JP2007062602A - ライダー挙動計測方法 - Google Patents

Abstract

【課題】走行中のライダーの挙動を定量的に把握することができるライダー挙動計測方法を提供する。
【解決手段】自動二輪車の前部に設けられた前側カメラＣＦによってライダーの前面を撮影したＣＦ映像１０と、自動二輪車の後部に設けられた後側カメラＣＲによってライダーの背面を撮影したＣＲ映像１１とをコンピュータ１２に取り込み、２次元の映像素材から３次元のモーションデータを取得できるソフトウェア１３によって処理を行う。該ソフトウェア１３は、簡易人体モデル１３ａの構成要素のうち、胴部１０１、右上腕部１０２、左上腕部１０３、腰部１０４を使用した簡易ライダーモデル１３ｂを構築する。この簡易ライダーモデル１３ｂは、前記映像内のライダーに追従して動作することができるので、該動作を分析することで走行中のライダーの挙動を定量的に把握することが可能となる。
【選択図】図３

Description

本発明は、ライダー挙動計測方法に係り、特に、走行中のライダーの挙動を定量的に把握することができるライダー挙動計測方法に関する。

従来から、自動二輪車の設計を進める上で、走行中の自動二輪車の挙動をコンピュータ上でシミュレーションする手法が模索されている。

特許文献１には、自動二輪車を、車両本体、上方操舵系組立体、下方操舵系組立体、前輪、スイングアーム、乗員（ライダー）といった構成要素から構成される構造物として単純化することで、コンピュータ内の仮想三次元空間内に自動二輪車を構築する運動シミュレーション用前処理プログラムが開示されている。この運動シミュレーション用前処理プログラムによれば、単純化された構成要素同士の間で特定される重心の相対関係に基づいて、自動二輪車の挙動を算出することができるようになる。
特開２００３−３０３２１４号公報

しかしながら、特許文献１の技術では、基本的にライダーの重心は車両本体に相対変位不能に連結されているものとして扱われていたため、実際の走行中において自動二輪車の挙動に大きな影響を与えることが予想されるライダーの挙動を含めての運動シミュレーションを行うことはできなかった。また、これに伴い、走行中における複雑なライダーの挙動を正確に検出する方法も確立されていなかった。

本発明の目的は、上記した従来技術の課題を解決し、走行中のライダーの挙動を定量的に把握することができるライダー挙動計測方法を提供することにある。

前記した目的を達成するために、本発明は、自動二輪車の車体にビデオカメラを設置し、前記ビデオカメラで取得したライダーの動作の映像からライダーの挙動を定量的に把握するようにした点に第１の特徴がある。

また、前記ビデオカメラで取得した映像をコンピュータに取り込み、前記映像の変化をコンピュータに読み込まれたソフトウェアに認識させると共に、前記映像の変化に前記ソフトウェア内の簡易人体モデルを追従させ、前記簡易人体モデルの変位量を前記ソフトウェアが計算することで、前記ライダーの挙動を定量的に把握するようにした点に第２の特徴がある。

また、前記ライダーの挙動に前記自動二輪車の挙動を合わせた両者の挙動を定量的に把握するようにした点に第３の特徴がある。

また、前記ビデオカメラは、前記車体の前後に設置されるようにした点に第４の特徴がある。

また、前記映像は、前記ライダーの上体の前後の映像であるようにした点に第５の特徴がある。

さらに、前記ライダーによって着用される上着は、所定の模様が付されているようにした点に第６の特徴がある。

請求項１の発明によれば、ビデオカメラの映像によってライダーの動きを計測できるので、ライダーの体に計測治具やセンサ等を設けることなく、簡易な構成によってライダーの挙動を定量的に把握することができるようになる。

請求項２の発明によれば、ビデオカメラで撮影した映像をコンピュータに取り込むのみで、ライダーの挙動を定量的に把握することができるようになる。

請求項３の発明によれば、ライダーと自動二輪車の挙動を合わせた両者一体の挙動を定量的に把握することができるようになる。

請求項４の発明によれば、ライダーの前面を撮影する前側カメラと、ライダーの背面を撮影する後側カメラの映像とを分析することによって、より高精度な挙動計測ができるようになる。

請求項５の発明によれば、ライダーの挙動の中でも動きの変化が大きい上体の映像を前後から同時に把握することができるようになる。

請求項６の発明によれば、ソフトウェアが映像内のライダーの動きの変化を容易に認識できるようになるので、より正確な挙動計測が可能となる。

以下、図面を参照して本発明の好ましい実施の形態について詳細に説明する。図１は、本発明の一実施形態に係るライダー挙動計測方法の概要と、該挙動計測に使用されるテストコースの一例を示した説明図である。ライダー２の挙動を定量的に把握するために、ライダー２の運転により所定のテストコースを走行する自動二輪車１は、操舵装置を兼ねるフロントフォーク３の下端部に前輪ＷＦが回転可能に支持され、また、車体に対して揺動運動するスイングアーム４の後端部に駆動輪としての後輪ＷＲが回転可能に支持された一般的な構成を有するオートバイである。本発明に係るライダー挙動計測方法は、前記自動二輪車１の前後にビデオカメラを設置して、このビデオカメラで取得した映像から、走行中のライダーの挙動を定量的に把握する点に特徴がある。該実施形態では、自動二輪車１のフロントカウル７に設置した前側カメラＣＦでライダー２を正面側から撮影し、一方、自動二輪車１のシートカウル８に設置した後側カメラＣＲでライダー２を背面側から撮影するように構成されている。なお、前記ビデオカメラには、小型軽量なＣＣＤカメラが好適である。

図２は、本発明の一実施形態に係るライダー挙動計測方法に使用して好適な自動二輪車１の斜視図である。前記と同様の符号は、前記と同一または同等部分を示している。前記前側カメラＣＦおよび後側カメラＣＲは、自動二輪車１の中心線上に配置されるようにし、それぞれ、走行中の振動で映像がぶれたりしないように高強度のステーを用いて車体へ装着される。本実施形態では、前側カメラＣＦがフロントカウル７に設けられたウィンドスクリーン用のネジ穴を利用して固定され、後側カメラＣＲはシートカウル８の内部にあるシートフレーム（不図示）と連結したステーによって固定されている。

また、燃料タンク５の上面部には、前記前側カメラＣＦおよび後側カメラＣＲで撮影した映像を記録するレコーダー６が搭載されている。この搭載位置は、ライダー２の操縦および挙動に影響を与えることが少なく好適である。なお、前記レコーダー６と共に、後述するコンピュータも車載するように構成すれば、走行中にリアルタイムでライダーの挙動を把握することも可能である。また、前記レコーダー６の代わりに、取得した映像を外部のレコーダーおよびコンピュータに送信する送信機が設けられてもよい。

図３は、本発明の一実施形態に係るライダーの挙動計測方法の手順を示す説明図である。前記前側カメラＣＦで撮影されたＣＦ映像１０および後側カメラＣＲで撮影されたＣＲ映像１１は、コンピュータ１２に取り込まれ、該コンピュータ１２にインストールされているソフトウェア１３で処理される。このソフトウェア１３は、２次元の映像素材から３次元のモーションデータを取得できる既知のものであり、該ソフトウェア１３を使用することによって、ライダーの関節等に加速度や変位量を検知するための各種センサを配置することなく、ライダーの挙動を計測することが可能となり、計測治具によりライダーの体を拘束することもない。

本実施形態では、前側カメラＣＦによってライダー２の頭、肩、上腕部を撮影したＣＦ映像１０が取得され、さらに、後側カメラＣＲによってライダー２の肩、腰部を撮影したＣＲ映像１１が取得される。このように、前後２台のカメラでライダー２を撮影し、この２台のカメラの映像を同時に分析することによって、より高精度な挙動計測が可能とされている。なお、前記映像を取得するためのカメラの設置台数や配置箇所、車体への固定方法等が、上記変形例に限られずに種々の変形を可能とすることは勿論である。

前記ソフトウェア１３内では、前記ＣＦ映像１０およびＣＲ映像１１を基に、ソフトウェア１３によって構築される簡易人体モデル１３ａへの重ね合わせが行われる。本実施形態では、この重ね合わせによって、前記ＣＦ映像１０およびＣＲ映像から抽出可能な、胴部１０１、右上腕部１０２、左上腕部１０３、腰部１０４をそれぞれ八角柱で示した簡易ライダーモデル１３ｂが構築される。該簡易ライダーモデル１３ｂは、前記ＣＦ映像１０およびＣＲ映像１１に含まれる映像の濃淡情報やエッジ情報をソフトウェア１３が検知することで、ライダー２の動きに追従することができる。このため、該簡易ライダーモデル１３ｂの変位量を計算することで、ライダー２の挙動が正確に計測されることになる。本実施形態では、前記テストコースを走行する際のライダー２のライダー挙動検証結果１４として、（１）肩の左右の動き、（２）腰の左右の動き、（３）肩の前後の動きを示す３つのグラフが出力されている。

図４は、本発明の一実施形態に係るライダーの挙動計測方法の説明図である。前記と同様の符号は、前記と同一または同等部分を示している。前記後側カメラＣＲで撮影したＣＲ映像２０がソフトウェア１３によって処理されると、前記コンピュータ１２の画面上において、胴部１０１、右上腕部１０２、左上腕部１０３、腰部１０４による簡易ライダーモデル１３ｂ（図３参照）がライダー２に重ね合わせられる。

図５は、本発明の一実施形態の変形例に係るライダーの挙動計測方法の説明図である。この変形例では、前記ライダー２が着用する上着３１に所定の模様３２が付されている点に特徴がある。この上着３１は、前記ソフトウェア１３によって簡易ライダーモデル１３ｂをライダー２の動きに追従させる際に、模様３２によってＣＲ映像３０の中により明確な濃淡情報およびエッジ情報を与えて、より正確な挙動計測を行うために着用させるものである。前記模様３２は、例えば、白黒の格子柄が好適である。また、模様３２は、背中部の模様と腰部の模様とを離して配置することで、それぞれの動きの混同を防いで正確な挙動計測ができるようになる。なお、前記模様３２の形や色、配置等が、上記変形例に限られずに種々の変形を可能とすることは勿論であり、例えば、所定の形状の穴を設けた長方形の薄板を背中部と腰部にそれぞれ設置する等の手法も考えられる。

図６に、前記ライダー挙動検証結果１４の詳細を示す。前記ライダー２の挙動は、前記簡易ライダーモデル１３ｂの動きを分析することによって定量的に把握され、例えば、図６（ａ）〜（ｃ）に示すようなグラフを構築することができる。図６（ａ）は、肩の左右の動きを左右３００ｍｍの範囲で計測したもの、図６（ｂ）は、腰の左右の動きを左右３００ｍｍの範囲で計測したもの、図６（ｃ）は、肩の前後の動きを前後２００ｍｍの範囲で計測したものである。グラフ中の記号Ａ〜Ｆは、前記テストコースに表示されたコーナーポイントと合致しており、テストコースの各場所でライダーがどのような挙動を示しているかを正確に把握することが可能となる。また、複数のライダー（図では、ライダーＡおよびライダーＢ）の計測結果を重ねて出力すれば、操縦経験や体格等の条件によって大きく異なるライダーの挙動を比較分析することも容易となる。なお、前記自動二輪車１の車体に、その挙動を計測する各種センサ等を設けておけば、前記ライダー２の挙動と合わせた両者の挙動を定量的に把握することも可能である。

上記したように、本発明に係るライダー挙動計測方法によれば、ビデオカメラの映像によってライダーの動きを計測できるので、ライダーの体に計測治具や各種センサ等を設けることなく、簡易な構成によってライダーの挙動を定量的に把握することができるようになる。また、ライダーの挙動が定量的に把握できるようになるため、ライダーの挙動変化を考慮した自動二輪車の操縦特性を高精度にシミュレーションすることができるようになる。

本発明の一実施形態に係るライダー挙動計測方法の概要を示した説明図である。 本発明の一実施形態に係るライダー挙動計測方法に使用して好適な自動二輪車１の斜視図である。 本発明の一実施形態に係るライダーの挙動計測方法の手順を示す説明図である。 本発明の一実施形態に係るライダーの挙動計測方法の説明図である。 本発明の一実施形態の変形例に係るライダーの挙動計測方法の説明図である。 ライダー挙動検証結果の一例を示すグラフである。

符号の説明

１…自動二輪車、２…ライダー、ＣＦ…前側カメラ、ＣＲ…後側カメラ、１０…ＣＦ映像、１１…ＣＲ映像、１２…コンピュータ、１３…ソフトウェア、１３ａ…簡易人体モデル、１３ｂ…簡易ライダーモデル、１４…ライダー挙動検証結果

Claims (6)

1. 自動二輪車の車体にビデオカメラを設置し、
   前記ビデオカメラで取得したライダーの動作の映像からライダーの挙動を定量的に把握することを特徴とするライダー挙動計測方法。
2. 前記ビデオカメラで取得した映像をコンピュータに取り込み、
   前記映像の変化をコンピュータに読み込まれたソフトウェアに認識させると共に、前記映像の変化に前記ソフトウェア内の簡易人体モデルを追従させ、
   前記簡易人体モデルの変位量を前記ソフトウェアが計算することで、前記ライダーの挙動を定量的に把握することを特徴とする請求項１に記載のライダー挙動計測方法。
3. 前記ライダーの挙動に前記自動二輪車の挙動を合わせた両者の挙動を定量的に把握することを特徴とする請求項１または２に記載のライダー挙動計測方法。
4. 前記ビデオカメラは、前記車体の前後に設置されることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載のライダー挙動計測方法。
5. 前記映像は、前記ライダーの上体の前後の映像であることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載のライダー挙動計測方法。
6. 前記ライダーによって着用される上着は、所定の模様が付されていることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載のライダー挙動計測方法。

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