動力つきの車輪をつけ、それを無線操縦で動かす。これを誰でも使えるように、簡単な操縦で操作できるようにする。
【０００４】
また、走行する物体は棚や箱だけでなく、机や椅子や簡易トイレ、引き出し、金庫、冷蔵庫、電子レンジ、電動車椅子などあらゆるものが対象となる。なんでも乗せられる台車のようなものでも良い。
普通の人にとっても、欲しい物を呼び寄せられるシステムは、便利なものになる。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
このシステムは、物を蓄えかつ運搬する１：走行車（代表名）と、格納場所となる２：基地ポートと、操縦するための３：操縦器とで構成されます。但し、走行車は走行する物体の代表名であり、電動車椅子なども走行車の一種とします。
操縦器には戻れキーと来いキー２個のボタンスイッチがあり。戻れキー５１は基地ポートへの帰還のさせるキーであり、これを押すと、操縦器は戻れ信号を発する。
走行車は操縦器からの戻れ信号を受信すると、基地ポートに無線信号を要求し、基地ポートは無線信号を送出する。走行車は基地ポートからの無線信号の飛来方向を検出する。そして走行車は、その飛来方向に向きを変えて走行し基地ポートに近づいて行く。無線信号の受信レベルが規定値を超えたことを検出すると停止する。
【０００６】
基地ポートは、正面から見て左右に識別可能な無線信号を発している。
【０００７】
走行車はそこでもし基地ポートの右からの信号を強く検出すれば、走行車は左に９０°その場回転する、そうすると基地ポートからの無線信号は進行方向の右９０°から受けるように変わる。その状態に保ちながら基地ポートの周りを回りはじめる。そして基地ポートの正面近くに来ると、左右の信号が釣り合うようになる。そこで、右に９０°その場で回転し、基地ポート方向に向きを変え、基地ポートに向かって走行を始める。そして基地ポートに到達したことを検出して停止する。
【０００８】
走行車が基地ポートに近づいたところで、逆に基地ポートの左からの信号をより強く受けていることを検出すれば、走行車はそこで、右に９０度その場回転し、進行方向の左９０°から赤外線を受けるように向きを保ちながら基地ポートの周りを左回りに走行をはじめる。そして左右からの信号の受信レベルが釣り合ったところで停止する。次に左に９０°その場回転し、基地ポートの方向に向く。そして基地ポートに向かって走行をし、基地ポートに到達する。
それで、動作は終了し、基地ポートは無線信号の送出をやめる。
【０００９】
このようにして走行車がどちらの方向から基地ポートに近づいてきても、常に基地ポートの正面から走行車が入ってくるようにできる。また走行車の入って来る位置に充電用接点を設けることで走行車の受電接点と結合し、自動充電を行わせることができる。走行車内のマイクロプロセッサは充電時間や電池の電圧などを監視し、過充電を避け、最適な充電量になるように充電電池の充電管理を行う。
【００１０】
次に、操縦器の来いキーを押すと、基地ポートを離れて操縦器のところに来いという意味の無線信号が発せられる。走行車は、それを受信解読し、基地ポートに無線信号の送出を要求する。そして基地ポートは無線信号の送出をはじめる。走行車は基地ポートからの左右の無線信号の境界に沿って基地ポートから離れて行き、無線信号が規定レベルより小さくなったところで、参照無線信号を操縦器からの無線信号に切り替えて、今度は操縦器の方向に機首を向けて走行をはじめる。ここで基地ポートの無線信号送出要求は終わり基地ポートからの無線信号は停止する。
そして、走行車は、操縦者に近づいて行く。十分に近づくとそれを検出して停止する。もしくは、操縦器の来いキーを押すのをやめることにより操縦器からの信号が止まり、走行車は停止する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によると、操縦器のスイッチを押すだけで、欲しいものがやってくる。用が済んだら別のスイッチを押すと、もとの場所に戻って行くというシステムができる。特に、自立生活を望む足の不自由な人、ベッド生活者には便利なものになる。操縦器に選択用のスイッチを設け、走行車と基地ポートの組のそれぞれに異なったアドレスをつけると、複数の走行車の中から選択して取り寄せることができるシステムになる。
走行車としては、食物や飲料などを積んだ戸棚や冷蔵庫、机、いす、トイレ、車いすなどさまざまなものに、走行機能を付けたものになる。
【００１２】
また、基地ポートの正面から入っていくシステムにすることで整然と走行車を壁際に並べることができて、美観上も、省スペースの点でも利点になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
飛来方向の検出には、赤外線を無線信号として使用するのが簡単である。赤外線を発するポートは、組となる走行車の赤外線送受器と同じ高さになるように基地ポートに取り付ける。
操縦器からは、変調された操縦信号と飛来方向検出用の搬送波が赤外線で送られ、それを走行車が受信して、命令の解読と操縦器の方向検出をする。
【００１４】
前進、後進に関しては、操縦器の方に来るときは、走行車の役に立つ側を前にして前進で進んでくる。そしてポートの方に戻るときは、逆に役に立つ側を後にして後進で進むのが良い。
これによって途中で戻る場合でも向きを変えずに済む。また役に立つ側が正面にくるので使い易い。基地ポートで止まる場合も役に立つ側が表側にでるので便利で美観上も良い。
【００１５】
電動車椅子などは、もともと走行できるようになっているので、このシステムを組み込むことにより便利なリモコン式電動車椅子システムになる。
また、本来、静止して置いてあるような家具類、例えば、机、椅子、棚、引出し、薬箱、金庫、茶器セット、小型冷蔵庫などに、電動の車輪をつけて本発明を適用すれば、全く新しい概念の福祉機器ができあがる。
【実施例１】
【００１６】
図１(a)は、実施例１のシステムの側面図であり、(b)は平面図である。操縦器３の操縦スイッチ５１または５２を押すと、発光素子４から命令を含んだ赤外線が発せられる。これは走行車１の受光センサー７に入り、この信号の命令解読が行われると同時に、赤外線の飛来方向の検出も行われ、走行車１から見た操縦器３の方向が検出される。
【００１７】
解読された命令がポート２へ戻れという命令の場合は、走行車１の発光素子８からポート２に対して発光命令が発せられる。
ポート２は、受光素子６からこの信号を受信し、そして自分のアドレスに対する発光命令であると確認して、発光素子５から走行車１に対して赤外線を発光する。走行車１は、これを受光センサー７で受け、飛来方向を検出する。それによって、走行車１はポート２の方向を知り、ポート２に近づくように走行する。
【００１８】
図１の12は効用部であり、直接、人の役に立つ部分である。具体的には、物の収容スペースであったり、何かを手伝ってくれるロボットのようなものであったり、人を運ぶ腰掛部であったりする。この部分はブロック図には含まれない。
【００１９】
図１に示すようにポート２からある距離、すなわち基準円２０の内側はポート領域として定められた走行をして基地ポートへの入出を確実に行わせる。その外は自由領域として操縦器３からの指令に従う。
【００２０】
図２(a)は、操縦器３のブロック図である。この図で、選択スイッチ５０は、複数の走行車がある場合に、どれか一つを選択するためのもので、選ばれた走行車のアドレスが送出される。キー５１、５２は、走行車に対して命令をだすための入力キーであり、キー５２を押すと走行車１は操縦器３のところにやってくる。また、キー５１を押すと、走行車１は対応するポートに戻って行く。
【００２１】
これらの入力スイッチの信号はマイクロプロセッサー５３で読み取られ、アドレスと命令と飛来方向検出用の信号がＰ／Ｓ変換器５４で直列信号に変換され、発振器５５からの搬送波が変調器５６で変調され、増幅器５７、発光素子５８を通して赤外線信号として送出される。
また図２(b)は、操縦器の操作キーの代わりに声で操作を行う場合のブロック図である。操作キーの代わりにマイクロフォン６３が付いていて、その出力はＡＤコンバータ６４でデジタル信号に変えられ、ＣＰＵに取り込まれる。ＣＰＵの音声認識プログラムにより操縦者の声が翻訳されてキー操作と同じ役目を果し、操縦が行われる。
指の不自由な人にも操縦できるうえに、キーがないのでコンパクトな操縦器をつくることができる。また、走行車１が、動物の玩具などの模型の場合、名前を呼ぶと来るとか、命令を叫ぶと、それに従うなど、キーを押すことでは味わえないリアルな感覚を味わうことができる。
【００２２】
走行車１のブロック図を、図３に示す。赤外線センサー７は９０°づつ方向を変えて取りつけられた４個の受光素子３１，３２，３３，３４で構成される。その外観図を図４(a)上面図、(b)側面図で示す。
【００２３】
これらの受光出力はセレクタ３５で選択され、フィルタ３６、可変増幅器３７、検波器３８、波形成形器３９を通して、デイジタルの直列信号になって、Ｓ／Ｐ変換器４０を通してパラレル信号になり、マイクロプロセッサ４２に入って命令を受け取る。受信したアドレスとアドレススイッチ４７が等しいときは自分への命令として動作する。
また検波器３８のあとＡ／Ｄコンバーター４１に入り信号レベルを読み取る。セレクタ３５で４個の受光素子を切り替えることと組み合わせることで、４方向の受光レベルを知り、赤外線の飛来方向を知ることができる。
【００２４】
ここで受け取った命令が、ポートの方向を参照する命令の場合には、波形作成器４７、増幅器４８、発光素子８を通して、ポートに対する発光命令を発する。ポート２がこれを受信解読し、発行素子５から赤外線を発すると、受光センサー７は、ポート２からの赤外線の飛来方向も検出することになる。マイクロプロセッサ４２はこれらを演算して、ＰＷＭドライバ４３，４４を駆動して、走行モータ４５，４６を回して目的の走行を行うことになる。
【００２５】
図５はポート２のブロック図である。走行車１からの発光命令の赤外線は受光素子６で受け取り、フィルタ１５０、増幅器１５１、検波器１５２、波形成形器１５３、Ｓ／Ｐ変換器１５４を経て、マイクロプロセッサ１５５で命令を解読し、走行車１からの赤外線発光命令であることを、検出すると、ゲート１５７、１５９を通して発振器１５６の信号を増幅器１５８，１６０に伝えて増幅し、２種類の発光部５ａ，５ｂを駆動する。
【００２６】
発光部５ａ，５ｂはそれぞれ等角度に置かれた２個づつの発光素子からなり、図６のように構成される。光学系を適当にすると、その方向角δと照度の関係は、おおむね図７(a)のようになる。(5a)のみ駆動した場合は、特性曲線７０のようになり、(5ｂ)のみ駆動した場合は、特性曲線７１のようになり、(5a)と(5b)両方駆動した場合は７２のようになる。実際には、発光素子の指向特性の影響で波打った曲線になるが、動作の説明としての曲線であり、また補正も可能である。
【００２７】
また、(5a),(5b)の両方駆動した場合の、発光部の中心Ｏからの距離Ｌに対する照度の曲線はおおむね図(b)の曲線７３のように単純減少曲線になる。
【００２８】
無線信号のタイミングを図８に示す。(a)操縦器３から送信された命令と無変調波は(b)走行車１で受信して命令を解読、操縦器３の方向を検知する。ポートに戻れの命令を受けるなどポートの方向を参照する必要がある場合は、点線で囲った部分のように、(b)走行車１は、ポートに対し発信命令を出し、(c)ポート２はそれに答えて、発光部５a、５bから無変調波信号を出力する。左右両方の発光素子、左のみ、右のみと出力する。
これを走行車１が受信し、照度を検出して図７(a),(b)の曲線を参照して計算するとδの正負、０近辺の角度δ、おおむねの距離Ｌなどがわかる。
【００２９】
ここで、この走行を説明する。図９はポート２に近づく場合の走行経路を表わしている。走行車１が図９の位置にあったとして、操縦器３の戻れキー５１を押したとする。操縦器３は赤外線を発し、この命令を走行車１に伝える。走行車１はこれをポート２に伝え、ポート２は規定の赤外線を発する。
【００３０】
走行車はこれを受信し、ポート２の方向を得る。そして、ポート２を目指して走行を始める。赤外線の照度を検出しながら走行すると、点Ｐまで来る。ここで検出した照度から規定の距離まで来たことを認識して停車し、ここで９０°左回転する。ここで走行車１はポートからの赤外線を進行方向の右９０°方向から受けるように方向を保って走行を始める。
【００３１】
これは、ポート２の発光部の中心Ｏを中心にした円の経路を走行することを意味する。そして、発光部５a、５bからの照度を求め、図７(a)の関係を使ってδを求めながら走行する。δが０になるところ点Ｑで停車し、ここで９０°右回転し、今度は赤外線の飛来方向すなわちポート２に向かって走行する。走行車１がポート２に近づき、基地ポートに入り、電源９に付属のコネクタ１０と走行車１の充電用コネクタ１１が結合し、走行は止まる。
【００３２】
次に、図１０で、逆に、走行車１がポート２のそばの基地ポートから、操縦器３の方向に来る例を説明する。走行車１が図１０の基地ポート１２０内の位置にあったとして、ここで操縦器３の呼び寄せるキーを押したとする。走行車１からはポート２に対して赤外線を発光する命令が出て、ポート２は赤外線を発光する。
【００３３】
走行車１はポート２からの赤外線を受光し、角δを検出しながら走行を始める。走行車１は図６のδ＝０の線上にあるが、これを維持するように左右のモータを駆動してポート２を離れて行く。
【００３４】
同時に赤外線全体の照度を監視しており、目標の強度であるＲの点に達すると、参照赤外線をポート２から操縦器３に切替える。ポート２の赤外線発光は必要無くなるので赤外線発光命令は停止する。そして操縦器３からの赤外線の飛来方向を検出して、その方向を目指して走行を始め、操縦者のもとに走行車１はやってくる。
【００３５】
このようにして操縦者が、操縦器３の２つのキーのどちらかを押すだけで、必要なものを積んだ走行車が、基地ポートのところに戻ったり、操縦者のもとにやって来たりする。走行車の選択は、操縦器３の切替スイッチで走行車１のアドレスを切り替えることで実現される。
【００３６】
この例では、ポート内の発光素子を２群に分けて駆動しているが、すべての発光素子１６１−１６４を別々に駆動できるようにすれば、角δは広範囲に検出できてより細かい走行制御も可能となる。
【実施例２】
【００３７】
図１１は、ベッドなどに操縦器が付いている例である。操縦器３は直接発光素子は持たず、ベッドに固定されたポートに電線で結合している。
【００３８】
ポート２ｈはベッド８０の横にすえつけられている。そして操縦器３からの操作信号は電線を通じてポート２ｈに行き、ポート２ｈ付属の発光素子から走行車への命令信号は発せられる。最初、走行車１はポート２ｍのそばの基地ポート１２０に入っていて、ポート２ｈから来いという命令が発せられると、走行車１a0は、図１１の点R、点P、点Qを経てポート２ｈに近づいてくる。逆に戻れの命令が発せられると、ポート２ｈの近くから出発して、点Q,点S、点Rを経て基地ポート１２０に戻る。
【実施例３】
【００３９】
実施例１は、ポート２に向かっていくとき、走行の途中で停止してその場回転して向きを変えるということを行ったが、停止せずに滑らかな走行で同じことをする例を説明する。
図１２(a)のように、ポート２の赤外線が来る方向を基準にした走行車の進行方向をκと定義する。このκの値をポート２からの距離Ｌの函数f(L)のように、またポート２を基準とした方向δの函数g(δ)を、それぞれ図１３の(a)と(c)のように定義して、κ＝g(δ)とκ＝f(L)を組み合わせれば、走行車２の走行経路は図１４のように停止することなく連続的な曲線にすることができる。
【００４０】
また図１３(a)の点線のようにＬがＬ１よりも小さいときにκ＝f(L)が９０°より大きくなるように定義すれば、走行車１が基準円２０の内側に入ったときにはκが９０度より大きくなり、走行車１が基準円に近づくように働く。
【実施例４】
【００４１】
走行経路がもう少し簡単になる例である。図１５のように距離ＬがＬ２よりも大きいときにκの値を、０°と９０°の間のある適当な大きさ、（この例では３０°）にすれば、走行経路は図１６のように曲線を描きながらポート２の中心軸に近づいてゆく。δの絶対値が一定値より小さくなったらκ＝０に変えることで中心軸に添ってポートに向かっていくことになる。すなわち図１６のような経路で走行させることができる。
【００４２】
但し、図のδが負の領域から走行車が来る場合はκは、負の値になる。（κ＝−３０°）
また基準円２０の外側ですなわちＬ＞Ｌ２のところで経路線がδ＝０の線と交わるような位置で使うようκの初期値を決める。それ以外の範囲Ｌ２＞Ｌ＞Ｌ１での使用に関しては前実施例を併用することで可能となる。
【実施例５】
【００４３】
図１７はポート２が壁からはなれて設置されている場合の例である。図のように、左右半分づつ、２群の赤外線が全方位を照らすように構成されているとすれば、走行車がポート２のどのような方向にいても、ポート２に近づき、ある距離に達するとポート２の周りを回って正面に来て、基地ポート１２０に入りこむことができる。
これを玩具に使った場合、犬が走行車となり、犬小屋が基地ポートに相当させ、犬が自動的に犬小屋に入り込むように使える。
【００４４】
図のようにδ＝０の中心線より右半分の領域はδ＞０であり、左半分はδ＜０になっている。走行車１がδ＞０の領域から入ってくるときは、基準円を右回りをし、δ＜０の領域から入ってくると、走行車は基準円を左回りをしてδ＝０のラインにそってポート２のそばの基地ポート１２０に到達する。
【実施例６】
【００４５】
前例と同様のポート２が壁からはなれて設置されている場合で、走行車１が基地ポート１２０から抜け出す例である。
図１８のようにポート２、基地ポート１２０の中に走行車１、操縦器３がある場合とする。操縦器３から来いという命令を受けると、まず走行車１は、ポート２から真っ直ぐに離れて行き、基準円２０上のＱ点に達する。
ここで操縦器３に近い方向に９０°向きを変え、側面９０°方向から赤外線をあびるように基準円に添って走行し、操縦器３からの赤外線を真正面から受ける位置Ｐの位置から基準円をはなれて操縦器３の方向に向かう。
【００４６】
このようにするとどんな方向に操縦器３があってもポート２にぶつからずに操縦器３のもとにもどることができる。またこれも止まることなく滑らかな経路を走行させることも容易である。
【実施例７】
【００４７】
障害物やポートが複数あって、走行車１が走行する障害になるような場合、操縦者はこれらにぶつからないように操縦しなければならない。この例ではこれを自動的に避ける例を説明する。図１９(a)のように障害物８０が走行車１と操縦器３の間にあって、走行車１が操縦器３のところに進まなければならないとき、障害物８０に赤外線の発光装置８１をつけることにより走行車１が、障害物８０を自動的にさけながら走行することができる。
【００４８】
すなわち、最初、走行車は操縦器３の方向に向かって走行していて、同時に障害物８０からの赤外線を監視していく。そして障害物８０からの赤外線が規定の強さより強くになったとき、障害物８０からの赤外線を真横から受けるように方向を変える。
そして障害物８０からの赤外線を走行車の真横から受けるように方向を保つことにより円軌道２０を走行する。そして、操縦器３からの赤外線が走行車の真正面から受けることを検出すると図１９(a)のように円軌道から脱出し操縦器３の方向に向かう。
【００４９】
走行車１が、障害物８０の近くに到達したとき左に回るか右に回るかは、図１９(b)のように走行車の正面にたいする障害物８０からの赤外線の来る方向μによって決まる。μが右回りを正とすると、μ＞０のとき左に回転し、その後右まわりで走行し、μ＜０ならば、右に回転し、左回りに走行する。
【００５０】
またこの図のように、単に操縦器３に近づくときだけでなく、操縦器３にジョイスティック８４がついていて、これを倒した方向αを送信して、これによって走行車１を自由に方向コントロールする場合も、この障害物を自動的に避けて走行することが可能である。この場合は走行車は赤外線のくる方向にαを加算または減算した方向が目的方向である。またポートが障害物８０と同じような赤外線を発光させれば、障害物と同じように動作することになる。
【００５１】
また、基準円２０に到達する前の検出点を増やし、少しづつ走行車を回転していけばスムーズに障害物を避けていくことが出きる。  図２０には障害物がたくさんある場合の、走行車１が障害物８０を自動的に避けて走行する例である。
【実施例８】
【００５２】
これまでの例は、走行車１には、赤外線を受光し、その飛来方向を検出するセンサーがある例であるが、逆に走行車１には、方向に依存した赤外線を発光する発光器があって、ポート２や操縦器３でこの信号を受光して走行車が向いている方向を検出するようにしても全く同じことができる。図２１(a)は赤外線発光素子９１を円状にならべて円周を走査する発光素子群８５を構成した例である。
【００５３】
図２１(b)のように走行車１は複数の受光素子８６と発光素子群８５があって、操縦器３やポート２から、命令を受けると、そのタイミングで発光素子群８５の発光素子９１が順に発光消灯を行い、一周する。この信号を操縦器３やポート２が受光すると、照度とタイミングを検出して、走行車１の向きを知ることが出きる。走行車１の向きをそのまままたは、ほかの情報と演算して走行車１に送信すると、走行車１はそれに従った動作を行う。
【００５４】
例えば、操縦器から見た走行車１の向きというのは、逆に言えば、走行車から見た操縦器３の位置の方向であり、これは、実施例１の操縦器が発する赤外線の飛来方向θと同じものということになる。同様に、ポートから見た走行車１の向きというのは、ポートが発する赤外線の飛来方向φと同じである。
また、ポート側の２群の発光素子も、逆に、２群の受光素子に変えて、走行車１からの赤外線の受光量を検出して演算することにより、ポート正面からのずれδを検出することができる。
【００５５】
このようにしてこれまでの実施例は、すべて走行車１側から方向に依存する全方向信号を送信する方法で置きかえることができる。
さらに、光学的に走査できれば良いので、円周状に並べた多数の受発光素子の代わりに、受発光素子のそばで鏡を回転させることでも実現できる。
【実施例９】
【００５６】
走行車に大事なものを入れて、保管する例を図２２(a)平面図、(b)正面断面図で説明する。走行車１を金庫のように頑丈に作っても金庫ごと盗まれては意味がない。ここで格納基地ポート１００を使った方法を示す。この図は、格納基地ポート１００に走行車１Ｓが、格納されている図である。
【００５７】
このとき走行車１Ｓは充電コネクタ１０と１１は結合されていて充電されている。またラチェット１０３は走行車１Ｓと格納箱型ポート１００とを結合して走行車をひっぱりだすことはできない。これを操縦者がテンキー付操縦器３で暗証番号などを入力しこれを格納基地ポートに送ることによってラチェット１０３が開き、走行車１は走り始め、操縦者の手元までやってくる。
【００５８】
必要がなくなったら操縦器３のホームボタンを押すことにより、走行車１は命令を受け取り,格納基地ポートに戻って行き、中に入ってラチェット１０３が閉じられる。
走行に関しては、走行車１が格納基地ポート１００に入るために、入り口に到着するときには、これまでに述べた方法により、ポートの中心線に添ってまっすぐに入ってくる。
格納基地ポート１００には、２組の赤外線発光器と受光器があるが、外側の組は通常の走行に用いられ、内側の組は格納基地ポート近傍および内部に入ったときに、用いられる。
格納基地ポートは大きくて重くするか、アンカーボルトで床に固定すれば盗まれにくくなる。
【実施例１０】
【００５９】
図２３は、走行車１に戻りスイッチ１１０を付けた図である。走行車１を操縦者の手元に呼び寄せるには、操縦器３を操作して行うが、走行車１をポートへ戻らせるには、操縦器３を使わずに、戻りスイッチ１１０を押すことによっても行わせることができる。図３のように、戻りスイッチ１１０は走行車１のマイクロプロセサ４２に接続されていて、操縦器３からの戻り命令を受信した場合と同じ動作を行わせる。
【００６０】
そして、このシステムでは操縦器３の戻れ命令キー５２をとり除いて、来い命令キー１個にして、操縦器３を簡素にすることができる。
【実施例１１】
【００６１】
図２４は、操縦器３の向きを変えることにより、走行車１をコントロールする例である。走行車１が操縦器３に近づく制御は、ポート２に近づく場合と同様になる。図２４(a)のように操縦器３のキー５１を押すと、走行車１がやって来る。
【００６２】
つぎに、操縦器３と走行車１の距離が基準円２０の位置まで近寄るとこれを検出した走行車１は向きを変え、受光赤外線を９０°横方向に受けるように円２０に添って走行し、操縦器３の正面に来ると、再び向きを変え、操縦器３に向かって走行し操縦者のもとに近づいてくる。
このように走行車１をかならず操縦者の正面方向から来るようにできる。また操縦器からの赤外線の強度を連続的に検出して目標方向制御を行うと図２４（ｂ）、（ｃ）のようになめらかに近づいてくる。
【実施例１２】
【００６３】
操縦器３の向きで走行車１をコントロールする第２の例である。
図２４と同様に操縦器３に発光素子４ａ，４ｂの二個の受光強度が計り、正面からのずれ角ηを推定する。
【００６４】
走行車１のセンサが操縦器３の正面からのずれ角ηを検出し、κ（−９０°＝＜κ＝＜９０°）を図２５(a)のように定義したとする。走行車１は赤外線の飛来方向を検出し、その飛来方向からκずれた方向に向くように、向き制御を行わせると、図２５（ｂ）−（ｅ）のように走行車１から見た操縦器３の向きを変えることにより走行車１の走行方向を変えることができる。
【００６５】
この例は、来い命令キー５２を押した状態であり、(d)のように操縦器３を走行車１に向けていると、走行車１は真っ直ぐに近寄ってくるし、(c)のように左に向けると走行車１は左方向によりながら近づいてくるし、また、(e)のように右に向けると走行車１は右方向によりながら近づいてくる。
【００６６】
そして図２６に示すように、操縦器３を走行車１から少しそむけた状態くと、走行によって次第にηの絶対値が小さくなりそれによってκの絶対値も小さくなるので、結局、操縦器３の正面方向から走行車１がやって来ることになる。
【００６７】
図２７は、逆に、走行車１が操縦器３から離れて行く場合の例である。戻れキー５１を押すと戻れ命令を受けて、走行車１はバック走行で遠ざかっていく。κとηの定義を図２５の時と逆にして、図２７(a)(b)(c)(d)のように向き制御をすることにより、バック走行の場合にも、操縦器３を向けた方向に走行させることができる。
戻れキー５１と来いキー５２の２個のキーを使い、操縦器３の向きを左右に振ることにより、前進と後進ですべての方向に走行車をコントロールすることができる。これは基地ポートを含まない走行制御システムでも使用可能である。
また、図２７(e)のように操縦器に、左右に動くレバー付きのしゅうどう抵抗器６１を付けてこの振れ角度ζを送信すると、操縦器の振り角ηの代わりに使用することができる。
【実施例１３】
【００６８】
図２８は、走行車１と基地ポート１２０との構造例を示す。走行車には、充電池が積まれていて基地ポートに入ると充電電流が供給される。そのために、基地ポートには接点１０、走行車１には接点１１がついている。図２８(c)に、その結合状態を示している。また結合状態になると、蝶番７４を支点に回転できるようにつけられたアクチュエイタ板７３は、ストッパ１２３に押されてセンサスイッチ１２８のスイッチ棒１２７を押してセンサスイッチが入り、走行車１がポートに完全に入ったことを知らせ、走行車１のモータは停止する。
【００６９】
走行車１は、ゆっくり入ってくるが、モータの慣性でストッパ１２３とアクチュエイタ板７３がぶつかった状態ですぐには停止できない。しかしここで動輪１３０は薄板１２２の上にのっており、薄板１２２は、アーム１２１に固定されているので、動輪１３０は、少しの間は薄板１２２の上でスリップをしながら回転して結合を完全にさせるが、ポートを押して移動させることにはならない。走行車１が多少斜めに入ってきた場合でもストッパ１２３とアクチュエイタ板７３の全体が接する方向に走行車１は回転し、走行車１はまっすぐの状態に補正されて止まることになる。
【００７０】
走行車１自体の慣性もポートを押し動かす可能性もあるが、動輪１３０が薄板１２２の上にのっているので薄板１２２と床との摩擦が大きくなり、これを止める働きをする。薄板１２２の床と接する部分を摩擦力のあるゴムなどにするとさらに効果がある。逆に、動輪１３０と接する上の部分は摩擦は大きくないほうが良い。
【実施例１４】
【００７１】
図２９は、図２８のアクチュエータ板１２５を左右２つに分けて、２対のアクチュエータ板１２５、１２５aとセンサスイッチ１２８，１２８aとポート側のストッパ１２３，１２３aをつけたものである。左右別々に走行車と基地ポートとの接触がわかるので、図３０(a)のように走行車が傾いてポートに入った場合は、センサスイッチが検知していない側の車輪を駆動させる。これにより、両方のセンサスイッチが検知する状態すなわち走行車がまっすぐな状態に補正することができる。
【００７２】
またこのセンサスイッチは通常の走行中に障害物にぶつかった場合にも動作するが、基地ポートからの距離は赤外線の強さでどちらの場合かは識別できるので適切に対処することができる。
図３０(b)は走行中に障害物１７１にぶつかった場合の例である。走行車１の左側のセンサスイッチ１２８ａが検知すると、左側が障害物にぶつかったと解釈し、バック走行で逆の右方向に方向を変えて少し走行し、その後、もとの方向にもどして走行を続行する。これを繰り返すとある程度、障害物をさけながら走行することができる。
【実施例１５】
【００７３】
図３１は，格納場所への走行に、ライントレースを使った例である。格納場所を利用場所から見えない隣の部屋にする場合や，複雑な経路を設定する場合などに有効である。
図３１(ａ)はアンテナ線を使ったライントレースの例の側面図、(ｂ)は平面図である。走行車１には、赤外線の発光受光のほかに１１１ａ，１１１ｂ，１１１ｃ，１１１ｄの４個のセンサーコイルが図のように底面にある。
また、床面にアンテナ線９５が図３１(b)のようにポート２の前を横切り、ライン基地１１９まで張ってある。
走行車１が操縦器３のそばにあり、戻れキーを押したとすると、走行車１はポート２の方向に走り出す。ポート２に向かって戻ってくる途中、４個のセンサーコイルがアンテナ線９５の誘導信号を検出し、走行車１の中心通過を検出すると走行を停止し、その場で左回転を始める。回転中、センサーコイル１１１ａ，１１１ｂが等しい誘導信号を拾うと、回転を停止、両センサーコイルの誘導電流が等しくなるように左右車輪を制御しながらアンテナ線９５に添うように走行してライン基地１１９にたどりつく。
但し、走行車１がラインを検出したときに、左回転して、ライン上左方向に進むことは、ライン基地１１９の方向を参照してシステム毎にきめていることになる。
【００７４】
走行車がライン基地１１９にいる状態で、操縦器３の来いキーを押すと、操縦器３から命令の赤外線が出て、それはポート２で受信される。
その信号はポート２の中でアンテナ線９５に乗せられ、センサーコイル１１１を通って走行車１で読み込まれる。走行車１は呼ばれていることを知りセンサーコイル１１１ｃ，１１１ｄからの信号が等しくなるように左右の車輪を制御しながら、アンテナ線に添って走行する。走行車１は、ポート２からの赤外線を真横から受けたことを検出すると停止し、操縦器３からの赤外線を探す。そして、操縦器３からの赤外線をめざして走行を始め、操縦器３のところに到達する。
【００７５】
ライントレースを使う走行車のブロック図を図３２に示す。４個のセンサーコイルがセレクター３５ｂで選択され、フィルタ３６ｂを通り、セレクタ３５ｃで受光素子側の信号と選択切り替えされ、以下は共通部分で、命令信号の取り込みと信号の大きさの読み取りがおこなわれる。
【００７６】
このようにして操縦者から見えない場所に基地ポート１２０があっても動作するシステムを作ることができる。
ライントレースは光学的な方法でも可能であり、反射テープなどを使用することができる。ただし、走行車１に来いという命令を伝達するために格納場所付近で新たな赤外線の放射器９２を設ける。
【実施例１６】
【００７７】
図３３は、２台の走行車を使用できるライントレース付きシステムの例である。アンテナ線を２グループ使用してそれぞれに走行車毎の異なるタイミングでアドレスおよび信号レベル検出用の電流を流すことでポート２の周りの共通部と二つの基地ポート１２０への走行の振り分けが可能となる。
【００７８】
操縦器３の選択スイッチ５０で走行車のどちらかを選択し、ボタンを押すことで、発する赤外線信号のアドレスが決まり、それに対応した走行車が走行し、ポートでは受信した赤外線のアドレスを検出し、それに対応したアンテナ線に指定のアドレスの付いた信号を流す。そして、指定の走行車のみが、指定の走行経路を走行することになる。
そして、ライントレースの場合も、走行車１の格納場所の機構部の構造は、図２８の構造を使うことができる。
【実施例１７】
【００７９】
図３４は赤外線誘導走行システムの途中に、ライントレース走行を入れた例である。ライントレースはアンテナ線の電磁誘導でも反射テープによる反射光誘導でもよい。別の部屋から任意の走行車を選択して呼び出す例である。
見えないところなので、操縦器３は、電波と赤外線を併用している。来いキーを押すと電波で来い命令がでたことを走行車１に知らせる。呼ばれたアドレスの走行車１は、格納庫１２０の発光素子５ａ，５ｂからの赤外線のバランスをとりながらまっすぐに走行を始め、ライン９６の上まで来て、ライン９６の信号を検出する。そこで停止して右回転しながらラインに沿って走行を始める。
【００８０】
停止位置を示す磁石９７またはラインの最後を検出して停止する。
ここで操縦器３からの赤外線を検出し飛来方向を検出し、その方向に向きを変えて、走行を始め、操縦器３のもとにたどり着く。
操縦器３の戻れキーを押すと２個の発光素子８５，８６からの赤外線のバランスをとりながら走行車１はライン９６の方向に走り出す。ただし操縦者は操縦器３をライン９６の方向に向けていなければならない。
【００８１】
走行車１がライン９６の上に来て、ラインからの信号を検出すると、左に向きをかえながらライン９６に沿って走行を始める。そして格納庫１２０の発光素子５ａ，５ｂからの信号を検出すると、自分のアドレスと一致したことを確認し、そこで停止する。
次に、その赤外線のバランスをとりながら走行し、格納庫１２０に到達し、走行を終了する。
【００８２】
走行車１がライン９６に達したとき左右どちらに行くべきかはシステムごとに設定する。ただし、ライン９６の両方に行く可能性のある場合は、ライン９６の左右どちらから操縦器３から呼ばれたかは認識できるので、ライン９６に戻ったときどちらに行くべきかを自動決定をすることは可能である。
【実施例１８】
【００８３】
図３５は図３４の例のライン９６の壁側に赤外線の送受のできるポート２を置いた例である。ここにポート２を置くことにより、操縦器３からの赤外線はポート２で受け止められ、ここから電波または赤外線などで走行車１に命令を伝えられる。
図３５の場合は格納庫の赤外線ポート経由で命令を伝えるようにした例である。
【００８４】
前例にくらべて、電波を使わないので簡略化できること、停止点はポート２からの赤外線受信で決められること、操縦器３のところから戻るとき、走行車１はポート２の赤外線を検出して戻っていくので、操縦器３は命令を出すだけで操縦の必要はないことなどの利点がある。
【実施例１９】
【００８５】
図３４は、ポート２と基地ポート１２０を包むように、床面に縦横に多数のアンテナ線を張り巡らしてある。これに時間的にずらした電気信号で走査している。そのため走行車１がこのアンテナ線の上にある場合では、コイルのそれぞれの位置のｘｙ座標を読み取ることができる。
【００８６】
走行車１には前後２個のコイルがあるため、位置と向きを得ることができ、任意の走行をおこなわせることができる。
最初、走行車１が図３２の右上の位置にいたとして、操縦器３から戻れ命令がでたとする。ポート２は無変調信号の赤外線を出し、走行車１は、ポート２の方向を知り、ポート２をめざして走行を始める。アンテナ線に到達し、座標を読み規定の場所まで来たことを知るとこの場所から、基地ポートへ行くための経路を算出し、そのとおりにアンテナ線上を走行し、基地ポート１２０にたどり着く。
【００８７】
次に操縦器３から、来い命令が赤外線で出ると、ポート２で受信解読され、その情報はアンテナ線にのり、コイルを通して走行車に伝わる。そこで、走行車１は基地ポートをまっすぐに出て、点１３１まできて、赤外線による走行に切り替わる。そして操縦器３をめざして走行を始める。
この方式では、走行の自由度が高いのが利点である。
【実施例２０】
【００８８】
これまでの例は、赤外線を使用して、円周状にならべた受光素子を使って飛来方向θ、φを、検出したが、走行車１にカメラと凸面鏡を積んで３６０度の範囲を撮影し、操縦器３とポート２の発光素子の光源を撮影して、その方向θ、φを検出することが可能である。
そして、通信には、光線以外に電波を使うこともできる。
【実施例２１】
【００８９】
通常の電動車椅子は、ジョイステイックの操作で、左右の車輪を駆動するモーターをコントロールし、前進後進、回転走行など自由に走行できるように作られている。
図３５は本発明の電動車椅子システムの上面図例である。また図３６は本発明の電動車椅子システムの側面図例である。(a)と(b)の違いは、(a)は電動車椅子の発光素子７と受光素子８が最上部の一箇所に付いていることであり、ポート１２０もそれにあわせて高さが高くなっている。(b)は発光素子７と受光素子８が後、左、右の３箇所の低い位置についている。ポート１２０もそれに合わせて低くなっている。
【００９０】
本発明の電動車椅子は、人が乗っているときでは、ジョイスティックでコントロールされる通常の電動車椅子と同じである。しかし、人が乗っていない状態では、操縦器から呼ぶと、操縦器のところにやってきたり、基地ポートへ自動操縦で帰還を行い、バッテリーの自動充電も行う。
人が乗っているときに、勝手に動くと危険もあるので、人が乗っているのを検知すると、操縦器からの命令では動かないようにしたほうが良い。
【００９１】
図３５は人が乗っているかどうかの検出の例である。座席部分のクッションの下に圧力センサー２０５があり、人が乗っていれば圧力センサー２０５に加重がかかり、人が居ることを検知する。
図３７の電動車椅子のブロック図で動作を説明する。発光素子７と受光素子８を含む赤外線受発光部２１０とマイクロプロセッサ２０６ａは操縦器からの命令に従って電動車椅子を動作させる信号を作り、マイクロプロセッサ２０６ｂに渡す。また一方ジョイスティック２０１からの信号もマイクロプロセッサ２０６ｂに渡される。
【００９２】
そして圧力センサー２０５の信号もマイクロプロセッサ２０６ｂに入る。この信号はジョイスティック２０１の信号を使うか、遠隔操縦処理部２０２からの信号を使うかの決定に使われる。
次に別の切り替え方法を示す。操縦器３を格納するホルダー２１１を電動車椅子の側面に図３３のように設ける。そしてこの中に操縦器３が入っているかどうかを検出し、入っている場合は、ジョイスティック２０１の操縦が有効となり、入っていない場合は、ジョイスティック２０１は無効となり、操縦器３からの遠隔操縦信号のみが有効になるようにする。
【００９３】
このようにすると、操縦器３が電動車椅子のキーの役割も果すことになり、人の居ない玄関を置き場所にした場合などでも、子供のいたづらや、盗難防止の役割を果す。しかも、自分の呼びには応じて、近づいてくることになり、単なる鍵以上の役割を果すことになる。
また、操縦器３と鍵が一体になっているものでも同じことになる。鍵を差し込むことでジョイスティック操作での走行ができるようになっていれば、同時に、操縦器３ははづせないので操縦器３での操縦は不可となる。
【００９４】
操縦器３による操縦は、危険をさけるために、人は乗っていないようにするべきであり、人が乗っていなければ、モータのパワーも小さくても動く。したがってジョイスティック２０１で動かすときは、モーターはフルパワーで動かし、操縦器３で動かすように切り替えたときには、モーターは小さいパワーしか供給しないようにすることも安全のためには良い。
【００９５】
電動車椅子が基地ポートに入っているときや、基地ポートのすぐ近くにいるときも、ジョイスティックで操縦すると基地ポートに衝突したり壁にぶつかったりする恐れもあるので、基地ポートの近くでは自動走行のみ許可させるべきである。基地ポートの近くにいるかどうかの検出は、基地ポートからの赤外線の強さを検知するのが簡単である。赤外線があるレベルより高い場合は、基地ポートの近くにいると判断する。
ひとつの例としては、バック走行で基地ポートに近づいてきた場合で、基地ポートからの赤外線レベルが高くなったときはバック走行を停止させ、基地ポートの近傍から十分離れるまでは前進のみ可とさせる。
【実施例２２】
【００９６】
図３８は電動車１の走行を制御する別の方法を示す例である。基地ポートに付属する発光器５は図３９のように複数の発光素子122が放射状にならんだ構成になっていて、ここから円周状に赤外線を走査放射する。これを走行車１上の受光器７がタイミングを合わせて受光すると、受光地点Pでの走査角度と赤外線の照度を得ることができる。照度は、光線の強度に比例し、おおむね距離の２乗に反比例すると考えられるので、方向による光線の強度をあらかじめ知っておけば、照度を測定すると、基地ポートの発光器５と走行車１の受光器７の間の距離Lを知ることができる。
【００９７】
すなわち図３８の角度γと距離Lがわかる。また走行車１の進行方向が図のPAの方向とすれば、θは進行方向を基準にした赤外線の飛来方向であるので、前に説明したようにして求めることができる。γとθが求まったので、角度μは
μ＝１８０°ーγーθ  ・・・ (1)
で求まる。
【００９８】
また基地ポート１２０を基準にして発光器５を原点にして図３８のようにXY座標を定義すると、図から点Pの座標xp,ypは、
xp＝L*sinγ   ・・・・・・・ (2)
yp＝L*cosγ   ・・・・・・・ (3)
ここでμは走行車１の固定軸であるy軸に対する角度であるから、μは走行車１の向きということになる。
【００９９】
また  座標（xp,yp)は走行車１の位置である。一般に、走行車の位置と向きが常に求めることができれば、任意の経路を走らせることが可能であるので、もっとも良い経路をあらかじめプログラムしておくことができる。
たとえば、図４０(a)のように、基地ポート１２０に近づいてくるときには、最初、基地ポートの少し手前の点Aを目標にして走らせ、点Aに近づくと徐々に向きを変えて基地ポートにまっすぐ入り込むようにする。この方法で基地ポートに戻らせると単純な経路で戻らせることができる。
【０１００】
距離Lが遠い場合は、距離Lの測定は精度が悪くなるので距離が遠いところでは単純に基地ポートに近づく制御を行い、ある程度近づいたところでこのやり方に変えることが実用的である。
また赤外線の強度の補正は、走行車が基地ポートに入ってストッパに当たって止まり、距離が確定した状態で行うことができる。
【０１０１】
走行車１が基地ポートから離れて、操縦器に向かっていく場合も、基地ポートの近辺では操縦器の方向も参照しながら、滑らかに走行することが可能になる。
操縦器に呼ばれて出て行く場合も、操縦器の方向も考慮して図４０(b)のように滑らかな経路をたどることも可能である。
【実施例２３】
【０１０２】
図４１のように、操縦器に呼びキーと戻れキー５１のほかにジョイスティック６２をとりつけて、この信号を走行車１に送信するようにすれば、ジョイスティックによる操縦も可能なシステムになる。通常は、走行車は基地ポートに入っていて、充電をしていている。操縦器の呼びキーを押すと、基地ポートから出てくる。そのあとは、操縦器付属のジョイスティック６２で操縦して部屋の中を動きまわり、用が終わって、戻れキー５１を押すと、走行車１は、基地ポートに向かって走り出し、基地ポートに正面から入り充電を始める。
【０１０３】
ジョイスティックでの操縦は、ＰＣＴ／ＪＰ０１／０４７４９にも書いてあるように、操縦器からの信号の飛来方向θを検出しジョイスティックの方向信号αとθを演算して走行モータを駆動し、走行車をαの向きに制御をすることにより行う。
もちろん、従来のラジコンの操縦方式でも可能である。
【０１０４】
これを車椅子など福祉機器に応用すると、自動走行では難しいような、障害物を操縦で避けて走行する用途にも使用できる。
また、模型を操縦して楽しむことに適用すると、操縦器のボタンを押すだけで、自動車模型などが自分で基地ポートである車庫に入って充電をするなど快適な玩具になる。
走行車が基地ポートに入っている状態では、操縦器の操縦は無効とする。操縦器のボタン操作で走行車を基地ポートから脱出させ、一定の距離だけ基地ポートをはなれたところで、操縦器の操縦が有効になるようにする。
【実施例２４】
【０１０５】
実施例２０での説明のように走行車１の位置座標と向きを常に求めることができるので、プログラムによる自動走行も可能である。この機能をつかうと、決まった時間に基地ポートから出てきて舞台で踊りを踊って、その後、格納箱に戻っていくような、からくり時計や玩具をつくることができる。
【実施例２５】
【０１０６】
図４２は電動車椅子をはじめ、多種類の電動車が室内にある例の平面図である。室内にはベッド２１７と椅子２１８があり、足の不自由な人が生活しているとする。
操縦器の平面図の例を図４３に示す。選択キー２２０を押す度に、液晶表示器２１９の電動車の種類が変わっていき、表示された電動車が選択されたことになる。そして来いキー５２を押すと選択された電動車がやってくる。戻れキー５１を押すと電動車は戻っていく。
【０１０７】
人はベッド２１７の上にいても、椅子２１８に座っていても、電動車は自分のところにやってくる。
電動車椅子の場合は、操縦器でそれを近くに呼ぶことと、基地ポートに戻すことは、自動操縦で行い、人が乗ったあとは従来の車椅子の操縦になる。
【実施例２６】
【０１０８】
基地ポートの無い場所または基地ポートから遠くて、信号が届かないところでは、操縦器の戻れキーを押したとき無効にする方法と、操縦器から離れていくようにするやり方がある。
後者の場合は実施例１２の来いキー５２の代わりに戻れキー５１を使うことと同じになる。すなわち来いキー５２を押しても戻れキー５１を押しても、走行車はバック走行で操縦器から遠ざかっていき、図２７のように、操縦器の左右の振りに応じて走行車も左右に向きを変えながら走行する。
【図面の簡単な説明】
【０１０９】
【図１】システムの全体図、(a)側面図、(b)平面図
【図２】操縦器のブロック図
【図３】走行車のブロック図
【図４】受光センサーの(a)上面図、(b)側面図
【図５】ポートのブロック図
【図６】ポート発光部の詳細図
【図７】ポートの周りの照度曲線
【図８】信号の内容とタイミング図
【図９】ポートに接近する経路を表わす図
【図１０】ポートから離れて行く経路を示す図
【図１１】滑らかな走行を説明する図
【図１２】函数ｆ（Ｌ），ｇ（δ）
【図１３】滑らかな走行経路１
【図１４】函数ｆ（Ｌ）
【図１５】単純な走行図
【図１６】全方位からポートに入ってくる経路図
【図１７】全方位にポートから離れて行く図
【図１８】障害物を自動的に避けて行く図
【図１９】多数の障害物を自動的に避けて行く図
【図２０】走行車が全方位に赤外線を走査する図
【図２１】格納基地ポート図の(a)平面図、(b)正面断面図
【図２２】走行車が金庫である図、(a)平面図、(b)側面断面図
【図２３】戻りスイッチ付走行車の説明図
【図２４】操縦器の向きによる走行制御図１
【図２５】操縦器の向きによる走行制御図２
【図２６】ポートと走行車の関係図
【図２７】操縦器の向きで操縦する図
【図２８】走行車と基地ポートの構造例
【図２９】走行車と基地ポートの構造例２
【図３０】衝突検知の動作
【図３１】ライントレースとの組合わせ例
【図３２】ライントレースとの組合わせ例２
【図３３】ライントレースとの組合わせ例（複数台）
【図３４】中間ライントレースとの組合わせ例（複数台）
【図３５】中間ライントレースとの組合わせ例２（複数台）
【図３６】平面座標との組み合わせ例
【図３７】電動式車椅子への応用＿平面図
【図３８】電動式車椅子への応用＿側面図
【図３９】電動式車椅子のブロック図
【図４０】位置座標を使った制御例
【図４１】円走査発光器
【図４２】任意曲線(a)戻り(b)呼び
【図４３】ジョイスティック付き操縦器の上面図
【図４４】室内構成図
【図４５】複数電動車用操縦器の平面図
【符号の説明】
【０１１０】
１    走行車
２    ポート
３    操縦器
４    発光素子
４a    発光素子
４b    発光素子
５    発光器
５a   左発光器
５b   右発光器
６    受光器
７    受光器
８    発光器
９    電源
１０    給電接点
１１    受電接点
１２    効用部
２０    基準円
２１    障害物
２２    壁
３１    受光素子
３２    受光素子
３３    受光素子
３４    受光素子
３５    セレクター
３６    フィルター
３７    可変増幅器
３８    検波器
３９    波形整形器
４０    Ｓ／Ｐ変換器
４１    Ａ／Ｄコンバータ
４２    マイクロプロセッサ
４３    ＰＷＭドライバー
４４    ＰＷＭドライバー
４５    走行モーター
４６    走行モーター
４７    波形作成器
４８    増幅器
５０    選択スイッチ
５１    戻れ命令キー
５２    来い命令キー
５３    マイクロプロセッサ
５４    P/S変換器
５５    発振器
５６    変調器
５７    増幅器
５８    発光素子
６１    しゅうどう抵抗器
６２    操縦器につけたジョイスティック
６３    マイクロフォン
６４    ＡＤコンバータ
７０    左照度曲線
７１    右照度曲線
７２    両照度曲線
７３    距離照度曲線
８０    障害物
８１    発光素子
８４    ジョイスティック
８５    発光素子群
８６    受光素子
８７    受光素子
９１a-h    発光素子
９２    赤外線の放射器
９３a    右受光素子
９３b    左受光素子
９５    アンテナ線
９６    ライン
９７    磁石
９８    ラインセンサー
１００    格納基地ポート
１０１    走行金庫のふた
１０２    走行金庫の本体
１０３    ラチェット
１０５    床面
１１１   コイル
１１９   ライン基地
１２０    基地ポート
１２１    アーム
１２２    薄板
１２３    ストッパ
１２５    アクチュエータ板
１２６    蝶番
１２７    スイッチ棒
１２８    センサスイッチ
１２９    床
１３０    駆動輪
１３１    キャスタ
１５０    フィルタ
１５１    増幅器
１５２    検波器
１５３    波計成形器
１５４    Ｓ／Ｐ変換器
１５５    マイクロプロセッサ
１５６    発振器
１５７    ゲート
１５９    ゲート
１６０    増幅器
１６１    発光素子
１６２    発光素子
１６３    発光素子
１６４    発光素子
１７０    マトリックス平面
１７１    障害物
２００    電動車椅子
２０１    ジョイスティック
２０２    遠隔操縦処理部
２０３    電源接点
２０４    電源接点
２０５    圧力センサー
２０６a    マイクロプロセッサプロセッサ
２０６b    マイクロプロセッサプロセッサ
２０７    モータードライブ回路
２０８    バッテリー充電回路
２０９    バッテリー
２１０    赤外線受発光部
２１１    フォルダ
２１２    車止め
２１３    衝突センサー
２１５    電源
２１６    電源ケーブル
２１７    ベッド
２１８   椅子
２１９    液晶表示器
２２０    選択キー
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
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【図４５】
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