游戏装置的制作方法

专利名称：游戏装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及使模拟例如汽车或赛马等移动物体在跑道上行驶的游戏装置。
这种游戏装置是公知的(作为一个例子可参考专利公开平1-94884号公报)。如果以专利公开平1-94884号公报中公开的游戏装置为例进行说明，这个游戏装置使模仿赛马的模型马在跑道上有若干头行驶，游戏者预想这些模型马的名次并赌手中的奖牌，借此方式达到娱乐的目的。虽然专利公开平1-94884号公报中公开的游戏装置具有使各个模型马可以在跑道上自由行驶的结构，但除此以之外也有把各移动物体行驶的导向装置固定在跑道上这种形式的游戏装置。
可是，在上述的已有的游戏装置中，模型马等移动物体行驶的跑道往往是固定的，比赛的游戏的变化只能根据移动物体在固定的路线如何(至少沿移动的两侧方向、前后方向)移动这个观点确定。因此，可赛不上已经充分地模仿实际的汽车赛或赛马，恐怕很难继续引起游戏者的兴趣。
为此，虽然也考虑在上述的游戏装置中定期地(例如以数月为单位)改变跑道设计，但是由于跑道设计的改变必须从框架的本身的设计改变开始到内部规格的全部改变，所以需要花费很多费用和时间，使改变跑道设计难以实现。
本发明是鉴于上述问题提出的，其目的在于提供一种可以长期保持游戏者兴趣、并且以低成本在短期就能改变跑道设计的游戏装置。
本发明的第一种结构适用于装备有在跑道上的行驶、模仿汽车、赛马等移动物体的游戏装置。
而且，上述的目的通过设置使移动物体在若干个跑道中的任何一个上行驶的行驶控制器达到。
移动物体可以是在跑道上行驶的任何物体，作为例子可以举出模仿马、自动车、小船和汽车等物体。而且，还可以随使用的是哪种行驶物体而改变游戏装置的内容。作为例子，在用模仿马的行驶物体的情况下便成为赛马游戏装置，在用模拟汽车行驶体的情况下便成为赛车装置。
行驶控制器是控制行驶物体在选择的跑道上行驶的装置，移动物体在该跑道上沿着什么样的轨迹行驶基本上由行驶控制器自主地决定。
选择若干个跑道中的任何一个跑道，是否使移动物体在选择的跑道上行驶还可以由游戏装置的管理者(操作者)适当选择，或者也可以响应规定时间间隔、次数选择游戏装置本身。
因此，行驶控制器使移动物体在从若干个跑道中选择的一个上行驶，借此使移动体在选择的跑道上行驶。
本发明的第二种结构是设置存储对应若干个跑道的跑道数据的跑道数据存储器，行驶控制器根据对应使移动物体应行驶的跑道的跑道数据使移动物体行驶。
存储在跑道数据存储器中的跑道数据是对应若干个跑道根据该跑道数据控制移动物体行驶的数据，如后所述，举例如用于指定各个移动物体的行驶路线的数据和用于指定跑道坐标的数据。跑道数据也可以包括有关跑道的宽(即沿移动物体宽方向的长度)的数据，在包括有关跑道宽的数据情况下，行驶控制器也可以使移动物体只在宽的方向移动这个跑道宽度。
另外，在跑道上预先设定若干条轨道，移动物体沿着任何的轨道行驶，虽然在设定在规定的位置点上轨道间可以移动的游戏装置上本发明也可以适用，但在这种情况下的跑道数据便成为上述设定点位置跑道上的哪个位置这一数据。
因而，行驶控制器当在若干个跑道中选择应使移动物体行驶的跑道后，就参照根据存储在跑道数据存储器中的跑道数据对应使移动物体应行驶的跑道的跑道数据并根据这个跑道数据使移动物体行驶。
本发明的第三种结构是使若干个移动物体在跑道上行驶、跑道数据是用于使各个移动物体分别行驶的数据。
所谓使各个移动物体分别行驶的数据可以举出例如如后述那样，指定移动物体的行驶路线的数据和指定成为移动物体的行驶范围的跑道的坐标的数据等。在此所谓“使分别行驶”如上所述，在跑道上设定固定轨道的情况下，作为一个例子是意味着就各个移动物体分别设定在特定的时间内沿着轨道行驶的距离、时刻及所行驶的轨道。另外，在移动物体可以自由地行驶于跑道内的情况下，作为一个例子是意味着就各个移动物体设定特定移动物体的特定时间的跑道上的位置。
因此，行驶控制器在根据跑道数据存储器参照对应使移动物体行驶跑道的跑道数据控制移动物体行驶时，就各个移动物体参照跑道数据。
本发明的第四种结构为跑道数据是用于指定各个移动物体的行驶路线的数据。因而，行驶控制器根据跑道数据存储器参照对应使移动物体应行驶的跑道的跑道数据、通过指定各个移动物体的行驶路线控制移动物体行驶。
本发明的第五种结构为跑道数据包括关于在各个移动物体的行驶路线上、在一系列时间内并排的若干个目标点的数据，行驶控制器为了使各个移动物体朝向其行驶路线上存在的目标点行驶而控制移动物体。
所谓“一系列时间内”虽然是指每个单纯的时间间隔，但也不一定是等间隔。因此，行驶控制器控制移动物体使其在行驶路线上朝向在一系列时间的并排的目标点行驶，移动物体跟踪连接这些目标点的行驶路线行驶。
本发明的第六种结构为跑道数据是用于指定对应的跑道的坐标的数据。因此，行驶控制器根据跑道数据存储器参照对应使移动物体应行驶的跑道数据并根据跑道坐标控制各个移动物体行驶。
本发明的第七种方案为行驶控制器控制移动物体使其不从跑道上脱离地行驶。因此，行驶控制器根据跑道数据存储器参照对应使移动物体应行驶的跑道的跑道数据并根据跑道坐标控制各个移动物体使其不脱离跑道地移动。
本发明的第八种方案为设置有检测各个移动物体在跑道上的位置的位置检测器，行驶控制器根据各个移动物体间的距离控制移动物体。
位置检测器是检测各个移动物体是在跑道的哪个位置上的位置，例如除了能对来自可以摄像跑道任意位置的摄像机等摄像装置的图像数据进行图像处理并进行位置检测的装置外，还可以举出利用超声波等接近传感器等进行位置检测的装置和象标牌那样地直接检测坐标位置的检测装置等例子。因此，控制器根据由位置检测器检测的各个移动物体在跑道上的位置检测信号控制各个移动物体的行驶。
本发明的第九种方案为在对游戏装置主体可自由装卸的交换用构件上设置跑道。因此通过装卸交换用构件可选择行驶物体需要行驶的跑道，并控制移动物体使其在选择的跑道上行驶。
本发明的第十种方案为在行驶控制器上设置从若干个跑道中选择使移动物体应行驶的跑道的选择单元。因此，行驶控制器控制移动物体使其在通过选择单元选择的跑道上行驶。
本发明的第十一种方案为在选择单元设置在若干个跑道上的板状显示用部件和通过使显示用部件露出规定区域选择移动物体应行驶的跑道的露出部件。
显示用部件是由例如具有挠性的材料组成的部件，在其表面上印有跑道轮廓等。也可以把若干个跑道轮廓并排设置在显示用部件的一个方向上，这时，显示用部件形成比较细长的形状。也可以把跑道轮廓纵横设置在显示用部件的表面上。
露出部件是使显示用部件的规定区域露出选择移动物体应行驶的跑道的部件，还装有例如可以使板状显示用部件只露出一定长度，并且可以将该显示用部件沿长度方向送出的机构。
因此，通过使露出部件露出显示用部件的规定区域选择移动物体应行驶的跑道，行驶控制器控制移动物体使其在该跑道上行驶。
本发明的第十二种方案为在选择单元上设置在移动物体的行驶平面上显示若干个跑道中移动物体应行驶的跑道的显示装置。
显示装置是在移动物体行驶平面上显示移动物体应行驶的跑道的装置，作为例子可以举出CRT，液晶显示装置等图像显示装置。但是如果考虑随着移动物体行驶的磨损等，则最好在该图像显示装置上设置由玻璃板等透光性材料组成的板并使该板表面在移动物体行驶平面上。另外，在把跑道设置在大范围上的情况下，也可以把若干个显示装置与显示面成对地配置。作为其它的显示装置，除了在移动体行驶面上投影图像的投影仪等图像投影装置以外，还可以举出响应跑道选择驱动在若干个跑道轮廓部分上分别配置的发光装置发光的结构。
因此，行驶控制装置控制移动物体使其在由显示单元在移动体行驶面上显示的跑道上行驶。
本发明的第十三种方案为设有在游戏装置上设置检测各个移动物体在跑道上位置的位置检测器，根据被位置检测器检测的各个移动物体的移动位置计算各个移动物体目标位置的目标位置的计算单元，控制各个移动物体朝向由目标位置计算单元计算的各个移动物体的目标位置移动的目标控制器。
因此，目标位置计算单元根据来自位置检测器的检测信号计算各个移动物体目标位置，而目标控制器根据来自目标位置计算单元的计算信号控制各个移动物体移动。


图1是本发明的一实施方式的游戏装置的整体透视图。
图2是游戏装置基座一个例子的透视图。
图3是在图1中示出的游戏装置的方框图。
图4是从构成面在平面上看到的自动车状态的方框构成图。
图5是进行自动车的位置检测的部分控制器的方框构成图。
图6是表示二值化处理电路详细电路图。
图7是显示图5电路图工作的时序图。
图8是用于说明取数据操作的电路图，8a示出了CCD摄像机视野内的基座，8b示出了8a状态的帧存储器的内容，8c是跟踪块BL1的放大图。
图9是表示跑道数据一个例子的图。
图10是说明适用与本发明有关的移动物体的远距控制装置的游戏装置操作的主流程图。
图11是说明适用与本发明有关的移动物体的远距控制装置的游戏装置操作的主流程图。
图12是表示初始位置识别子程序的流程图。
图13是中断I的流程图。
图14是中断II的流程图。
图15是中断II的流程图。
图16是表示游戏装置的基座另一例子的透视图。
下面参照附图详细说明本发明的实施方式。
图1是作为本发明一实施方式的游戏装置的整体透视图，图2是表示基座的透视图，图3是方框构成图。该游戏装置由作为移动物体的自动车和装置本体构成。自动车1在前后设置有车轮，自动车1可以在上面形成显示跑道2的路线的基座3上行驶。
如图2所示，基座3在外观上略成长方体形，在其上面可装卸地安装显示上述跑道2的跑道板21。在本实施方式中，跑道板21设有多个，在各个跑道板21上标记有具有不同跑道轮廓的跑道2。为了改变自动车1应行驶的跑道，可以交换安装在基座3上的跑道板21。
在各个跑道2上分别附有固有的识别号，在将跑道板21安装在基座3上时，在该跑道板21上显示的跑道2的识别号在装置本体侧可以识别地构成。使跑道2的识别号可识别的构成是任意的，作为一个例子可以举出在跑道2的一面印刷条码，在基座3侧设置读出条码的装置这样地构成。或者也可以采用在跑道板21的一面设置固有的凹凸、由接近设置基座3一侧上的微动开关和接近传感器检测该凹凸这样地构成。当然也可以省略自动识别信号的构成，而由管理者设定跑道2的变更次数。
装置本体侧由控制器4、监测器5、作为区域传感器的CCD摄像机6和作为发送装置的发射LED7构成，并且在控制器和发射LED7之间设置发射单元8。
因为控制器4是总括控制本游戏装置的全部动作，所以除了在内部内装计算机(微机)41外，还装备有帧存储器40和用于检测自动车1等的硬件的电路(在图中汇总用4A表示)、预先存储比赛程序、跑道数据和竞赛的展开等的ROM412，以及在初始化时读帧存储器40的图像或输时存储在计算过程中的数据并存储所需要参数的RAM413。另外，还装备有所需要的计数用计数器。该微机41如后所述，根据检测数据计算自动车的位置、速度和方向。下面参照图5说明控制器4的构成。
在本实施方式中，若干个跑道数据存储在ROM412内。轨道数据是每隔规定时间间隔逐一存储作为显示记录在基座3上的比赛轨道2上的任意转圈轨道的以H坐标、V坐标表示的位置。在自动车1为若干辆时，分别对应各辆自动车形成转圈用的位置数据。
图9是表示存储在控制器4的ROM412内的跑道数据一个例子的图。在本实施形态中，事先指定在跑道2上的各自动车1的每条行驶路线，把每隔规定时间的各自动车1的行驶路线上的目标位置作为数据存储在ROM412内。在图9示的例子中，示出了3辆自动车1的行驶路线R1、R2和R3。在这些行驶路线R1～R3上指定每隔规定时间的各个自动车1的目标位置P11～P18、P21～P28、P31～P38。虽然目标位置的指定法即跑道数据存储法是任意的，但作为一个例子可以举出在跑道2上设置正交坐标，把各目标位置的坐标值作为跑道数据存储的方法，另外，在ROM412内还存储在各目标位置的各个自动车1的目标速度数据。
在本实施方式中，在ROM412内还存储关于各个跑道2的每个比赛展开的数据。关于比赛展开的数据是确定比赛顺序的次序，预先具有若干种比赛进行，每开始一个比赛利用随机发生器就可以确定采用哪种比赛。或者在一种比赛进行时，每开始一个比赛，可以使位置数据对不同的自动车随机分布。控制器4就各个自动车设定的比赛进行操纵，如后所述，便可提供沿着就自动车设定的比赛展开的行驶控制信号。
虽然监测器5在游戏中不是特别必需的，但在制造或维修时等可以显示自动车1的检测情况等。另外，虽然图中没有示出，但在本游戏装置中通常要求有奖章的比赛，例如装备分配的计算及其显示装置、奖章投入口、奖章检测器、向预想的车输入游戏参加者的获奖装置及其检测器、获奖有无的判断单元、变换奖牌个数的计算单元及其变换器等公知的一般构成。
当CCD摄像机6为1台时，基本上放在基座的中央，使摄像方向朝下配置在基座上方的规定高度上，以便能含着基座3上面的整个视野。因此，如果考虑CCD摄像机6的视野框，则基座3的形状最好是正方形或圆形，尽管如此，由于比赛轨道的形状和游戏种类的不同，也可以采用上述形状以外的各种形状的基座。
CCD摄像机6的作为固体摄像元件的接收光元件按公知方式配置成多列矩阵状，摄像机是在规定时间可选择的例如1场1/60秒扫描周期和1帧1/30秒扫描周期的方式下把1帧作为扫描周期进行摄像的。并且可以传送出响应来自各接收光元件的接收的光道量的等级变换出的电信号。适用在本实施方式中的CCD摄像机6通过在其接收光的面上与其对置地配置红外光透过的滤光器，以便只接收确定频带的红外光，以达到防止由外光引起误动作的目的。而且也可用若干个CCD摄像机代替CCD摄像机6，使基座3的面分成若干个面，由各CCD分别负责各个面的摄像，这样可以提高摄像分辨率即位置检测精度。
发射LED7是例如发红外光的发光元件，与上述CCD摄像机6相同，使发射方向朝向下方配置在基座3上的规定高度的位置上。来自该发射LED7的红外光信号是具有朝向在比赛轨道2上行驶的自动车1所需要的宽范围角度发射的，所以LED7的个数，虽然也可以在中央位置上放置1个，但是从期望信号传输的可靠性这点出发也可以为了覆盖把基座3分成的两个区而配置两个。在本实施方式中，为了覆盖把基座分成的四个区而配置4个。
在配置有若干个发射LED的结构中，发射单元8可以从并联的各发射LED7发射同步的脉冲信号。借此，即使各发射LED7覆盖的区有部分重叠，也不会发生干扰，从而防止误动作发生。此外，作为发射LED7的连接方法，代替图3的连接方法也可以采用结构简单的串联连接方法或既能限制阻抗的影响又能防止发生干扰、通过串联连接并且在各个LED上加入驱动器(用屏蔽线的)方法。图3所示连接方法与串联连接情况相比具有阻抗的影响小的优点。
图4是从构成面在平面上看到自动车的状态方块构成图。
自动车1具有图中未示出的车体，在其前部左右侧安装可转动的车轮111、112，在后部侧(或前部侧)的中央部分设置未示出中的球体(球状转向轮)，具有所谓三点支持结构。该球体嵌入在至少在本体下面侧形成的体积一半以上可嵌入的部分球状的腔中，使该球可以在360°方向转动。通过形成的三点支持结构，可以有效地产生车体的滑动感。另外，也可以代替该球体而在左右设置可以转动的车轮。
自动车1具有转动驱动由树脂等构成的车轮111、112的电动机113、114。作为电动机113、114，利用直流电动机在占空比控制下调整速度和必要的响应倒行驶(使供给电流的极性颠倒)。另外，也可以用通过改变脉冲频率控制速度的脉冲电动机。电动机113、114的转动轴与车轮111、112的转动轴之间设置若干档减速齿轮便可获所要求的速度范围。另外为反馈调整自动车1的速度而设置检测电动机113、114的转动速度的转动速度检测器115、116。该转动速度检测器115、116可能一体转动地设置在电动机113、114的转动轴上，由在圆周方向有一定间隔上贯穿有小孔的转动板115a和116a及夹转动板115a和116a并检测该小孔的光电遮断器115b、116b构成。
117是作为自动车1侧部的控制器的单片微处理器，微处理器117分析来自装置本体侧的发射LED的发射信号，生成自动车1的行驶控制信号，控制发红外光的前后LED118、119(图4中只示出1个，参看图4)进行发光动作。ROM120是存储使其发光操作的程序的存储器。另外113a、114a是把微处理器117输出的速度信号进行功率放大然后驱动供给电动机113、114的放大器。
如图3所示，前LED118朝向正上方配置在自动车1前部中央，后LED119朝向正上方配置在后部中央。并且，由该前后LED118、119发出的红外光的频带与CCD摄像机6前面的红外透过滤光器的透过频带一致，以便由配置在上方的CCD摄像机进行摄像。使前后LED118、119具有宽的发光方向角度，以便使在基座3上的任意位置上CCD摄像机6都能摄到像。
再参看图4，121是红外线接收单元，它由接收从发射LED7发射的光脉冲信号的光电二极管等组成，如图3所示那样在自动车1的例如在中央部分向上配置。为了使该光电二极管也能在大立体角范围内接收红外光，可以使该光电二极管例如露出。122是可充放电的例如Ni-Cd电池组成的蓄电池，作为自动车1的电池使用。123是把电池122的电压必须根据需要生成微处理机117的操作需要的5V电压和电动机113、114运行所必须的6V电压的稳压电源电路。
图5是检测自动车位置的控制器4的方框图。二值化处理电路42把CCD摄像机6摄像的基座3上的图像转换成高、低二值数据输入给帧存储器40，该二值化处理电路42的详细情况将采用图6在后面说明。帧存储器40装备分别与各个CCD摄像机6的图像数一致乃至具有其对应的存储量的帧存储器401、402，通过选择每隔一个场周期(帧周期的1/2)或帧周期轮流地进行转换存储图像数据。
43是生成帧存储器写入地址的地址生成电路由例如输出14MHz的基准时钟脉冲的基准时钟信号产生电路431和产生H、V地址的H、V计数器432构成。H、V计数器432输出以场周与期同步的速度扫描帧存储器40的所有地址的写入地址，使来自二值化处理电路42的二值数据交替地写入帧存储器401、402中的一个中。
44是生成对应帧存储器40内的规定区(以下称跟踪块)的读出地址的读出地址生成电路，由设定跟踪块的初始位置的初始设定电路441和H、V计数器442组成，读出地址生成电路44在后述的初始位置识别处理后动作。根据由微处理机供给的跟踪块的启动地址(Hs、Vs)和跟踪块的尺寸数据生成跟踪块的读出地址。借此只读出相应的跟踪块内的二值数据。
45是把对应在初始位置识别时由微处理机41输出的帧存储器40的读出地址将读出的二进制数据取到微处理机41中的数据取出电路，由多路选择器451和缓冲器452构成。在初始位置识别时，由于除前后LED118、119的数据外，还可能混有干扰信号，所以需要用微处理机41对帧存储器40的全部二值数据进行处理，数据取出电路45是为此目的而设置的。即只要PC地址从微处理机41一传送出，就经多路选择器451顺次读出指定地址的二值数据，并通过缓冲器452输入给微处理机41。缓冲器452是用于输入对应PC地址例如8位的并行数据的装置。
CCD摄像控制器46是根据来自基准时钟信号产生电路431的基准时钟产生同步信号和摄像同步信号，根据这些同步信号对帧存储器的切换和帧存储器的地址产生、CD摄像机的扫描周期以及它们的时序进行同步。
471、472是作为切换电路的多路选择器，多路选择器471适当切换来自H、V计数器432、442和微处理机41的PC地址并输入给帧存储器40，多路选择器472切换帧存储器401、402的输出。
48是数据累积电路，它由加法电路481、闩锁电路482和点计数器483构成。累积结果输入给微处理机41，根据累积结果按后述的方式可以计算出自动车1的位置、跟踪块和行驶控制数据。
图6是表示二值化处理电路42细节的电路图，图7是表示该电路工作的时序图。在图5中，421是放大包含由CCD摄像机6输入的图像数据的NTSC信号的放大器，放大后的NTSC信号经包含AC耦合电路的电路422转换成所需要的电平信号后输入给由运算放大器组成的比较电路423的非反向输入端。D/A转换器424是数字模拟转换电路，它将从微处理机41输入的例如8位门限数据转换成模拟信号后，输入给比较电路423的反向输入端。比较电路423在NTSC信号的电平为门限值电平以上时输出高电平信号，输出数据输入给串并行转换器425。串并行转换器425根据采样时钟脉冲将二值数据变成8位数据输出给闩锁电路426。闩锁电路426将该信号锁存输出给帧存储器40。并且，将二值并行数据通过在8个像素份取入时间内输出的光脉冲(阻止-WR)的发射定时写入帧存储器40中。
因此，如图7所示，第1号图像数据(ADD0的数据)与CCD摄像机6的像素和帧存储器40的地址相对应地写到相应的地址ADD0中，ADD1的数据与CCD摄像机6的像素和帧存储器40的地址相对应地写入地址ADD1中，ADD2的数据与CCD摄像机6的像素和帧存储器40的地址相对应地写入地址ADD2，……，依此类推。由于二值处理电路42中采用D/A转换器424进行模拟的电平比较操作，所以对于高频带的NTSC信号与通过数字数据之间进行比较的已有的构成情况下相比，可以使用更多位的门限数据，这样具有可以提高电平比较的分辨率的优点。另外，本发明不是限制进行数字数据之间比较的已有电路构成的采用，而可以采用考虑要求的分辨率精度等的任何构成。
图8是用为说明数据收取电路48操作的图。8a示出从在CCD摄像机6视野内的基座3看到的状态，8b是在对示于8a中的基座3摄像时的帧存储器40内的内容，8c是放大跟踪块BL1的图。
在图8a中，1台自动车在基座3上，前后LED118、119正在发光。在图8b中，对应前后LED118、119的LED像素D1、D2通过高电平存储。另外，BL1、BL2示出了跟踪块。
在图8c中，跟踪块BL1内的各个方形格示出了CCD摄像机6的像素即帧存储器40的各地址，在本实施方式中，除了采用正方形的跟踪块之外，还通过把其一个边设定在1个场周期(1个帧周期的1/2)内自动车1移动距离的至少2倍长度上，这样就可以比较可靠地对自动车1进行360°方向行驶的跟踪。跟踪块BL1的左上端(Hs、Vs)是跟踪块的初始地址，它通过初始设定电路441设定。另外，H、V计数器442是从初始地址(Hs、Vs)沿列方向[图8c的箭头所示方向]如(Hs+1，Vs)...(Hs+d，Vs)这样指定地址，按照每一行结束就顺次转移到下一行，直到端地址(Hs+d、Vs+d)为止。借此，就图像的幅面指定d×d的跟踪块BL1。
另外，通过选择设置在CCD摄像机6的摄像面上的透镜、前后LED118、119的形状和宽度等就可以像图8c的划斜线部分所示那样使LED数据D1遍及若干个地址存在，这样，通过获得若干个点，便可以识别LED的数据之外的干扰信号等。
接着利用图5和图8c说明累积处理。通过指定到来自读出地址生成电路44的跟踪块BL1的地址，从帧存储器401(或402)中顺次读出地址内的存储内容，同时将这时的读出地址传送给地址加法电路481。
每逢从帧存储器401中读出作为LED数据D1的点(高电平数据)，就通过这个点数据使点计数器483的计数值增加，与此同时，传送给闩锁电路48。闩锁电路48只有在点数据输入时，才锁存从加法电路481中输出的地址值，同时将该值再传送给加法电路481。这样，每逢从帧存储器401输出点数据，才将存储该点数据的地址值输出给加法电路481中并累积起来。
其结果是，在点计数器483中放入存于跟踪块BL1内的点的个数而在闩锁电路482中放入点存在的地址的累积值。并且，微处理机41在跟踪块BL1的地址指定结束时，取入由闩锁电路482和点计数器483获得的数据，根据点数判断是LED数据还是干扰信号，累积值通过被点数相除算出并计算出点中心地址(Hc、Vc)。此外把这个中心位置作为前LED118的位置，根据该位置数据便可以进行跟踪块的设定和自动车行驶控制信号的生成处理。
另外，是LED数据还是干扰信号的判断也可以通过例如对点的个数设定门限值，把门限值以上的点的个数作为LED数据这个方法进行。也可以在LED不发光状态下，使二值处理电路42的门限值，即门限值电平从最小值逐渐提高，把自然光完全切断时的门限电平作为应设定的门限值。
另外，也可以用硬件构成计算上述中心地址，微处理机41变成只传送H、V的计算结果。另外也可以在坐标累积值中不用绝对坐标，而利用与基准坐标相对的坐标，最后加上基准坐标便求出目标坐标。这是保证使处理位数变小、硬件的加法处理高速化的关键。
图10、图11是说明作为本发明的实施方式的游戏装置的主流程图，在本游戏装置中，用例如用8台的自动车，在各自动车上通过在自动车上设置的嵌入式开关预先附加IDNoi(i＝0～7)作为每个自动车的固有号。
本流程在检测出规定的操作例如奖牌的投入，获奖预想车的输入等时便开始。首先在设定开展比赛后，就对整个系统进行初始设定，再对微处理机41的通讯入口进行初始化(步骤S2，4)，比赛展开的设定也可以进行如下首先进行识别跑道2的识别号(识别方法如上所述)，把对应已识别的识别号的跑道2的比赛从ROM42中取出，从取出比赛中随机地选择。接着生成对应IDNo0～7即全部自动车1的前后LED118、119的熄灭的指令，并从发射LED7传送给所有的自动车(步骤S6)。
接着使计数i设定为0(步骤S8)，生成对应IDNo0的自动车的前LED118的点亮指令，并由发射LED7发送(步骤S10)。IDNo0的自动车1的微处理机117识别发射指令是自己车的，只点亮前LED118。微处理机41在只待机前LED118达到所要求亮度所需要时间后例如只待机从点亮指令发射2帧(步骤S12)期间后，就执行初始位置识别的重心运算(步骤S14)。初始位置识别操作的详细情况将在后面描述。将获得的重心位置数据(Hc、Vc)作为FH(i)、FV(i)(其中，F是“前面”的略写)存储在作为缓冲器的RAM等中(步骤S16)。
当重心位置数据存储结束时，就接着生成对应IDNo0自动车的后LED119的点亮指令，由发射LED7发送(步骤S18)。IDNo0自动车1的微机处理机117识别发送命令是自己车的，就只点亮后LED119(即前118已熄灭)。微处理机41在只待机从点亮指令的发送2帧期间(步骤S20)后，就执行初始位置识别的重心运算步骤(S22)。将获得的重心位置数据(Hc、Vc)作为BH(i)、BV(i)(其中B是“后面”的略写)存储在RAM等中(步骤S24)。前后LED118、119的重心位置数据的存储一结束，就生成对应IDNo0的自动车的前后LED118、119的熄灭指令，然后由发射LED7发送(步骤S26)。IDNo0自动车1的前后ELED118、119熄灭。
接着使计数i只加(步骤S28)，再判断计数i的值是否已超过值7(步骤S30)。如果超过值7，则返回步骤S10，对IDN01自动车执行与上述同样的处理，顺次对从IDNo2至IDNo7的各自动车求出重心位置数据，存储起来。如果超过值7(步骤S30)，就对IDNo0～7即所有的自动车生成前后LED118、119的点亮指令，并由发送LED7发送给所有的自动车(步骤S32)。
这样，初始化处理一结束，就准备跟踪处理。首先对帧存储器401、402清零，接着设定跟踪块的尺寸。对用于轮流指定的帧存储器401、402的场计数器清零，通过设定允许中断变成中断等待状态(步骤S34～38)。
图12是步骤S14、S22的初始位置识别的子程序。如后面所述，虽然在自动车1跟踪时，通过中断，并可以用数据累积电路48进行处理，但是为了有效地防止由于不需要的反射光等的存在等原因引起的误选取，而在本子程序中执行步骤S14、S22的初始位置识别的重心位置抽出处理。
首先轮流指定帧存储器，将存取的图像数据输入给微处理机41的RAM(S70、72)。微处理机41对输入的图像数据进行扫描，利用公知的方法检测点的连续性，对于认为连续的各个区域进行标号处理，对这个标号数进行计数、存储该计数值(步骤S74)。
接着，判断标号数是否为1(步骤S76)，标号数大于2时，就设定系统参数内的干扰电平值，再把有效标号数计数L设定为0，把标号计数j设定为0(步骤S78～S82)。接着，先对标号数0的标号进行点数的计数(步骤S84)，再判断计数的点数是否未超过干扰电平(步骤S86)。如果点数超过干扰电平，则认为是有效标号，使有效计数L增加，进入步骤S90，如果不是这样，则直接进入步骤S90。在步骤S90中，使标号计数j递增，判别该标号计数j的数值是否已达到标号总数(步骤S92)。如果没达到标号总数，则返回到步骤S84，反复检测有效标号数，如果达到标记总数，则判别有效标号数计数L的值是否为1(步骤S94)。如果有效标号计数L的值超过1，则认为还含干扰信号，在上次干扰电平上设定比加1的门限值电平高的新的电平(步骤S96)，返回到步骤S80，执行与上述相同的处理步骤。如果有效标号计数L的数值与1一致，则进入步骤S98。在步骤S98中，把有效的1个标号作为前LED118(或者后LED119)，计算其重心坐标Hc、Vc，将该结果存储在缓冲器中(步骤S100)。根据Hc＝H坐标合计值/点数，Vc＝V坐标合计值/点数计算重心坐标。把这时的干扰电平作为系统的参量保存起来(步骤S102)，返回。
在步骤S76中，如果标号数为1，则把该标号作为前LED118(或后LED119)，计算该重心坐标Hc、Vc，将该结果存在缓冲器中(步骤S98、100)，同时把这时的干扰电平作为系统的参量保存起来(步骤S102)，并返回。
图11示出了在步骤S38的中断特别允许后，中断I、中断II开始后的处理。
在此，利用图13说明中断I的流程。中断1是通过每逢图像数据输入到帧存储器401(或402)结束时生成的中断信号开始的。首先将IDNoi设置成0，再切换到图像数据写入结束的那个帧存储器401(或402)上(步骤S110、S112)。接着，对IDNo0的自动车进行标记的跟踪块的开始地址(Hs、Vs)的设定(步骤S114)。
即，按照[表1]Hs＝FH[i]-(跟踪块尺寸/2)+修正量Vs＝FV[i]-(跟踪块尺寸/4)+修正量进行设定。修正量通过执行中断II的流程给出。
在地址Vs中，之所以用除以4的商值是由于如图13所示那样考虑了对帧存储器的图像以帧为单位取入二值化数据的操作的扫描线数为1/2。借此，便获得正方形的跟踪块。
将上述的Hs、Vs输出给开始设定电路441。然后，将识别是前后LED118、119中的哪一个的标志FBFLG设定为0，也就是设置到前LED118(步骤S116)，在跟踪块内的数据读取开始后返回。通过数据累积电路48进行对该IDNo0的自动车1的前LED118的数据的存取处理。
这样，由于开始地址(Hs、Vs)是按照使LED118(或119)的位置位于跟踪块的中心位置上的要求设定的，所以即使自动车1沿360°方向中的任何方向行驶，在1个帧周期后都能可靠地捕捉到自动车1的位置。
特别是如后面描述的那样由于还考虑了根据行驶速度和方向的因素设定的修正量而使跟踪更加可靠。代替根据预先设定的自动车1的最高速度设定可跟踪的规定修正量的方法，也可以按照自动车1的当前行驶速度(根据在过去两帧份的检测位置差和帧周期求出)的大小，实时地变更设定，这样，因为可以将前后LED118、119尽可能地引导到跟踪块的的中央位置附近上，所以可以防止跟踪的错误。
图14、图15是中断II的流程图。
中断II是通过每当V计数器442结束跟踪块的地址指定时生成的中断信号开始。首先判断计数i的值是否小于7(步骤S130)，如果大于7，则当作在1帧中的跟踪处理已结束，并返回。
如果计数i的值小于7，则从点计数器483中读取点数(步骤S132)，在此，判别点数是否为0(步骤S134)。如果点数为0，则设定位置跟踪失败标志PEF(步骤S136)，设定(Hc、Vc)＝(-1、-1)作为特定位置数据(步骤S138)。另外，通过监视该数据或上述失败标志PEF可以识别位置跟踪的失败，随后发出报警信号，或者通过把跟踪块修改为比为了这种情况预先设定的规定尺寸大的块以确保跟踪的继续。
如果点数不为0，则认为已跟踪成功；则读取来自闩锁电路482的H方向、V方向坐标累积数据。这时，如果闩锁电路483溢出(在步骤S142中N＝0)，则修正坐标累积数据(步骤S144)。这个修正的进行还加进例如从相应的LED188(或119)的前次重心位置及其自动车1的行驶速度乃至越溢出坐标值越大这一情况。如果没有溢出，则根据Hc＝H方向累积值/点数，Vc＝V方向累积值/点数求出H方向重心坐标Hc，V方向重心坐标Vc(步骤S146)。在此判别前后标志FBFLG是否为0(步骤S148)。
如果前后标志FBFLG＝0，则因为前LED118曾是检测对象，所以利用在步骤S146中求出的Hc、Vc和与此对应的上次计算值FH[i]、FV[i]按照AFH[i]＝H方向移动量×α，AFV[i]＝V方向移动量×β计算出对H、V方向的跟踪块的修正量AFH[i]、AFV[i](步骤S150)。另外，对应各方向的移动量根据FH[i]-Hc、FV[i]-Vc求出。修正系数α、β是0～1之间的数，是根据考虑自动车1的设定速度和跟踪块的尺寸等后设定成所需要的值。
接着，将该值Hc、Vc存储在对应于前LED118的FH[i]、FV(i)中(步骤S152)。当存储结束时，即在后LED119中设定前后标志FBFLG＝1(步骤S154)，设定对应后LED119的跟踪块的开始地址(Hs、Vs)(步骤S156)，即按照(数2)Hs＝BH[i]-(跟踪块尺寸/2)+修正量(数2)Vs＝BV[i]-(跟踪块尺寸/4)+修正量设定，开始计数(步骤S158)。
在步骤S148中，如果前后标志FBFLG＝1，则因为后LED119曾是检测对象，所以利用在步骤S146中求出的Hc、Vc和与其对应的上次计算值BH[i]、BV[i]，按照ABH[i]＝H方向移动量×α，ABV[i]＝V方向移动量×β计算出对应H、V方向的跟踪块的修正量ABH[i]、ABV[i]。另外，对应各方向的移动量根据BH[i]-Hc、BV[i]-Vc计算出。
接着，将该值Hc、Vc存储在对应后LED119的BH[i]、BV[i]中(步骤S162)。
在此，因为对IDNoi的前后LED118、119的检测已结束，将获得的计算值FH[i]、FV[i]和BH[i]、BV[i]作为RFH[i]、RFV[i]、RBH[i]和RBV[i]通过汇总传送并存储在主程序可以读出的缓冲器中。
当这个传送，存储结束时，前后标志FBFLG＝0，即前LED118被设定，设定对前LED118的跟踪块的开始地址(Hs、Vs)(步骤S168)。即按照[数3]Hs＝FH[i]-(跟踪块尺寸/2)+修正量Vs＝FV[i](跟踪块尺寸/4)+修正量设定。然后使计数i的值递增(步骤S170)，开始计数(步骤S158)，对于下一个自动车1的跟踪块重复与上述相同的处理。
返回到图11，当中断II的流程结束向缓冲器传送计算值时，将IDNoi设定为0(步骤S40)。接着，禁止中断(步骤S42)，从缓冲器中读取前后LED118、119的位置数据RFH[i]、RFV[i]、RBH[i]和RBV[i](步骤S44)，根据该读取结束解除中断禁止(步骤S46))。由于在利用中断II的数据传送在步骤S38～步骤S60之间重复进行，通过设置步骤S42、S46，即使来自缓冲器的数据输入和伴随中断II的数据传送的时序同时进行，也不读入错误的数据。
另外，自动车1的位置与前后LED118、119的位置配置间的关系预先设定，例如也可以使前后LED118、119的中间位置作为自动车1的位置。当确定自动车1的位置时，比赛就开始进行，即设定目标位置数据和速度数据(步骤S48)。
然后根据当前的目标位置和检测的自动车1的位置计算出自动车1应进行的方向(步骤S50)。再根据该方向(目标方向)和(根据自动车的前LED118和后LED119的位置计算出的)自动车的趋向计算出自动车1的方向修正量。如果利用当前位置，下一个位置和再下一个位置的数据计算出目标方向，则可能指示更光滑地沿着跑道方向行驶。对自动车1的速度和方向指示如下所述那样只用目标速度数据进行。即速度指示对驱动特定一面的车轮，例如车轮111的电动机113给出，方向指示作为对特定侧的电动机113的转动速度的速度差给出。另外，即使指示各电动机113、114的各自独立的旋转速度，同样也可以进行方向控制。
将获得的目标速度数据从发射LED7发送给相应的IDNoi的自动车(步骤S52)，再把计数值i只加1(步骤54)，判别IDNoi的值是否大于7(步骤S56)。如果IDNoi的值小于7，则返回到步骤42，反之，一旦IDNoi的值大于7，则进行系统复位信号的校验(步骤58)。所谓这个系统复位信号是根据在系统中发生异常情况或比赛已结束输出的信号。
如果系统复位信号没有复位(在步骤60中为NO)则返回到步骤40将IDNoi的值置0，借此继续对自动车1进行控制直到比赛结束为止。反之，一旦系统复位信号复位，则判断为比赛已结束，结束本流程。
在本实施方式中，虽然初始位置的识别(步骤S14、22)和跟踪时位置检测是通过不同电路进行的，但是也可以使初始位置识别和跟踪时的位置检测在同一电路中进行。另外，在初始位置识别中虽然是使前后LED118、119各自点亮进行位置识别的，但是也可以采用先只点亮前LED118，在下一个时序使前后LED118、119点亮，排除预先识别的前LED118的位置，再识别后LED119的方法。这样，作为前后LED118、119的控制信号就可以通过LED118、119两者熄灭，只点亮前LED118，点亮LED118、119两者三种方式完成。进一步，为了防止前后LED118、119的点亮时序与摄像时序的偏差及在点亮状态下可靠地进行摄像，也可以根据帧以外的因素设定待机时间。
另外，虽然在上述实施方式中是通过交换跑道板21进行改变跑道的，但是不限于此，如果能改变显示在游戏装置中的跑道，则可以采用任何构成。
图16是显示本发明的另一实施方式的装置、取出基座后的透视图。在该实施方式中，通过若干个跑道2在板22上标记，使规定部分露出基座3的表面来显示跑道2。为此，在基座3的表面上开有窗31。板22具有挠性，可以使例如塑料或金属形成薄板状。板22的两端分别卷成滚筒23、24形状，使滚筒23、24间的区域变成自动车1的行驶范围。
另外，在图16中虽然没有示出，设置有使板22朝箭头方向即从一个卷筒23送出朝另一卷筒24卷绕方向移送的移送机构。移送机构作为一个例子装备有朝卷绕方向驱动的电动机等驱动机构和引导板22的导引机构。上述的驱动机构如果不考虑速度等问题，也可以是用管理者等人力卷起的机构。
因为板22是具有挠性的材料，所以在面对窗31的部分基座3上设置有从里面支持板22的支持板(图中未示出)。另外，为了防止板22的磨损，或防止尘埃进入基座3内而最好在窗31上嵌上由具有透光性的材料(玻璃)组成的板材。
另外，虽然在上述实施方式中是根据自动车的目标位置指定跑道数据，但不限于此，只要是能使自动车在跑道上行驶的数据就可以。作为一个例子，也可以把表示跑道外延的坐标值作为跑道数据，在规定时间间隔内检测各个自动车间的距离，使各个自动车不能相撞，并且控制自动车使所有的自动车不会离开跑道。跑道的坐标值不限于实际坐标值，也可以设定假想的坐标值通过坐标变换变换成实际坐标值。作为一个例子，也可以把跑道作为由直线组成的轨迹、设定假想的坐标值，通过进行考虑曲率等的坐标变换变换成实际坐标值。
如以上详细说明那样，按照本发明的第1种结构，由于设置了使移动物体在多个跑道中某一个上行驶的行驶控制器，所以根据需要通过选择跑道便可以使移动物体在若干个跑道上行驶。借此，可以进行各种各样的游戏，可以使游戏者的兴趣长期保持下去。
按照本发明的第2种结构，由于设置了存储对应多个跑道的跑道数据的跑道数据存储器，根据与移动物体应行驶跑道相对应的的跑道数据通过行驶控制器使移动物体行驶，所以如果对应于多个跑道预先使跑道数据存储在跑道数据存储器中，则可以相应于跑道选择使移动物体正确地行驶。
按照本发明的第3各结构，由于多个移动物体在跑道上行驶，并把跑道数据作为使各个移动物体分别行驶的数据，所以可以进行使若干移动物体竞争名次的竞争游戏。
按照本发明的第4种结构，由于是把跑道数据作为指定各个移动物体行驶路线的数据，所以可以分别控制各个移动物体的行驶，可以进行具有复杂行驶花样的竞争游戏，从而可以提供有兴趣的游戏，使游戏者的兴趣更长期地保持下去。
按照本发明的第5种结构，由于跑道数据包括相关于在各个移动物体的行驶路线上以时间系列排列的若干个目标点的数据，行驶控制器为了使各个移动物体朝向其行驶路线上的目标点行驶而控制移动物体，所以可以使移动物体沿着连结该目标点的行驶路线行驶。
按照本发明的第6种结构，因为是把跑道数据作为指定对应跑道的坐标的数据，所以通过利用检测各个移动物体位置的位置检测机构可以控制各个移动物体沿跑道行驶。
按照本发明的第7种结构，因为控制器控制移动物体使各个移动物体不从跑道上离开，所以通过利用检测各个移动物体位置的位置检测机构可以实时地控制各移动物体沿着跑道更顺利地行驶。
按照本发明的第8种结构，由于设置检测各个移动物体在跑道上位置的位置检测器，行驶控制器可以根据各个移动物体间的距离控制移动物体，所以能够为使各移动物体不发生互相碰撞而利用来自位置检测器的检测信号控制各移动物体的行驶，可以实时地控制各移动物体沿跑道更顺利地行驶。
按照本发明的第9种结构，由于把跑道设置在相对游戏装置本体可自由装拆的交换用部件上，所以通过装卸交换用部件可以选择使行驶物体应行驶的跑道，从而可以实现低成本，在短时间就可改变跑道的花样。
按照本发明的第10种结构，由于在行驶控制器中设置有从若干个跑道中选择移动物体应行驶的跑道的选择单元，所以可以在由该选择单元选择的跑道上控制移动物体行驶。
按照本发明的第11种结构，由于在选择单元中设置有在其上设置了若干个跑道的板状显示用部件，和通过使显示用部件的规定范围露出而选择移动物体应行驶的跑道的露出单元，所以通过用露出单元改变显示部件的露出范围便可以选择使行驶物体应行驶的跑道，从而可以低成本，在短时间改变跑道的花样。
因此，通过使露出单元露出显示用部件规定范围选择移动物体应行驶的跑道，行驶控制器控制行驶物体在该跑道上行驶。
按照本发明的第12种结构，因为在选择单元上设置有在移动物体的行驶面上显示在若干个跑道中移动物体应行驶的跑道的显示单元，所以通过利用显示单元在行驶面上显示跑道可以选择行驶物体应行驶的跑道，从而可以低成本在短时间内变更跑道的花样。
按照本发明的第13种结构，由于在游戏装置中设置有检测各个移动物体在跑道上位置的检测器，根据由位置检测器检测的各个移动物体位置计算各个移动物体目标位置的目标位置计算单元，和控制各个移动物体朝向由目标位置计算单元计算出的各个移动物体的目标位置移动的目标控制器，所以根据来自位置检测器的检测信号可以控制各个移动物体移动，控制各个移动物体沿着跑道更顺利地而实际地行驶。
权利要求
1.一种游戏装置，设置了在跑道上行驶的移动物体，其特征在于装有使上述移动物体在所述若干个跑道中任何一个上行驶的行驶控制器。
2.如权利要求1所述的游戏装置，其特征在于装有存储对应上述若干个跑道的跑道数据的跑道数据存储器；上述行驶控制器根据使上述移动物体应行驶对应跑道的上述跑道数据使上述移动物体行驶。
3.如权利要求2所述的游戏装置，其特征在于上述若干个移动物体在上述跑道上行驶，上述跑道数据是，为使各上述移动物体分别行驶的数据。
4.如权利要求3所述的游戏装置，其特征在于上述跑道数据是用于指定上述各个移动物体的行驶路线的数据。
5.如权利要求4所述的游戏装置，其特征在于上述跑道数据具有关于在上述各个移动物体的行驶路线上按照一系列时间排列的若干个目标点的数据；上述行驶控制器为了使上述各移动物体向位于其行驶的路线上的上述目标点行驶而控制上述移动物体。
6.如权利要求3所述的游戏装置，其特征在于上述跑道数据是用于指定对应上述跑道的坐标的数据。
7.如权利要求6所述的游戏装置，其特征在于上述行驶控制器为了防止上述各个移动物体从上述跑道上脱离而控制上述移动物体。
8.如权利要求7所述的游戏装置，其特征在于上面装有检测上述各个移动物体在上述跑道上位置的位置检测器；上述行驶控制器根据上述各个移动物体间的距离控制上述移动物体。
9.如权利要求1所述的游戏装置，其特征在于上述跑道设置有对游戏装置主体可自由装卸的交换用部件。
10.如权利要求1所述的游戏装置，其特征在于上述行驶控制器装有从若干个上述跑道中选择上述移动物体应行驶的上述跑道的选择单元。
11.如权利要求10所述的游戏装置，其特征在于上述选择单元装备有设置上述若干个跑道的板状的显示用部件；通过使上述显示用部件露出规定区域选择上述移动物体应行驶的上述跑道的露出部件。
12.如权利要求10所述的游戏装置，其特征在于上述选择单元装备有在移动物体的行驶面上显示上述若干个跑道中上述移动物体应行驶的上述跑道的显示单元。
13.如权利要求1所述的游戏装置，其特征在于，装备有检测上述各个移动物体在上述跑道上位置的位置检测器；根据被上述位置检测器检测的各个移动物体的位置计算上述各个移动物体目标位置的目标位置计算单元；控制上述各移动物体朝向被上述目标位置计算单元计算的上述各个移动物体目标位置移动的目标控制器。
全文摘要
本发明提供一种游戏装置，该游戏装置可以使游戏者长期保持兴趣，并且可以以低成本在短时间内改变跑道的式样，解决的方案是在装有在跑道(2)上行驶的移动物体的游戏装置中设置使移动物体1在若干个跑道(2)中任何一个上行驶的行驶控制器(4)。
文档编号A63F9/14GK1167000SQ9710107
公开日1997年12月10日 申请日期1997年1月31日 优先权日1996年1月31日
发明者王杰, 山冈真吾 申请人:科乐美股份有限公司