JP6318784B2 - 回転数検出装置及び回転数検出方法並びにプログラム - Google Patents

回転数検出装置及び回転数検出方法並びにプログラム Download PDF

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Description

本開示は、回転数検出装置及び回転数検出方法並びにプログラムに関する。
従来、自転車の走行に関する情報を検出する技術の一つとして、ペダルの回転数を検出する技術が知られている。例えば、特許文献１には、クランク回転センサをペダルに面する自転車のチェーンステイに取り付けるとともにマグネットをペダルに取り付け、ペダルの回転とともに周回するマグネットの磁力線をクランクの一回転ごとに検出する技術が開示されている。係る特許文献１には、クランク回転センサの検出値を、無線通信装置を用いて表示装置等に送信することが記載されている。また、特許文献２には、自転車に取り付けられた角速度センサにより検出される角速度を用いてペダルの回転数を検出する技術が開示されている。
特開２０１３−９５３０６号公報 特開２０１２−１０６５５３号公報
しかし、上記特許文献１に記載の技術は、マグネット、磁気センサ及び通信装置等、比較的多くの部品点数を必要としている。また、上記特許文献２に記載の技術は、角速度センサを用いるものであり、比較的大きい消費電力を必要としている。
そこで、本開示では、少ない部品点数で、かつ、省電力で実現可能な、新規かつ改良された回転数検出装置及び回転数検出方法並びにプログラムを提案する。
本開示によれば、ユーザの漕ぎ動作により回転するペダルを有する乗車装置における前記ペダルの回転数を、加速度センサのセンサ情報に基づいて算出する回転数算出部を備えた、回転数検出装置が提供される。
また、本開示によれば、ユーザの漕ぎ動作により回転するペダルを有する乗車装置又は前記ユーザの動きに伴う加速度センサのセンサ情報を検出するステップと、前記検出したセンサ情報に基づいて、前記ペダルの回転数を算出するステップと、を備える回転数検出方法が提供される。
また、本開示によれば、ユーザの漕ぎ動作により回転するペダルを有する乗車装置における前記ペダルの回転数を、加速度センサのセンサ情報に基づいて算出する機能をコンピュータにより実現させるための、プログラムが提供される。
以上説明したように本開示によれば、少ない部品点数で、かつ、省電力で実現可能な回転数検出装置及び回転数検出方法並びにプログラムを提供することができる。
なお、上記の効果は必ずしも限定的なものではなく、上記の効果とともに、または上記の効果に代えて、本明細書に示されたいずれかの効果、または本明細書から把握され得る他の効果が奏されてもよい。
本開示の第１の実施の形態に係るモバイル機器を自転車に取り付ける様子を示す図である。 同実施形態に係るモバイル機器の構成例を示す図である。 同実施形態に係る回転数検出装置の構成例を示すブロック図である。 ペダルの漕ぎ動作と進行方向加速度及びロール方向加速度との関係を示す図である。 回転数算出処理の処理例（１）を示すフローチャートである。 回転数算出処理の処理例（１）を具体的に示すフローチャートである。 処理例（１）のペダル回転数の計数方法を示す図である。 回転数算出処理の処理例（２）を示すフローチャートである。 回転数算出処理の処理例（２）を具体的に示すフローチャートである。 処理例（２）のペダル回転数の計数方法を示す図である。 本開示の第２の実施の形態に係るウェアラブル機器を装着している様子を示す図である。 同実施形態に係る加速度センサの出力値及びペダル回転数の計数を示す図である。 同実施形態に係るペダル回転数が計数される様子を示す図である。 本開示の第３の実施の形態に係るコンピュータ機器の構成例を示す図である。 本開示の第４の実施の形態に係る撮像装置を装着している様子を示す図である。 同実施形態に係る撮像装置の構成例を示す図である。
以下に添付図面を参照しながら、本開示の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
なお、説明は以下の順序で行うものとする。
１．第１の実施の形態（モバイル機器：自転車に固定して使用する例）
１．１．モバイル機器の構成例
１．２．回転数検出装置の基本構成例
１．３．回転数検出処理の例
１．３．１．進行方向加速度を使用した処理例（１）
１．３．２．３軸方向の出力値を使用した処理例（２）
２．第２の実施の形態（ウェアラブル機器：ユーザの腕に巻き付けて使用する例）
３．第３の実施の形態（コンピュータ機器の例）
４．第４の実施の形態（撮像装置の例）
４．１．撮像装置の構成例
４．２．撮像装置の応用例
４．２．１．応用例（１）
４．２．２．応用例（２）
４．２．３．応用例（３）
＜１．第１の実施の形態＞
［１．１．モバイル機器の構成例］
まず、図１及び図２を参照して、本開示の第１の実施の形態に係る回転数検出装置１００を備えたモバイル機器５０の概略構成について説明する。図１は、モバイル機器５０を自転車１０に取り付ける様子を示す模式図であり、図２は、モバイル機器５０の構成例を示す図である。
モバイル機器５０は、加速度センサ６０により検出される加速度を用いて、自転車１０のペダル３０Ｌ，３０Ｒの回転数Ｎ（ｒｐｍ）を検出可能に構成される。本実施形態に係るモバイル機器５０は、自転車１０のハンドル部分に取り付けられた固定部２０に脱着可能に構成される。自転車１０は乗車装置の一例であり、乗車装置は自転車１０に限られない。乗車装置は、ユーザによって操作される少なくとも二つの操作ペダルを有している装置であればよい。ただし、本実施形態に係るモバイル機器５０は、乗車装置に固定して使用されるものであり、特にペダルの漕ぎ動作により移動する乗車装置のペダル回転数Ｎを検出する装置として適している。
モバイル機器５０は、加速度センサ６０、入力部７０、表示部８０及び回転数検出装置１００を備える。モバイル機器５０は、例えば、スマートホンであり、スマートホンの本来の機能を果たすための構成部品として加速度センサ６０を備える。すなわち、追加的に加速度センサ６０を備えることを要しない。ただし、スマートホンはモバイル機器５０の一例であって、これ以外のモバイル機器５０としてもよい。
加速度センサ６０は、３軸方向（ｕ，ｖ，ｗ）の加速度（ｍ／ｓ２）を検出可能な加速度センサ６０として構成される。係る加速度センサ６０は、モバイル機器５０に本来的に備えられた加速度センサ６０を利用したものである。ここで、加速度センサ６０は、必ずしも３軸の検出軸を有する必要はなく、少なくとも、自転車１０の進行方向の加速度Ａｃｃ＿Ｙ、又は進行方向に対するロール方向の加速度Ａｃｃ＿Ｘを検出可能なセンサとしてもよい。加速度センサ６０は、数十μＷ程度の消費電力であり、数ｍＷの消費電力を要する角速度センサに比べて省電力に資するセンサである。
なお、本明細書において、出力値Ａｃｃ＿ｕは加速度センサ６０の検出軸のうちｕ軸に対応する出力値である。出力値Ａｃｃ＿ｖは加速度センサ６０の検出軸のうちｖ軸に対応する出力値である。出力値Ａｃｃ＿ｗは加速度センサ６０の検出軸のうちｗ軸に対応する出力値である。また、加速度Ａｃｃ＿Ｘは自転車１０又はユーザの進行方向に対するロール方向（Ｘ方向）の加速度（以下、「ロール方向加速度」とも言う。）である。加速度Ａｃｃ＿Ｙは自転車１０又はユーザの進行方向（Ｙ方向）の加速度（以下、「進行方向加速度」とも言う。）である。加速度Ａｃｃ＿Ｚは自転車１０が直立している状態での上下方向（Ｚ方向）の加速度（以下、「上下方向加速度」とも言う。）である。
本実施形態では、モバイル機器５０が自転車１０の固定部２０に適切に取り付けられることにより、加速度センサ６０の検出軸のうちのｖ軸が自転車１０の進行方向（Ｙ方向）に方向付けされる。また、加速度センサ６０の検出軸のうちのｕ軸が進行方向に対するロール方向（Ｘ方向）に方向付けされる。また、加速度センサ６０の検出軸のうちのｗ軸が上下方向（Ｚ方向）に方向付けされる。本実施形態において、進行方向加速度Ａｃｃ＿Ｙ（＝Ａｃｃ＿ｖ）は、進行方向前方を正の値として検出され、後方を負の値として検出される。また、ロール方向加速度Ａｃｃ＿Ｘ（＝Ａｃｃ＿ｕ）は、進行方向前方に向かって左側へのロール方向を正の値として検出され、右側へのロール方向を負の値として検出される。さらに、上下方向加速度Ａｃｃ＿Ｚ（＝Ａｃｃ＿ｗ）は、下方向を正の値として検出され、上方向を負の値として検出される。ただし、正負の方向を反対としてもよい。
入力部７０は、スマートホンのタッチパネル装置により構成される。ユーザがタッチパネル装置の入力操作をすることにより、回転数検出装置１００を起動又は停止させることができる。ただし、タッチパネル装置は入力部７０の一例であって、操作ボタンや入力スイッチ等の他の入力部７０としてもよい。
表示部８０は、スマートホンの画像表示パネルにより構成される。表示部８０には、例えば、回転数検出装置１００により検出されるペダル回転数Ｎが表示される。ただし、画像表示パネルは表示部８０の一例であって、モバイル機器５０がスマートホンでない場合には、回転数表示専用のウィンドウを有する構成としてもよい。
回転数検出装置１００は、マイクロコンピュータを中心に構成された処理装置として構成される。回転数検出装置１００は、マイクロコンピュータに実行させるプログラムが記憶されたＲＯＭや、加速度センサ６０のセンサ出力及びマイクロコンピュータによる演算結果等を記憶するＲＡＭ等の記憶部を備える。回転数検出装置１００は、あらかじめＲＯＭに記憶したプログラムを実行することにより、加速度センサ６０のセンサ出力を読み込み、読み込んだ出力値に基づいてペダル回転数Ｎを算出する。
［１．２．回転数検出装置の基本構成例］
次に、図３を参照して、本実施形態に係る回転数検出装置１００の構成について説明する。図３は、回転数検出装置１００の構成を機能的なブロックで表している。回転数検出装置１００は、センサ情報取得部１１０、回転数算出部１２０、表示制御部１３０及び一時記憶メモリ１４０を有して構成される。このうち、センサ情報取得部１１０、回転数算出部１２０及び表示制御部１３０は、具体的には、マイクロコンピュータによるプログラムの実行により実現される機能である。また、一時記憶メモリ１４０は、ＲＡＭ等の記憶素子により構成される。
センサ情報取得部１１０は、加速度センサ６０のセンサ出力を所定の周期で読み込み、一時記憶メモリ１４０に記憶する。本実施形態において、センサ情報取得部１１０は、３つの検出軸（ｕ，ｖ，ｗ）それぞれに対応するセンサ出力を読み込み、一時記憶メモリ１４０に記憶する。あるいは、具体的な処理態様に応じて、必要な検出軸に対応するセンサ出力のみを読み込み、一時記憶メモリ１４０に記憶するようにしてもよい。センサ出力の読込周期は、加速度センサ６０やマイクロコンピュータの性能等に応じて決定される。読込周期は、例えば、２０〜３０ミリ秒とすることができる。
回転数算出部１２０は、一時記憶メモリ１４０に記憶された加速度センサ６０の出力値に基づいてペダル回転数Ｎを算出する。本実施形態によるペダル回転数Ｎの検出は、ユーザが左右のペダル３０Ｌ，３０Ｒを交互に漕ぐことに伴って、進行方向加速度Ａｃｃ＿Ｙが変化するとともに自転車１０が左右交互に傾く現象を利用している。進行方向加速度Ａｃｃ＿Ｙ及びロール方向加速度Ａｃｃ＿Ｘには、ユーザによるペダル３０Ｌ，３０Ｒの漕ぎ動作が反映される。
図４は、左右のペダル３０Ｌ，３０Ｒの漕ぎ動作に伴う、進行方向加速度Ａｃｃ＿Ｙ及びロール方向加速度Ａｃｃ＿Ｘの変化を示す模式図である。図４においては、上側に、左ペダル３０Ｌ及び右ペダル３０Ｒの軌道を示し、下側に、それぞれの加速度Ａｃｃ＿Ｘ，Ａｃｃ＿Ｙを示している。左右のペダル３０Ｌ，３０Ｒの軌道は、上側の頂点を０°として、各ペダル３０Ｌ，３０Ｒの位置を角度で示している。また、軌道中に斜線で示した領域は、ユーザによるペダル３０Ｌ，３０Ｒの漕ぎ動作によって自転車１０にトルクが伝達される領域を示している。また、本実施形態では、加速度センサ６０のｖ軸に対応する出力値Ａｃｃ＿ｖが進行方向加速度Ａｃｃ＿Ｙに一致し、加速度センサ６０のｕ軸に対応する出力値Ａｃｃ＿ｕがロール方向加速度Ａｃｃ＿Ｘに一致する。
なお、図４では、上下方向加速度Ａｃｃ＿Ｚを示していない。上下方向加速度Ａｃｃ＿Ｚは、路面の凹凸や段差等の影響で変化する以外は、大きな変化を生じにくい。本実施形態では、加速度センサ６０のｗ軸が上下方向に方向付けられていることから、加速度センサ６０のｗ軸に対応する出力値Ａｃｃ＿ｗは、ユーザによるペダル３０Ｌ，３０Ｒの漕ぎ動作によって変化しにくくなっている。
図４において、左ペダル３０Ｌが０°の位置にあり、右ペダル３０Ｒが１８０°の位置にあるとき（ｔ１の時点）、右ペダル３０Ｒは漕ぎ終えた後の状態にあり、左ペダル３０Ｌは漕ぎ動作に入る前の状態にある。したがって、ｔ１の時点では、進行方向加速度Ａｃｃ＿Ｙは負の値であり、ロール方向加速度Ａｃｃ＿Ｘはゼロとなっている。
また、左ペダル３０Ｌが９０°の位置にあり、右ペダル３０Ｒが２７０°の位置にあるとき（ｔ２の時点）、左ペダル３０Ｌの漕ぎ動作により自転車１０にトルクが伝達され、自転車１０は左に傾斜している状態にある。したがって、ｔ２の時点では、進行方向加速度Ａｃｃ＿Ｙ、ロール方向加速度Ａｃｃ＿Ｘともに正の値となっている。
また、左ペダル３０Ｌが１８０°の位置にあり、右ペダル３０Ｒが０°の位置にあるとき（ｔ３の時点）、左ペダル３０Ｌは漕ぎ終えた後の状態にあり、右ペダル３０Ｒは漕ぎ動作に入る前の状態にある。したがって、ｔ３の時点では、進行方向加速度Ａｃｃ＿Ｙは負の値であり、ロール方向加速度Ａｃｃ＿Ｘはゼロとなっている。
また、左ペダル３０Ｌが２７０°の位置にあり、右ペダル３０Ｒが９０°の位置にあるとき（ｔ４の時点）、右ペダル３０Ｒの漕ぎ動作により自転車１０にトルクが伝達され、自転車１０は右に傾斜している状態にある。したがって、ｔ４の時点では、進行方向加速度Ａｃｃ＿Ｙが正の値であり、ロール方向加速度Ａｃｃ＿Ｘが負の値となっている。
このように、進行方向加速度Ａｃｃ＿Ｙ及びロール方向加速度Ａｃｃ＿Ｘは、ペダル３０Ｌ，３０Ｒの漕ぎ動作によって規則的に変化する。したがって、回転数算出部１２０は、少なくとも進行方向加速度Ａｃｃ＿Ｙ又はロール方向加速度Ａｃｃ＿Ｘに基づいて、ペダル回転数Ｎを算出することができる。回転数算出部１２０は、例えば、所定時間Ｔでの基準ペダル回転数ｎを求めた上で、基準ペダル回転数ｎを６０／Ｔ倍することによりペダル回転数Ｎ（ｒｐｍ）を算出する。所定時間Ｔは、例えば５００ｍｓとすることができるが、これに限られるものではない。
表示制御部１３０は、回転数算出部１２０により算出されたペダル回転数Ｎを表示部８０に表示させる制御を行う。ペダル回転数Ｎの表示の具体的な態様は特に限られるものではなく、適宜設定することができる。
［１．３．回転数検出処理の例］
以上、本実施形態に係るモバイル機器５０及び回転数検出装置１００の基本構成例について説明した。次に、本実施形態に係る回転数検出装置１００によって実行されるペダル回転数Ｎの算出処理の例について具体的に説明する。
（１．３．１．進行方向加速度を使用した処理例（１））
図５は、進行方向加速度Ａｃｃ＿Ｙのみを使用してペダル回転数Ｎを算出する処理例（１）を示すフローチャートである。上述のとおり、本実施形態に係るモバイル機器５０は、加速度センサ６０の検出軸のうちのｖ軸が自転車１０の進行方向（Ｙ方向）に方向付けられている。また、上述のとおり、進行方向加速度Ａｃｃ＿Ｙは、左右のペダル３０Ｌ，３０Ｒの漕ぎ動作に応じて規則的に変化する。したがって、本処理例（１）では、進行方向加速度Ａｃｃ＿Ｙのみに基づいてペダル回転数Ｎを算出する。なお、本処理例（１）を実行する場合には、使用する加速度センサは、少なくとも１軸の検出軸を有する加速度センサであればよい。
まず、ステップＳ１０では、センサ情報取得部１１０は、加速度センサ６０の３つの検出軸（ｕ，ｖ，ｗ）にそれぞれ対応する出力値Ａｃｃ＿ｕ，Ａｃｃ＿ｖ、Ａｃｃ＿ｗを読み込み、一時記憶メモリ１４０に記憶する。あるいは、進行方向に方向付けられた検出軸（ｖ）に対応する出力値Ａｃｃ＿ｖのみを読み込み、一時記憶メモリ１４０に記憶するようにしてもよい。
次いで、ステップＳ２０では、回転数算出部１２０は、一時記憶メモリ１４０に記憶された出力値Ａｃｃ＿ｖに対して、有効データの抽出処理を行う。このステップＳ２０で、路面の凹凸や段差による加速度成分が除去される。また、ステップＳ２０で、ペダル３０Ｌ，３０Ｒの漕ぎ動作として想定される進行方向加速度Ａｃｃ＿Ｙに満たないか又は超える加速度成分が除去される。
次いで、ステップＳ３０では、回転数算出部１２０は、抽出された進行方向加速度Ａｃｃ＿Ｙのデータに基づいて、ペダル回転数Ｎを算出する。例えば、回転数算出部１２０は、所定時間Ｔでの基準ペダル回転数ｎを求めた上で、基準ペダル回転数ｎを６０／Ｔ倍してペダル回転数Ｎ（ｒｐｍ）を算出するようにしてもよい。
次いで、ステップＳ４０では、表示制御部１３０は、算出されたペダル回転数Ｎを表示部８０に表示させる。
図６は、図５に示すフローチャートのステップＳ１０〜ステップＳ３０の処理の具体例を示している。この具体例においては、センサ情報取得部１１０は、出力レンジを±４Ｇ、読込周波数Ｆｓ＝５０Ｈｚ（読込周期：２０ミリ秒）、遮断周波数Ｆｃ＝２０Ｈｚとして、進行方向（Ｙ方向）に方向付けられた検出軸（ｖ）に対応する出力値Ａｃｃ＿ｖを読み込む。次いで、回転数算出部１２０は、読み込んだ出力値Ａｃｃ＿ｖから、ローパスフィルタによりペダル３０Ｌ，３０Ｒの漕ぎ動作による進行方向加速度Ａｃｃ＿Ｙを抽出する。また、回転数算出部１２０は、抽出された出力値Ａｃｃ＿ｖから、ハイパスフィルタにより直流成分を除去する。センサ出力を読み込む際の遮断周波数Ｆｃ及びローパスフィルタにおける遮断周波数Ｆｃは、想定されるペダル回転数Ｎの範囲に応じて適宜設定することができる。このように、ペダル３０Ｌ，３０Ｒの漕ぎ動作に伴う進行方向加速度Ａｃｃ＿Ｙのみが抽出された結果、図７に示すような進行方向加速度Ａｃｃ＿Ｙの変動データが得られる。
進行方向加速度Ａｃｃ＿Ｙの変動データが得られると、回転数算出部１２０は、所定時間Ｔにおける変動データの波形の波数をカウントして、基準ペダル回転数ｎを求める。波数のカウントは、例えば図７に示すように、変動データにおける進行方向加速度Ａｃｃ＿Ｙの上昇領域が閾値Ｘと交差する回数をカウントすることにより行うことができる。すなわち、時間ｋのときの進行方向加速度をＡｃｃ＿Ｙ（ｋ）として、以下の条件（１）を満たす状態をカウントする。
条件１：〔Ａｃｃ＿Ｙ（ｋ−１）＜Ｘ〕∧〔Ａｃｃ＿Ｙ（ｋ）≧Ｘ〕
閾値Ｘは、例えば、１４ビットのＡ／Ｄコンバータを用いて、出力レンジを±４Ｇとしたときに、１２（ｍ／ｓ２）とすることができるが、これに限られない。進行方向加速度Ａｃｃ＿Ｙを使用してペダル回転数Ｎを算出する場合、ペダルが１回転するごとに、進行方向加速度Ａｃｃ＿Ｙは左右のペダル３０Ｌ,３０Ｒに対応して２回の振幅を生じる。したがって、回転数算出部１２０は、波数の２分の１を基準ペダル回転数ｎとし、基準ペダル回転数ｎに６０／Ｔを乗じて、ペダル回転数Ｎ（ｒｐｍ）を算出する。
ただし、変動データの波数のカウントの仕方は、上述の例に限られない。例えば、変動データの波形における進行方向加速度Ａｃｃ＿Ｙの下降領域が閾値Ｘと交差する回数をカウントしてもよい。この場合、時間ｋのときの進行方向加速度をＡｃｃ＿Ｙ（ｋ）として、下記条件（２）を満たす状態をカウントすればよい。あるいは、変動データの波形の上ピーク又は下ピークの数をカウントしてもよい。上ピークをカウントする場合、時間ｋのときの進行方向加速度をＡｃｃ＿Ｙ（ｋ）として、下記条件を満たす状態をカウントすればよい。また、下ピークをカウントする場合、時間ｋのときの進行方向加速度をＡｃｃ＿Ｙ（ｋ）として、下記条件を満たす状態をカウントすればよい。
条件（２）：〔Ａｃｃ＿Ｙ（ｋ−１）＞Ｘ〕∧〔Ａｃｃ＿Ｙ（ｋ）≦Ｘ〕
条件（３）：〔Ａｃｃ＿Ｙ（ｋ−１）＜Ａｃｃ＿Ｙ（ｋ）〕∧〔Ａｃｃ＿Ｙ（ｋ）＞Ａｃｃ＿Ｙ（ｋ＋１）〕
条件（４）：〔Ａｃｃ＿Ｙ（ｋ−１）＞Ａｃｃ＿Ｙ（ｋ）〕∧〔Ａｃｃ＿Ｙ（ｋ）＜Ａｃｃ＿Ｙ（ｋ＋１）〕
以上のように、本処理例（１）によれば、進行方向に方向付けられた検出軸（ｖ）に対応する出力値Ａｃｃ＿ｖを使用して、ペダル３０Ｌ，３０Ｒの漕ぎ動作により発生する進行方向加速度Ａｃｃ＿Ｙの変動に基づいてペダル回転数Ｎを算出することができる。したがって、少なくとも、自転車１０の進行方向に方向付けられた１つの軸に対応する出力値Ａｃｃ＿ｖがあれば、ペダル回転数Ｎを検出することができる。なお、加速度センサ６０の検出軸（ｖ）と、自転車１０の進行方向との方向付けは、高精度であることを要するものではなく、少なくとも進行方向加速度Ａｃｃ＿Ｙの変化が波形となって現れる程度であればよい。
また、本処理例（１）では、進行方向加速度Ａｃｃ＿Ｙのみを使用してペダル回転数Ｎを算出する例を示したが、ロール方向加速度Ａｃｃ＿Ｘのみを使用してペダル回転数Ｎを算出するようにしてもよい。この場合、ペダルが１回転するごとに、ロール方向加速度Ａｃｃ＿Ｘは１回の振幅を生じるため、波数をそのまま基準ペダル回転数ｎとしてペダル回転数Ｎを算出することができる。
（１．３．２．３軸方向の加速度を使用した処理例（２））
図８は、３つの検出軸（ｕ，ｖ，ｗ）に対応する出力値Ａｃｃ＿ｕ，Ａｃｃ＿ｖ，Ａｃｃ＿ｗを使用してペダル回転数Ｎを算出する処理例（２）を示すフローチャートである。上述のとおり、進行方向加速度Ａｃｃ＿Ｙ及びロール方向加速度Ａｃｃ＿Ｘは、左右のペダル３０Ｌ，３０Ｒの漕ぎ動作に応じて規則的に変化する。したがって、本処理例（２）では、進行方向加速度Ａｃｃ＿Ｙ及びロール方向加速度Ａｃｃ＿Ｘを含むすべての出力値Ａｃｃ＿ｕ，Ａｃｃ＿ｖ，Ａｃｃ＿ｗに基づいてペダル回転数Ｎを算出する。
まず、ステップＳ１１０では、センサ情報取得部１１０は、加速度センサ６０の３つの検出軸（ｕ，ｖ，ｗ）にそれぞれ対応する出力値Ａｃｃ＿ｕ，Ａｃｃ＿ｖ、Ａｃｃ＿ｗを読み込み、一時記憶メモリ１４０に記憶する。
次いで、ステップＳ１２０では、回転数算出部１２０は、一時記憶メモリ１４０に記憶された出力値Ａｃｃ＿ｕ，Ａｃｃ＿ｖ，Ａｃｃ＿ｗに対して、有効データの抽出処理を行う。このステップＳ１２０で、路面の凹凸や段差による加速度成分が除去される。また、ペダル３０Ｌ，３０Ｒの漕ぎ動作によって想定される加速度に満たないか又は超える加速度成分が除去される。
次いで、ステップＳ１３０では、回転数算出部１２０は、抽出された出力値Ａｃｃ＿ｕ，Ａｃｃ＿ｖ，Ａｃｃ＿ｗを合成して、合成出力値Ａｃｃ＿Ｓを算出する。係る合成出力値Ａｃｃ＿Ｓを算出することにより、加速度センサ６０の出力値Ａｃｃ＿ｕ，Ａｃｃ＿ｖ，Ａｃｃ＿ｗを１つの変動データとすることができる。
次いで、ステップＳ１４０では、回転数算出部１２０は、得られた合成出力値Ａｃｃ＿Ｓの変動データに基づいて、ペダル回転数Ｎを算出する。例えば、回転数算出部１２０は、所定時間Ｔでの基準ペダル回転数ｎを求めた上で、基準ペダル回転数ｎを６０／Ｔ倍してペダル回転数Ｎ（ｒｐｍ）を算出するようにすることができる。
次いで、ステップＳ１５０では、表示制御部１３０は、算出されたペダル回転数Ｎを表示部８０に表示させる。
図９は、図８のフローチャートのステップＳ１１０〜ステップＳ１４０の処理の具体例を示している。この具体例においては、センサ情報取得部１１０は、出力レンジを±４Ｇ、読込周期Ｆｓ＝５０Ｈｚ、遮断周波数Ｆｃ＝２０Ｈｚとして、３つの検出軸（ｕ，ｖ，ｗ）に対応する出力値Ａｃｃ＿ｕ，Ａｃｃ＿ｖ，Ａｃｃ＿ｗを読み込む。次いで、回転数算出部１２０は、読み込んだ各出力値Ａｃｃ＿ｕ，Ａｃｃ＿ｖ，Ａｃｃ＿ｗから、ローパスフィルタにより進行方向加速度Ａｃｃ＿Ｙ、ロール方向加速度Ａｃｃ＿Ｘを抽出する。これにより、ペダル３０Ｌ，３０Ｒの漕ぎ動作による進行方向加速度Ａｃｃ＿Ｙ、ロール方向加速度Ａｃｃ＿Ｘに相当する出力値Ａｃｃ＿ｕ，Ａｃｃ＿ｖ，Ａｃｃ＿ｗが抽出される。また、回転数算出部１２０は、抽出された出力値Ａｃｃ＿ｕ，Ａｃｃ＿ｖ，Ａｃｃ＿ｗから、ハイパスフィルタにより直流成分を除去する。センサ出力を読み込む際の遮断周波数Ｆｃ及びローパスフィルタにおける遮断周波数Ｆｃは、想定されるペダル回転数Ｎの範囲に相当する変動周期に応じて適宜設定することができる。
本実施形態に係るモバイル機器５０は、３つの検出軸（ｕ，ｖ，ｗ）がそれぞれ自転車１０の進行方向に対するロール方向（Ｘ方向）、進行方向（Ｙ方向）、上下方向（Ｚ方向）に方向付けられている。したがって、ローパスフィルタ及びハイパスフィルタにより、基本的には漕ぎ動作による進行方向加速度Ａｃｃ＿Ｙ、ロール方向加速度Ａｃｃ＿Ｘに相当する出力値Ａｃｃ＿ｕ，Ａｃｃ＿ｖが抽出される。
さらに、回転数算出部１２０は、抽出された出力値Ａｃｃ＿ｕ，Ａｃｃ＿ｖ，Ａｃｃ＿ｗを合成した合成出力値Ａｃｃ＿Ｓを下記式（１）により算出する。
Figure 0006318784
ここで、それぞれの出力値Ａｃｃ＿ｕ，Ａｃｃ＿ｖ，Ａｃｃ＿ｗの波形がゼロを中心とする正弦波である場合に、単に出力値Ａｃｃ＿ｕ，Ａｃｃ＿ｖ，Ａｃｃ＿ｗを２乗すると、正弦波を折り返した状態となってしまう。そのため、上記式（１）では、それぞれの出力値Ａｃｃ＿ｕ，Ａｃｃ＿ｖ，Ａｃｃ＿ｗに０〜１Ｇのオフセット値αを加算して２乗した値の総和の平方根を求める。オフセット値αは、それぞれの出力値Ａｃｃ＿ｕ，Ａｃｃ＿ｖ，Ａｃｃ＿ｗを正の値とすることができる値であればよく、あらかじめシミュレーション等により決定することができる。
次いで、回転数算出部１２０は、ハイパスフィルタにより、合成演算する際に加算したオフセット値α分を元に戻す。このように、それぞれの出力値Ａｃｃ＿ｕ，Ａｃｃ＿ｖ，Ａｃｃ＿ｗが合成された結果、図１０に示すような合成出力値Ａｃｃ＿Ｓの変動データが得られる。
合成出力値Ａｃｃ＿Ｓの変動データが得られると、回転数算出部１２０は、所定時間Ｔにおける変動データの波数をカウントして、基準ペダル回転数ｎを求める。波数のカウントは、例えば図１０に示すように、変動データにおける合成出力値Ａｃｃ＿Ｓの上昇領域が閾値Ｙと交差する回数をカウントすることにより行うことができる。すなわち、時間ｋのときの合成出力値をＡｃｃ＿Ｓ（ｋ）として、〔Ａｃｃ＿Ｓ（ｋ−１）＜Ｙ〕∧〔Ａｃｃ＿Ｓ（ｋ）≧Ｙ〕の条件を満たす状態をカウントする。閾値Ｙは、例えば、１４ビットのＡ／Ｄコンバータを用いて、出力レンジを±４Ｇとしたときに、１２（ｍ／ｓ２）とすることができるが、これに限られない。回転数算出部１２０は、波数の２分の１を基準ペダル回転数ｎとし、基準ペダル回転数ｎに６０／Ｔを乗じて、ペダル回転数Ｎ（ｒｐｍ）を算出する。
本処理例（２）においても、変動データの波数のカウントの仕方は、上述の例に限られない。例えば、変動データの波形における進行方向加速度Ａｃｃ＿Ｙの下降領域が閾値Ｘと交差する回数をカウントしてもよい。この場合、時間ｋのときの進行方向加速度をＡｃｃ＿Ｓ（ｋ）として、〔Ａｃｃ＿Ｓ（ｋ−１）＞Ｙ〕∧〔Ａｃｃ＿Ｓ（ｋ）≦Ｙ〕の条件を満たす状態をカウントすればよい。あるいは、変動データの波形の上ピーク又は下ピークの数をカウントしてもよい。上ピークをカウントする場合、時間ｋのときの進行方向加速度をＡｃｃ＿Ｓ（ｋ）として、〔Ａｃｃ＿Ｓ（ｋ−１）＜Ａｃｃ＿Ｓ（ｋ）〕∧〔Ａｃｃ＿Ｓ（ｋ）＞Ａｃｃ＿Ｓ（ｋ＋１）〕の条件を満たす状態をカウントすればよい。また、下ピークをカウントする場合、時間ｋのときの進行方向加速度をＡｃｃ＿Ｓ（ｋ）として、〔Ａｃｃ＿Ｓ（ｋ−１）＞Ａｃｃ＿Ｓ（ｋ）〕∧〔Ａｃｃ＿Ｓ（ｋ）＜Ａｃｃ＿Ｓ（ｋ＋１）〕の条件を満たす状態をカウントすればよい。
以上のように、本処理例（２）では、加速度センサ６０の３つの出力値Ａｃｃ＿ｕ，Ａｃｃ＿ｖ，Ａｃｃ＿ｗから、進行方向加速度Ａｃｃ＿Ｙ及びロール方向加速度Ａｃｃ＿Ｘの成分となる出力値Ａｃｃ＿ｕ，Ａｃｃ＿ｖ，Ａｃｃ＿ｗを抽出する。抽出された出力値Ａｃｃ＿ｕ，Ａｃｃ＿ｖ，Ａｃｃ＿ｗは、進行方向加速度Ａｃｃ＿Ｙ及びロール方向加速度Ａｃｃ＿Ｘが反映される。また、本処理例（２）によれば、抽出した出力値Ａｃｃ＿ｕ，Ａｃｃ＿ｖ，Ａｃｃ＿ｗを合成した合成出力値Ａｃｃ＿Ｓを使用してペダル回転数Ｎを算出する。具体的には、本処理例（２）によれば、合成出力値Ａｃｃ＿Ｓの変動データに基づいてペダル回転数Ｎを算出することができる。
なお、本実施形態に係るモバイル機器５０は、自転車１０の進行方向に対するロール方向（Ｘ方向）、進行方向（Ｙ方向）及び上下方向（Ｚ方向）に加速度センサ６０の検出軸（ｕ，ｖ，ｗ）が方向付けされている。また、上述のとおり、進行方向加速度Ａｃｃ＿Ｙ及びロール方向加速度Ａｃｃ＿Ｘは、左右のペダル３０Ｌ，３０Ｒの漕ぎ動作に応じて規則的に変化する。したがって、上下方向の検出軸（ｚ）に対応する出力値Ａｃｃ＿ｗを使用しないで、２つの出力値Ａｃｃ＿ｕ，Ａｃｃ＿ｖを合成してペダル回転数Ｎを算出するようにしてもよい。
以上、本実施形態に係るモバイル機器５０は、加速度センサ６０のセンサ出力を使用して、ペダル回転数Ｎを算出することができる。したがって、省電力でペダル回転数Ｎを算出することができる。また、係るモバイル機器５０は、ペダル回転数Ｎの算出に必要な構成部品はすべてモバイル機器５０に備えられており、ペダル回転数Ｎを算出するために必要な部品点数が少なくなっている。特に、本実施形態に係るモバイル機器５０では、本来の機能を果たすためにモバイル機器５０に備えられる加速度センサ６０をそのまま利用してペダル回転数Ｎを算出することができる。
また、本実施形態に係るモバイル機器５０は、自転車１０に脱着可能に構成される。したがって、自転車１０を使用しないときにはモバイル機器５０を自転車１０から外すことで、盗難や悪戯を受ける危険性をなくすことができる。また、異なる自転車を利用する際にも、同一のモバイル機器５０を各自転車に固定して使用することにより、１つのモバイル機器５０でペダル回転数Ｎを検出することができる。
また、本実施形態では、モバイル機器５０が表示部８０を有しており、ペダル回転数Ｎの算出結果等をモバイル機器５０の表示部８０に表示させるようにしていたが、この例に限られない。例えば、モバイル機器５０が、有線又は無線の通信手段によりペダル回転数Ｎの算出結果を別体の表示機器に送信するようにしてもよい。
＜２．第２の実施の形態＞
次に、本開示の第２の実施の形態に係る回転数検出装置を備えたウェアラブル機器について説明する。図１１は、ユーザがウェアラブル機器１５０を身に着けて自転車１０に乗っている様子を示す模式図である。本実施形態に係るウェアラブル機器１５０は、自転車１０のユーザが身に着けて使用する装置であって、自転車１０のペダル回転数Ｎを検出可能に構成される。
ウェアラブル機器１５０は、例えば腕時計型のウェアラブル機器とすることができるが、これに限られない。ウェアラブル機器１５０や、ウェアラブル機器１５０に備えられた回転数検出装置１００の概略構成は、図２及び図３に示した構成例と同様の構成とすることができる。本実施形態においても、使用する加速度センサ６０は、従来のウェアラブル機器の機能を果たすための構成部品として備えられたものを利用している。すなわち、追加的に加速度センサ６０を備えることを要しない。ただし、本実施形態に係るウェアラブル機器１５０は、ユーザが身に着けて使用するものであり、加速度センサ６０の検出軸を特定の方向に方向付けすることができない点で、第１の実施の形態に係るモバイル機器５０とは異なっている。
また、自転車１０は乗車装置の一例であり、乗車装置は自転車１０に限られない。乗車装置は、ユーザによって操作される少なくとも二つの操作ペダル３０Ｌ，３０Ｒを有している装置であればよい。ただし、本実施形態に係るウェアラブル機器１５０は、ユーザが身に着けて使用するものであり、エアロバイク等、ペダルの漕ぎ動作により移動しない乗車装置のペダル回転数Ｎを検出する装置としても適している。
本実施形態に係るウェアラブル機器１５０においても、図８及び図９に示した処理例（２）に従って、加速度センサ６０の出力値Ａｃｃ＿ｕ，Ａｃｃ＿ｖ、Ａｃｃ＿ｗを合成した合成出力値Ａｃｃ＿Ｓを使用してペダル回転数Ｎを算出することができる。すなわち、図８及び図９に示した処理例（２）では、加速度センサ６０の３つの出力値Ａｃｃ＿ｕ，Ａｃｃ＿ｖ、Ａｃｃ＿ｗから、進行方向加速度Ａｃｃ＿Ｙ及びロール方向加速度Ａｃｃ＿Ｘの成分となる出力値Ａｃｃ＿ｕ，Ａｃｃ＿ｖ、Ａｃｃ＿ｗを抽出し合成している。したがって、加速度センサ６０の向きにかかわらず、合成出力値Ａｃｃ＿Ｓは、ペダル３０Ｌ，３０Ｒの漕ぎ動作に応じて規則的に変動する。
図１２は、本実施形態に係る腕時計型のウェアラブル機器１５０を腕に装着して自転車１０を走行した場合の加速度センサ６０の出力値Ａｃｃ＿ｕ，Ａｃｃ＿ｖ，Ａｃｃ＿ｗ、及び合成出力値Ａｃｃ＿Ｓの波形の波数がカウントされる様子を示している。横軸が時間（１周期＝４０ミリ秒）を示し、左側の縦軸が加速度（ｍ／ｓ２）を示し、右側の縦軸が波数のカウント数（回）を示している。加速度センサ６０のそれぞれの出力値Ａｃｃ＿ｕ，Ａｃｃ＿ｖ，Ａｃｃ＿ｗは、図９に示したようにローパスフィルタ及びハイパスフィルタによりノイズが除去された値となっている。
図１２に示す計測データを取得するにあたり、図１１に示すように、加速度センサ６０のｖ軸は、腕の長さの方向に向けられている。係るｖ軸は、自転車１０の進行方向に完全に一致してはいない。また、加速度センサ６０のｕ軸は、腕の長さの方向に対して左右の方向に向けられている。また、加速度センサ６０のｗ軸は、ｕ軸及びｖ軸に直交する上下方向に向けられている。また、出力値Ａｃｃ＿ｕは左側方向が正の値として出力される。出力値Ａｃｃ＿ｖは自転車１０の進行方向が正の値として出力される。出力値Ａｃｃ＿ｗは下方向が正の値として出力される。
図１２に示すように、それぞれの出力値Ａｃｃ＿ｕ，Ａｃｃ＿ｖ，Ａｃｃ＿ｗはペダル３０Ｌ，３０Ｒの漕ぎ動作に応じて上下動を繰り返している。それぞれの出力値Ａｃｃ＿ｕ，Ａｃｃ＿ｖ，Ａｃｃ＿ｗを、上述の式（１）により合成した合成出力値Ａｃｃ＿Ｓも、ペダル３０Ｌ，３０Ｒの漕ぎ動作に応じて上下動を繰り返している。係る計測データから、加速度センサ６０の３つの検出軸（ｕ，ｖ，ｗ）が、自転車１０の進行方向及び進行方向に対するロール方向に正確に向けられていないとしても、ペダル３０Ｌ，３０Ｒの漕ぎ動作に応じて合成出力値Ａｃｃ＿Ｓが規則的に変動していることが分かる。係る合成出力値Ａｃｃ＿Ｓは、進行方向加速度Ａｃｃ＿Ｙ及びロール方向加速度Ａｃｃ＿Ｘが合成された値と言うことができる。係る計測データにおいては、合成出力値Ａｃｃ＿Ｓの波形の上昇領域において、合成出力値Ａｃｃ＿Ｓが９．８となったときに波数がカウントされる。係る波数のカウント時期は、左右のペダル３０Ｌ，３０Ｒの漕ぎ動作と一致しているものとなっている。
また、図１３は、図１２に示した計測データと同条件で自転車１０を走行した場合の合成出力値Ａｃｃ＿Ｓの波形の波数の累積カウント及び波数がカウントされる様子を示している。横軸が時間（１周期＝５０ミリ秒）を示し、左側の縦軸が波数の累積カウント数（回）を示し、右側の縦軸が波数のカウント数（回）を示している。上述のとおり、本実施形態では、ペダル３０Ｌ，３０Ｒの一回転につき２回の波数がカウントされる。したがって、係る計測データから、加速度センサ６０の３つの検出軸（ｕ，ｖ，ｗ）が、自転車１０の進行方向及び進行方向に対するロール方向に正確に向けられていないとしても、合成出力値Ａｃｃ＿Ｓを使用してペダル回転数Ｎを算出できることが分かる。
以上、本実施形態に係るウェアラブル機器１５０は、加速度センサ６０の出力値Ａｃｃ＿ｕ，Ａｃｃ＿ｖ，Ａｃｃ＿ｗを使用して、ペダル回転数Ｎを算出することができる。したがって、省電力でペダル回転数Ｎを算出することができる。また、係るウェアラブル機器１５０は、ペダル回転数Ｎの算出に必要な構成部品はすべてウェアラブル機器１５０に備えられており、ペダル回転数Ｎを算出するために必要な部品点数が少なくなっている。特に、本実施形態に係るウェアラブル機器１５０では、従来の機能を果たすためにウェアラブル機器１５０に備えられる加速度センサ６０をそのまま利用してペダル回転数Ｎを算出することができる。
また、本実施形態に係るウェアラブル機器１５０は、ユーザの身に着けて使用される。したがって、自転車１０を使用しないときに、ウェアラブル機器１５０が自転車１０に放置されることがないため、盗難や悪戯を受ける危険性をなくすことができる。また、異なる自転車を利用する際にも、１つのウェアラブル機器１５０を用いてペダル回転数Ｎを検出することができる。
また、本実施形態に係るウェアラブル機器１５０は、加速度センサ６０の出力値Ａｃｃ＿ｕ，Ａｃｃ＿ｖ，Ａｃｃ＿ｗから、進行方向加速度Ａｃｃ＿Ｙ及びロール方向加速度Ａｃｃ＿Ｘの成分となる有効データを抽出する処理を行う。これにより、進行方向加速度Ａｃｃ＿Ｙ及びロール方向加速度Ａｃｃ＿Ｘが合成された値に、合成出力値Ａｃｃ＿Ｓを近似させることができる。したがって、加速度センサ６０の検出軸（ｕ，ｖ，ｗ）が、自転車１０の進行方向又はロール方向に方向付けられていないとしても、ペダル回転数Ｎを検出することができる。
なお、本実施形態では、ユーザが身に着けるウェアラブル機器を例に採って説明したが、ウェアラブル機器以外であっても本実施形態を適用することができる。例えば、モバイル機器やその他、少なくとも加速度センサ６０及び回転数検出装置１００を備えた装置を、方向付けせずに自転車に固定あるいは載置した場合であっても、本実施形態に係るウェアラブル機器１５０と同様にペダル回転数Ｎを算出することができる。さらには、そのような装置をユーザが保持している場合であっても、本実施形態に係るウェアラブル機器１５０と同様にペダル回転数Ｎを算出することができる。
＜３．第３の実施の形態＞
次に、本開示の第３の実施の形態に係る回転数検出装置を備えたコンピュータ機器について説明する。本実施形態に係るコンピュータ機器は、自転車１０の走行時に取得された加速度センサ６０のセンサ出力を読み込んで、ペダル回転数Ｎを算出する装置として構成される。図１３は、本実施形態に係るコンピュータ機器５００の構成例を示す図である。本実施形態に係るコンピュータ機器５００は、入力部１７０、表示部１８０、データ読取部１９０及び回転数検出装置２００を有して構成される。
入力部１７０は、例えばキーボードやタッチパネル装置等により構成される。また、表示部１８０は、例えば画像表示モニタ等により構成される。入力部１７０及び表示部１８０は、第１の実施の形態に係る入力部７０及び表示部８０と同様の機能を有するものとすることができる。
データ読取部１９０は、データ記憶メモリ２１０に記憶される加速度センサ６０の出力値Ａｃｃ＿ｕ，Ａｃｃ＿ｖ，Ａｃｃ＿ｗを読み取り、回転数検出装置２００に送信する。記憶される加速度センサ６０の出力値Ａｃｃ＿ｕ，Ａｃｃ＿ｖ，Ａｃｃ＿ｗは、自転車１０の走行時に記憶されたデータである。データ記憶メモリ２１０は、モバイル機器やウェアラブル機器等に内蔵された記憶素子やストレージとしてもよく、ＵＳＢメモリやメモリカード等であってもよい。
回転数検出装置２００は、図３に示した回転数検出装置１００の構成と同様の構成とすることができる、したがって、回転数検出装置２００では、データ読取部１９０が読み取った加速度センサ６０の出力値Ａｃｃ＿ｕ，Ａｃｃ＿ｖ，Ａｃｃ＿ｗを取得し、これらの出力値Ａｃｃ＿ｕ，Ａｃｃ＿ｖ，Ａｃｃ＿ｗを使用してペダル回転数Ｎを算出する。具体的な算出処理の例は、第１の実施の形態で説明した処理例（１）又は処理例（２）とすることができる。すなわち、加速度センサ６０の検出軸が自転車１０の進行方向に方向付けられる場合には、当該検出軸に対応する出力値のみを使用してペダル回転数Ｎを算出することができる。あるいは、加速度センサ６０の検出軸にそれぞれ対応する出力値を合成した合成出力値を使用してペダル回転数Ｎを算出することができる。
本実施形態に係るコンピュータ機器５００によれば、自転車１０の走行時に、自転車１０又はユーザが回転数検出装置を備えた装置を有していない場合であっても、加速度センサ６０のセンサ出力を使用して、ペダル回転数Ｎを算出することができる。本実施形態においても、ペダル回転数Ｎを検出するために、自転車１０に走行時に使用する構成部品を少なくすることができる。また、加速度センサ６０やデータ記憶メモリ２１０を有するモバイル機器やウェアラブル機器を利用すれば、加速度センサ６０やデータ記憶メモリ２１０を追加的に準備することなく、ペダル回転数Ｎを算出することができる。
なお、本実施形態では、コンピュータ機器５００が表示部１８０を備え、算出したペダル回転数Ｎを当該表示部１８０に表示させるようにしていたが、この例に限られない。例えば、コンピュータ機器５００が、有線又は無線の通信手段によりペダル回転数Ｎの算出結果を別体の表示機器に送信するようにしてもよい。
＜４．第４の実施の形態＞
［４．１．撮像装置の構成例］
次に、本開示の第４の実施の形態に係る回転数検出装置を備えた撮像装置について説明する。図１５は、ユーザが撮像装置２５０を身に着けて自転車１０に乗っている様子を示す模式図であり、図１６は、撮像装置２５０の構成例を示す図である。
本実施形態において、撮像装置２５０は、ユーザの頭部に装着して使用されるものとなっている。係る撮像装置２５０は、例えば自転車やスキー、ジョギング等の運動をする際に、周囲の風景を撮像して記録するために使用される装置とすることができる。ただし、撮像装置２５０は、ユーザの体の他の部分に装着されてもよく、自転車１０に固定されてもよい。本実施形態に係る撮像装置２５０は、加速度センサ６０のセンサ出力を、撮影される映像情報に関連付けて記憶する。撮像装置２５０は、加速度センサ２６０、撮像部２７０、撮像処理部２７５、入力部２９０、記録媒体２９５及び回転数検出装置３００を有して構成される。
加速度センサ２６０は、第１の実施の形態に係る加速度センサ６０と同様の構成とすることができる。本実施形態においても、撮像装置２５０が従来の機能を果たすための構成部品として加速度センサ２６０を備えるのであれば、追加的に加速度センサ２６０を備えることを要しない。また、本実施形態に係る撮像装置２５０は、ユーザの頭部に装着して使用するものであり、加速度センサ２６０の検出軸を特定の方向に方向付けすることができない点で、第２の実施の形態にかかるウェアラブル機器１５０と共通している。
入力部２９０は、例えば、撮像装置のタッチパネル装置や操作ボタンにより構成される。ユーザが入力部２９０の入力操作をすることにより、回転数検出装置３００を起動又は停止させることができる。ただし、タッチパネル装置や操作ボタンは入力部２９０の一例であって、入力スイッチ等の他の入力部２９０としてもよい。
撮像部２７０は、レンズ、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）やＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）等の固体撮像素子、固体撮像素子により得られる撮像信号を出力するインターフェース部等により構成される。撮像部２７０で生成された撮像信号は撮像処理部２７５に供給される。
撮像処理部２７５は、撮像部２７０で生成された撮像信号を信号処理して、複数枚の画像データからなる動画像を生成する。例えば、撮像処理部２７５は、撮像部２７０で生成された撮像信号を映像信号用増幅回路で増幅し、所定の信号処理を行うことで映像の情報を生成し、記録媒体２９５に記録する。所定の信号処理は、例えば、ＣＤＳ（Ｃｏｒｒｅｌａｔｅｄ
Ｄｏｕｂｌｅ Ｓａｍｐｌｉｎｇ：相関２重サンプリング）処理、プログラマブルゲインアンプ（ＰＧＡ）によるゲイン処理などのアナログ信号処理や、Ａ／Ｄ変換処理、ガンマ補正処理、ホワイトバランス処理等のデジタル信号処理などである。
回転数検出装置３００の概略構成は、図３に示した構成例と同様の構成とすることができる。ただし、本実施形態に係る撮像装置２５０では、回転数検出装置３００に表示制御部を備えていない。また、本実施系形態に係る撮像装置２５０は、加速度センサ２６０の検出軸が自転車１０の進行方向又はロール方向に方向付けられていないことから、上述の処理例（２）に従って、ペダル回転数Ｎの算出処理を行う。ただし、加速度センサ２６０の検出軸が自転車１０の進行方向又はロール方向に方向付けられている場合には、上述の処理例（１）に従って、ペダル回転数Ｎの算出処理を行うようにしてもよい。
また、回転数算出部１２０で算出されたペダル回転数Ｎは、撮像装置２５０の記録媒体２９５に記録される。このとき、ペダル回転数Ｎは、撮像処理部２７５で生成された映像の情報と関連付けて記録される。例えば、映像及びペダル回転数Ｎのデータごとに時刻情報と併せて記録する。あるいは、連続する個々の時系列データごとに識別番号を付すことにより関連付けてもよい。係る関連付けをしておくことで、映像を再生する際に、併せてペダル回転数Ｎを表示させることができる。映像の情報やペダル回転数Ｎが記録される記録媒体２９５は、例えば、ハードディスクや、メモリカード等の半導体メモリ、光ディスク、光磁気ディスク等のリムーバルメディアである。
なお、記録媒体２９５に記録された映像の情報をペダル回転数Ｎと併せて再生する制御を行う機能は、撮像装置２５０が有していてもよく、あるいは、撮像装置２５０が接続される再生機器が有していてもよい。記録媒体２９５に記録された映像やペダル回転数Ｎの情報、あるいは再生される動画データは、図示しない有線又は無線の通信手段を介して再生機器あるいは画像表示装置に送信される。
以上、本実施形態に係る撮像装置２５０によれば、自転車１０で走行中に撮影した映像の情報とともにペダル回転数Ｎを表示させることができる。また、本実施形態に係る撮像装置２５０は、加速度センサ６０の検出軸（ｕ，ｖ，ｗ）が、自転車１０の進行方向又はロール方向に方向付けられていないとしても、出力値Ａｃｃ＿ｕ，Ａｃｃ＿ｖ、Ａｃｃ＿ｗを使用して、ペダル回転数Ｎを算出することができる。したがって、省電力でペダル回転数Ｎを算出することができる。また、撮像装置２５０が、従来の機能を果たすために加速度センサ２６０を備える場合には、追加的に加速度センサ２６０を備えることなく、ペダル回転数Ｎを算出することができる。
また、本実施形態に係る撮像装置２５０は、ユーザの身に着けて、又は自転車１０に取り付けて使用されるものである。したがって、自転車１０を使用しないときに、撮像装置２５０が自転車１０に放置されることがないため、盗難や悪戯を受ける危険性をなくすことができる。また、異なる自転車を利用する際にも、１つの撮像装置２５０を用いてペダル回転数Ｎを検出することができる。
［４．２．撮像装置の応用例］
本実施形態に係る撮像装置２５０は、以下のように応用することができる。
（４．２．１．応用例（１））
応用例（１）では、撮像処理部２７５は、撮像部２７０で生成された撮像信号を処理し、例えば、交通信号機や樹木、建造物等の固定物の位置の変化等から、自転車１０が移動しているか否かを判定し、自転車１０の移動情報を生成する。生成された自転車１０の移動情報は、回転数検出装置３００に供給される。
回転数検出装置３００では、記憶部１４０に記憶された加速度センサ２６０の出力値Ａｃｃ＿ｕ，Ａｃｃ＿ｖ，Ａｃｃ＿ｗから、進行方向加速度Ａｃｃ＿Ｙ及びロール方向加速度Ａｃｃ＿Ｘの成分となる有効データを抽出する際に、自転車１０の移動情報を利用する。撮像処理の結果、自転車１０が移動していないと判断される期間は、ペダル３５Ｌ，３５Ｒが回転していないはずである。したがって、回転数検出装置３００の回転数算出部１２０は、自転車１０が移動していると判定されない期間に検出された加速度センサ６０のセンサ出力、又は当該センサ出力に基づいて算出されたペダル回転数Ｎのデータをノイズとして処理する。
係る応用例（１）の撮像装置２５０によれば、自転車１０が停止している期間のペダル回転数Ｎをゼロとして、ペダル回転数Ｎをより正確に表示させることができる。なお、撮像処理部２７５で生成した移動情報を併せて記録媒体２９５に記録し、映像の再生時に、自転車１０が移動していると判断されない期間に算出されたペダル回転数Ｎのデータをノイズとして処理してもよい。
（４．２．２．応用例（２））
応用例（２）では、撮像装置２５０は、ＧＰＳセンサを備える。ＧＰＳセンサで検出されるＧＰＳ信号は、撮像装置２５０の現在位置の情報を含む。係るＧＰＳ信号は、回転数検出装置３００に供給される。
回転数検出装置３００では、記憶部１４０に記憶された加速度センサ２６０の出力値Ａｃｃ＿ｕ，Ａｃｃ＿ｖ，Ａｃｃ＿ｗから、進行方向加速度Ａｃｃ＿Ｙ及びロール方向加速度Ａｃｃ＿Ｘの成分となる有効データを抽出する際に、現在位置の情報を利用する。撮像装置３５０の現在位置が変化していない期間は、自転車１０が移動しておらず、ペダル３５Ｌ，３５Ｒが回転していないはずである。したがって、回転数検出装置３００の回転数算出部１２０は、ＧＰＳ信号により特定される現在位置が変化していない期間に検出された加速度センサ６０のセンサ出力、又は当該センサ出力に基づいて算出されたペダル回転数のデータをノイズとして処理する。
係る応用例（２）の撮像装置２５０によれば、自転車１０が停止している期間のペダル回転数Ｎをゼロとして、ペダル回転数Ｎをより正確に表示させることができる。なお、ＧＰＳ信号により特定される現在位置の情報を併せて記録媒体２９５に記録し、映像の再生時に、現在位置が変化していない期間に算出されたペダル回転数Ｎのデータをノイズとして処理してもよい。
（４．３．３．応用例（３））
応用例（３）では、回転数検出装置３００の回転数算出部１２０は、ペダル回転数Ｎを算出するとともに、算出したペダル回転数Ｎの時系列データを生成する。また、回転数算出部１２０は、生成した時系列データにおいて、ペダル回転数Ｎの変化率が所定の閾値以上となる変化点を特定する。係る変化点は、すなわち、自転車１０の走行を開始又は停止した時点や、自転車１０を急加速又は急減速させた時点に相当する。回転数算出部１２０は、係る時系列データとペダル回転数Ｎの変化点とを併せて記録媒体２９５に記録する。ペダル回転数Ｎの変化点は、撮像処理部２７５で生成された映像の情報に関連付けられる。
係る応用例（３）の撮像装置２５０によれば、自転車１０の移動状態の変化が推定されるペダル回転数Ｎの変化点をインデックスとして、映像の検索をすることができるようになる。
以上、添付図面を参照しながら本開示の好適な実施形態について詳細に説明したが、本開示の技術的範囲はかかる例に限定されない。本開示の技術分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本開示の技術的範囲に属するものと了解される。
上記各実施形態あるいは応用例で説明した構成例は、適宜組み合わせて実施してもよい。例えば、第４の実施の形態で説明した、ＧＰＳ信号により特定される現在位置が変化していない期間に算出されたペダル回転数Ｎのデータをノイズとして処理することは、第１〜第３の実施の形態に係る機器においても適用することができる。
また、上記第１及び第２の実施の形態では、回転数検出装置１００が表示制御部１３０を備えていたが、本開示は係る例に限られない。例えば、回転数検出装置１００は、算出したペダル回転数Ｎをデータとして蓄積するのみとしてもよい。この場合、モバイル機器やウェアラブル機器を、表示装置を有する機器に接続してペダル回転数Ｎのデータを供給し、機器側で表示装置に表示させるようにしてもよい。
また、本明細書に記載された効果は、あくまで説明的または例示的なものであって限定的ではない。つまり、本開示に係る技術は、上記の効果とともに、または上記の効果に代えて、本明細書の記載から当業者には明らかな他の効果を奏しうる。
なお、以下のような構成も本開示の技術的範囲に属する。
（１）ユーザの漕ぎ動作により回転するペダルを有する乗車装置における前記ペダルの回転数を、加速度センサのセンサ情報に基づいて算出する回転数算出部を備えた、回転数検出装置。
（２）前記加速度センサのセンサ情報は、前記ユーザ又は前記乗車装置の動きに伴う、前記乗車装置の進行方向又は前記進行方向に対するロール方向の加速度に対応する情報である、前記（１）に記載の回転数検出装置。
（３）前記加速度センサのセンサ情報は、複数の検出軸に対応する複数の情報を含む、前記（１）又は（２）に記載の回転数検出装置。
（４）前記加速度センサのセンサ情報は、前記複数の検出軸に対応する複数の出力値を合成処理した値である、前記（３）に記載の回転数検出装置。
（５）前記加速度センサのセンサ情報は、前記加速度センサの出力値のうち、前記乗車装置の進行方向又は前記進行方向に対するロール方向の加速度を抽出した値である、前記（１）〜（４）のいずれか１項に記載の回転数検出装置。
（６）前記加速度センサのセンサ情報は、前記加速度センサの出力値のうち、想定される前記ペダルの回転数の範囲に対応する周波数成分を抽出したものである、前記（１）〜（５）のいずれか１項に記載の回転数検出装置。
（７）前記回転数算出部は、前記加速度センサの出力値の変動、又は、複数の検出軸に対応する出力値を合成した値の変動を求め、所定時間内の振幅の回数に基づいて前記回転数を算出するように構成される、前記（１）〜（６）のいずれか１項に記載の回転数検出装置。
（８）前記回転数算出部は、前記加速度センサの出力値の変動、又は、複数の検出軸に対応する出力値を合成した値の変動を求め、所定時間内の振幅の上ピーク又は下ピークの数に基づいて前記回転数を算出するように構成される、前記（１）〜（７）のいずれか１項に記載の回転数検出装置。
（９）前記回転数算出部は、前記加速度センサの出力値の変動、又は、複数の検出軸に対応する出力値を合成した値の変動を求め、所定時間内に変動の上昇領域又は下降領域が所定の閾値と交差する回数に基づいて前記回転数を算出するように構成される、前記（１）〜（７）のいずれか１項に記載の回転数検出装置。
（１０）前記回転数検出装置は、前記加速度センサを備えたモバイル機器又はウェアラブル機器に備えられる、前記（１）〜（９）のいずれか１項に記載の回転数検出装置。
（１１）前記回転数検出装置は、あらかじめ定められた向きに方向付けられて前記乗車装置に固定されて使用される、前記（１）〜（１０）のいずれか１項に記載の回転数検出装置。
（１２）前記回転数検出装置は、記憶媒体に記憶された前記加速度センサのセンサ情報を読み込み可能に構成される、前記（１）〜（９）のいずれか１項に記載の回転数検出装置。
（１３）前記回転数検出装置は撮像装置に備えられ、撮像される映像の情報に関連付けて前記回転数を記憶する、前記（１）〜（９）に記載の回転数検出装置。
（１４）前記回転数算出部は、前記映像の情報に基づき判断される、前記乗車装置が移動していない期間に検出された前記加速度センサのセンサ情報又は前記回転数をノイズとして処理する、前記（１３）に記載の回転数検出装置。
（１５）前記回転数算出部は、ＧＰＳ信号から判断される、前記乗車装置が移動していない期間に検出された前記加速度センサのセンサ情報又は前記回転数をノイズとして処理する、前記（１）〜（１４）のいずれか１項に記載の回転数検出装置。
（１６）前記回転数算出部により算出された回転数を表示させる表示制御部を備える、前記（１）〜（１５）のいずれか１項に記載の回転数検出装置。
（１７）前記乗車装置は、自転車又はエアロバイクである、前記（１）〜（１６）のいずれか１項に記載の回転数検出装置。
（１８）ユーザの漕ぎ動作により回転するペダルを有する乗車装置又は前記ユーザの動きに伴う加速度センサのセンサ情報を検出するステップと、
前記検出したセンサ情報に基づいて、前記ペダルの回転数を算出するステップと、
を備える回転数検出方法。
（１９）ユーザの漕ぎ動作により回転するペダルを有する乗車装置における前記ペダルの回転数を、加速度センサのセンサ情報に基づいて算出する機能をコンピュータにより実現させるための、プログラム。
１０ 自転車
２０ 固定部
３０Ｌ 左ペダル
３０Ｒ 右ペダル
５０ モバイル機器
６０，２６０ 加速度センサ
７０，１７０，２９０ 入力部
８０，１８０ 表示部
１００，２００，３００ 回転数検出装置
１１０ センサ情報取得部
１２０ 回転数算出部
１３０ 表示制御部
１４０ 記憶部
１５０ ウェアラブル機器
１９０ データ読取部
２１０ データ記憶メモリ
２５０ 撮像装置
２７０ 撮像部
２７５ 撮像処理部
２９５ 記録媒体
３５０ 撮像装置
５００ コンピュータ機器

Claims (19)

  1. 撮像装置に備えられる回転数検出装置であって、
    ユーザの漕ぎ動作により回転するペダルを有する乗車装置における前記ペダルの回転数を、加速度センサのセンサ情報に基づいて算出する回転数算出部を備え、
    前記撮像装置により撮像される映像の情報に関連付けて前記回転数を記憶する、回転数検出装置。
  2. 前記回転数算出部は、前記映像の情報に基づき判断される、前記乗車装置が移動していない期間に検出された前記加速度センサのセンサ情報又は前記回転数をノイズとして処理する、請求項１に記載の回転数検出装置。
  3. 前記加速度センサのセンサ情報は、前記ユーザ又は前記乗車装置の動きに伴う、前記乗車装置の進行方向又は前記進行方向に対するロール方向の加速度に対応する情報である、請求項１に記載の回転数検出装置。
  4. 前記加速度センサのセンサ情報は、複数の検出軸に対応する複数の情報を含む、請求項１に記載の回転数検出装置。
  5. 前記加速度センサのセンサ情報は、前記複数の検出軸に対応する複数の出力値を合成処理した値である、請求項４に記載の回転数検出装置。
  6. 前記加速度センサのセンサ情報は、前記加速度センサの出力値のうち、前記乗車装置の進行方向又は前記進行方向に対するロール方向の加速度を抽出した値である、請求項１に記載の回転数検出装置。
  7. 前記加速度センサのセンサ情報は、前記加速度センサの出力値のうち、想定される前記ペダルの回転数の範囲に対応する周波数成分を抽出したものである、請求項１に記載の回転数検出装置。
  8. 前記回転数算出部は、前記加速度センサの出力値の変動、又は、複数の検出軸に対応する出力値を合成した値の変動を求め、所定時間内の振幅の回数に基づいて前記回転数を算出するように構成される、請求項１に記載の回転数検出装置。
  9. 前記回転数算出部は、前記加速度センサの出力値の変動、又は、複数の検出軸に対応する出力値を合成した値の変動を求め、所定時間内の振幅の上ピーク又は下ピークの数に基づいて前記回転数を算出するように構成される、請求項１に記載の回転数検出装置。
  10. 前記回転数算出部は、前記加速度センサの出力値の変動、又は、複数の検出軸に対応する出力値を合成した値の変動を求め、所定時間内に変動の上昇領域又は下降領域が所定の閾値と交差する回数に基づいて前記回転数を算出するように構成される、請求項１に記載の回転数検出装置。
  11. 前記回転検出装置は、前記加速度センサを備えたモバイル機器又はウェアラブル機器に備えられる、請求項１に記載の回転数検出装置。
  12. 前記回転数検出装置は、あらかじめ定められた向きに方向付けられて前記乗車装置に固定されて使用される、請求項１に記載の回転数検出装置。
  13. 前記回転数検出装置は、記憶媒体に記憶された前記加速度センサのセンサ情報を読み込み可能に構成される、請求項１に記載の回転数検出装置。
  14. 前記回転数算出部は、ＧＰＳ信号から判断される、前記乗車装置が移動していない期間に検出された前記加速度センサのセンサ情報又は前記回転数をノイズとして処理する、請求項１に記載の回転数検出装置。
  15. 前記回転数算出部により算出された回転数を表示させる表示制御部を備える、請求項１に記載の回転数検出装置。
  16. 前記乗車装置は、自転車又はエアロバイクである、請求項１に記載の回転数検出装置。
  17. ユーザの漕ぎ動作により回転するペダルを有する乗車装置又は前記ユーザの動きに伴う加速度センサのセンサ情報を検出するステップと、
    前記検出したセンサ情報に基づいて、前記ペダルの回転数を算出するステップと、
    撮像装置により撮像される映像の情報に関連付けて前記回転数を記憶するステップと、
    を備える回転数検出方法。
  18. ユーザの漕ぎ動作により回転するペダルを有する乗車装置における前記ペダルの回転数を、加速度センサのセンサ情報に基づいて算出し、撮像装置により撮像される映像の情報に関連付けて前記回転数を記憶する機能をコンピュータにより実現させるための、プログラム。
  19. 撮像部と、
    撮像処理部と、
    加速度センサと、
    ユーザの漕ぎ動作により回転するペダルを有する乗車装置における前記ペダルの回転数を、前記加速度センサのセンサ情報に基づいて算出する回転数算出部を有する回転数検出装置と、を備えた撮像装置であって、
    前記回転数検出装置は、前記撮像部により撮像される映像の情報に関連付けて前記回転数を記憶する、撮像装置。
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