JP6550612B1 - 時間計測システム - Google Patents

Abstract

時間計測システムは、ＧＰＳ通信及びインターネット通信の機能を有するスタート用計測ユニット及びフィニッシュ用計測ユニットと、インターネット上のサーバとを備える。時間測定区間に配置されたスタート用計測ユニット及びフィニッシュ用計測ユニットは、センサが検出した計測開始及び計測終了を示すセンサ信号に従い、衛星が備える時計からスタート時刻情報とフィニッシュ時刻情報を取得し、識別情報を与えてインターネット上のサーバに格納する。サーバにより所定の演算処理を行い、演算された時間情報は、インターネットを通じてサーバにアクセスした端末に指定された識別情報に基づき読み出される。

Description

本発明の一態様は、ある区間を通過又は移動するのに要した時間を計測する時間計測システムに関する。

一般に、ある区間を移動体が移動又は通過する時間を正確に計測するために、手動式ストップウォッチ等の時間計測機器が用いられている。近年は、計測者により生じる計測誤差の排除や１００分の１秒台までも正確に計測したい要望から電気信号を用いた計測開始・計測終了の動作や時間計測誤差の少ない時計が採用された時間計測システムが用いられている。

この時間計測システムとして、例えば、互いに通信機能を有し、光電センサからなるセンサ部を搭載する時間計測装置を組で用いる構成がある。まず、時間計測装置を同期させた後、計測開始位置及び計測終了位置にそれぞれ配置する。これらの時間計測装置を無線通信又は有線通信により接続し、各センサ部の検出信号に基づき、移動体の通過時間又は移動時間を計測する。

時間計測システムの一例として、特許文献１には、スキー滑走競技を適用例とする、非接触で読み出し・書き込み可能な媒体を用いた時間計測システムが開示されている。この時間計測システムにおいては、滑走者が媒体を携帯する。滑走者が計測開始地点から滑走を開始した際に、計測開始地点機から媒体に計測開始時刻が書き込まれる。その後、滑走者が滑走区間を滑走して計測終了地点に到達した際に、計測終了地点機で計測終了時刻を計測する共に、媒体から計測開始時刻を読み出して、滑走区間における滑走時間を算出する。

特開平５−１４２３６４号公報

本発明の一態様は、ＧＰＳ（Global Positioning System）通信を利用した時間計測により、高精度の時間計測を行い、且つ通信端末により時間計測結果を閲覧及び検索できる時間計測システムを提供する。

本発明に従う実施形態に係る時間計測システムは、衛星が備える時計から第１のタイミングで第１の時刻情報を取得し、予め設定された識別情報を付与して、ネットワーク通信により前記第１の時刻情報を送信する第１の時刻取得部と、前記衛星が備える前記時計から第２のタイミングで第２の時刻情報を取得し、前記識別情報を付与して、前記ネットワーク通信により前記第２の時刻情報を送信する第２の時刻取得部と、前記ネットワーク通信を通じて受信した前記第１の時刻情報と前記第２の時刻情報の差分から得られた時間情報を前記識別情報と関連づけて記憶し、予め定めた閲覧形態に従って前記時間情報を送信するサーバと、前記ネットワーク通信を介して前記サーバにアクセスし、前記サーバから前記識別情報に関わる前記時間情報を読み出す端末と、で構成される。

図１は、本発明の一態様となる時間計測システムの概念的な構成を示す図である。 図２は、第１の実施形態に係る時間計測システムのスタート用計測ユニットの構成例を示すブロック図である。 図３は、第１の実施形態に係る時間計測システムのフィニッシュ用計測ユニットの構成例を示すブロック図である。 図４は、時間計測システムのスタート用計測ユニットにおける時間計測について説明するためのフローチャートである。 図５は、時間計測システムにおける端末で計測結果を閲覧する過程について説明するためのフローチャートである。 図６は、第２の実施形態に係る時間計測システムのスタート用計測ユニットの構成例を示すブロック図である。 図７は、第２の実施形態に係る時間計測システムのフィニッシュ用計測ユニットの構成例を示すブロック図である。 図８は、第３の実施形態としてＧＰＳ通信端末の構成例を示す図である。 図９Ａは、第３の実施形態に係る移動体に装着する腕装着型通信端末を概念的に示す図である。 図９Ｂは、第３の実施形態に係る移動体に装着する貼付型通信端末を概念的に示す図である。 図９Ｃは、第３の実施形態に係る移動体に装着する着衣装着型通信端末を概念的に示す図である。

以下、図面を参照して本発明の実施形態について詳細に説明する。
図１は、本発明の一態様となる時間計測システムの概念的な構成を示す図である。
この時間計測システム１は、予め定めた区間を移動体６が移動又は通過するのに要した時間を計測するシステムである。時間計測システム１は、共に、ＧＰＳ（Global Positioning System）通信及び、ネットワーク通信例えば、インターネット通信を行う通信部を有するスタート用計測ユニット［第１の時刻情報取得部］２及びフィニッシュ用計測ユニット［第２の時刻情報取得部］３と、インターネット４に接続されるサーバ５と、サーバ５にアクセス可能な通信端末とを有している。それぞれの計測ユニット２，３は、ＧＰＳ通信を利用して、衛星（以下、ＧＰＳ衛星を例とする）に搭載される時計（例えば、原子時計）から時刻情報（GPS time）を取得し、インターネット通信を用いて取得した時刻情報をサーバ５に送信する。尚、以下の説明において、ＧＰＳ衛星に搭載される時計から取得される時間を時刻情報とし、サーバにより算出された移動に関して算出された時間を時間情報としている。本一態様では、ネットワーク通信として、インターネット通信を例としているが、サーバに相当する構成部位を設置できるのであれば、勿論、他のネットワーク通信であっても適用可能である。

まず、スタート用計測ユニット２は、スタート用センサ１１と、スタート用計測器１２により構成される。スタート用センサ１１とスタート用計測器１２とは別体で構成されても、一体的に構成されてもよい。スタート用センサ１１は、時間計測を開始する位置となるスタート位置に配置される。スタート用センサ１１は、公知なセンサを利用できるが、例えば、非接触センサであれば、光電センサや磁気センサが好適する。光電センサは、赤外光やレーザ光を出射する投光部と、受光部とからなる公知なセンサを利用できる。出射される赤外光やレーザ光を横切るように移動体が通過した際に、受光部が遮光又は反射光の検出により、センサ信号が出力される。

また、移動体６が停止した状態から移動を開始し、その移動開始時刻を時間計測の開始時刻とするならば、開閉するゲート（バーや扉の形状）と電気スイッチを組み合わせたセンサも利用することができる。この構成では、ゲートをスタート位置に配置し、移動体６がゲートを押し開いた時など、ゲートの開放時に電気スイッチがオンして時間計測が開始される。さらに、電気的に計測を開始させるという方式であれば、センサに代わって、光又は音を発する機器をスタート位置に配置して、光又は音を発して計測開始を告知した時に、その機器から時間計測開始のための電気信号を出力させてもよい。

スタート用計測器１２は、スタート用センサ１１のセンサ信号が出力された第１のタイミングでＧＰＳ通信により計測開始の時刻情報を取得し、インターネット通信を通じて取得した時刻情報をサーバ５に送信する。周知のように、ＧＰＳ通信のよる現在位置の検出は、少なくとも３つ、好ましくは４つ以上のＧＰＳ衛星２１（２１ａ〜２１ｄ）の時刻情報を用いて、各ＧＰＳ衛星間の距離を求め、位置情報を算出している。この一態様では、ＧＰＳ衛星２１が搭載する原子時計から発信される正確な時刻情報を取得して利用する。ここでは、４つのＧＰＳ衛星２１ａ〜２１ｄを用いることにより、より正確な時刻情報が取得できる。スタート用計測器１２は、基地局（アクセスポイント）を通じてインターネット４に接続し、インターネット４上に設けられたサーバ５へ計測開始の時刻情報を送信する。尚、計測開始の時刻情報をサーバ５へ送信する際に、時刻情報に後述する固有な識別情報を付与する場合がある。

フィニッシュ用計測ユニット３は、フィニッシュ用センサ１３とフィニッシュ用計測器１４とで構成される。これらのフィニッシュ用センサ１３とフィニッシュ用計測器１４は別体で構成されても、一体的に構成されてもよい。スタート用センサ１１は、区間の先側に配置され、フィニッシュ用センサ１３は、区間の後側に配置される。つまり、フィニッシュ用センサ１３は、スタート用センサ１１が配置されたスタート位置から予め設定された既知な距離を離れたフィニッシュ位置に配置される。尚、スタート位置とフィニッシュ位置間の距離は、単に移動時間又は通過時間を測定するのであれば、必須ではない。フィニッシュ用センサ１３が検出した計測終了を示す第２のタイミングでＧＰＳ通信を利用して、時刻情報を取得する。また、フィニッシュ用センサ１３は、移動体６が近接して通過することを前提とすれば、非接触センサが好適し、例えば、光電センサや磁気センサが用いられる。

フィニッシュ用計測器１４は、フィニッシュ用センサ１３のセンサ信号が出力された第２のタイミングでＧＰＳ通信により計測終了の時刻情報の取得し、インターネット通信を通じて取得した時刻情報をサーバ５に送信する。この時、サーバ５は、先にスタート用計測器１２から受信した識別情報が付された計測開始の時刻情報に組となるように、計測終了の時刻情報を関連づけて記憶する。尚、スタート用計測器１２とフィニッシュ用計測器１４とは、互いのインターネット通信部３７によりインターネット４を介して相互に通信可能に構成されてもよい。相互に通信可能でれば、計測開始直後に、スタート用計測器１２は、計測開始時に付与した識別番号をフィニッシュ用計測器１４に送信し、フィニッシュ用計測器１４が計測終了の時刻情報に同じ識別番号を付与してサーバ５に送信することも可能である。また、移動体６における途中経過の時刻情報の取得を要望する場合には、フィニッシュ用計測ユニット３を区間内の任意の位置に配置する中間測定ユニットとして使用することで、中間時刻を計測することができる。尚、中間測定ユニットは、フィニッシュ用計測ユニット３を代用してもよいし、表示部等の不要な部材を搭載しない簡易な構成の専用器であってもよい。

前述したスタート用計測器１２及びフィニッシュ用計測器１４は、電源（図示せず）として、商用周波数の交流電圧や整流された直流電圧を使用できる。加えて、屋外など電源供給のない環境下で使用されることも想定されるため、バッテリー、例えば、アルカリ電池等の乾電池又は、リチウム電池等の充電可能な充電池を装着して利用することもできる。さらに、計測器１２，１４の外装部や又は筐体に、太陽電池パネルを装備して補助電源として用いてもよい。この補助電源は、電池寿命を長くする又は、低温環境下の使用時において、電池の出力電圧の低下を補助するように機能させてもよい。また、直流又は交流の外部電源から電源供給できるように、別途、外部電源入力端子を設けてもよい。

これらの計測器１２，１４の外装部材又は筐体は、落下等の外部からの衝撃に耐えて内装する部品を保護することができる強度及び機能を備えている構造である。外装部材又は筐体は、例えば、硬質樹脂部材や金属材料により形成される。外装部材又は筐体には、持ち運びが容易なように、取っ手や肩掛けベルト用の取り付け具が設けられている。さらに、外装部材又は筐体には、取り外しが可能な脚部や、他の機器に取り付けるための連結具を備えていてもよい。

また、計測器１２，１４は、さらに防水機能、防塵機能及び露結防止機能を備える。防水機能としては、外部に露出する構成部位、例えば、アンテナ部と筐体との間や筐体の繋ぎ目に防水用パッキンを装着する。さらに、使用する周囲環境に応じて、筐体内部の温度上昇を調整するための冷却機構や、筐体内部の低温化を調整する又は筐体内部の露結を防止するための保温機構を適宜、備えてもよい。冷却機構としては、例えば、空冷であれば内部温度を伝搬する冷却用フィンを外部に露出するように取り付けてもよい。また、水冷であれば、筐体内部に冷媒が封入された熱伝導が高いパイプ等を張り巡らせて、冷却用フィンで冷媒を冷却しながら小型ポンプ等で循環させてもよい。また、保温機構であれば、筐体内面に断熱材を貼り付けたり、抵抗加熱体やペルチェ素子を用いたヒータ部を設けたりしてもよい。これらの機構は、使用する環境に応じて適宜、選択して搭載してもよい。このように計測器１２，１４に対して温度調整を行うことで装着されたバッテリーの使用可能時間を確保したり、回路部品の誤動作や精度の低下を防止することができる。

一態様におけるサーバ５は、所謂、Ｗｅｂサーバであり、例えば、演算処理及び情報を記憶することができるコンピュータ及び大容量メモリが適用できる。サーバ５は、着信した計測開始の時刻情報と計測終了の時刻情報との差分を求める演算処理を行い、演算結果が時間情報としてサーバ５内に設けられたメモリ（図示せず）に格納される。つまり、一態様における設定された区間を通過した時間の計測は、ストップウォッチのように、区間の開始位置から終了位置までに要した時間を積算するように計測するのではない。この一態様では、開始位置を通過した時刻と、終了位置を通過した時刻とをそれぞれに計測して、時刻間の差から通過に要した時間を算出している。

さらに、連続的に複数回の時間計測が繰り返し行われる場合には、組となる計測開始及び計測終了の時刻情報に、固有な識別情報を付与して、演算結果となる時間情報に対しても同じ識別情報を紐付けて、サーバ５の記憶領域に同一のファイル名又は同一のグループ名の中に格納する。識別情報は、複数の数字、複数の文字及び複数の記号のいずれか一種又は組み合わせて構成された分別を行うための固有な情報である。この識別情報は、例えば、移動体を識別するための異なる固有の情報であったり、単に計測順であったりする。また、サーバ５には、種々の閲覧形態を実現するいくつかのアプリケーションを格納している。これらのアプリケーションを利用して、例えば、１ファィル内の全時間情報に対する選択した識別情報に関わる時間情報、又は格納される全時間情報、又は特定の時間情報に対して、順位付け、最大最小の時間情報及び、平均となる時間情報を数値で表示する。さらには、全時間情報における偏差値や分布グラフ等の種々の閲覧形態で出力することができる。また、移動体毎の過去に記憶された時間情報との対比（パーソナルベスト）などの閲覧形態で表示させることもできる。

サーバ５に格納された時間情報は、インターネット４を通じて、通信端末、例えば、パーソナルコンピュータ２４やスマートフォン等の無線携帯端末７に読み出されて閲覧される。まず、無線携帯端末７やパーソナルコンピュータ２４からインターネット４を通じて、サーバ５にアクセスする。無線携帯端末７は、基地局２２の４Ｇ，３Ｇの環境下や無線ＬＡＮルータ２３等を利用したＷｉｆｉの環境下でインターネット４に接続する。また、パーソナルコンピュータ２４等であれば、インターネット４の回線に有線接続するモデムやルータ等を用いた環境下や前述したＷｉｆｉの環境下でインターネット４に接続する。

ここでは、サーバ５に対して予め設定した登録番号やパスワードを入力することで、アクセスが許可された閲覧者のみが時間情報を閲覧することができる。尚、許可された閲覧者とは、登録番号やパスワードを知っている者とする。勿論、一般公開可能な時間情報であれば、制限を掛けることなく、誰にでもアクセス可能となるように設定してもよい。
次に、サーバ５に対してアクセスした閲覧者は、格納されている複数の時間情報に対して、識別情報を用いて検索することで、所望する時間情報を読み出して、パーソナルコンピュータ２４や無線携帯端末７の表示画面に表示させる。

以上説明した時間計測システムは、ＧＰＳ通信を利用した高精度な時刻情報（GPS time）を取得することができる。
これまでの一般的な時間計測装置は、個々に時計部が設けられている。従って、計測開始位置に配置される時間計測装置と、計測終了位置に配置される時間計測装置のそれぞれの時計部は、同一計時性能で且つ同期していなければならない。このため、同じ性能を維持させるための管理が必要となり、気温等の使用環境に応じた扱いを行い且つ、設置する度に装置間で時刻（時間）を同期させる作業が必要である。

これに対して、本実施形態のスタート用計測ユニット２及びフィニッシュ用計測ユニット３の間で時刻（時間）に対する同期調整を行う必要が無い。すなわち、スタート用計測ユニット２及びフィニッシュ用計測ユニット３は、共に、衛星（ＧＰＳ衛星）から時刻情報を取得するので、複数の計測ユニットを一度に使用しても同期を取ることが不要である。よって、スタート用計測ユニット２及びフィニッシュ用計測ユニット３を設置するだけなので、容易に短時間で設置することができる。

さらに、これまで一般的に用いられている時間測定システムは、センサ部と時間計測装置との間を、地上波による無線通信又は、ケーブル等による有線通信で繋いでいる。又は、スタート用時間計測装置とフィニッシュ用時間計測装置の間を地上波による無線通信又は、ケーブル等による有線通信で繋いでいる。

これらのうち、無線通信を用いる時間測定システムは、センサ部と時間計測装置との通信区間（又は、スタート用時間計測装置とフィニッシュ用時間計測装置の通信区間）に通信障害を引き起こす障害物が存在する又は、通信区間が通信可能範囲を超える距離であれば、地上波が届かないため、中継局を設ける必要がある。一方、有線通信を用いる時間測定システムは、センサ部と時間計測装置との間（又は、各時間計測装置の間）を繋ぐための長いケーブルが必要となる。

これに対して、本実施形態の時間計測システムは、スタート用計測ユニット２及びフィニッシュ用計測ユニット３が共に、地上から離れた衛星に搭載される原子時計から時刻情報を取得する。即ち、スタート用計測ユニット２及びフィニッシュ用計測ユニット３の間で直接的に通信していない。このため、スタート用計測ユニット２及びフィニッシュ用計測ユニット３の設置位置の間に通信障害となる障害物が存在しても、時間計測や通信には影響がない。よって、時間計測システムは、市街における高い建造物や山の峰などの障害物がスタート位置とフィニッシュ位置の間に存在しても、問題なく通信することができる。また、時間計測システムは、測定区間が長距離であっても、地上無線における無線出力に従う通信可能範囲の制限には関わらないため、中継局を設ける必要が無く、電波障害も地上波に比べて少ない。

また、計測終了位置に配置された時間計測装置のディスプレイに移動に関する時間情報が表示される場合、移動者が時間情報を確認するためには、その時間計測装置まで戻らなければ、確認することができない。例えば、後述する滑降等の雪上競技に用いた場合には、滑走者は、滑走時間を確認するために計測終了位置まで斜面を登って戻らなければ、確認することができない。
これに対して、本実施形態の時間計測システムは、インターネット通信を利用して、通信端末で時間情報を確認することができるため、滑走者が計測終了位置まで戻る必要は無い。さらに、本実施形態の時間計測システムは、インターネット４を通じて、時間計測結果となる時間情報の閲覧ができるため、スタート用計測ユニット２及びフィニッシュ用計測ユニット３の設置場所から遠く離れた地点から、携帯端末やパーソナルコンピュータからサーバ５にアクセスすることができ、時間情報を容易に入手することができる。

また、時刻情報の演算処理や表示するための処理がサーバ５で行われるため、最新の処理プログラムやアプリケーションへのバーションアップが容易である。スタート用計測器１２及びフィニッシュ用計測器１４においては、書き換え可能に記憶する情報としては識別情報が主となるため、小容量のメモリを搭載することで対応が可能であり、製造コストを低コスト化できる。尚、通信されるデータが少容量データであって制御部３５内のレジスタを利用できれば、書き換え可能なメモリを備えることは必須ではない。

［第１の実施形態］
次に、図２及び図３を参照して、第１の実施形態に係る時間計測システムについて説明する。図２は、スタート用計測ユニット２の構成例を示すブロック図である。
スタート用計測ユニット２は、スタート用センサ１１と、スタート用計測器１２により構成される。スタート用センサ１１は、前述したものと同等であり、ここでの説明は省略する。
スタート用計測器１２は、無線通信を行う通信部３１と、種々の設定事項を入力する入力部３２と、設定事項等を表示する表示部３３と、設定事項等の情報を記憶するメモリ３４と、計測器全体を制御する制御部３５と、アンテナ部３９とで構成される。図示していないが、電源スイッチと、外部機器と接続するためのインターフェース（ＩＦ）部と、外部機器と接続するための複数の端子（電源端子を含む）と、が設けられている。

通信部３１は、図１に示したＧＰＳ衛星２１ａ〜２１ｄから時刻情報を取得するＧＰＳ通信部３６と、インターネット４上のサーバ５と通信して、取得した時刻情報を送信するインターネット通信部３７を備えている。ＧＰＳ通信部３６及びインターネット通信部３７は、公知な構成で実現できる。ＧＰＳ通信部３６は、一般的なＧＰＳモジュールを用いて構成してもよく、衛星から受信した時刻情報のみを利用する。このＧＰＳ通信部３６では、１秒ごとにパルス信号を出力できるＰＰＳ（Pulse Per Second）機能を有し、ＰＰＳ機能とシリアル通信とを組み合わせて１秒単位の正確な現在時刻（GPS time）を取得する。

表示部３３は、通常の液晶ディスプレイでもよいが、屋外で使用される場合を考慮して、高輝度の液晶ディスプレイが好適する。また、周囲が暗い場合には、液晶ディスプレイと照明部を組み合わせた構成を用いてもよい。
入力部３２は、数字キー及び機能キーからなる入力キーが設けられている。機能キーは、例えば、メニューキーや決定キー等、種々の機能を設定又は選択する。勿論、機能キーは数字キーと兼用してもよい。これらの入力キーは、スタート用計測器１２の筐体上で、表示部３３と同一面上に設けられている。また、入力キーは、表示部３３にタッチパネル付きの液晶ディスプレイを用いることで、タッチパネルを用いてもよい。

メモリ３４は、補助記憶素子であり、ＲＯＭやＲＡＭ等の半導体記憶素子が用いられる。メモリ３４は、後述する制御部３５が制御及び処理を行うための制御プログラムやアプリケーションソフトウェアが格納されている。さらに、メモリ３４は、入力部３２により入力設定された計測開始及び計測終了の時刻情報に付与する固有な識別情報を書き換え可能に記憶する。この固有な識別情報は、入力部３２により計測開始前に設定される。識別情報は、後述する制御部３５により、ＧＰＳ通信により取得された時刻情報に付与される。識別情報が付与された時刻情報は、インターネット通信部３７を通じて、サーバ５に送信される。

制御部３５は、演算処理を行うための装置であり、データを一時記憶するレジスタやインターフェース等を有する、例えば、ＣＰＵを用いることができる。この制御部３５は、通常、各構成部位に対して動作タイミングを図りながら制御するために必要なシステムクロック（以下、クロックと称する）を発振する発振回路を有している。本実施形態では、この発振回路のクロック信号を利用して時計部を構成する。勿論、時計部においては、制御部３５を利用せずに、別途、専用の時計部を設けてもよい。

また、制御部３５は、ＧＰＳ衛星の時刻情報に対して、時間単位を細かくする時間単位変換処理を行う。この時間単位変換処理は、制御部３５内の時計部で行ってもよい。すなわち、制御部３５は、ＧＰＳ通信部３６が取得したＧＰＳ衛星の受信信号から生成される１秒ごとの時刻情報に対して、時計部のクロック信号を用いて１秒間を１／１０００秒単位に細分化してカウントする。仮に、クロック信号の精度を一般的な±５０ppmとすれば、１秒間のおける誤差は、±０．０５msecとなり、１／１０００秒の測定精度が高いものとなる。
アンテナ部３９は、ＧＰＳ通信部３６に用いられるＧＰＳアンテナ３９ａと、インターネット通信部３７に用いられるインターネットアンテナ３９ｂを備えている。

次に、フィニッシュ用計測ユニット３について説明する。
図３は、フィニッシュ用計測ユニット３の構成例を示すブロック図である。尚、フィニッシュ用計測ユニット３の構成部において、前述した図２に示す計測ユニット２と同等の構成部については、同じ参照符号を付して、その詳細な説明は省略する。
このフィニッシュ用計測ユニット３は、フィニッシュ用センサ１３と、フィニッシュ用計測器１４により構成される。フィニッシュ用センサ１３は、前述したものと同等であり、ここでの説明は省略する。

フィニッシュ用計測器１４は、無線通信を行う通信部３１と、設定事項等を表示する表示部３３と、設定された事項等の情報を記憶するメモリ３４と、計測器全体を制御する制御部３５と、アンテナ部３９と、操作スイッチ３８と、で構成される。このフィニッシュ用計測器１４は、スタート用計測器１２とは、入力部３２に替わって、操作スイッチ３８が設けられている構成が異なっている。尚、図示していないが、フィニッシュ用計測器１４においても、電源スイッチと外部機器と接続するためのインターフェース（ＩＦ）部と、外部機器と接続するために複数の端子（電源端子を含む）も設けられている。

この操作スイッチ３８は、表示部３３に表示内容の切り替え等を行うためのスイッチである。計測結果の確認としては、時間計測が正常に終了し、サーバ５に送信されたことを確認することができる。勿論、フィニッシュ用計測器１４は、操作スイッチ３８に替わって、スタート用計測器１２と同様に入力部３２を備えてもよい。

［第１の適用例］
前述した第１の実施形態の時間計測システムをスキーやスノーボードによる雪上の滑走競技を適用した例について説明する。この滑走競技は、雪上に複数の旗門を配置して、通過に要する時間を争う競技である。

まず、予め設定した滑走コースにおいて、山頂側の滑走開始位置近傍にスタート用計測ユニット２を設置し、麓側の滑走終了位置近傍にフィニッシュ用計測ユニット３を設置する。スタート用計測ユニット２は、この例においては、スタート用計測器１２とスタート用センサ１１とは別体であり、ケーブルやブルートゥース（Bluetooth）［登録商標］等の近距離無線通信で接続される。スタート用センサ１１は、前述した開閉するゲートと電気スイッチを組み合わせたセンサ部を用いる。この例では、雪上の滑走開始位置に、スタート用センサ１１を設置して、スタート用計測器１２は、滑走者がゲートを押し開いた時の時刻をＧＰＳ通信を利用して取得し、滑走開始時刻とする。

フィニッシュ用計測ユニット３においても、フィニッシュ用センサ１３とフィニッシュ用計測器１４とで構成される。フィニッシュ用センサ１３は、一対の光電センサを用いて、ゴール位置を示す２つの旗門にそれぞれ配置する。滑走者が旗門間を通過した時の時刻がＧＰＳ通信を利用して取得され、滑走終了時刻とする。

図１乃至図３及び、図４に示すフローチャートを参照して、スタート用計測ユニット２及びフィニッシュ用計測ユニット３による滑走開始時刻及び滑走終了時刻の取得過程について説明する。図４は、時間計測システムのスタート用計測ユニットにおける時間計測について説明するためのフローチャートである。
まず、スタート用計測ユニット２に電源を投入し起動すると、動作に関するセルフチェックが行われる（ステップＳ１）。チェック項目としては、例えば、電源の通電状態又は残量、センサ部との通信状況、ＧＰＳ通信におけるＧＰＳ衛星２１との通信状況、及びインターネット通信の通信状況等を判断する。これらのチェック項目の結果は、表示部３３に表示される。

次に、セルフチェック終了後、計測メニュー画面が表示され、ビブ番号入力画面を選択する。次に、入力部３２に滑走者の識別情報として、例えば、ビブ（Bib）番号を入力して、設定する（ステップＳ２）。このビブ番号は、一旦、制御部３５のレジスタ又は、メモリ３４に記憶される。また、すでに起動されていた場合には、入力部３２のメニューキーを押すと、計測メニュー画面が表示される。尚、識別情報として、ビブ番号以外でもよく、例えば、滑走者の氏名等を入力設定することも可能である。

また、ビブ番号の入力設定は、滑走者が滑走する度に入力してもよいし、複数の滑走者の滑走順が決まっていた場合には、その滑走順に連続して一度に入力することも可能である。他にも、複数のビブ番号を入力した後で、滑走順を再設定することも、特定者をスキップすることも可能である。また、特定の滑走者が会員となるクラブ等の集団であれば、予め全ての会員氏名をメモリ３４にテーブル化して登録しておき、表示部３３にテーブルを表示させて、選択することで滑走者を設定してもよい。

ビブ番号の入力設定が完了すると、スタート用計測器１２がスタート用センサ１１のセンサ信号の入力を待機する状態となる（ステップＳ３）。この時、ビブ番号が適正に入力設定された場合には、表示部３３に滑走待機状態となったことを表示する。また、誤入力により適正に設定されていなかった場合には、表示による警告及び再設定の指示を表示してもよいし、さらに、図示しないブザー等を備えて、警告音を発してもよい。

次に、滑走者が滑走を開始して、スタート用センサ１１のゲートを押し開くと、スタート用センサ１１からスタート用計測器１２へセンサ信号が入力される。スタート用計測器１２の制御部３５は、センサ信号が入力されると、ＧＰＳ通信部３６に対して、上空を通過する３つ以上のＧＰＳ衛星２１からスタートの時刻情報を取得する（ステップＳ４）。

次に、制御部３５は、取得されたスタートの時刻情報に対して、メモリ３４からビブ番号を読み出して、スタートの時刻情報とビブ番号を関連づける。このスタートの時刻情報とビブ番号は、インターネット通信部３７から基地局２２及びインターネット４を介して、サーバ５に送信される（ステップＳ５）。その後、滑走者が最終旗門を通過すると、フィニッシュ用センサ１３からフィニッシュ用計測器１４にセンサ信号が入力される。フィニッシュ用計測器１４は、ＧＰＳ通信部３６に対して、３つ以上のＧＰＳ衛星２１からフィニッシュの時刻情報を取得する（ステップＳ６）。

その後、フィニッシュ用計測器１４は、インターネット通信部３７を通じて、サーバ５にフィニッシュの時刻情報を送信する（ステップＳ７）。この時、サーバ５では、受信したフィニッシュの時刻情報を、先に送信されたスタートの時刻情報に対して、組となるように関連づけて、一時的に記憶する。サーバ５内の図示しない演算処理部において、フィニッシュの時刻情報からスタートの時刻情報を差し引き、滑走に要した時間を滑走の時間情報（差分）として算出する（ステップＳ８）。
例えば、スタート時刻情報： 9時 10分 13.634秒
フィニッシュ時刻情報： 9時 10分 52.102秒
滑走の時間情報： 38.468秒 となる。

スタートの時刻情報に関連づけられているビブ番号と共に、サーバ５内に記憶する。引き続き、サーバ５からスタート用計測ユニット２に時間計測を継続可能な指示信号が入力され、再度、時間計測を行うか否かの問い合わせ表示が表示される（ステップＳ９）。ここで、時間計測を継続するならば（ＹＥＳ）、入力部３２により時間計測の継続を指示して、ステップＳ２に戻り、識別情報となるビブ番号を入力する。また、すでに入力されていた場合には、次の滑走者のビブ番号に更新される。一方、時間計測を継続して行わなければ（ＮＯ）、終了キーを操作して、時間計測を終了する。

ここで、スタート用計測ユニット２において、複数の滑走者によりビブ番号が滑走順に連続して入力設定された例について説明する。
滑走者が最終旗門を通過した後に、フィニッシュ用計測器１４から滑走者のフィニッシュの時刻情報がサーバ５に送信される。サーバ５は、フィニッシュの時刻情報を受信した後、スタート用計測器１２に更新するための信号を送信して、次の滑走者のビブ番号を表示させて、滑走開始の許可を示唆する音が発せられる。その後、スタート用計測器１２は、スタート用センサ１１から出力されるセンサ信号の受信待機状態となる。

一方、滑走途中で転倒等により、滑走者が最終旗門を不通過であった場合、サーバ５には、フィニッシュの時刻情報が送信されないこととなる。フィニッシュ用計測器１４の近傍に傍観者が存在した場合には、フィニッシュ用計測器１４に設けられたＤＮＦキーを操作して、サーバ５に次の滑走開始を許可するように指示することができる。また、傍観者が不在の場合、サーバ５は、時間計測開始後で予め設定した時間を越えてもフィニッシュの時刻情報が受信されなかった時には、インターネット通信を介して、スタート用計測器１２に対して、次の滑走開始を許可する通信信号が送信される。スタート用計測ユニット２は、表示部３３に「ＤＮＦ」を表示して、次の滑走者に滑走の開始を促す表示又は音を発してもよい。但し、次の滑走者は、滑走時に滑走コース上の転倒者の存在の有無を留意しなければならない。この時に、次の滑走者が滑走コース上で転倒した滑走者が目視できる状況であれば、滑走の開始を促されても、転倒者が滑走コースから退避するまで待機することを優先する。

次に、前述した図１及び、図５に示すフローチャートを参照して、サーバ５に格納された滑走の時間情報の閲覧について説明する。図５は、時間計測システムにおける端末で計測結果を閲覧する過程について説明するためのフローチャートである。ここでは、滑走終了後に閲覧者が閲覧する例である。

まず、閲覧者の端末、例えばパーソナルコンピュータ２４やスマートフォン等の無線携帯端末７から、インターネット４を通じて、サーバ５にアクセスする（ステップＳ１１）。無線携帯端末７は、基地局２２の４Ｇ，３Ｇの環境下や無線ＬＡＮルータ２３等を利用したＷｉｆｉの環境下でインターネット４に接続する。また、ディスクトップタイプのパーソナルコンピュータ２４等の端末であれば、インターネット４の回線に有線接続するルータ等を用いた環境下や前述したＷｉｆｉの環境下でインターネット４に接続できる。

サーバ５は、アクセスしたパーソナルコンピュータ２４や無線携帯端末７に対して、登録番号又はパスワードを要求する。この例では、サーバ５に対して予め設定した登録番号やパスワードを入力することで、アクセスが許可された閲覧者のみが時間情報を閲覧することができる。尚、許可された閲覧者とは、登録番号やパスワードを知っている者とする。但し、一般公開可能な時間情報であれば、制限を掛けることなく、誰にでもアクセス可能となるように設定してもよい。

閲覧者から登録番号又はパスワードを入力されると（ステップＳ１２）、サーバ５は、例えば、登録番号に応じて割り当てられた時間情報のインデックス（閲覧の題目）を表示させる（ステップＳ１３）。選択が容易なように、閲覧の題目には、例えば、時間情報が記憶された日時、場所（例えば、スキー場名）、主催者又はスキークラブ名等の事項が表示される。勿論、閲覧者に対して、予め割り当てられた時間情報の閲覧題目のみを表示させてもよいし、すべての閲覧題目は表示するが、選択する際に許可された者以外に閲覧できないように、さらに、２番目のパスワード設定により制限することも可能である。

次に、閲覧者は、選択した閲覧題目の画面でビブ番号や滑走者氏名を入力して所望する時間情報を読み出し、パーソナルコンピュータ２４や無線携帯端末７の表示画面に表示させる。また、表示画面に滑走者全員のビブ番号や滑走者氏名を一覧表示させて、選択させてもよい。さらに、過去に記憶された滑走記録の時間情報だけではなく、現在、複数の滑走者が順次、滑走して時間情報が更新されている状況を中継的に閲覧することも可能である。時間情報が更新中であれば、最新の時間情報が随時、更新されている状況を閲覧することとなる。

また、閲覧形態としては、滑走者の氏名又はビブ番号別で順位付けて表示させることができる。最新の更新される時間情報を閲覧していた場合には、更新される都度、新たな順位付けで表示させることもできる。さらに、順位だけでなく、首位者からの遅れ時間、平均速度（滑走距離が既知の場合）、偏差値や分布等のデータも併せて表示することができる。また、過去に記憶されたデータも読み出せば、比較対照して閲覧することも可能である。

以上のように、第１の適用例によれば、滑走者が自身の時間情報を取得するために、滑走後にフィニッシュ用計測器１４まで斜面を登って戻らなくとも、携帯端末で滑走の時間情報を確認することができる。また、滑走者や滑走コース近傍の閲覧者だけではなく、遠隔地に所在する閲覧希望者においても、インターネットを利用して、過去の時間情報だけでなく、随時更新される最新の時間情報を取得することもできる。

［第２の実施形態］
次に、図６及び図７を参照して、第２の実施形態に係る時間計測システムについて説明する。図６は、スタート用計測ユニット２の構成例を示すブロック図、図７は、フィニッシュ用計測ユニット３の構成例を示すブロック図である。尚、以下の第２の実施形態の時間計測システムにおいて、前述した図１乃至図３に示した構成部位と同等の構成部位には、同じ参照符号を付して、その詳細な説明は省略する。

本実施形態は、前述した時間計測システム１のスタート用計測ユニット２及びフィニッシュ用計測ユニット３の構成に同期機能を追加し、それぞれの計測ユニットの制御部３５が備える時計機能（時計部）を利用して、ＧＰＳ通信が不通又は利用できない場合に、補助的に時間計測を可能とする構成である。すなわち、ＧＰＳ通信が使用できない環境、例えば、屋内、又は天候不順によりＧＰＳ衛星との通信が不通又は不安定な通信状況の時に使用できる。但し、本実施形態は、インターネット通信が可能な環境下で実施される。

本実施形態のスタート用計測器４１には、前述したスタート用計測器１２の構成に加えて、モード選択部４３と、同期部４４と、近距離通信部４５を備える構成である。また、フィニッシュ用計測器４２には、フィニッシュ用計測器１４の構成に加えて、同期部４４と、近距離通信部４５を備える構成である。フィニッシュ用計測器４２は、時間測定区間内の任意の位置に配置して、途中経過として移動体の時刻情報を取得する中間位置用計測器としても利用することができる。

モード選択部４３は、ＧＰＳ通信モードである衛星通信モード（屋外モード）と、ＧＰＳ通信を行わない非ＧＰＳ通信モードである非衛星通信モード（屋内モード）があり、選択可能である。これらのモード名称については限定されない。衛星通信モードを選択した場合には、前述した第１実施形態と同等の時刻計測が行われる。ここでの説明は省略する。時間計測システム１の設置前の前述したセルフチェックを行った際に、ＧＰＳ衛星と、スタート用計測ユニット２及びフィニッシュ用計測ユニット３との通信が不通又は不安定な通信状況の場合には、屋内モードを選択するように促してもよい。尚、屋外で屋内モードの使用中に、ＧＰＳ通信が可能な状況となった場合には、スタート用計測器４１やフィニッシュ用計測器４２において、屋外モードに切り替えるように、表示や音声で促してもよい。

屋内モードを利用する場合には、それぞれの同期部４４によるスタート用計測器４１及びフィニッシュ用計測器４２の制御部３５内の時計部（システムクロック）を同期させる処置が必要となる。この同期処置は、モード選択部４３で屋内モードを選択した後、計測器４１，４２を互いに近づけて、近距離通信部４５により、例えばブルートゥース等の近距離通信を用いて、制御部３５内の時計部のクロックを同期させる。同期する際に、スタート用計測器４１及びフィニッシュ用計測器４２のうちのいずれを基準にしてもよい。または、いずれか一方、例えば、スタート用計測器４１を同期の基準として予め設定しておいてもよい。
以上のように、第２の実施形態に係る時間計測システムは、前述した第１の実施形態における作用効果に加えて、ＧＰＳ通信ができない状況下、例えば、天候不順や屋内であっても時間計測を行うことができる。

［第３の実施形態］
次に、第３の実施形態に係る時間計測システムについて説明する。図８は、第３の実施形態にＧＰＳ通信端末の構成例を示す図である。図９Ａ，９Ｂ，９Ｃは、第３の実施形態に係る移動体に装着するＧＰＳ通信端末の態様例を概念的に示す図である。この例では、利用対象を前述した雪上の滑走競技に適用し、移動体を滑走者として説明する。
第３の実施形態では、移動体である滑走者がＧＰＳ通信端末６１を携帯して移動するものである。ＧＰＳ通信端末６１は、移動体が移動した軌跡を位置情報として取得する。具体例としては、ＧＰＳ通信端末６１は、滑走者が滑走コースを滑走した際に、複数の旗門を通過した滑走軌跡の位置情報を取得する。

このＧＰＳ通信端末６１は、ＧＰＳ通信部６２、ＧＰＳアンテナ６３、制御部６４、メモリ６５及び近距離通信部（ブルートゥース等）６６を備えている。これらのうち、ＧＰＳ通信部６２は、ＧＰＳアンテナ６３を通じて、ＧＰＳ衛星２１から時刻情報を得て、位置情報を算出する。制御部６４は、位置情報の算出や端末内の構成部位を制御する。メモリ６５は、滑走軌跡の位置情報を書き換え可能に記憶する。

このＧＰＳ通信端末６１の構成部位は、前述した図２に示す構成と略同等の機能を有している。例えば、ＧＰＳ通信部６２、ＧＰＳアンテナ６３は、ＧＰＳ通信部３６及びＧＰＳアンテナ３９ａと同等な機能を有している。尚、図示していないが、ＧＰＳ通信端末６１は、バッテリー、バッテリー残量表示部及び操作スイッチ等を備えている。また、時刻情報を得るためのセンサにおいても第１の実施形態と同様に、ゲートセンサと光電センサを利用することができる。

滑走前に、ＧＰＳ通信端末６１がスタート用計測器４１に接近した際に、近距離通信部４５及び近距離通信部６６を通じて、ＧＰＳ通信端末６１の固有の識別情報がスタート用計測器１２に送信され、ビブ番号と関連づけてメモリ３４に記憶される。次に、滑走者が滑走コースを滑走した際に、ＧＰＳ通信端末６１は、滑走する滑走者の位置情報を連続的に取得し、メモリ６５には、複数の旗門を通過した滑走軌跡の位置情報が記憶される。

このメモリ６５に記憶された滑走軌跡の位置情報は、フィニッシュ後にＧＰＳ通信端末６１を前述したフィニッシュ用計測器１４に近づけることで、近距離通信部６６と近距離通信部４５との通信によりメモリ６５から読み出され、フィニッシュの時刻情報と関係づけられて、フィニッシュ用計測器１４のメモリ３４に一時的に記憶される。

その後、インターネット通信部３７を利用して、フィニッシュの時刻情報と共に、滑走軌跡の位置情報がサーバ５に送信される。また他にも、近距離通信部６６からスタート用計測器４１、無線携帯端末７又はパーソナルコンピュータ２４に、フィニッシュの時刻情報及び、滑走軌跡の位置情報を送信し、インターネット４を通じてサーバ５に送信することも可能である。サーバ５では、スタート用計測器４１やフィニッシュ用計測器４２から送信された時刻情報から滑走に関する時間情報を算出する。さらに、算出された時間情報と、ＧＰＳ通信端末６１で取得された滑走軌跡の位置情報とをビブ番号や滑走者氏名等に関連づけて格納する。

また、本実施形態のＧＰＳ通信端末は、小型化が容易であり、滑走者に対して、種々の態様で掲載させることができる。例えば、図９Ａに示すブレスレット５１と一体的に構成された腕装着型ＧＰＳ通信器５２と、図９Ｂに示すスキーヘルメット５３に貼付された貼付型ＧＰＳ通信器５４と、図９Ｃに示すビブ等のゲームベスト５５の着衣に装着された装着型ＧＰＳ通信器５６等が考えられる。その他、滑走者が装備するスキーブーツ（スノーボートブーツ）やスキー板（スノーボード）に装着することも可能である。

以上のように、第３の実施形態によれば、時間情報だけではなく、サーバ５において、アプリケーションソフトウェアを用いて、例えば、予め滑走コースの情報（地図情報（コース形状や地形の高低差）や旗門位置等）を入力しておき、送信された時間情報と滑走軌跡の位置情報を組み合わせて、滑走コースの旗門における滑走ライン取りと旗門通過時間等の種々の情報を表示することも可能である。これらの滑走ライン取り情報を用いて、旗門通過時間の短縮のためのコース取り改善など、多様に利用することができる。

また以上説明した一態様となる時間計測システムは、区間の計測開始位置と計測終了位置に、それぞれスタート用センサ１１とフィニッシュ用センサ１３を配置して、その近傍にスタート用計測器１２とフィニッシュ用計測器１４を配置するだけで、その区間内を移動体が移動する時間又は通過する時間を計測することができる。そのため、前述した雪上における滑走競技に限らず、種々の時間計測に適用することができる。例えば、１）陸上のトラック競技、マラソン等の走者が行う競技時間を計測する時間計測、２）自転車、モータバイク、又は自動車等の車両の走行時間を計測する時間計測、３）ヨットレース等の船艇の走行時間を計測する時間計測、４）飛行機でパイロンを通過する競技の時間計測など、予め設定された区間を移動するのに要する時間計測においては、種々の測定対象に対して時間計測を行うことができる。尚、水中においては、スタート用計測ユニット２及びフィニッシュ用計測ユニット３を水密な構造とし、アンテナ部３９を水上に出して無線通信を可能な状態に構成すれば、実施することができる。この時、センサ部においては、機械的な接触動作を伴うセンサ、光又は音波を用いるセンサ等を利用すればよい。

また、以上説明したＧＰＳの衛星システムを用いて時刻情報を取得した例について説明したが、これに限定されるものではない。本態様の時間計測システムは、ＧＮＳＳ（Global Navigation Satellite System）に類する衛星システムを利用することができる。例えば、ＧＬＯＮＡＳＳ、Ｇａｌｉｌｅｏ及び、ＢｅｉＤｏｕ（Compass）の各衛星システムを利用することも容易である。また、これらの衛星システムとＧＰＳの衛星システムとを組み合わせて利用してもよい。

本発明に係る実施形態によれば、ＧＰＳ通信を利用した時間計測により、高精度の時間計測を行い、且つ通信端末により時間計測結果を閲覧及び検索できる時間計測システムを提供することができる。

なお、本願発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々に変形することが可能である。また、各実施形態は可能な限り適宜組み合わせて実施してもよく、その場合組み合わせた効果が得られる。更に、上記実施形態には種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件における適当な組み合わせにより種々の発明が抽出され得る。

Claims (6)

1. 衛星が備える時計から第１のタイミングで第１の時刻情報を取得し、予め設定された識別情報を付与して、ネットワーク通信により前記第１の時刻情報を送信する第１の時刻取得部と、
   前記衛星が備える前記時計から第２のタイミングで第２の時刻情報を取得し、前記ネットワーク通信により前記第２の時刻情報を送信する第２の時刻取得部と、
   前記ネットワーク通信を通じて受信した前記第１の時刻情報と前記第２の時刻情報の差分から得られた時間情報を前記識別情報と関連づけて記憶し、予め定めた閲覧形態に従って前記時間情報を送信するサーバと、
   前記ネットワーク通信を介して前記サーバにアクセスし、前記サーバから前記識別情報に関わる前記時間情報を読み出す端末と、で構成される時間計測システム。
2. 移動体の移動を検出する第１のセンサと、
   衛星通信部及びインターネット通信部を備え、前記第１のセンサが出力した第１のセンサ信号に対応して、衛星が備える時計から第１の時刻情報を取得し、予め設定された識別情報を付与して、インターネット通信により前記第１の時刻情報を送信する第１の時刻取得部と、
   前記移動体の移動を検出する第２のセンサと、
   衛星通信部及びインターネット通信部を備え、前記第２のセンサが出力した第２のセンサ信号に対応して、前記衛星が備える時計から第２の時刻情報を取得し、前記インターネット通信により前記第２の時刻情報を送信する第２の時刻取得部と、
   前記インターネット通信を通じて受信した前記第１の時刻情報と前記第２の時刻情報の差分により得られた時間情報を前記識別情報と関連づけて記憶し、予め定めた閲覧形態に従って前記時間情報を送信するサーバと、
   前記インターネット通信を介して前記サーバにアクセスし、前記サーバから前記識別情報に関わる前記時間情報を取得する端末と、で構成される時間計測システム。
3. 前記第１の時刻取得部及び前記第２の時刻取得部は、共に、
   複数のＧＰＳ衛星に対して、各ＧＰＳ衛星が備える時計に基づく時刻情報を受信し、受信した前記時刻情報に対して、時間単位を細かくする時間単位変換処理を行う時計部を備える、請求項１又は２に記載の時間計測システム。
4. 前記サーバは、
   前記時間情報を送信する前記閲覧形態において、前記サーバに格納される全時間情報又は特定の時間情報に対して、選択された識別情報に関わる時間情報が、順位付け、最大最小の時間情報、平均となる時間情報、全時間情報における偏差値又は分布グラフ、及び過去に記憶された時間情報との対比を表示させる形態で出力する、請求項１又は２に記載の時間計測システム。
5. 前記第１の時刻取得部は、さらに、
   衛星通信モードと非衛星通信モードのいずれかを選択するモード選択部と、
   前記第２の時刻取得部と時間を同期させる第１同期部と、
   前記第２の時刻取得部と通信を行う第１近距離通信部と、を備え、
   前記第２の時刻取得部は、さらに、
   前記第１の時刻取得部と時間を同期させる第２同期部と、
   前記第１の時刻取得部と通信を行う第２近距離通信部と、を備える、請求項１又は２に記載の時間計測システム。
6. 前記移動体に携帯され、
   複数の前記衛星から時刻情報を取得する通信部と、
   前記通信部が取得した前記時刻情報から位置情報を算出する制御部と、
   前記制御部が算出した前記位置情報を書き換え可能に記憶するメモリと、を含む通信端末を備える、請求項２に記載の時間計測システム。

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