JP2016095219A - 走行距離計測システム、計測装置、演算処理装置、走行距離計測プログラムおよび走行距離計測方法 - Google Patents

Abstract

【課題】走行距離の誤差を少なくし精度を高められる走行距離計測システムを提供する。
【解決手段】車輪が接する走行面に対する車輪の車軸の高さを計測する距離情報を出力する距離計測手段１１と、車輪の回転数を計測する回転数情報を出力する回転数計測手段２１、２２と、距離情報に基づいて車輪の半径と外周を演算し、回転数情報に基づいて回転数を演算し、演算された外周と回転数に基づいて走行距離を演算する演算処理手段３４を備える。
【選択図】図７

Description

本発明は、走行距離計測システム、計測装置、演算処理装置、走行距離計測プログラムおよび走行距離計測方法に関する。

近年、自転車は、省エネや環境に対応できる移動手段として見直され、自転車の走行環境が整備されてきている。そのため、通勤や健康増進などを目的とした自転車の利用者が増加している。

健康増進を目的とした自転車の利用では、運動した結果を定量的に把握することが求められることが多い。例えば、運動量の目安として、走行した距離の測定が求められる。

特許文献１には、走行距離を記録する速度計装置が開示されている。具体的には、特許文献１の技術では、自転車の車輪径に応じて指定された個数の被検出体、例えば磁石が車軸を中心とする円周上に取り付けられて回転する。特許文献１の技術は、走行して回転する個々の被検出体を検出体、例えば磁気センサで検知した情報と予め設定された基準距離情報から、自転車の各車輪径に応じた速度と走行距離を算出するものである。基準距離とは、車輪径に応じて予め速度計装置に設定され、車輪の外周の算出に使用される基準となる長さである。走行距離は、被検出体の検知数×基準距離として算出される。

特許文献２には、自転車用走行距離計が開示されている。具体的には、特許文献２の技術では、自転車の車輪の回転に対応したパルスを出力する回転検出器を備え、回転検出器からのパルス出力をカウントして走行距離データが得られる。特許文献２の技術は、既知の距離を予め走行した時のパルス出力のカウント数に基づいて走行距離データの補正を行って走行距離を得る技術である。走行距離は、（パルスカウント数／既知距離走行時のパルスカウント数）×既知距離として得られる。また、予め測定された距離（試走距離）を試走して得られた走行距離は、試走で得られたパルスカウント数と試走距離で補正される。

特許文献３には、車輪に取り付けられた非接触読取可能なデータキャリア、例えばＲＦＩＤ（Radio Frequency Identifier）を使用して、車輪の周速度と移動距離を測定するシステムが開示されている。具体的には、特許文献３の技術では、データキャリアから放出される電波の電界強度をリーダで検知して車輪の回転数をカウントし、データキャリアもしくはリーダに予め車輪外周基準値が設定されている。車輪外周基準値とは、計測対象の車輪の半径、直径、または外周である。特許文献３の技術は、車輪に取り付けられたデータキャリアの応答信号によって車輪の回転数を取得し、予め設定された車輪外周基準値を用いて車輪の周速度と走行距離を算出する技術である。車輪外周基準値が外周であれば、走行距離は、回転数×車輪外周基準値（外周）として算出される。

特公昭６１−０１８１３９号公報（第１、２頁、図１−３） 特開平０３−０７５５２０号公報（第１−３頁、図１−４） 特開２００８−５２３３６０号公報（第８−１１頁、図１、２）

特許文献１−３の技術では、車輪の回転数は、被検出体の検出数やパルスカウント数などとして計測される。一方、特許文献１−３の技術では、走行距離を算出するための数値は予め設定されることが前提とされている。

すなわち、特許文献１の技術では、車輪径に対応した基準距離が予め設定される。特許文献２の技術では、予め測定された距離を走行した時の回転検出器から出力されたパルス数に基づいて既知の距離が設定され、補正に使用される。特許文献３の技術では、車輪径に応じた車輪外周基準値として半径、直径または外周が予めデータキャリアまたはリーダに設定される。

そのため、特許文献１−３の技術では、基準距離、予め測定された距離（既知の距離）、または車輪外周基準値として固定的に設定される。したがって、特許技術１−３の技術では、車輪やタイヤの変形（タイヤ内圧力の変化、経年変化や運転者の体重に応じた変化）による走行距離の誤差の発生を防止できない。また、誤差を補正するためには、再度、試走や車輪径の測定などの作業が必要となる。

なお、自転車のタイヤ径が２６インチであれば、直径は約６６．０ｃｍ、外周は約２０７．４ｃｍとなる。このときの直径と外周は、無荷重時でのものとする。自転車の走行時には、運転者の体重がタイヤに加わりタイヤが変形するので、半径の変形量が５ｍｍと仮定すれば、変形された直径は約６５．０ｃｍ、外周は約２０４．２ｃｍとなる。このときの直径と外周は、走行時でのものとする。自転車に荷重がさらに加わり、あるいはタイヤの空気圧が低下したとして、半径の変形量がさらに５ｍｍ追加されると、変形された直径は約６４．０ｃｍ、外周は約２０１．１ｃｍとなる。このときの直径と外周は、過荷重走行時でのものとする。

２６インチの自転車において、走行時を基準に半径で±５ｍｍの変形量があれば、外周は±約１．５パーセント変化する。仮に、運転者が自転車で１００ｋｍ走行すれば、走行距離１００ｋｍには±約１．５ｋｍの誤差が発生する。また、半径の変形量が同じであっても、自転車のタイヤサイズが小さくなるほど、走行距離に含まれる誤差の度合いは大きくなる。

ＧＰＳ（Global Positioning System）衛星などによる測位システムを用いて得られた各地点の位置情報をプロットして走行距離を求める方法がある。この方法では、各地点間の直線距離を積算して走行距離が得られる。そのため、得られた走行距離は、例えば蛇行した道路を走行した場合の走行距離は、実際の走行距離とかけ離れることが多い。また、トンネル、木陰、またはビルの間では、ＧＰＳ衛星からの位置情報は得られない。同様に、携帯電話などの基地局や無線ＬＡＮ（Local Area Network）のアクセスポイントからの電波を用いた測位システムにおいても、郊外や山間部では精度の高い位置情報を得られない。そのため、測位システムとしての位置情報が得られない区間を走行した走行距離には大きな誤差が発生し、正確な走行距離を得られない。

すなわち、特許文献１−３の技術では、走行距離の算定基準となる設定が固定的なので、車輪およびタイヤの変形に対応できず、得られた走行距離には誤差が発生する。また、ＧＰＳなどの測位システムで得られる走行距離においても誤差が発生する。そのため、特許文献１−３および測位システムでは、得られる走行距離の誤差を少なくできないという課題がある。

本発明は、上記の課題に鑑みてなされたもので、走行距離の誤差を少なくし精度を高められる走行距離計測システム、計測装置、演算処理装置、走行距離計測プログラムおよび走行距離計測方法を提供することを目的とする。

本発明にかかる走行距離計測システムは、車輪が接する走行面に対する車輪の車軸の高さを計測する距離情報を出力する距離計測手段と、車輪の回転数を計測する回転数情報を出力する回転数計測手段と、距離情報に基づいて車輪の半径と外周を演算し、回転数情報に基づいて回転数を演算し、演算された外周と回転数に基づいて走行距離を演算する演算処理手段を備える。

本発明にかかる計測装置は、車輪が接する走行面に対する車輪の車軸の高さを計測する距離情報を出力する距離計測手段と、車輪の回転数を計測する回転数情報を出力する回転数計測手段を備えることを特徴とする。

本発明にかかる演算処理装置は、車輪が接する走行面に対する車輪の車軸の高さを計測する距離情報と、車輪の回転数を計測する回転数情報を取得して、距離情報に基づいて車輪の半径と外周を演算し、回転数情報に基づいて回転数を演算し、演算された外周と回転数に基づいて走行距離を演算する演算処理手段を備えることを特徴とする。

本発明にかかる走行距離計測プログラムは、車輪が接する走行面に対する車輪の車軸の高さを計測する距離情報と、車輪の回転数を計測する回転数情報を取得する演算処理装置の備えるコンピュータを、距離情報に基づいて車輪の半径と外周を演算し、回転数情報に基づいて回転数を演算し、演算された外周と回転数に基づいて走行距離を演算する演算処理手段として動作させることを特徴とする。

本発明にかかる走行距離計測方法は、車輪が接する走行面に対する車輪の車軸の高さを計測する距離情報を出力し、車輪の回転数を計測する回転数情報を出力し、距離情報に基づいて車輪の半径と外周を演算し、回転数情報に基づいて回転数を演算し、演算された外周と回転数に基づいて走行距離を演算することを特徴とする。

本発明によれば、走行距離の誤差を少なくし精度を高められる。

本発明の第１の実施形態の走行距離計測システムの構成例を示すブロック図である。 本発明の第１の実施形態の走行距離計測システムの動作例を示すフローチャートである。 本発明の第２の実施形態の走行距離計測システムの構成例を示すブロック図である。 本発明の第２の実施形態の走行距離計測システムの動作例を示すフローチャートである。 本発明の第３の実施形態の走行距離計測システムの構成例を示すブロック図である。 本発明の第４の実施形態の走行距離計測システムの構成例を示すブロック図である。 本発明の第５の実施形態の走行距離計測システムの構成例を示す説明図である。 本発明の第６の実施形態の走行距離計測システムの構成例を示す説明図である。

以下に、本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。
（第１の実施形態）
本発明の第１の実施形態について説明する。図１は、本実施形態の走行距離計測システム１００の構成例を示すブロック図である。

図１を参照して、走行距離計測システム１００の構成について説明する。走行距離計測システム１００は、距離計測手段１０、回転数計測手段２０および演算処理手段３０を備える。

距離計測手段１０は、走行距離の測定対象の車輪（以降、たんに車輪という。）が接する走行面と車輪の車軸との距離を計測して、計測結果を距離情報として出力する。例えば、距離計測手段１０は、車輪の支持部に取り付けられて、車軸の中心の高さから鉛直下方向に光、例えばレーザ光を出力し、車輪の走行面によって反射されたレーザ光を検知する光センサを備える。距離計測手段１０は、レーザ光が出力されてから走行面で反射されたレーザ光を検出するまでの時間を計測して、計測結果を距離情報として出力する。

回転数計測手段２０は、車輪の回転数に関わる回転数情報を出力する。例えば、回転数計測手段２０は 車輪の回転側面に取り付けられた加速度センサを備える。加速度センサでモニタリングされた鉛直方向の加速度情報が回転数情報として出力される。

演算処理手段３０は、距離測定手段１０の距離情報に基づいて車輪の半径と外周を演算し、回転数計測手段２０の回転数情報に基づいて回転数を演算する。例えば、演算処理手段３０は、距離情報が光の往復時間であれば、往復時間から車輪の半径と外周を演算する。また、演算処理手段３０は、回転数情報が鉛直方向の加速度情報であれば、加速度情報の変化から走行面の凸凹などによるノイズを除去し車輪の回転による加速度の周期的な変化を抽出して回転数を演算する。演算処理手段３０は、演算された外周と回転数に基づいて走行距離を演算する。走行距離は、外周×回転数として演算される。

図２は、本実施形態の走行距離計測システム１００の動作例を示すフローチャートである。図１、２を参照して、走行距離計測システム１００の動作について説明する。

演算処理手段３０は、回転数計測手段２０の回転数情報に基づいて車輪が走行を開始したかを判断する（Ｓ１０１）。

演算処理手段３０は、車輪が走行を開始していないと判断したとき（Ｓ１０１：Ｎｏ）、走行開始を判断するステップＳ１０１を継続する。

演算処理手段３０は、車輪が走行を開始したと判断したとき（Ｓ１０１：Ｙｅｓ）、距離計測手段１０から距離情報を取得する（Ｓ１０２）。演算処理手段３０は、取得された距離情報から車輪の半径と外周を演算する（Ｓ１０３）。演算処理手段３０は、回転数計測手段２０から所定の時間間隔、例えば５秒間隔での回転数情報を取得する（Ｓ１０４）。演算処理手段３０は、取得された回転数情報から車輪の回転数を演算する（Ｓ１０５）。演算処理手段３０は、演算された車輪の外周と回転数から５秒間での走行距離を演算して、これまでの走行距離に積算する（Ｓ１０６）。

演算処理手段３０は、回転数計測手段２０からの回転数情報に基づいて車輪が走行を停止したかを判断する（Ｓ１０７）。

演算処理手段３０は、車輪が走行を停止していないと判断したとき（Ｓ１０７：Ｎｏ）、ステップＳ１０２の処理に戻る。

演算処理手段３０は、車輪が走行を停止したと判断したとき（Ｓ１０７：Ｙｅｓ）、それまで積算された走行距離を、車輪が走行を開始してから停止するまでに計測された走行距離とする（Ｓ１０８）。

このように、演算処理手段３０は、距離計測手段１０および回転数計測手段２０の出力情報に基づいて車輪の走行距離を演算することができる。

以上のように、本実施形態では、車軸から走行面までの距離が距離測定手段によって逐次計測されるので、車輪の空気圧や荷重などによる車輪の変形が考慮された外周が演算できる。本実施形態では、逐次演算された車輪の外周と、回転数計測手段で計測される所定期間内での回転数を用いて、車輪の走行距離が演算され、積算される。そのため、本実施形態で演算される走行距離は、誤差の少ない走行距離とすることができる。

さらに、本実施形態では、車輪の外周が逐次計測された距離情報に基づいて演算されるので、特許文献１−３で行われる、基準距離および車輪外周基準値の設定や、既知距離の走行や試走による設定や補正パラメータの設定を予め行う必要がない。すなわち、本実施形態では、走行距離を演算するための固定的な設定による誤差を抑止でき、事前の設定作業や補正のための作業を軽減することができる。

また、本実施形態では、ＧＰＳによる測位システムなどからの位置情報を使用しない。そのため、本実施形態は、ＧＰＳによる測位システムなどの誤差や測位システムから位置情報が得られない区間に関わる誤差は発生しない。

以上、本実施形態では、車軸から走行面までの距離と車輪の回転数を計測して走行距離を演算するので、演算された走行距離の誤差を少なくし精度を高めることができる。さらに、本実施形態では、走行距離を計測するための事前準備の作業や補正のための作業が不要である。

なお、本実施形態では、車軸から走行面までの距離はレーザ光を用いて計測されると説明した。しかし、車軸から走行面までの距離はレーザ光を用いて計測されるものに限定されない。例えば、車軸から走行面までの距離は赤外線などや音波を用いて計測されてもよい。車軸の高さから音波、例えば超音波を走行面に対して出力し、走行面で反射された超音波を検知する超音波センサによって距離情報が出力されてもよい。すなわち、本実施形態の距離計測手段は、車軸から走行面までの距離を計測できる距離情報が取得され出力されるものであればよく、距離情報が取得される方法は限定されない。

また、本実施形態では、車輪の回転数を加速度センサにて検知した加速度情報を回転数情報とすると説明した。しかし、車輪の回転数情報は加速度センサにて検知されたものに限定されない。例えば、車輪の回転数情報には、車輪の回転側面に装着された磁石の磁気を検知する磁気センサが車輪の支持部に装着されて、磁気センサからの磁石の検知情報が用いられてもよい。また、車輪の回転側面に識別媒体、例えばＲＦＩＤが取り付けられ、ＲＦＩＤに格納される識別情報を要求する信号を送信して応答信号を受信したリーダからの識別情報の読取情報を回転数情報としてもよい。また、車輪の回転側面に光、例えば赤外線を反射する反射板が取り付けられ、反射板に赤外線を当てて反射された赤外線を検知する光センサが車輪の支持部に装着されて、光センサからの反射板による反射光の検知情報を回転数情報としてもよい。すなわち、本実施形態の回転数計測手段は、車輪の回転数を計測できる回転数情報が取得され出力されるものであればよく、回転数情報が取得される方法は限定されない。

また、図２に示した走行距離計測システム１００のフローチャートは、本発明に関わる走行距離計測システム１００の動作例として例示したものであって、本発明の走行距離計測システムの動作はこのフローチャートで示されたものに限定されない。
（第２の実施形態）
本発明の第２の実施形態について説明する。図３は、本実施形態の走行距離計測システム２００の構成例を示すブロック図である。

図３を参照して、走行距離計測システム２００の構成について説明する。走行距離計測システム２００は、図１で説明した走行距離計測システム１００に履歴記憶手段４０と表示手段５０が追加され、演算処理手段３０が演算処理手段３１に変更されていることが相違する。以下、第１の実施形態と同一の構成要素には同一の名称と同一の参照番号を付記して、その説明を省略し、変更点を説明する。

走行距離計測システム２００は、距離計測手段１０、回転数計測手段２０、演算処理手段３１、履歴記憶手段４０および表示手段５０を備える。

演算処理手段３１は、距離測定手段１０の距離情報に基づいて車輪の半径と外周を演算し、回転数計測手段２０の回転数情報に基づいて回転数を演算する。演算処理手段３１は、演算された外周と回転数に基づいて走行距離を演算する。このとき、演算処理手段３１は、取得された距離情報と回転数情報、演算された車輪の半径と外周、車輪の回転数、走行距離を履歴情報として履歴記憶手段４０に逐次記憶する。演算処理手段３１は、履歴情報として記憶されている走行距離に、演算された走行距離を逐次積算して記憶させる。

演算処理手段３１は、取得された距離情報と回転数情報、演算された車輪の半径と外周、車輪の回転数、走行距離を車輪の走行に関わる表示情報として表示手段５０に逐次出力する。表示手段５０は、表示情報に基づいて車輪の回転数や走行距離などの表示を行う。

図４は、本実施形態の走行距離計測システム２００の動作例を示すフローチャートである。図３、４を参照して、走行距離計測システム２００の動作について説明する。車軸から走行面までの距離と車輪の回転数を計測して走行距離を演算する動作は第１の実施形態と同様であるので、ここでは省略する。以下の動作説明では第１の実施形態と異なる点だけを述べる。

演算処理手段３１は、履歴記憶手段４０に記憶されている半径の履歴情報から初期値を算定する（Ｓ２０１）。前述の図２のフローチャートで取得した車輪の半径を適宜の時間間隔（例えば月１、２回）で履歴情報として履歴記憶手段に記憶しておく。演算処理手段３１は、予め設定された初期値を算定する期間での半径の履歴情報から平均値（以降、半径初期値という。）を求める。

演算処理手段３１は、距離計測手段１０の距離情報に基づいて半径（現在値）を演算して、履歴記憶手段４０に記憶する（Ｓ２０２）。

演算処理手段３１は、半径初期値と現在値の差が所定の閾値を超えているかを判断する（Ｓ２０３）。演算処理手段３１は、上記の差が所定の閾値を超えていなければ（Ｓ２０３：Ｎｏ）、距離計測手段１０の距離情報に基づいて車輪の半径（現在値）を演算するステップＳ２０２の処理に戻る。

演算処理手段３１は、上記の差が所定の閾値を超えていれば（Ｓ２０３：Ｙｅｓ）、上記の差が所定の閾値を超えている状態が所定の期間継続しているかを判断する（Ｓ２０４）。演算処理手段３１は、上記の状態が所定の期間継続していなければ（Ｓ２０４：Ｎｏ）、距離計測手段１０からの距離情報に基づいて車輪の半径（現在値）を演算するステップＳ２０２の処理に戻る。

演算処理手段３１は、上記の状態が所定の期間継続していれば（Ｓ２０４：Ｙｅｓ）、車輪の空気圧減少などのトラブルが発生したこと知らせる警告を表示手段に出力する（Ｓ２０５）。

このように、演算処理手段３１は、距離計測手段１０、回転数計測手段２０および履歴記憶手段４０の情報に基づいて車輪のトラブル発生を警告することができる。なお、演算処理手段３１は、車輪に加えられる荷重が過荷重である場合やパンクした場合にもトラブル発生を検知して警告することができる。半径初期値または直近の履歴情報からの変化が大きい場合を過荷重、パンクと判断する。過荷重やパンクの場合はすぐに警告表示した方が良いので、図４のフローのステップＳ２０４（所定期間継続しているか）を経ずにＳ２０５（警告表示）を行ってもよい。過荷重、パンクは運転者にとって危険なので、気が付きやすいように音声や警報音で警告することが望ましい。さらに、演算処理手段３１は、逐次得られた半径が円形と判定される円形閾値の範囲を超えている場合、すなわち車輪が円形を逸脱して変形しているトラブル発生を検知して警告することができる。

以上、本実施形態は、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。さらに、本実施形態は、表示手段によって車輪の走行にかかわる情報を逐次表示することができる。また、本実施形態は、履歴記憶手段に記憶された履歴情報に基づいて、空気圧の減少などのトラブル発生を検知して警告することができる。

なお、特許文献３には、タイヤ圧力センサを備えたデータキャリアの記載がある（段落0011、0044）。しかし、特許文献３の技術では、タイヤ圧力の測定値は、タイヤ圧力に応じて予め設定された車輪外周基準値の選択に使用されるのみで、タイヤ圧力の低下を検知して警告するものではない。本実施形態は、特許文献３に示された圧力センサを使用せず、空気圧の低下や過荷重、パンクなどのトラブル発生を検知して警告することができる。

また、図４に示した走行距離計測システム２００のフローチャートは、本発明に関わる走行距離計測システム２００の動作例として例示したものであって、本発明の走行距離計測システムの動作はこのフローチャートで示されたものに限定されない。
（第３の実施形態）
本発明の第３の実施形態について説明する。図５は、本実施形態の走行距離計測システム３００の構成例を示すブロック図である。

図５を参照して、走行距離計測システム３００の構成について説明する。本実施形態の走行距離計測システム３００では、計測機能と演算処理機能がそれぞれ計測装置３１０と演算処理装置３２０として分離され、その間を送信手段６１と受信手段６２で通信する。また演算処理手段３１が演算処理手段３２に変更されていることが第２の実施形態と相違する。以下、第２の実施形態と同一の構成要素には同一の名称と同一の参照番号を付記して、その説明を省略し、変更点を説明する。

走行距離計測システム３００は、計測装置３１０と演算処理装置３２０を備える。計測装置３１０は、距離計測手段１０、回転数計測手段２０と送信手段６１を備える。送信手段６１は、距離計測手段１０の距離情報と回転数計測手段２０の回転数情報を送信情報として送信する。

演算処理装置３２０は、演算処理手段３２、履歴記憶手段４０、表示手段５０と受信手段６２を備える。受信手段６２は、計測装置３１０の送信手段６１から送信情報を受信して演算処理手段３２に距離情報と回転数情報を出力する。なお、送信手段６１と受信手段６２は無線通信で接続されて通信を行う。

演算処理手段３２は、距離情報に基づいて車輪の半径と外周を演算し、回転数情報に基づいて回転数を演算する。演算処理手段３２は、演算された外周と回転数に基づいて走行距離を演算する。このとき、演算処理手段３２は、取得された距離情報と回転数情報、演算された車輪の半径と外周、車輪の回転数、走行距離を履歴情報として履歴記憶手段４０に逐次記憶する。演算処理手段３２は、履歴情報として記憶されている走行距離に演算された走行距離を逐次積算して記憶させる。

演算処理手段３２は、取得された距離情報と回転数情報、演算された車輪の半径と外周、車輪の回転数、走行距離を表示情報として表示手段５０に逐次出力する。表示手段５０は、表示情報に基づいて車輪の回転数や走行距離などの表示を行う。

以上、本実施形態は、第２の実施形態と同様の効果を得ることができる。さらに、本実施形態では、送信手段と受信手段を備えるので、計測装置と演算処理装置を分離することができる。例えば、複数の車輪に実装された計測装置から送信情報を、それぞれ、センターとなる演算処理装置で受信して遠隔で監視することができる。

なお、本実施形態では、計測装置と演算処理装置の通信は無線で行うと説明した。しかし、計測装置と演算処理装置の通信方式は無線に限定されない。すなわち、計測装置と演算処理装置の通信方式は、計測装置と演算処理装置とが通信できればよく、有線、無線、光、音波を使用するものでもよい。例えば、計測装置と演算処置装置が通信媒体として無線を使用するのであれば、計測装置と演算処理装置の通信方式は、移動体通信、衛星通信、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）でもよい。また、計測装置と演算処理装置の通信方式は、ＺｉｇＢｅｅ（登録商標）、Ｗｉ−Ｆｉ（登録商標）、９２０ＭＨｚ帯通信などの一般の無線通信でもよい。

また、本実施形態では、距離計測手段の距離情報と回転数計測手段の回転数情報は送信手段から送信情報として送信されると説明した。しかし、距離計測手段と回転数計測手段が、それぞれ送信機能を備えてもよい。すなわち、距離計測手段と回転数計測手段がそれぞれ備える送信機能を送信手段として用いて、計測装置が距離情報と回転数情報を送信情報として送信し、演算処理装置の受信手段が送信情報を受信できればよい。

また、本実施形態では、演算処理装置は専用の装置として説明した。しかし、演算処理装置は専用の装置に限定されない。演算処理装置は、計測装置の送信情報を受信する機能を備えた半導体装置、携帯電話、スマートフォン、タブレット端末、ＰＤＡ（Personal Digital Assistants）、パソコン、情報処理装置や通信装置でもよい。
（第４の実施形態）
本発明の第４の実施形態について説明する。図６は、本実施形態の走行距離計測システム４００の構成例を示すブロック図である。

図６を参照して、走行距離計測システム４００の構成について説明する。走行距離計測システム４００は、図５で説明した走行距離計測システム３００にペダル回転数計測手段７０が追加されていることが相違する。さらに、走行距離計測システム４００は、送信手段６１、受信手段６２、履歴記憶手段４０と演算処理手段３２がそれぞれ送信手段６３、受信手段６４、履歴記憶手段４１と演算処理手段３３に変更されていることが相違する。以下、第３の実施形態と同一の構成要素には同一の名称と同一の参照番号を付記して、その説明を省略し、変更点を説明する。

走行距離計測システム４００は、計測装置３１１と演算処理装置３２１を備える。計測装置３１１は、距離計測手段１０、回転数計測手段２０、ペダル回転数計測手段７０と送信手段６３を備える。ペダル回転数計測手段７０は、運転者が車輪を駆動するためにペダルを回転させるペダルの回転数を計測するペダル回転数情報を出力する。例えば、ペダル回転数計測手段７０は、ペダルに光を反射する反射板が取り付けられ、ペダルが回転されて前後するのを、反射板に光を当てて反射された光の往復時間を検知する光センサを備える。ペダル回転数計測手段７０はフレームに装着された光センサが検知した反射光の往復時間情報をペダル回転数情報として出力する。送信手段６３は、距離計測手段１０の距離情報、回転数計測手段２０の回転数情報とペダル回転数計測手段７０のペダル回転数情報を送信情報として送信する。

演算処理装置３２１は、演算処理手段３３、履歴記憶手段４１、表示手段５０と受信手段６４を備える。受信手段６４は、計測装置３１１の送信手段６３の送信情報を受信して演算処理手段３３に距離情報、回転数情報とペダル回転数情報を出力する。

演算処理手段３３は、距離情報に基づいて車輪の半径と外周を演算し、回転数情報に基づいて回転数を演算する。演算処理手段３３は、ペダル回転数情報から運転者がペダルを回転させるペダル回転数と１分間にペダルが回転させられる回転数（以降、ケイデンス値という。）を演算する。ここで、ペダル回転数とは、所定の期間内でペダルが回転させられた数を表す。ケイデンス値は、ペダルの毎分回転数、つまり回転速度を表す。演算処理手段３３は、演算された外周と回転数に基づいて走行距離を演算する。このとき、演算処理手段３３は、取得された距離情報と回転数情報、演算された車輪の半径と外周、車輪の回転数、走行距離、ペダル回転数とケイデンス値を履歴情報として履歴記憶手段４１に逐次記憶する。演算処理手段３３は、履歴情報として記憶されている走行距離に演算された走行距離を逐次積算して記憶させる。

演算処理手段３３は、取得された距離情報と回転数情報、演算された車輪の半径と外周、車輪の回転数、走行距離、ペダル回転数とケイデンス値を表示情報として表示手段５０に逐次出力する。表示手段５０は、表示情報に基づいて車輪の回転数や走行距離、ペダル回転数、ケイデンス値などの表示を行う。

以上、本実施形態は、第３の実施形態と同様の効果を得ることができる。さらに、本実施形態では、ペダル回転数を得ることができるので、運転者の運動量をさらに的確に捉えて情報提供することができる。

なお、本実施形態では、ペダルの回転数を光センサにて検知した反射光の往復時間の検知情報をペダル回転数情報とすると説明した。しかし、ペダルの回転数情報は光センサにて検知されたものに限定されない。例えば、ペダル回転数情報には、ペダルに装着された磁石の磁気を検知する磁気センサがペダルに装着されて、磁気センサの磁石の検知情報が用いられてもよいし、ペダルに装着された加速度センサにより検知された鉛直方向の加速度情報が用いられてもよい。また、ペダル回転数情報には、ペダルに装着された磁石の磁気をフレームに装着された磁気センサが検知した検知情報や、ペダルに装着された識別媒体の識別情報をフレームに装着された識別媒体リーダが読み取った読取情報が用いられてもよい。さらに、ペダル回転数情報には、フレームに装着された距離センサがペダルの回転運動によるペダルとフレームの距離の変動を検知した検知情報が用いられてもよい。すなわち、本実施形態のペダル回転数計測手段は、ペダルの回転数を計測できるペダル回転数情報が取得され出力されるものであればよく、ペダル回転数情報が取得される方法は限定されない。
（第５の実施形態）
本発明の第５の実施形態について説明する。図７は、本実施形態の走行距離計測システム５００の構成例を示す説明図である。

図７を参照して、走行距離計測システム５００の構成について説明する。走行距離計測システム５００は、距離センサ１１、回転数センサ２１、回転数センサ２２と演算処理部３４を備える。

距離センサ１１は、前輪と後輪の支持部の車軸に近接した位置にそれぞれ取り付けられ、車輪が接する走行面に対する車輪の車軸の高さを計測して、計測結果を前輪と後輪の距離情報として出力する。例えば、距離センサ１１は、前輪と後輪の車軸の中心の高さから超音波を鉛直下方向に超音波を出力し、車輪の走行面によって反射された超音波を検知するまでの時間から車輪の中心から走行面までの距離をそれぞれ計測する。距離センサ１１は、計測結果を前輪と後輪の距離情報として出力する。なお、超音波の出射部（図示せず）の走行面からの高さを車軸の中心に揃えると計測誤差が小さくなる。

回転数センサ２１は、前輪と後輪の回転側面（例えば、車輪のスポーク）にそれぞれ取り付けられた回転数センサ２２（磁石）を検知できるように前輪と後輪の支持部にそれぞれ取り付けられた磁気センサである。回転数センサ２１は、回転数センサ２２を検知した検知情報を前輪と後輪の回転数情報として出力する。

演算処理部３４は、距離センサ１１の距離情報に基づいて前輪と後輪の半径と外周を演算し、回転数センサ２１の回転数情報に基づいて前輪と後輪の回転数を演算する。すなわち、演算処理部３４は、距離情報である超音波の往復時間から前輪と後輪の半径と外周をそれぞれ演算する。また、演算処理部３４は、回転数情報である前輪と後輪の回転面にそれぞれ取り付けられた磁石の検知情報から前輪と後輪の回転による周期的な変化を抽出して回転数を演算する。演算処理部３４は、演算された前輪または後輪の外周と回転数に基づいて走行距離を演算する。演算処理部３４が前輪および後輪の演算された半径を履歴情報として記憶する機能を備えていれば、前輪および後輪のトラブル発生をモニタリングすることができる。演算処理部３４がブザーやＬＥＤ（Light Emitting Diode）、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）による表示機能を備えていれば、演算結果やトラブル発生を音や光を用いた表示を行って運転者に警告することができる。

以上、本実施形態は、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。さらに、本実施形態は、複数の車輪の走行距離を演算することができ、複数の車輪をモニタリングしてそれぞれの車輪のトラブル発生を検知して警告することができる。

なお、本実施形態では、車輪は２つとして説明したが、車輪は２つに限定されない。すなわち、車輪は１つでもよいし、３つ以上でもよい。
（第６の実施形態）
本発明の第６の実施形態について説明する。図８は、本実施形態の走行距離計測システム６００の構成例を示す説明図である。

図８を参照して、走行距離計測システム６００の構成について説明する。走行距離計測システム６００は、図７で説明した走行距離計測システム５００において、回転数センサ２１と回転数センサ２２が回転数センサ２３と回転数センサ２４＃１から２４＃ｎ（ｎｎは、１以上の整数）に変更されていることが相違する。さらに、走行距離計測システム６００は、演算処理部３４が演算処理部３５に変更されていることが相違する。以下、第５の実施形態と同一の構成要素には同一の名称と同一の参照番号を付記して、その説明を省略し、変更点を説明する。

回転数センサ２２は、車輪の回転側面（例えば、車輪のスポーク）に取り付けられた回転数センサ２４＃１から２４＃ｎを検知できるように車輪の支持部に取り付けられる。すなわち、回転数センサ２４＃１から回転数センサ２４＃ｎは、車軸を中心とした円周上で、スポークに取り付けられた識別媒体、例えばＲＦＩＤである。回転数センサ２４＃１は、識別情報の要求信号を送信して応答信号を受信する回転数センサ２３のＲＦＩＤリーダに識別情報＃１を応答する。回転数センサ２４＃ｎは、識別情報の要求信号を送信して応答信号を受信する回転数センサ２３のＲＦＩＤリーダに識別情報＃ｎを応答する。回転数センサ２３は、回転数センサ２４＃１から２４＃ｎの識別情報＃１から＃ｎである識別媒体の読取情報を車輪の回転数情報として出力する。

演算処理部３５は、距離センサ１１の距離情報に基づいて車輪の半径と外周を演算し、回転数センサ２３の回転数情報に基づいて回転数を演算する。すなわち、演算処理部３５は、距離情報である超音波の往復時間から車輪の半径を算出して外周を演算する。また、演算処理部３５は、回転数情報である車輪の回転面に取り付けられた複数のＲＦＩＤの読取情報から車輪の回転による周期的な変化を抽出して車輪の回転数および回転角を演算する。回転角とは、車輪が回転した角度である。回転角は、車軸を中心として円周状に配置された複数のＲＦＩＤの読取情報から算定される。例えば、車輪が回転して、回転数センサ２４＃１から回転数センサ２４＃ｍ（ｍは、１からｎまでの整数）までの識別情報＃１から識別情報＃ｍが各１回確認できれば、車輪の回転角は３６０×（ｍ／ｎ）度と計算される。演算処理部３４は、演算された外周と回転数、回転角に基づいて走行距離を演算する。走行距離は、外周×（回転数＋回転角／３６０度）として演算される。また、演算処理部３４は、識別情報＃１から識別情報＃ｎの並び方から車輪の回転方向を判別することができる。

以上、本実施形態は、第５の実施形態と同様の効果を得ることができる。さらに、本実施形態は、複数の回転数センサを車輪の回転面に取り付けることで、車輪の回転角を算出して走行距離を演算するので、さらに走行距離の精度を高めることができる。さらに、本実施形態は、車輪の回転方向と回転角を取得できるので、一輪車や車椅子のような車輪の走行を的確にとらえて走行距離を演算することができる。

なお、本実施形態では、車輪の回転側面に識別媒体として複数のＲＦＩＤを取り付けると説明した。しかし、車輪の回転側面に取り付けられる識別媒体はＲＦＩＤに限定されない。例えば、識別媒体はバーコードでもよい。すなわち、車輪の回転側面であるスポークに、車輪内でユニークな識別番号が付与された複数のバーコードを取り付け、バーコードリーダがバーコードをそれぞれ読み取った読取情報が回転数情報として出力されてもよい。

なお、本願発明は、上述の各実施形態に限定されるものではなく、本願発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変更、変形して実施することができる。

例えば、実施形態２で説明した履歴記憶手段は、演算処理と表示に関わる情報を記憶するハードディスク装置であってもよいし、ネットワークで接続されたサーバ装置であってもよい。また、履歴記憶手段は、ＲＡＭ（Random Access Memory）、フラッシュメモリ等の半導体記憶装置、光ディスク、磁気ディスク、光磁気ディスク等、非一時的な媒体でもよい。すなわち、履歴記憶手段は、演算処理手段の制御を受けて、演算処理と表示に関わる情報を記憶できるものであればよい。

また、上述の各実施形態の演算処理手段、演算処理装置または演算処理部による演算処理は、演算処理手段、演算処理装置または演算処理部が備えるコンピュータ（図示なし）を用いたソフトウェアによって実行されてもよい。すなわち、演算処理を行うコンピュータプログラムが、ＣＰＵ（Central Processing Unit）によって読み込まれ、実行されることによって実現されてもよい。

なお、プログラムは、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ、フラッシュメモリ等の半導体記憶装置、光ディスク、磁気ディスク、光磁気ディスク等、非一時的な媒体に格納されてもよい。

上記の実施形態の一部または全部は、以下の付記のように記載されうるが、以下には限られない。
（付記１）
車輪が接する走行面に対する前記車輪の車軸の高さを計測する距離情報を出力する距離計測手段と、
前記車輪の回転数を計測する回転数情報を出力する回転数計測手段と、
前記距離情報に基づいて前記車輪の半径と外周を演算し、前記回転数情報に基づいて前記回転数を演算し、演算された前記外周と前記回転数に基づいて走行距離を演算する演算処理手段と
を備えることを特徴とする走行距離計測システム。
（付記２）
前記演算結果を履歴情報として記憶する履歴記憶手段と、
前記演算結果を表示する表示手段を備え、
前記演算処理手段は、前記履歴記憶手段に記憶された前記演算結果、前記距離情報および前記回転数情報を用いて演算した結果を前記履歴記憶手段に出力し、前記演算した結果を前記表示手段に出力する
ことを特徴とする付記１に記載の走行距離計測システム。
（付記３）
前記演算処理手段は、
前記履歴記憶手段に記憶された前記半径の前記履歴情報に基づいて前記車輪の半径初期値を設定し、前記半径初期値と演算した前記半径の差が所定の閾値より大きい状態が所定の期間継続することを検知し、前記表示手段に前記検知情報を出力し、
前記表示手段は前記検知情報を表示する
ことを特徴とする付記２に記載の走行距離計測システム。
（付記４）
前記演算手段は、
前記履歴記憶手段に記憶された前記半径が、前記車輪の形状が円形であるかを判定する円形閾値の範囲内であるかを検知し、前記表示手段に前記検知情報を出力し、
前記表示手段は前記検知情報を表示する
ことを特徴とする付記２または３に記載の走行距離計測システム。
（付記５）
前記距離計測手段が、
前記車輪の支持部に取り付けられた、
前記車軸の中心の高さから光を出力して前記走行面に反射された前記光を検知する光センサである
ことを特徴とする付記１から４のいずれかに記載の走行距離計測システム。
（付記６）
前記光が、レーザ光である
ことを特徴とする付記５に記載の走行距離計測システム。
（付記７）
前記距離計測手段が、
前記車輪の支持部に取り付けられた、
前記車軸の中心の高さから音波を出力して前記走行面に反射された前記音波を検知する音波センサである
ことを特徴とする付記１から４のいずれかに記載の走行距離計測システム。
（付記８）
前記音波が、超音波である
ことを特徴とする付記７に記載の走行距離計測システム。
（付記９）
前記回転数計測手段が、
前記車輪の回転側面に装着された加速度センサである
ことを特徴とする付記１から８のいずれかに記載の走行距離計測システム。
（付記１０）
前記回転数計測手段が、
前記車輪回転側面に装着された磁石と前記磁石の磁気を検知する前記車輪の支持部に装着された磁気センサである
ことを特徴とする付記１から８のいずれかに記載の走行距離計測システム。
（付記１１）
前記回転数計測手段が、
前記車輪回転側面に装着された識別媒体と前記識別媒体の読取信号を受信する前記車輪の支持部に装着された識別媒体リーダである
ことを特徴とする付記１から８のいずれかに記載の走行距離計測システム。
（付記１２）
前記識別媒体が前記車輪回転側面に前記車軸を中心とした円周上に複数の前記識別媒体が取り付けられている
ことを特徴とする付記１１に記載の走行距離計測システム。
（付記１３）
前記演算処理手段が前記識別媒体の読取情報に基づいて回転角を演算し、回転方向を判別する
ことを特徴とする付記１２に記載の走行距離計測システム。
（付記１４）
前記識別媒体がＲＦＩＤである
ことを特徴とする付記１１から１３のいずれかに記載の走行距離計測システム。
（付記１５）
前記識別媒体がバーコードである
ことを特徴とする付記１１から１３のいずれかに記載の走行距離計測システム。
（付記１６）
前記表示手段が、
ブザー、ＬＥＤまたはＬＣＤを備える
ことを特徴とする付記２から１５のいずれかに記載の走行距離計測システム。
（付記１７）
付記１から１６に記載の走行距離計測システムにおいて、
前記車輪を走行させるペダルの回転数を計測するペダル回転数情報を出力するペダル回転数計測手段を備え、
前記演算処理手段は、前記ペダル回転数情報に基づいて１分間の前記ペダル回転数であるケイデンス値をさらに演算する
ことを特徴とする走行距離計測システム。
（付記１８）
前記ペダル回転数計測手段が、
前記ペダルの回転支持部に装着された加速度センサ、
前記ペダルの前記回転支持部に装着された磁石と前記磁石の磁気を検知するフレームに装着された磁気センサ、
前記ペダルの前記回転支持部に装着された識別媒体と前記識別媒体の読取信号を受信する前記フレームに装着された識別媒体リーダ、
または、前記ペダルの回転運動による前記ペダルと前記フレームの距離の変動を検知する前記フレームに装着された距離センサを備える
ことを特徴とする付記１７に記載の走行距離計測システム。
（付記１９）
車輪が接する走行面に対する前記車輪の車軸の高さを計測する距離情報を出力する距離計測手段と、前記車輪の回転数を計測する回転数情報を出力する回転数計測手段と
を備えることを特徴とする計測装置。
(付記２０)
前記距離情報または前記回転数情報を送信情報として送信する送信手段
を備えることを特徴する付記１９に記載の計測装置。
（付記２１）
車輪が接する走行面に対する前記車輪の車軸の高さを計測する距離情報と、前記車輪の回転数を計測する回転数情報を取得して、前記距離情報に基づいて前記車輪の半径と外周を演算し、前記回転数情報に基づいて前記回転数を演算し、演算された前記外周と前記回転数に基づいて走行距離を演算する演算処理手段
を備えることを特徴とする演算処理装置。
（付記２２）
送信された前記距離情報または前記回転数情報を受信する受信手段
を備えることを特徴とする付記２１に記載の演算処理装置。
（付記２３）
車輪が接する走行面に対する前記車輪の車軸の高さを計測する距離情報と、前記車輪の回転数を計測する回転数情報を取得する演算処理装置の備えるコンピュータを、
前記距離情報に基づいて前記車輪の半径と外周を演算し、前記回転数情報に基づいて前記回転数を演算し、演算された前記外周と前記回転数に基づいて走行距離を演算する演算処理手段として動作させる
ことを特徴とする走行距離計測プログラム。
（付記２４）
車輪が接する走行面に対する前記車輪の車軸の高さを計測する距離情報を出力し、前記車輪の回転数を計測する回転数情報を出力し、
前記距離情報に基づいて前記車輪の半径と外周を演算し、前記回転数情報に基づいて前記回転数を演算し、演算された前記外周と前記回転数に基づいて走行距離を演算する
ことを特徴とする走行距離計測方法。

１０ 距離計測手段
１１ 距離センサ
２０ 回転数計測手段
２１、２２、２３、２４＃１、２４＃ｍ、２４＃ｎ 回転数センサ
３０、３１、３２、３３ 演算処理手段
３４、３５ 演算処理部
４０、４１ 履歴記憶手段
５０ 表示手段
６１、６３ 送信手段
６２、６４ 受信手段
７０ ペダル回転数計測手段
１００、２００、３００、４００、５００、６００ 走行距離計測システム
３１０、３１１ 計測装置
３２０、３２１ 演算処理装置

Claims (10)

1. 車輪が接する走行面に対する前記車輪の車軸の高さを計測する距離情報を出力する距離計測手段と、
   前記車輪の回転数を計測する回転数情報を出力する回転数計測手段と、
   前記距離情報に基づいて前記車輪の半径と外周を演算し、前記回転数情報に基づいて前記回転数を演算し、演算された前記外周と前記回転数に基づいて走行距離を演算する演算処理手段と
   を備えることを特徴とする走行距離計測システム。
2. 前記演算結果を履歴情報として記憶する履歴記憶手段と、
   前記演算結果を表示する表示手段を備え、
   前記演算処理手段は、前記履歴記憶手段に記憶された前記演算結果、前記距離情報および前記回転数情報を用いて演算した結果を前記履歴記憶手段に出力し、前記演算した結果を前記表示手段に出力する
   ことを特徴とする請求項１に記載の走行距離計測システム。
3. 前記演算処理手段は、
   前記履歴記憶手段に記憶された前記半径の前記履歴情報に基づいて前記車輪の半径初期値を設定し、前記半径初期値と演算した前記半径の差が所定の閾値より大きい状態が所定の期間継続することを検知し、前記表示手段に前記検知情報を出力し、
   前記表示手段は前記検知情報を表示する
   ことを特徴とする請求項２に記載の走行距離計測システム。
4. 前記距離計測手段が、
   前記車輪の支持部に取り付けられた、
   前記車軸の中心の高さから光を出力して前記走行面に反射された前記光を検知する光センサ、
   または、前記車軸の中心の高さから音波を出力して前記走行面に反射された前記音波を検知する音波センサである
   ことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の走行距離計測システム。
5. 前記回転数計測手段が、
   前記車輪の回転側面に装着された加速度センサ、
   前記車輪回転側面に装着された磁石と前記磁石の磁気を検知する前記車輪の支持部に装着された磁気センサ、
   前記車輪回転側面に装着された識別媒体と前記識別媒体の読取信号を受信する前記車輪の支持部に装着された識別媒体リーダ、
   または、前記車輪回転側面に装着された光を反射する反射板と前記反射板に光を当てて反射された前記光を検知する前記車輪の支持部に装着された光センサである
   ことを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の走行距離計測システム。
6. 請求項１から５に記載の走行距離計測システムにおいて、
   前記車輪を走行させるペダルの回転数を計測するペダル回転数情報を出力するペダル回転数計測手段を備え、
   前記演算処理手段は、前記ペダル回転数情報に基づいて１分間の前記ペダル回転数であるケイデンス値をさらに演算する
   ことを特徴とする走行距離計測システム。
7. 車輪が接する走行面に対する前記車輪の車軸の高さを計測する距離情報を出力する距離計測手段と、前記車輪の回転数を計測する回転数情報を出力する回転数計測手段と
   を備えることを特徴とする計測装置。
8. 車輪が接する走行面に対する前記車輪の車軸の高さを計測する距離情報と、前記車輪の回転数を計測する回転数情報を取得して、前記距離情報に基づいて前記車輪の半径と外周を演算し、前記回転数情報に基づいて前記回転数を演算し、演算された前記外周と前記回転数に基づいて走行距離を演算する演算処理手段
   を備えることを特徴とする演算処理装置。
9. 車輪が接する走行面に対する前記車輪の車軸の高さを計測する距離情報と、前記車輪の回転数を計測する回転数情報を取得する演算処理装置の備えるコンピュータを、
   前記距離情報に基づいて前記車輪の半径と外周を演算し、前記回転数情報に基づいて前記回転数を演算し、演算された前記外周と前記回転数に基づいて走行距離を演算する演算処理手段として動作させる
   ことを特徴とする走行距離計測プログラム。
10. 車輪が接する走行面に対する前記車輪の車軸の高さを計測する距離情報を出力し、前記車輪の回転数を計測する回転数情報を出力し、
    前記距離情報に基づいて前記車輪の半径と外周を演算し、前記回転数情報に基づいて前記回転数を演算し、演算された前記外周と前記回転数に基づいて走行距離を演算する
    ことを特徴とする走行距離計測方法。

Images