JP6450225B2 - 電子機器、及び電子機器の制御プログラム - Google Patents
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Description
例えばマラソン大会において、計測ポイントでは、ランナーが計測ポイントに到達したことを判定するための処理がなされる。また、計測ポイントでは、ランナーがスタート地点から計測ポイントへ到達するまでに要した時間を計測するための処理等もなされ得る。そのような処理を自動化するため、電子機器を使用した計測システムが用いられることがある。例えば、そのような計測システムにおいては、ランナーのゼッケン、シューズ、リストバンド、または腕時計等に、RFID(Radio Frequency Identification;小型省電力IC通信技術)タグが取り付けられる。
また、計測ポイントに敷設された計測マットに、RFIDリーダーが組み込まれる。ランナーが計測ポイントに到達すると、RFIDリーダーがRFIDタグから発信された電波を受信する。それによって、計測システムは、ランナーが計測ポイントに到達したことを判定したり、ランナーが計測ポイントに到達するまでに要した時間を計測したりすることができる。
そのため、連続する受信間隔の期間中に計測ポイントを通過してしまい、計測できないポイントが生じる可能性がある。
また、受信回路の駆動を停止させておく時間を長く確保することが困難である。なぜならば、その時間を長く確保した場合には、電子機器が電波を受信する位置が計測マットからより離れた位置になる場合があるからである。それにより、実際に競技者が計測ポイントを通過した通過タイムと、電子機器が計測した通過タイムとの間の誤差がより大きくなる。すなわち、タイム計測の精度が低くなる。したがって、受信回路の間欠駆動の周期は短く設定される必要がある。電子機器の受信回路の電力消費をあまり小さくすることができないため、やはり電池寿命が短くなるという課題があった。
本発明の第1の実施形態について、以下に図面を参照しながら説明する。
まず、第1の実施形態に係る計測システム1の概略について説明する。
図1は、本発明の第1の実施形態に係る計測システム1の構成の一例を示す概略図である。
図1(A)に図示するように、第1の実施形態に係る計測システム1は、電子機器10と、計測マット20と、磁界30と、を含んで構成される。
図1(B)は、図1(A)に示したランナーの右手首周辺の範囲を拡大して図示したものである。
第1の実施形態に係る電子機器10は、時刻を計時する計時機能を有するスポーツウォッチ(電子時計)である。図1(B)に図示するように、電子機器10は、腕時計型の形状をしている。但しこれは例示であり、電子機器10は、マラソン競技、及びスポーツウォッチに限られるものではない。
パッシブ型のRFIDタグとは、電池を内蔵せず、電磁誘導等によって駆動して電波の受発信を行うタイプのRFIDタグのことである。第1の実施形態においては、電磁誘導は、計測マット20が発生させる磁界30によって引き起こされる。
図1(A)に図示するように、計測マット20は、計測マット20上を中心として、磁界30をまんべんなく発生させる。ランナーが計測マット20上を通過する際には、必ず計測マット20が発生させる磁界30の中を通過するように、各計測マット20は敷設される。
第1の実施形態に係るマラソン大会会場5は、マラソンコース50と、スタート地点51と、10km地点52−1と、20km地点52−2と、30km地点52−3と、ゴール地点53と、を含んで構成される。
次に、第1の実施形態に係る電子機器10及び計測マット20の構成について図面を参照しながら説明する。
図3は、本発明の第1の実施形態に係る電子機器10及び計測マット20の構成の一例を示すブロック図である。
電子機器10は、受信アンテナ101と、受信回路102と、マイクロプロセッサ103(制御部)と、ディスプレイ(表示部)104と、メモリ(記憶部)105と、外部操作部材106と、電源107と、を含んで構成される。
なお、受信アンテナ101は、磁界30を受信するほか、無線局から送信される標準電波を受信するためのアンテナを兼ねたアンテナであってもよい。すなわち受信アンテナ101は、電波時計が備えるアンテナに、磁界30を受信する機能を追加したアンテナであってもよい。
マラソン大会の競技中において、受信回路102は、常に受信アンテナ101を介して受信する磁界30の受信を待機しているわけではない。受信回路102は、一定の間隔で磁界30の受信を待機している状態(ONの状態)と磁界30の受信を待機していない状態(OFFの状態)とを切り替えている。
例えば、時間情報とは、スタート時点からの経過時間を示すスプリットタイム、及び1つ前の計測ポイントを通過した時点からの経過時間を示すラップタイムである。
または、外部操作部材106は、外部機器からの操作入力を受け付けるための通信デバイスであってもよい。すなわち、外部操作部材106を備える外部機器から、通信ネットワークを介して操作入力を受け付けるようにしてもよい。
電源107は、電子機器10の各構成部品に電力を供給する。
計測マット20は、マット201と、信号発生コイル202と、信号発信器203と、を備えて構成される。
信号発信器203は、信号発生コイル202と接続される。信号発信器203は、信号発生コイル202に電流を供給する。それによって、信号発生コイル202は磁界30を発生させることができる。
図4は、本発明の第1の実施形態に係る受信回路102の間欠駆動の動作の一例を示す概略図である。
ゲインG1とは、上記の第1のパターンにおける利得(ゲイン)である。ゲインG1の反応区間とは、受信回路102が第1のパターンで駆動している場合に、受信アンテナ101が磁界30を受信することができる区間である。ゲインG1の反応区間は、地点pt111から地点pt112であることを図示している。
受信回路102がONである状態とは、受信回路102が駆動している状態である。受信回路102がONの状態であるときに限り、受信回路102は、受信アンテナ101を介して磁界30を受信することができる。そして、磁界30を受信したことを示す信号を、受信回路102はマイクロプロセッサ103に出力することができる。受信回路102がOFFである状態とは、受信回路102が駆動していない状態である。
次に、第1の実施形態に係る電子機器10の動作の一例について説明する。
図5は、本発明の第1の実施形態に係る電子機器10の動作の一例を示すフローチャートである。
なお、外部操作部材106からの入力に基づいて計測が開始されるのではなく、最初の計測ポイントであるスタート地点51に敷設された計測マット20が発生させる磁界30を、受信アンテナ101が受信することに基づいて計測が開始されるような構成としてもよい。
その後、ステップS102へ進む。
時間の計測の終了が指示されておらず、かつ、電源が切られる指示がされていないならば、ステップS105へ進む。
受信回路102が磁界30を受信していないならば、ステップS104へ戻る。
時間の計測の終了が指示されておらず、かつ、電源が切られる指示がされていないならば、ステップS109へ進む。
なお、瞬間的な外乱磁界の誤受信を防止するため、磁界30を受信したのち所定時間(たとえば、100ミリ秒)待ってからステップS110に進むなどの場合も含む。
受信回路102が磁界30を受信していないならば、ステップS108へ戻る。
時間の計測の終了が指示されておらず、かつ、電源が切られる指示がされていないならば、ステップS114へ進む。
受信回路102が、磁界30を受信しなくなったならば、ステップS104へ戻る。
以上で、第1の実施形態における電子機器10の動作の一例についての説明を終了する。
以上により、本発明の第1の実施形態に係る電子機器10は、タイム計測の精度に影響を与えずに、電子機器の電力消費を抑えることができる。
次に、本発明の第2の実施形態について、以下に図面を参照しながら説明する。
なお、第1の実施形態と構成が共通する部分については、説明を省略する。
図3の、電子機器10の構成の一例を示すブロック図を用いて説明する。
マイクロプロセッサ103は、電子機器10の各種の制御を行う。例えば、マイクロプロセッサは103は、CPUである。
図6は、本発明の第2の実施形態に係る受信回路102の間欠駆動の動作の一例を示す概略図である。
ゲインG1とは、上記の第1のパターンにおける利得(ゲイン)である。ゲインG1の反応区間とは、受信回路102が第1のパターンで駆動している場合に、受信アンテナ101が磁界30を受信することができる区間である。ゲインG1の反応区間は、地点pt211から地点pt212であることを図示している。
受信回路102がONである状態とは、受信回路102が駆動している状態である。受信回路102がONの状態であるときに限り、受信回路102は、受信アンテナ101を介して磁界30を受信することができる。そして、磁界30を受信したことを示す信号を、受信回路102はマイクロプロセッサ103に出力することができる。受信回路102がOFFである状態とは、受信回路102が駆動していない状態である。
そのとき、受信回路102の間欠駆動の状態を第2のパターンから第1のパターンへ再び切り替える。第1のパターンへ切り替えたことにより、受信回路102の利得は、第2のパターンの利得であるゲインG2よりも高い利得であるゲインG1へ切り替わる。また、第1のパターンへ切り替えたことにより、受信回路102の間欠駆動の周期は、第2のパターンの周期T2よりも長い周期である周期T1へ切り替わる。
次に、第2の実施形態に係る電子機器10の動作の一例について説明する。
図7は、本発明の第2の実施形態に係る電子機器10の動作の一例を示すフローチャートである。
なお、外部操作部材106からの入力に基づいて計測が開始されるのではなく、最初の計測ポイントであるスタート地点51に敷設された計測マット20が発生させる磁界30を、受信アンテナ101が受信することに基づいて計測が開始されるような構成としてもよい。
その後、ステップS202へ進む。
時間の計測の終了が指示されておらず、かつ、電源が切られる指示がされていないならば、ステップS205へ進む。
受信回路102が磁界30を受信していないならば、ステップS204へ戻る。
時間の計測の終了が指示されておらず、かつ、電源が切られる指示がされていないならば、ステップS209へ進む。
なお、瞬間的な外乱磁界の誤受信を防止するため、磁界30を受信したのち所定時間(たとえば、100ミリ秒)待ってからステップS210に進むなどの場合も含む。
受信回路102が磁界30を受信していないならば、ステップS208へ戻る。
以上で、第2の実施形態における電子機器10の動作の一例についての説明を終了する。
以上により、本発明の第2の実施形態に係る電子機器10は、タイム計測の精度に影響を与えずに、電子機器の電力消費を抑えることができる。
一般的に、マラソン大会の会場となる市街地の道路上等では、瞬間的に様々な外乱磁界(ノイズとも称する)が発生する。そのため、電子機器10は、計測マット20が発生させる磁界30以外のノイズを受信することがある。電子機器10は、ノイズを受信した場合、磁界30を受信したと誤って認識してしまうことがある。その場合、電子機器10は、受信回路102がする間欠駆動を、第1のパターンから第2のパターンへ切り替える。しかし、電子機器10は、実際にはノイズを受信したのであって、計測マット20が発生させる磁界30を受信したわけではない。そのため、例えば、電子機器10は、その後しばらくの間、磁界30を受信をすることなく第2のパターンでの間欠駆動を続けたり、または別のノイズを受信したりする。それによって、電子機器10は、誤った時間情報(スプリットタイム等)を記録してしまうことがある。
以下に、本発明の第3の実施形態について、図面を参照しながら説明する。
なお、第1の実施形態と構成が共通する部分については、説明を省略する。
図3の、電子機器10の構成の一例を示すブロック図を用いて説明する。
マイクロプロセッサ103は、電子機器10の各種の制御を行う。例えば、マイクロプロセッサは103は、CPUである。
なお、所定の期間は、時間(例えば、1分間)によって定められていてもかまわない。所定の期間は、駆動回数であっても、時間であっても、ランナーが計測ポイントにおける計測マット20を通過するのに想定される十分な期間として設定される。
また、受信回路102が第2のパターンで間欠駆動をしている場合に、所定の期間、受信アンテナ101が電磁波を受信しなかったときには、マイクロプロセッサ103は、受信回路102に第1のパターンで間欠駆動をさせるように状態を切り替える。
図8は、本発明の第3の実施形態に係る受信回路102の間欠駆動の動作の一例を示す概略図である。
受信回路102がONである状態とは、受信回路102が駆動している状態である。受信回路102がONの状態であるときに限り、受信回路102は、受信アンテナ101を介して電磁波を受信することができる。そして、電磁波を受信したことを示す信号を、受信回路102はマイクロプロセッサ103に出力することができる。受信回路102がOFFである状態とは、受信回路102が駆動していない状態である。
まず、ランナーが図4の上段に示す図の左端の位置を走行している時点では、受信回路102は、第1のパターンで間欠駆動する。第1のパターンによる間欠駆動の利得(ゲイン)はゲインG1であり、周期は周期T1である。
次に、第3の実施形態に係る電子機器10の動作の一例について説明する。
図9は、本発明の第3の実施形態に係る電子機器10の動作の一例を示すフローチャートである。
なお、外部操作部材106からの入力に基づいて計測が開始されるのではなく、最初の計測ポイントであるスタート地点51に敷設された計測マット20が発生させる磁界30を、受信アンテナ101が受信することに基づいて計測が開始されるような構成としてもよい。
その後、ステップS302へ進む。
時間の計測の終了が指示されておらず、かつ、電源が切られる指示がされていないならば、ステップS305へ進む。
受信回路102が電磁波を受信していないならば、ステップS304へ戻る。
時間の計測の終了が指示されておらず、かつ、電源が切られる指示がされていないならば、ステップS310へ進む。
受信回路102が電磁波を受信していないならば、ステップS309へ戻る。
時間の計測の終了が指示されておらず、かつ、電源が切られる指示がされていないならば、ステップS317へ進む。
受信回路102が、電磁波(磁界30)を受信しなくなったならば、ステップS304へ戻る。
以上で、第3の実施形態における電子機器10の動作の一例についての説明を終了する。
受信アンテナ101が受信した電磁波が磁界30だった場合においては、間欠駆動の周期が短い第2のパターンに切り替わることによって、第1のパターンで受信回路102が間欠駆動をする場合よりも、電子機器10が計測マット20に到達した時間を計測する際の計測誤差をより小さくすることができる。
以下に、一般的なマラソン競技における、ゲインG1の反応区間、及びゲインG2の反応区間の具体的な距離について説明する。
図10は、本発明の第1の実施形態、及び第2の実施形態における、具体的なゲイン反応区間の距離の一例を示す概略図である。
フルマラソンを完走するランナーの平均タイムは、4時間30分前後である。したがって、平均的なランナーが平均的なペースで1秒間に進む距離は毎秒3m程度になる。
そして、一般的に、マラソン大会の開催者等が計測する正式タイムは、ランナーが計測マット20のスタート地点側のマット端(以下、マット端と称する)を通過したタイミングで計測される。
マット端から3mの地点における磁界30の電界強度と、マラソンの行動に伴って観測される雑音(以下、ノイズと称する)の信号強度との差は、20dB以上の差があることが、調査の結果によって示されている。
以上により、電子機器10がノイズには反応せずに磁界30を受信できるようにするためには、ゲインG1の反応区間を10m以下とすることが望ましい。
Claims (7)
- 複数の地点を移動する移動体に付される電子機器であって、
第1の利得かつ第1の周期で前記地点における電磁波の受信を待機する第1のパターン、及び、前記第1の利得より低い第2の利得かつ前記第1の周期より短い第2の周期で前記電磁波の受信を待機する第2のパターン、の状態で前記電磁波を受信可能な受信部と、
前記受信部が前記第1のパターンで前記電磁波の受信を待機している状態において、前記受信部が前記電磁波を受信したとき、前記受信部に前記第2のパターンで前記電磁波の受信を待機させる制御部と、
を備えることを特徴とする電子機器。 - 前記電磁波の受信に基づく受信時間を記憶する記憶部を備え、
前記制御部は、前記受信部が前記第2のパターンで前記電磁波の受信を待機している状態において、前記電磁波を受信したとき、前記記憶部に前記受信時間を記憶させ、前記受信部に前記第1のパターンで前記電磁波の受信を待機させる、
ことを特徴とする、請求項1に記載の電子機器。 - 前記電磁波の受信に基づく受信時間を記憶する記憶部を備え、
前記制御部は、前記受信部が前記第2のパターンで前記電磁波の受信を待機している状態において、前記電磁波を受信したとき、前記記憶部に前記受信時間を記憶させ、前記受信部に前記電磁波の受信の待機を一定の時間中断させたのち、前記受信部に前記第1のパターンで前記電磁波の受信を待機させる、
ことを特徴とする、請求項1に記載の電子機器。 - 前記制御部は、前記受信部が前記第2のパターンで前記電磁波の受信を待機している状態において、前記電磁波を受信しない状態で所定時間が経過した場合、前記受信部に前記第1のパターンで前記電磁波の受信を待機させる、
ことを特徴とする、請求項1に記載の電子機器。 - 前記受信部が前記第1の利得で前記電磁波を受信する状態においては、前記受信部は前記地点から10メートル以内の距離において前記電磁波を受信し、前記受信部が前記第2の利得で前記電磁波を受信する状態においては、前記受信部は前記地点から3メートル以内の距離において前記電磁波を受信する、
ことを特徴とする、請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の電子機器。 - 前記電子機器は時刻を計時する計時機能を有する電子時計であって、計時結果および前記電磁波の受信に基づく受信時間の少なくとも一方を表示できる表示部を備える
ことを特徴とする、請求項1に記載の電子機器。 - 複数の地点を移動する移動体に装着される電子機器のコンピュータに、
第1の利得かつ第1の周期で前記地点における電磁波の受信を待機する第1のパターン、及び、前記第1の利得より低い第2の利得かつ前記第1の周期より短い第2の周期で前記電磁波の受信を待機する第2のパターン、の状態で前記電磁波を受信可能な受信ステップと、
前記受信ステップにおいて前記第1のパターンで前記電磁波の受信を待機している状態であって、前記受信ステップにおいて前記電磁波を受信したとき、前記受信ステップにおいて前記第2のパターンで前記電磁波の受信を待機させる制御ステップと、
を実行させるための、電子機器の制御プログラム。
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