車載ラップタイム計測装置およびラップタイム計測方法
【課題】サーキット場側の計測設備や車両側の磁気センサを不要にすると共に、ラップタイムを計測するために必要とされる車両の運転者の入力操作を減らす。
【解決手段】車両の現在位置を表す位置情報を取得する車両位置取得部２２と、周回コース内のゴール地点に車両が到達したことを表すゴール到達信号を入力する信号入力部２１と、車両の位置情報の微小変化に基づき前記車両の移動方向を検出すると共に、前記ゴール到達信号が入力されたタイミングと、前記車両位置取得部が取得した車両の位置情報と、検出された前記車両の移動方向とに基づいて、前記ゴール地点を含む直線状のゴールラインを特定する直線式を算出するゴールライン算出部２５と、前記直線式と車両の位置情報とに基づき時間を計測するラップタイム計測部２６とを備え、ゴール地点で車両進行方向と直交する方向にゴールラインが存在すると仮定して計算する。
【解決手段】車両の現在位置を表す位置情報を取得する車両位置取得部２２と、周回コース内のゴール地点に車両が到達したことを表すゴール到達信号を入力する信号入力部２１と、車両の位置情報の微小変化に基づき前記車両の移動方向を検出すると共に、前記ゴール到達信号が入力されたタイミングと、前記車両位置取得部が取得した車両の位置情報と、検出された前記車両の移動方向とに基づいて、前記ゴール地点を含む直線状のゴールラインを特定する直線式を算出するゴールライン算出部２５と、前記直線式と車両の位置情報とに基づき時間を計測するラップタイム計測部２６とを備え、ゴール地点で車両進行方向と直交する方向にゴールラインが存在すると仮定して計算する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両がサーキット場などで所定の周回コースを周回走行する際にラップタイムを計測するために用いられる車載ラップタイム計測装置およびラップタイム計測方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えばレース等の競技や運転の訓練や車両の走行試験などを行うために、車両が所定のサーキット場で予め決められた周回コースを多数回に渡って周回走行する際には、ドライバー等が実際の車両の走行状態を把握するために、周回コースを１回走行する毎の所要時間、すなわちラップタイムを計測する必要がある。
【０００３】
このようなラップタイムを計測する従来技術については、例えば特許文献１に開示されている。すなわち、計測用のストップウオッチを車載器として車両に搭載し、周回コースの路面側に埋め込まれている磁気バーを車載器に設けられた磁気センサで検出する。つまり、周回コース内で磁気バーが埋め込まれている位置を車両が通過するたびに電気信号を発生できるので、電気信号が発生してから次に電気信号が発生するまでの所要時間を計測すればラップタイムが得られる。
【０００４】
しかし、特許文献１に開示されたような特別なストップウオッチの車載器はサーキット場以外では使用されないので、サーキット走行を行うたびに車載器の取り付けや取り外しをその都度行うことになり作業が面倒である。そこで、例えば特許文献２に開示されたナビゲーション装置においては、特許文献１と同様のストップウオッチの機能をナビゲーション装置に搭載し、地図画面とサーキット用画面とを自動的に切り替えている。具体的には、車両の現在位置を検出し、現在位置から所定距離の範囲内で事前に登録されたサーキット場の有無を検索し、サーキット場が見つかった場合は自動的にサーキット用画面に切り替える。そして、サーキット用画面では特許文献１と同様のストップウオッチの機能を用いてラップタイムを計測し計測値を表示する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平８−１２２４６３号公報
【特許文献２】特開２０１０−３８６２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１又は特許文献２の技術を利用する場合には、走行するサーキット場側の設備として路面に磁気バーが埋め込まれていなければならず、車両側には前記磁気バーを検出可能な磁気センサを搭載しなければならない。
【０００７】
このような設備が存在しない場合には、車両の走行中に、ドライバーの手動操作によりゴール地点に到達する毎にストップウオッチのボタンを操作しなければラップタイムを計測できない。しかし、サーキット場で走行する車両のドライバーは運転操作に集中する必要があるのでゴールラインの位置に到達したことを認識して同じ位置で何回もボタン操作を行うのは非常に煩わしい作業である。しかも、ボタンの手動操作のタイミングと、実際に車両がゴールラインを通過したタイミングとの間にずれが生じるのは避けられず、計測されるラップタイムに誤差やばらつきが生じることになる。
【０００８】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、ラップタイムを計測するためのサーキット場側の設備や車両側の磁気センサを不要にすると共に、ラップタイムを計測するために必要とされる車両の運転者の入力操作を減らすことが可能な車載ラップタイム計測装置およびラップタイム計測方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前述した目的を達成するために、本発明に係る車載ラップタイム計測装置は、下記（１）〜（３）を特徴としている。
（１） 周回コースを車両が周回走行する際に１回の周回にかかる所要時間をラップタイムとして計測する機能を含み車載器として構成される車載ラップタイム計測装置であって、
前記車両の現在位置を表す位置情報を取得する車両位置取得部と、
前記周回コース内の所定のゴール地点に車両が到達したことを表すゴール到達信号を入力する信号入力部と、
前記車両位置取得部が取得した車両の位置情報の微小変化に基づき前記車両の移動方向を検出すると共に、前記ゴール到達信号が入力されたタイミングと、前記車両位置取得部が取得した車両の位置情報と、検出された前記車両の移動方向とに基づいて、前記ゴール地点を含む直線状のゴールラインを特定する直線式を算出するゴールライン算出部と、
前記直線式と前記車両位置取得部が取得した車両の位置情報とに基づき、前記車両が前記ゴールラインを通過してから前記周回コースを１回周回して前記ゴールラインに再び到達するまでの所要時間を計測するラップタイム計測部と
を備えること。
（２） 上記（１）に記載の車載ラップタイム計測装置であって、
前記信号入力部は、前記車両を運転するドライバーが操作可能な操作ボタンを含み、
前記ゴールライン算出部は、前記信号入力部の前記操作ボタンが操作された時に発生する前記ゴール到達信号が入力された時に、前記車両位置取得部が取得した位置情報の変化に基づき前記車両の移動方向を検出し、この時の車両の位置情報と検出された前記移動方向とに基づいて前記直線式を特定すること。
（３） 上記（１）に記載の車載ラップタイム計測装置であって、
前記ゴールライン算出部は、前記車両の周回毎に複数回に渡って前記ゴール到達信号が入力された場合には、前記ゴール到達信号が発生した各時点で得られた車両の複数の位置情報を平均化して前記直線式を修正すること。
【００１０】
上記（１）の構成の車載ラップタイム計測装置によれば、前記ゴール地点を特定するために最低１回だけ前記ゴール到達信号を入力することにより前記ゴールラインが自動的に特定され、このゴールラインの位置を基準としてラップタイムが計測される。従って、運転者の入力操作を減らすことができるし、ボタン操作等のタイミングのばらつきの影響を受けにくいので、精度良くラップタイムを計測できる。
上記（２）の構成の車載ラップタイム計測装置によれば、操作ボタンをドライバー等が操作することにより前記ゴール地点の位置を特定でき、前記ゴール地点における車両の移動方向も特定できる。
上記（３）の構成の車載ラップタイム計測装置によれば、ラップタイムの計測に用いる前記ゴールラインの直線式を現実のゴールラインの位置に近づけることができる。すなわち、ボタンの手動操作などによってゴール地点を特定する場合には、操作タイミングに多少のずれが発生するのは避けられないが、複数回の操作タイミングで得られた位置情報を平均化することによりゴールラインの位置ずれを低減できる。
【００１１】
前述した目的を達成するために、本発明に係るラップタイム計測方法は、下記（４）を特徴としている。
（４） 周回コースを車両が周回走行する際に１回の周回にかかる所要時間をラップタイムとして計測するための機能を前記車両上で実現するためのラップタイム計測方法であって、
必要なタイミングで前記車両の現在位置を表す位置情報を取得し、
前記周回コース内の所定のゴール地点に車両が到達したことを表すゴール到達信号が入力された時に、前記車両の位置情報の微小変化に基づいて前記車両の移動方向を検出し、
前記ゴール到達信号が入力されたタイミングで取得された前記車両の位置情報と、検出された前記車両の移動方向とに基づいて、前記ゴール地点を含む直線状のゴールラインを特定する直線式を算出し、
前記直線式と前記車両の位置情報とに基づき、前記車両が前記ゴールラインを通過してから前記周回コースを１回周回して前記ゴールラインに再び到達するまでの所要時間を計測すること。
【００１２】
上記（４）の構成のラップタイム計測方法によれば、前記ゴール地点を特定するために最低１回だけ前記ゴール到達信号を入力することにより前記ゴールラインが自動的に特定され、このゴールラインの位置を基準としてラップタイムが計測される。従って、運転者の入力操作を減らすことができるし、ボタン操作等のタイミングのばらつきの影響を受けにくいので、精度良くラップタイムを計測できる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の車載ラップタイム計測装置およびラップタイム計測方法によれば、ラップタイムを計測するためにサーキット場側の設備として磁気バーを備えたり車両側に磁気センサを設ける必要がない。また、車両の運転者等に要求される操作は最低１回だけ前記ゴール到達信号を入力することだけであるので、運転者等の入力操作を減らすことができる。
【００１４】
以上、本発明について簡潔に説明した。更に、以下に説明される発明を実施するための形態を添付の図面を参照して通読することにより、本発明の詳細は更に明確化されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】実施形態の車載ラップタイム計測装置の構成例を示すブロック図である。
【図２】図１の車載ラップタイム計測装置の外観を示す正面図である。
【図３】図２の車載ラップタイム計測装置の表示内容の具体例を示す正面図である。
【図４】平面内における車両と走行路とゴールラインとの間の位置及び方向の関係を表す模式図である。
【図５】図１の車載ラップタイム計測装置の主要な動作を表すフローチャートである。
【図６】図５中のゴールライン位置演算処理の詳細を表すフローチャートである。
【図７】ゴールライン位置補正処理を表すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明の車載ラップタイム計測装置およびラップタイム計測方法に関する具体的な実施の形態について、各図を参照しながら以下に説明する。
【００１７】
本実施形態の車載ラップタイム計測装置の構成例が図１に示されている。また、図１の車載ラップタイム計測装置の外観が図２に示されている。本実施形態の車載ラップタイム計測装置は、図１および図２に示す車載器１０に組み込まれ車両に搭載される。
【００１８】
車載器１０は、図２に示すような回転計（タコメータ）表示部１１およびサーキット表示部１２を表示可能な計器ユニットとして、車両の運転席前方のインストルメントパネル上の運転者（ドライバー）から見やすい位置に設置される。また、この車載器１０には運転者が操作可能な複数のボタン（スイッチ）３３ａ、３３ｂ等を有する操作部３３が設けられている。
【００１９】
図１に示すように、車載器１０は制御部２０、時計回路３１、ＧＰＳ受信機３２、操作部３３、無線信号受信機３４、液晶表示部３５、ＬＣＤドライバ３６、グラフィックコントローラ３７、フレームメモリ３８、および外部メモリ３９を備えている。
【００２０】
制御部２０は所定のマイクロコンピュータを主体として構成されている。また、制御部２０の内部に予め用意されているプログラムをマイクロコンピュータが実行することにより、図１に示された信号入力部２１、車両位置取得部２２、表示制御部２３、車両情報管理部２４、ゴールライン算出部２５、ラップタイム計測部２６の各機能が実現される。
【００２１】
時計回路３１は、周期が一定の所定のクロックパルスを計数することにより現在時刻を常時把握することができる。また、制御部２０の制御によりある時点から別のある時点までの時間を計測したり計測の結果や時刻を表す情報を出力することができる。
【００２２】
ＧＰＳ受信機３２は、複数のＧＰＳ（Global Positioning System）衛星から受信した電波の到達時間に基づいてこれを搭載した車両の現在位置を計算により把握することができる。車両の現在位置の情報は、緯度および経度を表す座標として出力される。
【００２３】
操作部３３は、運転者が操作可能な図２に示したボタン３３ａ、３３ｂ等を含んでいる。ボタン３３ａが操作されるとゴール到達信号が発生し、ボタン３３ｂが操作されると解除信号が発生する。後述するように、ボタン３３ａはラップタイムを計測する前にゴール地点に車両が到達したタイミングで運転者によって少なくとも１回押下される。
【００２４】
無線信号受信機３４は、車両外部からの無線信号を受信するために設けてある。すなわち、無線操作部４０を所持する車両外の計測者が無線操作部４０上のボタンを操作した場合に発生する無線信号（電波あるいは赤外線などの信号）を無線信号受信機３４が受信すると、運転者がボタン３３ａを操作しなくても無線信号受信機３４がゴール到達信号を発生する。なお、無線信号受信機３４の搭載は省略しても良い。
【００２５】
液晶表示部３５は、二次元画面上に文字、図形、画像等の様々な情報を必要に応じて表示可能なディスプレイであり、例えば図２に示した回転計表示部１１やサーキット表示部１２を表示することができる。
【００２６】
液晶表示部３５に表示される情報の内容は、フレームメモリ３８に書き込まれた情報によって決定される。実際に表示する内容は、制御部２０の表示制御部２３が決定し、制御部２０とグラフィックコントローラ３７との通信内容に従ってフレームメモリ３８に書き込まれる。フレームメモリ３８の内容は、ＬＣＤドライバ３６を経由して液晶表示部３５の表示に反映される。
【００２７】
外部メモリ３９は、不揮発性メモリであり、様々な情報を予め保持している。例えば、主要なサーキット場のそれぞれについて各コースの形状や位置などを表す情報が事前に外部メモリ３９に登録され、図２に示すサーキット表示部１２の内容を表示する際にこの情報が利用される。
【００２８】
図１に示す信号入力部２１は、操作部３３のボタン操作又は無線信号受信機３４が受信した無線信号によって操作部３３又は無線信号受信機３４から出力されるゴール到達信号や解除信号の入力を受け付ける。
【００２９】
車両位置取得部２２は、周期的にあるいは指定されたタイミングでＧＰＳ受信機３２に指示を与え、現在の車両位置を表す最新の位置情報（緯度／経度）を取得する。
【００３０】
車両情報管理部２４は、車両上の各部から出力される様々な車両情報を周期的に取得し管理する。例えば、エンジンの回転数（ｒｐｍ）、変速機のシフト位置、車速（ｋｍ／ｈ）、冷却水温度などの車両情報が車両情報管理部２４によって管理される。
【００３１】
ゴールライン算出部２５は、予め定めたゴールラインの位置などを特定するための処理を行う。この処理の内容については後で詳細に説明する。ラップタイム計測部２６は、ゴールライン算出部２５が特定したゴールラインに基づいてラップタイムを算出する。すなわち、車両がゴールラインを横切ってから周回コースを１回周回して再びゴールラインに到達するまでの時間をラップタイムとして算出する。
【００３２】
表示制御部２３は、必要に応じて様々な情報を液晶表示部３５の画面上に表示するための処理を行う。例えば、図３に示すサーキット表示画面５１やサーキット表示画面５２を液晶表示部３５のサーキット表示部１２に表示する。
【００３３】
図３に示すサーキット表示画面５１には、サーキット場の周回コースの形状とコース上の車両を表すグラフィック情報と、車両状態表示部５１ａが含まれている。車両状態表示部５１ａには、現在の車両の状態を表す情報として、エンジンの回転数（４５２０ｒｐｍ）、変速機のシフト位置（４）、車速（１６５ｋｍ／ｈ）、冷却水温度（７０℃）を表す文字情報が表示されている。
【００３４】
また、図３に示すサーキット表示画面５２には、サーキット場の周回コースの形状を表す走行路表示５３と、コース上の車両表示５４と、ゴールライン表示５５と、ラップタイム表示部５２ａとが含まれている。
【００３５】
なお、サーキット場の周回コースの形状や位置については、事前に登録されたデータを外部メモリ３９から読み出すことにより特定できる。また、コース上の車両の位置については、車両位置取得部２２がＧＰＳ受信機３２から取得した車両位置の情報を用いて特定できる。ゴールライン表示５５については、ゴールライン算出部２５が特定したゴールラインの情報を用いて位置や方向を特定できる。
【００３６】
ラップタイム表示部５２ａには、ラップタイム計測部２６の計測により得られた周回毎のラップタイムが表示される。図３に示すラップタイム表示部５２ａの例では、１周目のラップタイム（３’４８”）、２周目のラップタイム（３’１５”）、３周目のラップタイム（３’２４”）、４周目のラップタイム（３’１８”）が表示されている。更に、最速である２周目のラップタイムと、最新の４周目のラップタイムについては、それぞれ表示色を切り替えて他のラップタイムと区別し易いように表示してある。
【００３７】
平面内における車両と走行路とゴールラインとの間の位置及び方向の関係が図４に示されている。図４に示すように、一般的なゴールラインは走行路を横断する方向に延びる直線的な区切り位置であり、走行路の幅方向の一端から他端まで存在している。また、走行路はある程度の幅を有しているので、車両がゴールラインを横切る時に、ゴールライン上のどの位置を通過するかは決まっていない。但し、周回コースであってもゴールラインは走行路の直線状の箇所に設けられるので、車両がゴールラインに接近している状況においては、車両の進行方向がゴールラインの方向と直交する方向を向いていると考えられる。そこで、後述するように図１に示したゴールライン算出部２５は、ゴール地点近傍の車両の進行方向からゴールラインの方向を特定する。
【００３８】
図１に示した車載ラップタイム計測装置の主要な動作が図５に示されている。また、図５中のゴールライン位置演算処理（Ｓ１６）の詳細が図６に示されている。図５、図６に示す動作について以下に説明する。
【００３９】
ステップＳ１１では、制御部２０の車両位置取得部２２がＧＰＳ受信機３２から現在の（最新の）車両位置データ（経度：Ｘｏ，緯度：Ｙｏ）を取得する。過去にステップＳ１１で取得した車両位置データについては不要なので次のステップＳ１２でクリアする。
【００４０】
ステップＳ１３では、制御部２０の信号入力部２１が、操作部３３又は無線信号受信機３４からゴール到達信号が入力されたか否かを識別する。ゴール到達信号が入力されていない時には、ステップＳ１３からＳ１１に戻る。従って、その場合はステップＳ１１における車両位置データの取得を一定の周期で繰り返すことになる。ゴール到達信号が入力されると、ゴールライン設定指示ありとみなしてステップＳ１３からＳ１４に進む。
【００４１】
すなわち、図１に示す車載器１０を用いてラップタイムの計測を開始しようとする場合には、この車両が周回コースを走行中に予め定められたゴール地点に到達したことを認識したタイミングで、この車両を運転するドライバー、もしくは車外で無線操作部４０を操作可能な人物が、操作部３３上のボタン３３ａもしくは無線操作部４０上のボタンを押下してゴール到達信号を出力する。このゴール到達信号が信号入力部２１に入力された時にステップＳ１４の処理に進む。
【００４２】
ステップＳ１４では、制御部２０のラップタイム計測部２６がラップタイムの計測を開始する。例えば、時計回路３１の時間計測機能を利用する場合には、時間の計数値をクリアして経過時間の計数を開始する。あるいは、現在時刻の情報を計測開始時（ゴールライン通過時）の時刻として時計回路３１から取得する。
【００４３】
ステップＳ１５では、制御部２０の車両位置取得部２２がＧＰＳ受信機３２から現在の（最新の）車両位置データ、すなわちゴール地点を表す位置データ（経度：Ｘｇ，緯度：Ｙｇ）を取得する。
【００４４】
ステップＳ１６では、制御部２０のゴールライン算出部２５が、ゴールラインを特定するために図６に示すような処理を行う。図６のステップＳ３１では、ステップＳ１５で取得したゴール地点の位置データ（経度：Ｘｇ，緯度：Ｙｇ）と、ゴール地点に到達する直前（ゴールより少し手前）のタイミングでステップＳ１１で取得した車両位置データ（経度：Ｘｏ，緯度：Ｙｏ）とをゴールライン算出部２５が入力する。
【００４５】
ステップＳ３２では、ゴールラインを表す直線の方向の緯度／経度座標軸に対する傾きθをゴールライン算出部２５が演算する。図４に示すように、ゴール地点（Ｘｇ，Ｙｇ）の近傍においては、ゴールラインを表す直線の方向は、車両の進行方向に対して垂直な方向を向いていると考えられる。この場合の車両の進行方向については、例えばゴール手前位置（Ｘｏ，Ｙｏ）からゴール地点（Ｘｇ，Ｙｇ）まで車両が移動する間の移動方向として、経度の微小変化Δｘ（＝Ｘｏ−Ｘｇ）および緯度の微小変化Δｙ（＝Ｙｇ−Ｙｏ）に基づいて求めることができる。すなわち、緯度方向の軸に対するゴールラインの直線の傾きを表す角度θについては、次式で表される。
−ｃｏｔθ＝（Ｘｏ−Ｘｇ）／（Ｙｇ−Ｙｏ） ・・・（１）
【００４６】
ステップＳ３３では、ステップＳ３２で求めた傾きの角度θを利用してゴールラインを表す直線式を決定する。すなわち、この直線式は次式で表される。
Ｙ＝−ｃｏｔθ・Ｘ＋Ｙｇ−Ｘｇ（−ｃｏｔθ） ・・・（２）
【００４７】
上記の処理によりゴールラインを表す直線式を決定した後で図５のステップＳ１７に進む。ステップＳ１７では、ゴールラインの解除指示があったかどうかを信号入力部２１が識別する。すなわち、操作部３３のボタン３３ｂの操作によって発生する解除信号が信号入力部２１に入力されたか否かをステップＳ１７で識別し、解除信号が入力された場合はステップＳ２２に、入力されていなければステップＳ１８に進む。
【００４８】
ステップＳ１８では、制御部２０の車両位置取得部２２がＧＰＳ受信機３２から現在の（最新の）車両位置データ（経度：Ｘｏ，緯度：Ｙｏ）を取得する。ラップタイムの計測中にはステップＳ１８の処理が短い周期で繰り返し実行され、最新の車両位置データが逐次入力される。
【００４９】
ステップＳ１９では、ステップＳ１６で特定したゴールラインの位置に車両が到達したかどうかをラップタイム計測部２６が識別する。すなわち、ステップＳ１８で取得した最新の車両位置（経度：Ｘｏ，緯度：Ｙｏ）と前記第（２）式で表されるゴールラインの直線式とを比較し、車両が周回コースを１周走行した後でゴールラインを横切る位置まで車両位置が到達したか否かを識別する。到達した場合はステップＳ２０に進み、到達してなければステップＳ２１に進む。
【００５０】
ステップＳ２０では、ラップタイム計測部２６がラップタイムの演算及びその結果を表すデータの保存処理を行う。例えば、現在の時刻を時計回路３１から取得し、前回ゴールラインを横切った時に取得した時刻と現在の時刻との差分である周回コース１周の所要時間をラップタイムとして算出する。また、同時に計測値をクリアして次の周回に関するラップタイムの計測を開始する。
【００５１】
ステップＳ２１では、ステップＳ２０で得られたラップタイムの値を、表示制御部２３が液晶表示部３５の画面上に表示する。例えば、既に４周分のラップタイムの計測値が取得済みである場合には、図３に示すサーキット表示画面５２内のラップタイム表示部５２ａのように、４周分の周回毎のラップタイムを一覧として並べて表示する。また、ステップＳ１６で得られたゴールラインの直線式を利用して、図３のようにゴールライン表示５５を周回コースの走行路表示５３上に表示する。
【００５２】
ステップＳ２２では、ラップタイム計測部２６がラップタイムの計測を停止する。次のステップＳ２３では、ゴールライン算出部２５がステップＳ１６で決定したゴールラインの直線式を無効化する。
【００５３】
ステップＳ２４では、表示制御部２３が液晶表示部３５の表示内容を変更し、図３に示すサーキット表示画面５２の状態からサーキット表示画面５１の状態に切り替える。サーキット表示画面５１においては、ラップタイム以外の車両の状態を表す情報が車両状態表示部５１ａに表示される。
【００５４】
ところで、図１に示した操作部３３のボタン３３ａを運転者等が手動で操作してゴール地点を車載器１０に入力する場合には、運転者がゴール地点を認識するタイミングにばらつきが生じるし、ゴール地点を認識してから実際にボタン３３ａを操作して前述のゴール到達信号が発生するまでの時間にもばらつきが生じる。そのため、ボタン操作によって入力されたゴール地点と実際のゴール地点との間に誤差が発生する。このような誤差を減らすための処理の具体例が図７に示されている。この処理は制御部２０のマイクロコンピュータにより実行される。
【００５５】
図７に示すゴールライン位置補正処理においては、信号入力部２１がゴール地点を特定するためのボタン３３ａの入力操作を複数回受け付ける。そして、複数回の入力操作によりそれぞれ取得されるゴール地点の位置を平均化することにより、ゴールラインの位置の誤差を減らすことができる。図７に示す処理の内容について以下に説明する。
【００５６】
前述のように周回コースを走行中の車両上において、ゴールラインを横切る時に運転者が操作部３３のボタン３３ａを押下するとゴール到達信号が発生する。ゴール到達信号が発生する度に、図７のステップＳ４１からＳ４２に進む。
【００５７】
ステップＳ４２では、制御部２０の車両位置取得部２２がＧＰＳ受信機３２から現在の（最新の）車両位置データ、すなわちゴール地点を表す位置データ（経度：Ｘｇ，緯度：Ｙｇ）を取得する。
【００５８】
ステップＳ４３、Ｓ４５、Ｓ４８では、信号入力部２１に今回入力された信号が何回目のゴール到達信号かを識別する。１回目のゴール到達信号であればステップＳ４３からＳ４４に進み、２回目のゴール到達信号であればステップＳ４５からＳ４６に進み、３回目のゴール到達信号であればステップＳ４８からＳ４９に進む。
【００５９】
ステップＳ４４では、今回ステップＳ４２で取得したゴール地点の位置座標（Ｙｇ，Ｘｇ）の値を、内部メモリ上に設けた１番目のレジスタＹＧ１，ＸＧ１に格納し保存する。同様に、ステップＳ４６では今回ステップＳ４２で取得したゴール地点の位置座標（Ｙｇ，Ｘｇ）の値を２番目のレジスタＹＧ２，ＸＧ２に格納し、ステップＳ４９では今回ステップＳ４２で取得したゴール地点の位置座標（Ｙｇ，Ｘｇ）の値を３番目のレジスタＹＧ３，ＸＧ３に格納する。
【００６０】
また、ステップＳ４７では、レジスタＹＧ１，ＹＧ２の値の平均値によりゴール地点の緯度Ｙｇの値を更新し、レジスタＸＧ１，ＸＧ２の値の平均値によりゴール地点の経度Ｘｇの値を更新する。
【００６１】
同様に、ステップＳ５０では、レジスタＹＧ１，ＹＧ２，ＹＧ３の値の平均値によりゴール地点の緯度Ｙｇの値を更新し、レジスタＸＧ１，ＸＧ２，ＸＧ３の値の平均値によりゴール地点の経度Ｘｇの値を更新する。
【００６２】
図７のステップＳ５１では、図５のステップＳ１６と同様の処理を行い、ゴール地点の位置座標（Ｙｇ，Ｘｇ）に基づいてゴールラインを表す直線式を特定する。従って、２回目のゴール到達信号が入力された時には、１回目に検出されたゴール地点の座標（ＹＧ１，ＸＧ１の内容）と２回目に検出されたゴール地点の座標（ＹＧ２，ＸＧ２の内容）とを平均化した座標に基づいてゴールラインの直線式が決定される。また、３回目のゴール到達信号が入力された時には、１回目に検出されたゴール地点の座標（ＹＧ１，ＸＧ１の内容）と２回目に検出されたゴール地点の座標（ＹＧ２，ＸＧ２の内容）と３回目に検出されたゴール地点の座標（ＹＧ３，ＸＧ３の内容）とを平均化した座標に基づいてゴールラインの直線式が決定される。
【００６３】
つまり、周回コース上を走行する車両がゴール地点に到達する毎に、複数回に渡ってボタン３３ａが押下されると、ゴール地点に到達するたびに検出されるゴール地点の位置座標が平均化され、その結果がゴールラインの直線式に反映されるので、位置の誤差を減らすことができる。なお、ゴールラインの直線式が更新された時に、それ以前に測定された各ラップタイムの値を、正しいゴールラインの位置に合うように計算によって補正することも可能である。
【００６４】
なお、図５に示すステップＳ１５で検出されるゴール地点の座標（Ｘｇ，Ｙｇ）とその直前にステップＳ１１で検出された車両位置の座標（Ｘｏ，Ｙｏ）とを用いて車両の進行方向を求める必要があるので、算出される進行方向の精度を確保するために、座標（Ｘｇ，Ｙｇ）と座標（Ｘｏ，Ｙｏ）との間に所定以上の距離が必要になる。この距離を十分に確保できるように、車両の一般的な走行速度を考慮してステップＳ１１の実行を繰り返す周期の長さが決定される。
【００６５】
なお、例えばゴールライン上の１点の座標が既知のデータとして車載器１０上に予め入力されているような場合には、図５、図６の「ゴールライン位置演算」処理において、ゴール地点として既知のデータを採用し、これと車両の進行方向から求められる傾きθとを用いてゴールラインの直線式を特定すればよい。
【００６６】
いずれにしても、運転者等が周回コース上のゴール地点で少なくとも回の入力操作を行うことにより、自動的に車両の進行方向が検出され、ゴールラインを特定する直線式が決定されるので、非常に簡単な操作だけで半自動的にラップタイムを計測できる。
【００６７】
上述のように、本発明の車載ラップタイム計測装置およびラップタイム計測方法は、サーキット場のような周回コース上を走行する自動車に搭載する車載器などに適用することが想定される。勿論、４輪の自動車だけでなく、２輪車すなわちオートバイや自転車など、あるいはその他の移動体に搭載する車載器として利用することも想定できる。
【００６８】
また、前述の車載器１０はラップタイムを計測する機能を搭載しているが、この機能を省略しても良い。すなわち、ラップタイムを計測しなくても、例えば車両がゴールラインに到達した時にその時刻の情報を取得する必要があるような場合に、ゴールラインを特定する方法として本発明を利用できる。
【００６９】
本発明の実施形態を説明するに当たって、サーキット場のような周回コース上のゴールラインに本発明を適用する場合について説明した。しかし、本発明は周回コースに限られるものではなく、始点及び終点の伴う任意の区間において、その始点におけるスタートラインまたはその終点におけるゴールラインを特定する方法として利用することができる。
【符号の説明】
【００７０】
１０ 車載器
１１ 回転計表示部
１２ サーキット表示部
２０ 制御部
２１ 信号入力部
２２ 車両位置取得部
２３ 表示制御部
２４ 車両情報管理部
２５ ゴールライン算出部
２６ ラップタイム計測部
３１ 時計回路
３２ ＧＰＳ受信機
３３ 操作部
３４ 無線信号受信機
３５ 液晶表示部
３６ ＬＣＤドライバ
３７ グラフィックコントローラ
３８ フレームメモリ
３９ 外部メモリ
４０ 無線操作部
５１，５２ サーキット表示画面
５１ａ 車両状態表示部
５２ａ ラップタイム表示部
５３ 走行路表示
５４ 車両表示
５５ ゴールライン表示
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両がサーキット場などで所定の周回コースを周回走行する際にラップタイムを計測するために用いられる車載ラップタイム計測装置およびラップタイム計測方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えばレース等の競技や運転の訓練や車両の走行試験などを行うために、車両が所定のサーキット場で予め決められた周回コースを多数回に渡って周回走行する際には、ドライバー等が実際の車両の走行状態を把握するために、周回コースを１回走行する毎の所要時間、すなわちラップタイムを計測する必要がある。
【０００３】
このようなラップタイムを計測する従来技術については、例えば特許文献１に開示されている。すなわち、計測用のストップウオッチを車載器として車両に搭載し、周回コースの路面側に埋め込まれている磁気バーを車載器に設けられた磁気センサで検出する。つまり、周回コース内で磁気バーが埋め込まれている位置を車両が通過するたびに電気信号を発生できるので、電気信号が発生してから次に電気信号が発生するまでの所要時間を計測すればラップタイムが得られる。
【０００４】
しかし、特許文献１に開示されたような特別なストップウオッチの車載器はサーキット場以外では使用されないので、サーキット走行を行うたびに車載器の取り付けや取り外しをその都度行うことになり作業が面倒である。そこで、例えば特許文献２に開示されたナビゲーション装置においては、特許文献１と同様のストップウオッチの機能をナビゲーション装置に搭載し、地図画面とサーキット用画面とを自動的に切り替えている。具体的には、車両の現在位置を検出し、現在位置から所定距離の範囲内で事前に登録されたサーキット場の有無を検索し、サーキット場が見つかった場合は自動的にサーキット用画面に切り替える。そして、サーキット用画面では特許文献１と同様のストップウオッチの機能を用いてラップタイムを計測し計測値を表示する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平８−１２２４６３号公報
【特許文献２】特開２０１０−３８６２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１又は特許文献２の技術を利用する場合には、走行するサーキット場側の設備として路面に磁気バーが埋め込まれていなければならず、車両側には前記磁気バーを検出可能な磁気センサを搭載しなければならない。
【０００７】
このような設備が存在しない場合には、車両の走行中に、ドライバーの手動操作によりゴール地点に到達する毎にストップウオッチのボタンを操作しなければラップタイムを計測できない。しかし、サーキット場で走行する車両のドライバーは運転操作に集中する必要があるのでゴールラインの位置に到達したことを認識して同じ位置で何回もボタン操作を行うのは非常に煩わしい作業である。しかも、ボタンの手動操作のタイミングと、実際に車両がゴールラインを通過したタイミングとの間にずれが生じるのは避けられず、計測されるラップタイムに誤差やばらつきが生じることになる。
【０００８】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、ラップタイムを計測するためのサーキット場側の設備や車両側の磁気センサを不要にすると共に、ラップタイムを計測するために必要とされる車両の運転者の入力操作を減らすことが可能な車載ラップタイム計測装置およびラップタイム計測方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前述した目的を達成するために、本発明に係る車載ラップタイム計測装置は、下記（１）〜（３）を特徴としている。
（１） 周回コースを車両が周回走行する際に１回の周回にかかる所要時間をラップタイムとして計測する機能を含み車載器として構成される車載ラップタイム計測装置であって、
前記車両の現在位置を表す位置情報を取得する車両位置取得部と、
前記周回コース内の所定のゴール地点に車両が到達したことを表すゴール到達信号を入力する信号入力部と、
前記車両位置取得部が取得した車両の位置情報の微小変化に基づき前記車両の移動方向を検出すると共に、前記ゴール到達信号が入力されたタイミングと、前記車両位置取得部が取得した車両の位置情報と、検出された前記車両の移動方向とに基づいて、前記ゴール地点を含む直線状のゴールラインを特定する直線式を算出するゴールライン算出部と、
前記直線式と前記車両位置取得部が取得した車両の位置情報とに基づき、前記車両が前記ゴールラインを通過してから前記周回コースを１回周回して前記ゴールラインに再び到達するまでの所要時間を計測するラップタイム計測部と
を備えること。
（２） 上記（１）に記載の車載ラップタイム計測装置であって、
前記信号入力部は、前記車両を運転するドライバーが操作可能な操作ボタンを含み、
前記ゴールライン算出部は、前記信号入力部の前記操作ボタンが操作された時に発生する前記ゴール到達信号が入力された時に、前記車両位置取得部が取得した位置情報の変化に基づき前記車両の移動方向を検出し、この時の車両の位置情報と検出された前記移動方向とに基づいて前記直線式を特定すること。
（３） 上記（１）に記載の車載ラップタイム計測装置であって、
前記ゴールライン算出部は、前記車両の周回毎に複数回に渡って前記ゴール到達信号が入力された場合には、前記ゴール到達信号が発生した各時点で得られた車両の複数の位置情報を平均化して前記直線式を修正すること。
【００１０】
上記（１）の構成の車載ラップタイム計測装置によれば、前記ゴール地点を特定するために最低１回だけ前記ゴール到達信号を入力することにより前記ゴールラインが自動的に特定され、このゴールラインの位置を基準としてラップタイムが計測される。従って、運転者の入力操作を減らすことができるし、ボタン操作等のタイミングのばらつきの影響を受けにくいので、精度良くラップタイムを計測できる。
上記（２）の構成の車載ラップタイム計測装置によれば、操作ボタンをドライバー等が操作することにより前記ゴール地点の位置を特定でき、前記ゴール地点における車両の移動方向も特定できる。
上記（３）の構成の車載ラップタイム計測装置によれば、ラップタイムの計測に用いる前記ゴールラインの直線式を現実のゴールラインの位置に近づけることができる。すなわち、ボタンの手動操作などによってゴール地点を特定する場合には、操作タイミングに多少のずれが発生するのは避けられないが、複数回の操作タイミングで得られた位置情報を平均化することによりゴールラインの位置ずれを低減できる。
【００１１】
前述した目的を達成するために、本発明に係るラップタイム計測方法は、下記（４）を特徴としている。
（４） 周回コースを車両が周回走行する際に１回の周回にかかる所要時間をラップタイムとして計測するための機能を前記車両上で実現するためのラップタイム計測方法であって、
必要なタイミングで前記車両の現在位置を表す位置情報を取得し、
前記周回コース内の所定のゴール地点に車両が到達したことを表すゴール到達信号が入力された時に、前記車両の位置情報の微小変化に基づいて前記車両の移動方向を検出し、
前記ゴール到達信号が入力されたタイミングで取得された前記車両の位置情報と、検出された前記車両の移動方向とに基づいて、前記ゴール地点を含む直線状のゴールラインを特定する直線式を算出し、
前記直線式と前記車両の位置情報とに基づき、前記車両が前記ゴールラインを通過してから前記周回コースを１回周回して前記ゴールラインに再び到達するまでの所要時間を計測すること。
【００１２】
上記（４）の構成のラップタイム計測方法によれば、前記ゴール地点を特定するために最低１回だけ前記ゴール到達信号を入力することにより前記ゴールラインが自動的に特定され、このゴールラインの位置を基準としてラップタイムが計測される。従って、運転者の入力操作を減らすことができるし、ボタン操作等のタイミングのばらつきの影響を受けにくいので、精度良くラップタイムを計測できる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の車載ラップタイム計測装置およびラップタイム計測方法によれば、ラップタイムを計測するためにサーキット場側の設備として磁気バーを備えたり車両側に磁気センサを設ける必要がない。また、車両の運転者等に要求される操作は最低１回だけ前記ゴール到達信号を入力することだけであるので、運転者等の入力操作を減らすことができる。
【００１４】
以上、本発明について簡潔に説明した。更に、以下に説明される発明を実施するための形態を添付の図面を参照して通読することにより、本発明の詳細は更に明確化されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】実施形態の車載ラップタイム計測装置の構成例を示すブロック図である。
【図２】図１の車載ラップタイム計測装置の外観を示す正面図である。
【図３】図２の車載ラップタイム計測装置の表示内容の具体例を示す正面図である。
【図４】平面内における車両と走行路とゴールラインとの間の位置及び方向の関係を表す模式図である。
【図５】図１の車載ラップタイム計測装置の主要な動作を表すフローチャートである。
【図６】図５中のゴールライン位置演算処理の詳細を表すフローチャートである。
【図７】ゴールライン位置補正処理を表すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明の車載ラップタイム計測装置およびラップタイム計測方法に関する具体的な実施の形態について、各図を参照しながら以下に説明する。
【００１７】
本実施形態の車載ラップタイム計測装置の構成例が図１に示されている。また、図１の車載ラップタイム計測装置の外観が図２に示されている。本実施形態の車載ラップタイム計測装置は、図１および図２に示す車載器１０に組み込まれ車両に搭載される。
【００１８】
車載器１０は、図２に示すような回転計（タコメータ）表示部１１およびサーキット表示部１２を表示可能な計器ユニットとして、車両の運転席前方のインストルメントパネル上の運転者（ドライバー）から見やすい位置に設置される。また、この車載器１０には運転者が操作可能な複数のボタン（スイッチ）３３ａ、３３ｂ等を有する操作部３３が設けられている。
【００１９】
図１に示すように、車載器１０は制御部２０、時計回路３１、ＧＰＳ受信機３２、操作部３３、無線信号受信機３４、液晶表示部３５、ＬＣＤドライバ３６、グラフィックコントローラ３７、フレームメモリ３８、および外部メモリ３９を備えている。
【００２０】
制御部２０は所定のマイクロコンピュータを主体として構成されている。また、制御部２０の内部に予め用意されているプログラムをマイクロコンピュータが実行することにより、図１に示された信号入力部２１、車両位置取得部２２、表示制御部２３、車両情報管理部２４、ゴールライン算出部２５、ラップタイム計測部２６の各機能が実現される。
【００２１】
時計回路３１は、周期が一定の所定のクロックパルスを計数することにより現在時刻を常時把握することができる。また、制御部２０の制御によりある時点から別のある時点までの時間を計測したり計測の結果や時刻を表す情報を出力することができる。
【００２２】
ＧＰＳ受信機３２は、複数のＧＰＳ（Global Positioning System）衛星から受信した電波の到達時間に基づいてこれを搭載した車両の現在位置を計算により把握することができる。車両の現在位置の情報は、緯度および経度を表す座標として出力される。
【００２３】
操作部３３は、運転者が操作可能な図２に示したボタン３３ａ、３３ｂ等を含んでいる。ボタン３３ａが操作されるとゴール到達信号が発生し、ボタン３３ｂが操作されると解除信号が発生する。後述するように、ボタン３３ａはラップタイムを計測する前にゴール地点に車両が到達したタイミングで運転者によって少なくとも１回押下される。
【００２４】
無線信号受信機３４は、車両外部からの無線信号を受信するために設けてある。すなわち、無線操作部４０を所持する車両外の計測者が無線操作部４０上のボタンを操作した場合に発生する無線信号（電波あるいは赤外線などの信号）を無線信号受信機３４が受信すると、運転者がボタン３３ａを操作しなくても無線信号受信機３４がゴール到達信号を発生する。なお、無線信号受信機３４の搭載は省略しても良い。
【００２５】
液晶表示部３５は、二次元画面上に文字、図形、画像等の様々な情報を必要に応じて表示可能なディスプレイであり、例えば図２に示した回転計表示部１１やサーキット表示部１２を表示することができる。
【００２６】
液晶表示部３５に表示される情報の内容は、フレームメモリ３８に書き込まれた情報によって決定される。実際に表示する内容は、制御部２０の表示制御部２３が決定し、制御部２０とグラフィックコントローラ３７との通信内容に従ってフレームメモリ３８に書き込まれる。フレームメモリ３８の内容は、ＬＣＤドライバ３６を経由して液晶表示部３５の表示に反映される。
【００２７】
外部メモリ３９は、不揮発性メモリであり、様々な情報を予め保持している。例えば、主要なサーキット場のそれぞれについて各コースの形状や位置などを表す情報が事前に外部メモリ３９に登録され、図２に示すサーキット表示部１２の内容を表示する際にこの情報が利用される。
【００２８】
図１に示す信号入力部２１は、操作部３３のボタン操作又は無線信号受信機３４が受信した無線信号によって操作部３３又は無線信号受信機３４から出力されるゴール到達信号や解除信号の入力を受け付ける。
【００２９】
車両位置取得部２２は、周期的にあるいは指定されたタイミングでＧＰＳ受信機３２に指示を与え、現在の車両位置を表す最新の位置情報（緯度／経度）を取得する。
【００３０】
車両情報管理部２４は、車両上の各部から出力される様々な車両情報を周期的に取得し管理する。例えば、エンジンの回転数（ｒｐｍ）、変速機のシフト位置、車速（ｋｍ／ｈ）、冷却水温度などの車両情報が車両情報管理部２４によって管理される。
【００３１】
ゴールライン算出部２５は、予め定めたゴールラインの位置などを特定するための処理を行う。この処理の内容については後で詳細に説明する。ラップタイム計測部２６は、ゴールライン算出部２５が特定したゴールラインに基づいてラップタイムを算出する。すなわち、車両がゴールラインを横切ってから周回コースを１回周回して再びゴールラインに到達するまでの時間をラップタイムとして算出する。
【００３２】
表示制御部２３は、必要に応じて様々な情報を液晶表示部３５の画面上に表示するための処理を行う。例えば、図３に示すサーキット表示画面５１やサーキット表示画面５２を液晶表示部３５のサーキット表示部１２に表示する。
【００３３】
図３に示すサーキット表示画面５１には、サーキット場の周回コースの形状とコース上の車両を表すグラフィック情報と、車両状態表示部５１ａが含まれている。車両状態表示部５１ａには、現在の車両の状態を表す情報として、エンジンの回転数（４５２０ｒｐｍ）、変速機のシフト位置（４）、車速（１６５ｋｍ／ｈ）、冷却水温度（７０℃）を表す文字情報が表示されている。
【００３４】
また、図３に示すサーキット表示画面５２には、サーキット場の周回コースの形状を表す走行路表示５３と、コース上の車両表示５４と、ゴールライン表示５５と、ラップタイム表示部５２ａとが含まれている。
【００３５】
なお、サーキット場の周回コースの形状や位置については、事前に登録されたデータを外部メモリ３９から読み出すことにより特定できる。また、コース上の車両の位置については、車両位置取得部２２がＧＰＳ受信機３２から取得した車両位置の情報を用いて特定できる。ゴールライン表示５５については、ゴールライン算出部２５が特定したゴールラインの情報を用いて位置や方向を特定できる。
【００３６】
ラップタイム表示部５２ａには、ラップタイム計測部２６の計測により得られた周回毎のラップタイムが表示される。図３に示すラップタイム表示部５２ａの例では、１周目のラップタイム（３’４８”）、２周目のラップタイム（３’１５”）、３周目のラップタイム（３’２４”）、４周目のラップタイム（３’１８”）が表示されている。更に、最速である２周目のラップタイムと、最新の４周目のラップタイムについては、それぞれ表示色を切り替えて他のラップタイムと区別し易いように表示してある。
【００３７】
平面内における車両と走行路とゴールラインとの間の位置及び方向の関係が図４に示されている。図４に示すように、一般的なゴールラインは走行路を横断する方向に延びる直線的な区切り位置であり、走行路の幅方向の一端から他端まで存在している。また、走行路はある程度の幅を有しているので、車両がゴールラインを横切る時に、ゴールライン上のどの位置を通過するかは決まっていない。但し、周回コースであってもゴールラインは走行路の直線状の箇所に設けられるので、車両がゴールラインに接近している状況においては、車両の進行方向がゴールラインの方向と直交する方向を向いていると考えられる。そこで、後述するように図１に示したゴールライン算出部２５は、ゴール地点近傍の車両の進行方向からゴールラインの方向を特定する。
【００３８】
図１に示した車載ラップタイム計測装置の主要な動作が図５に示されている。また、図５中のゴールライン位置演算処理（Ｓ１６）の詳細が図６に示されている。図５、図６に示す動作について以下に説明する。
【００３９】
ステップＳ１１では、制御部２０の車両位置取得部２２がＧＰＳ受信機３２から現在の（最新の）車両位置データ（経度：Ｘｏ，緯度：Ｙｏ）を取得する。過去にステップＳ１１で取得した車両位置データについては不要なので次のステップＳ１２でクリアする。
【００４０】
ステップＳ１３では、制御部２０の信号入力部２１が、操作部３３又は無線信号受信機３４からゴール到達信号が入力されたか否かを識別する。ゴール到達信号が入力されていない時には、ステップＳ１３からＳ１１に戻る。従って、その場合はステップＳ１１における車両位置データの取得を一定の周期で繰り返すことになる。ゴール到達信号が入力されると、ゴールライン設定指示ありとみなしてステップＳ１３からＳ１４に進む。
【００４１】
すなわち、図１に示す車載器１０を用いてラップタイムの計測を開始しようとする場合には、この車両が周回コースを走行中に予め定められたゴール地点に到達したことを認識したタイミングで、この車両を運転するドライバー、もしくは車外で無線操作部４０を操作可能な人物が、操作部３３上のボタン３３ａもしくは無線操作部４０上のボタンを押下してゴール到達信号を出力する。このゴール到達信号が信号入力部２１に入力された時にステップＳ１４の処理に進む。
【００４２】
ステップＳ１４では、制御部２０のラップタイム計測部２６がラップタイムの計測を開始する。例えば、時計回路３１の時間計測機能を利用する場合には、時間の計数値をクリアして経過時間の計数を開始する。あるいは、現在時刻の情報を計測開始時（ゴールライン通過時）の時刻として時計回路３１から取得する。
【００４３】
ステップＳ１５では、制御部２０の車両位置取得部２２がＧＰＳ受信機３２から現在の（最新の）車両位置データ、すなわちゴール地点を表す位置データ（経度：Ｘｇ，緯度：Ｙｇ）を取得する。
【００４４】
ステップＳ１６では、制御部２０のゴールライン算出部２５が、ゴールラインを特定するために図６に示すような処理を行う。図６のステップＳ３１では、ステップＳ１５で取得したゴール地点の位置データ（経度：Ｘｇ，緯度：Ｙｇ）と、ゴール地点に到達する直前（ゴールより少し手前）のタイミングでステップＳ１１で取得した車両位置データ（経度：Ｘｏ，緯度：Ｙｏ）とをゴールライン算出部２５が入力する。
【００４５】
ステップＳ３２では、ゴールラインを表す直線の方向の緯度／経度座標軸に対する傾きθをゴールライン算出部２５が演算する。図４に示すように、ゴール地点（Ｘｇ，Ｙｇ）の近傍においては、ゴールラインを表す直線の方向は、車両の進行方向に対して垂直な方向を向いていると考えられる。この場合の車両の進行方向については、例えばゴール手前位置（Ｘｏ，Ｙｏ）からゴール地点（Ｘｇ，Ｙｇ）まで車両が移動する間の移動方向として、経度の微小変化Δｘ（＝Ｘｏ−Ｘｇ）および緯度の微小変化Δｙ（＝Ｙｇ−Ｙｏ）に基づいて求めることができる。すなわち、緯度方向の軸に対するゴールラインの直線の傾きを表す角度θについては、次式で表される。
−ｃｏｔθ＝（Ｘｏ−Ｘｇ）／（Ｙｇ−Ｙｏ） ・・・（１）
【００４６】
ステップＳ３３では、ステップＳ３２で求めた傾きの角度θを利用してゴールラインを表す直線式を決定する。すなわち、この直線式は次式で表される。
Ｙ＝−ｃｏｔθ・Ｘ＋Ｙｇ−Ｘｇ（−ｃｏｔθ） ・・・（２）
【００４７】
上記の処理によりゴールラインを表す直線式を決定した後で図５のステップＳ１７に進む。ステップＳ１７では、ゴールラインの解除指示があったかどうかを信号入力部２１が識別する。すなわち、操作部３３のボタン３３ｂの操作によって発生する解除信号が信号入力部２１に入力されたか否かをステップＳ１７で識別し、解除信号が入力された場合はステップＳ２２に、入力されていなければステップＳ１８に進む。
【００４８】
ステップＳ１８では、制御部２０の車両位置取得部２２がＧＰＳ受信機３２から現在の（最新の）車両位置データ（経度：Ｘｏ，緯度：Ｙｏ）を取得する。ラップタイムの計測中にはステップＳ１８の処理が短い周期で繰り返し実行され、最新の車両位置データが逐次入力される。
【００４９】
ステップＳ１９では、ステップＳ１６で特定したゴールラインの位置に車両が到達したかどうかをラップタイム計測部２６が識別する。すなわち、ステップＳ１８で取得した最新の車両位置（経度：Ｘｏ，緯度：Ｙｏ）と前記第（２）式で表されるゴールラインの直線式とを比較し、車両が周回コースを１周走行した後でゴールラインを横切る位置まで車両位置が到達したか否かを識別する。到達した場合はステップＳ２０に進み、到達してなければステップＳ２１に進む。
【００５０】
ステップＳ２０では、ラップタイム計測部２６がラップタイムの演算及びその結果を表すデータの保存処理を行う。例えば、現在の時刻を時計回路３１から取得し、前回ゴールラインを横切った時に取得した時刻と現在の時刻との差分である周回コース１周の所要時間をラップタイムとして算出する。また、同時に計測値をクリアして次の周回に関するラップタイムの計測を開始する。
【００５１】
ステップＳ２１では、ステップＳ２０で得られたラップタイムの値を、表示制御部２３が液晶表示部３５の画面上に表示する。例えば、既に４周分のラップタイムの計測値が取得済みである場合には、図３に示すサーキット表示画面５２内のラップタイム表示部５２ａのように、４周分の周回毎のラップタイムを一覧として並べて表示する。また、ステップＳ１６で得られたゴールラインの直線式を利用して、図３のようにゴールライン表示５５を周回コースの走行路表示５３上に表示する。
【００５２】
ステップＳ２２では、ラップタイム計測部２６がラップタイムの計測を停止する。次のステップＳ２３では、ゴールライン算出部２５がステップＳ１６で決定したゴールラインの直線式を無効化する。
【００５３】
ステップＳ２４では、表示制御部２３が液晶表示部３５の表示内容を変更し、図３に示すサーキット表示画面５２の状態からサーキット表示画面５１の状態に切り替える。サーキット表示画面５１においては、ラップタイム以外の車両の状態を表す情報が車両状態表示部５１ａに表示される。
【００５４】
ところで、図１に示した操作部３３のボタン３３ａを運転者等が手動で操作してゴール地点を車載器１０に入力する場合には、運転者がゴール地点を認識するタイミングにばらつきが生じるし、ゴール地点を認識してから実際にボタン３３ａを操作して前述のゴール到達信号が発生するまでの時間にもばらつきが生じる。そのため、ボタン操作によって入力されたゴール地点と実際のゴール地点との間に誤差が発生する。このような誤差を減らすための処理の具体例が図７に示されている。この処理は制御部２０のマイクロコンピュータにより実行される。
【００５５】
図７に示すゴールライン位置補正処理においては、信号入力部２１がゴール地点を特定するためのボタン３３ａの入力操作を複数回受け付ける。そして、複数回の入力操作によりそれぞれ取得されるゴール地点の位置を平均化することにより、ゴールラインの位置の誤差を減らすことができる。図７に示す処理の内容について以下に説明する。
【００５６】
前述のように周回コースを走行中の車両上において、ゴールラインを横切る時に運転者が操作部３３のボタン３３ａを押下するとゴール到達信号が発生する。ゴール到達信号が発生する度に、図７のステップＳ４１からＳ４２に進む。
【００５７】
ステップＳ４２では、制御部２０の車両位置取得部２２がＧＰＳ受信機３２から現在の（最新の）車両位置データ、すなわちゴール地点を表す位置データ（経度：Ｘｇ，緯度：Ｙｇ）を取得する。
【００５８】
ステップＳ４３、Ｓ４５、Ｓ４８では、信号入力部２１に今回入力された信号が何回目のゴール到達信号かを識別する。１回目のゴール到達信号であればステップＳ４３からＳ４４に進み、２回目のゴール到達信号であればステップＳ４５からＳ４６に進み、３回目のゴール到達信号であればステップＳ４８からＳ４９に進む。
【００５９】
ステップＳ４４では、今回ステップＳ４２で取得したゴール地点の位置座標（Ｙｇ，Ｘｇ）の値を、内部メモリ上に設けた１番目のレジスタＹＧ１，ＸＧ１に格納し保存する。同様に、ステップＳ４６では今回ステップＳ４２で取得したゴール地点の位置座標（Ｙｇ，Ｘｇ）の値を２番目のレジスタＹＧ２，ＸＧ２に格納し、ステップＳ４９では今回ステップＳ４２で取得したゴール地点の位置座標（Ｙｇ，Ｘｇ）の値を３番目のレジスタＹＧ３，ＸＧ３に格納する。
【００６０】
また、ステップＳ４７では、レジスタＹＧ１，ＹＧ２の値の平均値によりゴール地点の緯度Ｙｇの値を更新し、レジスタＸＧ１，ＸＧ２の値の平均値によりゴール地点の経度Ｘｇの値を更新する。
【００６１】
同様に、ステップＳ５０では、レジスタＹＧ１，ＹＧ２，ＹＧ３の値の平均値によりゴール地点の緯度Ｙｇの値を更新し、レジスタＸＧ１，ＸＧ２，ＸＧ３の値の平均値によりゴール地点の経度Ｘｇの値を更新する。
【００６２】
図７のステップＳ５１では、図５のステップＳ１６と同様の処理を行い、ゴール地点の位置座標（Ｙｇ，Ｘｇ）に基づいてゴールラインを表す直線式を特定する。従って、２回目のゴール到達信号が入力された時には、１回目に検出されたゴール地点の座標（ＹＧ１，ＸＧ１の内容）と２回目に検出されたゴール地点の座標（ＹＧ２，ＸＧ２の内容）とを平均化した座標に基づいてゴールラインの直線式が決定される。また、３回目のゴール到達信号が入力された時には、１回目に検出されたゴール地点の座標（ＹＧ１，ＸＧ１の内容）と２回目に検出されたゴール地点の座標（ＹＧ２，ＸＧ２の内容）と３回目に検出されたゴール地点の座標（ＹＧ３，ＸＧ３の内容）とを平均化した座標に基づいてゴールラインの直線式が決定される。
【００６３】
つまり、周回コース上を走行する車両がゴール地点に到達する毎に、複数回に渡ってボタン３３ａが押下されると、ゴール地点に到達するたびに検出されるゴール地点の位置座標が平均化され、その結果がゴールラインの直線式に反映されるので、位置の誤差を減らすことができる。なお、ゴールラインの直線式が更新された時に、それ以前に測定された各ラップタイムの値を、正しいゴールラインの位置に合うように計算によって補正することも可能である。
【００６４】
なお、図５に示すステップＳ１５で検出されるゴール地点の座標（Ｘｇ，Ｙｇ）とその直前にステップＳ１１で検出された車両位置の座標（Ｘｏ，Ｙｏ）とを用いて車両の進行方向を求める必要があるので、算出される進行方向の精度を確保するために、座標（Ｘｇ，Ｙｇ）と座標（Ｘｏ，Ｙｏ）との間に所定以上の距離が必要になる。この距離を十分に確保できるように、車両の一般的な走行速度を考慮してステップＳ１１の実行を繰り返す周期の長さが決定される。
【００６５】
なお、例えばゴールライン上の１点の座標が既知のデータとして車載器１０上に予め入力されているような場合には、図５、図６の「ゴールライン位置演算」処理において、ゴール地点として既知のデータを採用し、これと車両の進行方向から求められる傾きθとを用いてゴールラインの直線式を特定すればよい。
【００６６】
いずれにしても、運転者等が周回コース上のゴール地点で少なくとも回の入力操作を行うことにより、自動的に車両の進行方向が検出され、ゴールラインを特定する直線式が決定されるので、非常に簡単な操作だけで半自動的にラップタイムを計測できる。
【００６７】
上述のように、本発明の車載ラップタイム計測装置およびラップタイム計測方法は、サーキット場のような周回コース上を走行する自動車に搭載する車載器などに適用することが想定される。勿論、４輪の自動車だけでなく、２輪車すなわちオートバイや自転車など、あるいはその他の移動体に搭載する車載器として利用することも想定できる。
【００６８】
また、前述の車載器１０はラップタイムを計測する機能を搭載しているが、この機能を省略しても良い。すなわち、ラップタイムを計測しなくても、例えば車両がゴールラインに到達した時にその時刻の情報を取得する必要があるような場合に、ゴールラインを特定する方法として本発明を利用できる。
【００６９】
本発明の実施形態を説明するに当たって、サーキット場のような周回コース上のゴールラインに本発明を適用する場合について説明した。しかし、本発明は周回コースに限られるものではなく、始点及び終点の伴う任意の区間において、その始点におけるスタートラインまたはその終点におけるゴールラインを特定する方法として利用することができる。
【符号の説明】
【００７０】
１０ 車載器
１１ 回転計表示部
１２ サーキット表示部
２０ 制御部
２１ 信号入力部
２２ 車両位置取得部
２３ 表示制御部
２４ 車両情報管理部
２５ ゴールライン算出部
２６ ラップタイム計測部
３１ 時計回路
３２ ＧＰＳ受信機
３３ 操作部
３４ 無線信号受信機
３５ 液晶表示部
３６ ＬＣＤドライバ
３７ グラフィックコントローラ
３８ フレームメモリ
３９ 外部メモリ
４０ 無線操作部
５１，５２ サーキット表示画面
５１ａ 車両状態表示部
５２ａ ラップタイム表示部
５３ 走行路表示
５４ 車両表示
５５ ゴールライン表示
【特許請求の範囲】
【請求項１】
周回コースを車両が周回走行する際に１回の周回にかかる所要時間をラップタイムとして計測する機能を含み車載器として構成される車載ラップタイム計測装置であって、
前記車両の現在位置を表す位置情報を取得する車両位置取得部と、
前記周回コース内の所定のゴール地点に車両が到達したことを表すゴール到達信号を入力する信号入力部と、
前記車両位置取得部が取得した車両の位置情報の微小変化に基づき前記車両の移動方向を検出すると共に、前記ゴール到達信号が入力されたタイミングと、前記車両位置取得部が取得した車両の位置情報と、検出された前記車両の移動方向とに基づいて、前記ゴール地点を含む直線状のゴールラインを特定する直線式を算出するゴールライン算出部と、
前記直線式と前記車両位置取得部が取得した車両の位置情報とに基づき、前記車両が前記ゴールラインを通過してから前記周回コースを１回周回して前記ゴールラインに再び到達するまでの所要時間を計測するラップタイム計測部と
を備えることを特徴とする車載ラップタイム計測装置。
【請求項２】
前記信号入力部は、前記車両を運転するドライバーが操作可能な操作ボタンを含み、
前記ゴールライン算出部は、前記信号入力部の前記操作ボタンが操作された時に発生する前記ゴール到達信号が入力された時に、前記車両位置取得部が取得した位置情報の変化に基づき前記車両の移動方向を検出し、この時の車両の位置情報と検出された前記移動方向とに基づいて前記直線式を特定する
ことを特徴とする請求項１に記載の車載ラップタイム計測装置。
【請求項３】
前記ゴールライン算出部は、前記車両の周回毎に複数回に渡って前記ゴール到達信号が入力された場合には、前記ゴール到達信号が発生した各時点で得られた車両の複数の位置情報を平均化して前記直線式を修正する
ことを特徴とする請求項１に記載の車載ラップタイム計測装置。
【請求項４】
周回コースを車両が周回走行する際に１回の周回にかかる所要時間をラップタイムとして計測するための機能を前記車両上で実現するためのラップタイム計測方法であって、
必要なタイミングで前記車両の現在位置を表す位置情報を取得し、
前記周回コース内の所定のゴール地点に車両が到達したことを表すゴール到達信号が入力された時に、前記車両の位置情報の微小変化に基づいて前記車両の移動方向を検出し、
前記ゴール到達信号が入力されたタイミングで取得された前記車両の位置情報と、検出された前記車両の移動方向とに基づいて、前記ゴール地点を含む直線状のゴールラインを特定する直線式を算出し、
前記直線式と前記車両の位置情報とに基づき、前記車両が前記ゴールラインを通過してから前記周回コースを１回周回して前記ゴールラインに再び到達するまでの所要時間を計測する
ことを特徴とするラップタイム計測方法。
【請求項１】
周回コースを車両が周回走行する際に１回の周回にかかる所要時間をラップタイムとして計測する機能を含み車載器として構成される車載ラップタイム計測装置であって、
前記車両の現在位置を表す位置情報を取得する車両位置取得部と、
前記周回コース内の所定のゴール地点に車両が到達したことを表すゴール到達信号を入力する信号入力部と、
前記車両位置取得部が取得した車両の位置情報の微小変化に基づき前記車両の移動方向を検出すると共に、前記ゴール到達信号が入力されたタイミングと、前記車両位置取得部が取得した車両の位置情報と、検出された前記車両の移動方向とに基づいて、前記ゴール地点を含む直線状のゴールラインを特定する直線式を算出するゴールライン算出部と、
前記直線式と前記車両位置取得部が取得した車両の位置情報とに基づき、前記車両が前記ゴールラインを通過してから前記周回コースを１回周回して前記ゴールラインに再び到達するまでの所要時間を計測するラップタイム計測部と
を備えることを特徴とする車載ラップタイム計測装置。
【請求項２】
前記信号入力部は、前記車両を運転するドライバーが操作可能な操作ボタンを含み、
前記ゴールライン算出部は、前記信号入力部の前記操作ボタンが操作された時に発生する前記ゴール到達信号が入力された時に、前記車両位置取得部が取得した位置情報の変化に基づき前記車両の移動方向を検出し、この時の車両の位置情報と検出された前記移動方向とに基づいて前記直線式を特定する
ことを特徴とする請求項１に記載の車載ラップタイム計測装置。
【請求項３】
前記ゴールライン算出部は、前記車両の周回毎に複数回に渡って前記ゴール到達信号が入力された場合には、前記ゴール到達信号が発生した各時点で得られた車両の複数の位置情報を平均化して前記直線式を修正する
ことを特徴とする請求項１に記載の車載ラップタイム計測装置。
【請求項４】
周回コースを車両が周回走行する際に１回の周回にかかる所要時間をラップタイムとして計測するための機能を前記車両上で実現するためのラップタイム計測方法であって、
必要なタイミングで前記車両の現在位置を表す位置情報を取得し、
前記周回コース内の所定のゴール地点に車両が到達したことを表すゴール到達信号が入力された時に、前記車両の位置情報の微小変化に基づいて前記車両の移動方向を検出し、
前記ゴール到達信号が入力されたタイミングで取得された前記車両の位置情報と、検出された前記車両の移動方向とに基づいて、前記ゴール地点を含む直線状のゴールラインを特定する直線式を算出し、
前記直線式と前記車両の位置情報とに基づき、前記車両が前記ゴールラインを通過してから前記周回コースを１回周回して前記ゴールラインに再び到達するまでの所要時間を計測する
ことを特徴とするラップタイム計測方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１２−８８１３６（Ｐ２０１２−８８１３６Ａ）
【公開日】平成２４年５月１０日（２０１２．５．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２３４２３７（Ｐ２０１０−２３４２３７）
【出願日】平成２２年１０月１９日（２０１０．１０．１９）
【出願人】（０００００６８９５）矢崎総業株式会社 (7,019)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年５月１０日（２０１２．５．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１０月１９日（２０１０．１０．１９）
【出願人】（０００００６８９５）矢崎総業株式会社 (7,019)
【Ｆターム（参考）】
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