JP6884519B2 - 通過時刻測定方法、タイム測定方法、及びタイム測定装置 - Google Patents

Description

本発明は、通過時刻測定方法、タイム測定方法及びタイム測定装置に関する。

タイム計測用のコースにおける走行タイムをＧＰＳ（Global Positioning System）衛星からの電波に基づいて計測する技術として、例えば特許文献１に記載の技術が知られている。
特許文献１に記載のタイム計測装置は、地図データ記憶部に記憶された地図データに基づく地図上にタイム計測用のコースを生成する計測コース生成部と、ＧＰＳ衛星からの電波によって自己位置を検出する自己位置検出部と、自己位置検出部により検出された自己位置が、コース上に設定されたタイム計測開始箇所を出発してからタイム計測終了箇所に達するまでのタイムを計測するタイム計測部とを備えている。

特開２０１０−１０８２３１号公報

ＧＰＳ衛星のような測位衛星の衛星信号に基づき現在位置を測定する測位装置は、固定された周期で位置情報を出力する。このため、所定の基準位置の車両通過時刻を測定する場合、ちょうど車両が基準位置を通過した時刻で位置情報を出力しないことがある。その結果、車両通過時刻の測定精度が低下することがある。
本発明は、測位衛星の衛星信号に基づく所定の基準位置の車両通過時刻の測定精度を向上することを目的とする。

本発明の一態様に係る通過時刻測定方法では、測位衛星の衛星信号に基づき現在位置を測定する測位装置から第１周期で出力される位置情報を第１時刻及び第２時刻で取得する。位置情報に基づいて、測位装置を載せた車両が第１時刻と第２時刻との間で所定の基準位置を通過したことを検出する。第１時刻の位置情報が示す測位位置と基準位置との間の第１距離を算出する。
そして、車両の車速情報及び加速度情報の少なくともいずれか一方を含む車両情報を第１周期より短い第２周期で取得する。車両情報に基づいて、第１時刻と第２時刻との間の車両情報の取得時刻と第１時刻との間に車両が移動した第２距離を推定する。第１距離と第２距離との差に応じて、車両情報の取得時刻のいずれかを前記基準位置の通過時刻として選択する。

本発明によれば、測位衛星の衛星信号に基づく所定の基準位置の車両通過時刻の測定精度を向上できる。

実施形態のタイム測定装置を搭載した車両の概略構成の一例を示すブロック図である。 ラップタイム測定のための走行タイム測定処理と、走行ライン記録のためのデッドレコニング処理が行われる期間を示すタイムチャートである。 基準位置の車両通過時刻の決定方法の説明図である。 移動距離算出処理の一例のフローチャートである。 通過時刻測定処理の一例のフローチャートである。 基準位置の車両通過時刻の決定方法の変形例の説明図である。 基準位置の車両通過時刻の決定方法の他の変形例の説明図である。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
（構成）
図１を参照する。車両１は、実施形態に係るタイム測定装置２を備える。また、車両１には、センサ３と、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）４と、通信インタフェース５が搭載されている。添付図面では通信インタフェースを「通信Ｉ／Ｆ」と表記する。
タイム測定装置２は、車両１に設置された専用の測定装置であってもよく、タイム測定用のアプリケーションプログラムがインストールされ、車両１に持ち込まれた携帯情報端末装置であってもよい。例えば、タイム測定装置２はスマートフォンであってよい。

センサ３は、車両１の車輪速を検出して車輪速に基づいて車両１の車速を算出する。センサ３は、車速情報を含んだ第１車両情報をＥＣＵ４へ出力する。センサ３は、例えば車輪速パルスを計測するロータリエンコーダなどのパルス発生器を含んでよい。
またセンサ３は、車両１の位置推定のためのデッドレコニング処理に利用される舵角、ヨーレート、及び加速度などを検出する。例えばセンサ３は、舵角センサ、ジャイロセンサー、及び加速度センサを含んでよい。
センサ３は、舵角情報、ヨーレート情報、及び加速度情報等を含む第２車両情報をＥＣＵ４へ出力する。

ＥＣＵ４は、有線又は無線の通信規格に準拠する通信インタフェース５を介して第１車両情報及び第２車両情報をタイム測定装置２へ送信する。通信インタフェース５は、例えば、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）やBluetooth（登録商標）等の近距離無線通信や、Ｗｉ−Ｆｉ（登録商標）等の無線ＬＡＮ（Local Area Network）に準拠してよい。

タイム測定装置２は、測位装置１０と、通信部１１と、表示部１２と、記憶部１３と、制御装置１４を備える。
測位装置１０は、測位衛星６から送信された衛星信号を受信する。測位衛星６は、例えば衛星信号としてＧＰＳ信号を送信するＧＰＳ衛星であってよく、これに限定されることなく例えばＧＬＯＮＡＳＳ（Global Navigation Satellite System）等の他の衛星測位システムで使用される測位衛星であってもよい。
測位装置１０は、衛星信号に基づいて測位装置１０の現在位置を測定する。測位装置１０は、測位装置１０の現在位置を示す位置情報を第１周期で制御装置１４へ出力する。

通信部１１は、有線又は無線の通信回線を介して通信インタフェース５と通信する。これによりタイム測定装置２とＥＣＵ４は、各種情報をやり取りする。タイム測定装置２は、通信部１１を経由して、ＥＣＵ４から送信された第１車両情報及び第２車両情報を取得する。いま、第１車両情報の取得周期を、第１周期よりも短い第２周期とする。第２周期は、例えば１００ミリ秒であってよい。
第２車両情報の周期も、第１周期よりも短い。第２車両情報の周期は、第２周期と同じであっても異なっていてもよい。

表示部１２は、表示手段として機能し、制御装置１４の制御によって各種の情報の表示を行う。
記憶部１３は、例えば、ＲＯＭ（Read Only Memory）及びＲＡＭ（Random Access Memory）を備える。記憶部１３は、不揮発性メモリ又はハードディスクドライブ装置を備えてもよい。

記憶部１３には、制御装置１４により実行される走行タイム測定プログラム２０と、走行ライン測定プログラム２１が記憶される。
走行タイム測定プログラム２０は、タイム計測用の走行コースに予め設定したゴールラインを車両１が通過した通過時刻を測定する機能と、測定した通過時刻に基づき走行コースの走行タイムであるラップタイムを測定する機能と、測定したラップタイムを表示部１２に表示する機能を、制御装置１４に実現させる。ゴールラインは、特許請求の範囲に記載された所定の基準位置の一例である。

走行ライン測定プログラム２１は、衛星信号と第１車両情報及び第２車両情報とに基づくデッドレコニング処理により走行コースにおける車両１の位置推定を行って走行ラインを算出する機能と、推定した車両１の位置に基づいてラップタイムを測定する機能と、算出した走行ライン及び測定したラップタイムを記憶部１３に記録する機能を、制御装置１４に実現させる。
走行タイム測定プログラム２０及び走行ライン測定プログラム２１は、機械可読記録媒体に記録されて、図示しない媒体読取装置により読み取られて記憶部１３にインストールされてもよい。また、走行タイム測定プログラム２０及び走行ライン測定プログラム２１は、通信部１１を介して通信回線からダウンロードされ、記憶部１３にインストールされてもよい。

記憶部１３には、タイム情報２２とライン情報２３が記憶される。タイム情報２２は、走行タイム測定プログラム２０により測定された通過時刻の情報や、走行ライン測定プログラム２１により測定されたラップタイムの情報を含んでよい。ライン情報２３は、走行ライン測定プログラム２１により算出された走行ラインの情報を含んでよい。
制御装置１４は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等のプロセッサ及び周辺部品を含む電子回路装置である。制御装置１４は、走行タイム測定部３０と、走行ライン測定部３１とを備える。

走行タイム測定プログラム２０は、制御装置１４のプロセッサに走行タイム測定部３０の機能を実現させる。走行ライン測定プログラム２１は、制御装置１４のプロセッサに走行ライン測定部３１の機能を実現させる。
走行ライン測定部３１は、測位装置１０から位置情報を取得し、ＥＣＵ４から第１車両情報及び第２車両情報を取得する。
走行ライン測定部３１は、第１車両情報と第２車両情報とに基づくデッドレコニング処理を行うことにより位置情報を補正して車両１の位置を推定する。走行ライン測定部３１は、推定した車両１の位置に基づいてラップタイムを測定する。走行ライン測定部３１は、車両１の位置の軌跡である走行ラインと、ラップタイムとを記憶部１３に記録する。

一方、走行タイム測定部３０は、第１車両情報を第２周期で取得する度に移動距離算出処理を行う。
移動距離算出処理において走行タイム測定部３０は、取得した第１車両情報に含まれる車速情報に基づいて、車両情報の取得時間間隔（すなわち第１車両情報を連続して取得する２つの時刻の間の時間期間）のそれぞれにおける車両１の移動距離を算出する。走行タイム測定部３０は、算出した移動距離を記憶部１３に記憶しておく。

第１周期で位置情報を取得すると、走行タイム測定部３０は走行タイム測定処理を行う。
走行タイム測定処理において走行タイム測定部３０は、取得した位置情報に基づき車両１がゴールラインを超えたか否かを判断する。車両１がゴールラインを超えたと判断すると、走行タイム測定部３０は、取得した位置情報と、位置情報の取得時刻と、移動距離算出処理で求めた移動距離に基づいて、車両１がゴールラインを通過した通過時刻を決定する。
さらに、走行タイム測定処理において走行タイム測定部３０は、決定した通過時刻に基づいて走行コースのラップタイムを算出し、表示部１２に表示する。
このように、走行タイム測定部３０による移動距離算出処理と走行タイム測定処理は、走行ライン測定部３１によるデッドレコニング処理及び記録処理から分離されている。

図２を参照して、走行タイム測定処理とデッドレコニング処理とが行われる期間を説明する。
時刻ｔ０において測位装置１０から位置情報を取得する。位置情報を取得すると、走行ライン測定部３１がデッドレコニング処理を開始するとともに、走行タイム測定部３０が走行タイム測定処理を開始する。走行タイム測定処理の完了時刻を時刻ｔ１とする。
デッドレコニング処理が完了すると、走行ライン測定部３１は、デッドレコニング処理で推定された車両１の軌跡である走行ライン、及び推定した位置に基づいて測定したラップタイムを記録する記録処理を開始する。記録処理の完了時刻を時刻ｔ２とする。

デッドレコニング処理における計算には時間を要するため、デッドレコニング処理に基づくラップタイムの測定完了までには遅れが生じる。
例えば、デッドレコニング処理に１秒程度を要するとすれば、走行ライン測定部３１の処理の完了時刻ｔ２は時刻ｔ０から１秒以上遅れることになる。また、ゴールラインの通過後１秒以上経過してからラップタイムが決まる。
このため、デッドレコニング処理に基づくラップタイムを運転者に表示すると、運転者に周回ラップタイムを表示するタイミングが１秒以上遅れ、大きな違和感を生じる。

一方で、走行タイム測定処理では、測位装置１０から出力された位置情報と、位置情報の受信時刻と、第１車両情報に基づく移動距離算出処理により算出される移動距離とを用いて車両通過時刻を決定し、ラップタイムを求める。
取得時刻ｔ０以前に取得した第１車両情報に基づく移動距離算出処理は、取得時刻ｔ０よりも前に済ませておくことができる。さらに走行タイム測定処理では、移動距離算出処理により算出済みの移動距離を累積する加算演算と、累積回数のカウントと、比較演算等とを含んだ比較的簡易な演算で車両通過時刻を決定する。このため、走行タイム測定処理は、位置情報の取得時刻ｔ０後に早期に完了する。例えば、取得時刻ｔ０と完了時刻ｔ１との差を０．１秒以下にすることができる。
タイム測定装置２は、走行タイム測定処理により算出したラップタイムを表示部１２に表示することで、ラップタイムの表示の遅れによる違和感の発生を防ぐ。

図１を参照する。走行タイム測定部３０は、位置情報取得部４０と、車両情報取得部４１と、通過判定部４２と、第１距離算出部４３と、第２距離推定部４４と、通過時刻決定部４５と、走行タイム決定部４６を備える。
位置情報取得部４０は、測位装置１０から出力される測位装置１０の現在位置を示す位置情報を第１周期で取得する。
図３を参照する。例えば位置情報取得部４０は、第１時刻Ｔ１及び第２時刻Ｔ２で測位装置１０から出力される位置情報を取得する。図３は、第１時刻Ｔ１が第２時刻Ｔ２よりも後の時刻である例を示す。

第１位置Ｐ１は第１時刻Ｔ１に取得した位置情報が示す位置であり、第２位置Ｐ２は第２時刻Ｔ２に取得した位置情報が示す位置である。
なお、第１時刻Ｔ１と第２時刻Ｔ２の間隔は第１周期と同じであってもよく、第１周期の整数倍であってもよい。なお、参照符号Ｌは、走行コースに予め設定したゴールラインＬを示し、参照符号Ｔｘは車両１がゴールラインＬを通過した実際の通過時刻を示し、参照符号Ｐｘは通過時刻Ｔｘにおける車両１の位置を示す。

図１を参照する。車両情報取得部４１は、車両１の車速情報を含む車両情報を第１周期より短い第２周期で取得する。
図３を参照する。例えば車両情報取得部４１は、時刻ｔ_０、ｔ_１、…、ｔ_ｎ−ｍ、…、ｔ_ｎ−３、ｔ_ｎ−２、ｔ_ｎ−１、ｔ_ｎ、及びｔ_ｎ＋１を含む複数の取得時刻のそれぞれで第１車両情報を取得する。インデックスｍは、−１以上ｎ以下の整数である。
第１車両情報を連続して取得する２つの時刻ｔ_０及び時刻ｔ_１の間の時間期間を取得時間間隔Ｓ_ｎと表記する。同様に、第１車両情報を連続して取得する２つの時刻ｔ_ｎ−３及び時刻ｔ_ｎ−２の間の時間期間を取得時間間隔Ｓ_３と表記する。すなわち、第１車両情報を連続して取得する２つの時刻ｔ_ｎ−ｍ及び時刻ｔ_{ｎ−（ｍ−１）}の間の時間期間を取得時間間隔Ｓ_ｍと表記する。
取得時間間隔Ｓ_ｍの長さは第２周期と同じであり、図３の例では第１周期は第２周期の整数倍（この例ではｎ＋１倍）と同期する。このため時刻ｔ_０が第２時刻Ｔ２と一致し、時刻ｔ_ｎ＋１が第１時刻Ｔ１と一致する。

図１を参照する。通過判定部４２は、車両１が第１時刻Ｔ１と第２時刻Ｔ２との間にゴールラインＬを通過したか否かを判断する。図３を参照する。通過判定部４２は、予め設定されたゴールラインＬの座標情報と、第１時刻Ｔ１及び第２時刻Ｔ２で取得した位置情報とに基づいて、第１位置Ｐ１と第２位置Ｐ２とを結ぶ線分とゴールラインＬとの交点Ｐｉが存在する否かを判断する。交点Ｐｉが存在する場合、通過判定部４２は、車両１が第１時刻Ｔ１と第２時刻Ｔ２との間にゴールラインＬを通過したと判断する。図３の例では、時刻Ｔ１は車両１がゴールラインＬを通過した後の時刻となり、時刻Ｔ２は車両１がゴールラインＬを通過する前の時刻となる。

図１を参照する。車両１が第１時刻Ｔ１と第２時刻Ｔ２との間にゴールラインＬを通過したと判断した場合、第１距離算出部４３は、第１時刻Ｔ１に取得した位置情報が示す測位位置（すなわち第１位置Ｐ１）と交点Ｐｉとの間の第１距離Ｄ１を算出する。言い換えれば、第１距離算出部４３は第１位置Ｐ１とゴールラインＬとの間の第１距離Ｄ１を算出する。
図３を参照する。第１時刻Ｔ１と第２時刻Ｔ２との間に車両１がゴールラインＬを通過すると、第１距離Ｄ１は第１位置Ｐ１と第２位置Ｐ２との間の距離Ｄ０よりも短くなる。

図１を参照する。第２距離推定部４４は、第１時刻Ｔ１と第２時刻Ｔ２との間の第１車両情報の取得時刻ｔ_ｎ−ｍと第１時刻Ｔ１との間に車両１が移動した第２距離Ｄ_ｍを推定する。すなわち、第２距離推定部４４は、取得時刻ｔ_ｎ−ｍにおける車両１の位置と、第１位置Ｐ１との間の第２距離Ｄ_ｍを推定する。
図３を参照する。参照符号ｐ_０、ｐ_１、…、ｐ_ｎ−３、ｐ_ｎ−２、ｐ_ｎ−１、ｐ_ｎ、及びｐ_ｎ＋１は、それぞれ時刻ｔ_０、ｔ_１、…、ｔ_ｎ−３、ｔ_ｎ−２、ｔ_ｎ−１、ｔ_ｎ、及びｔ_ｎ＋１における車両１の位置をそれぞれ示す。

図１を参照する。第２距離推定部４４は、移動距離算出処理を行う移動距離算出部５０と、累積演算部５１を備える。
移動距離算出部５０は、第１車両情報に基づいて取得時間間隔Ｓ_ｉにおける車両１の移動距離ｄｓ_ｉを算出する。図３を参照する。参照符号ｄｓ_０、ｄｓ_１、ｄｓ_２、ｄｓ_３、…、ｄｓ_nは、それぞれ取得時間間隔Ｓ_０、Ｓ_１、Ｓ_２、Ｓ_３、…、Ｓ_ｎにおける車両１の移動距離を示す。
移動距離算出部５０は、例えば次式（１）に従って移動距離ｄｓ_ｉを算出してよい。

式中、Ｖ_ｉは、時刻ｔ_ｎ−ｉにおける車両１の速度であり、ｔ_ｓは第２周期の長さを示す。
移動距離算出部５０は、第１時刻Ｔ１より前の取得時間間隔Ｓ_ｉにおける車両１の移動距離ｄｓ_ｉ（ｉ＝１〜ｎ）の算出を第１時刻Ｔ１より前に済ませておいてよい。すなわち、移動距離算出部５０は、第１時刻Ｔ１より前に取得した第１車両情報に基づいて、第１時刻Ｔ１より前の取得時間間隔Ｓ_ｉにおける車両１の移動距離ｄｓ_ｉを第１時刻Ｔ１より前に算出してよい。移動距離算出部５０は、算出した移動距離ｄｓ_ｉを記憶部１３に記憶する。

図１を参照する。第２時刻Ｔ２において位置情報取得部４０が位置情報を取得すると、累積演算部５１は、記憶部１３に記憶された移動距離ｄｓ_ｉを読み出す。
移動距離算出部５０が、取得時間間隔Ｓ_０における車両１の移動距離ｄｓ_０の算出を完了すると、累積演算部５１は、移動距離ｄｓ_ｉを累積することにより取得時刻ｔ_ｍにおける第２距離Ｄ_ｍを算出する。すなわち、累積演算部５１は次式（２）に従って第２距離Ｄ_ｍを算出する。

通過時刻決定部４５は、第１時刻Ｔ１と第２時刻Ｔ２との間に車両情報をそれぞれ取得した複数の取得時刻ｔ_０、ｔ_１、…、ｔ_ｎ−３、ｔ_ｎ−３、ｔ_ｎ−１、ｔ_ｎ及びｔ_ｎ＋１のうち、第２距離Ｄ_ｍと第１距離Ｄ１との差に応じて選択したいずれかを、ゴールラインＬの通過時刻として決定する。
例えば通過時刻決定部４５は、第２距離Ｄ_ｍが第１距離Ｄ１以上となり、かつ第２距離Ｄ_ｍと第１距離Ｄ１との差が最も小さくなる取得時刻ｔ_ｍをゴールラインＬの通過時刻として決定してよい。

この場合、例えば、インデックスｍを−１から小さい順に設定して第２距離Ｄ_ｍを順次算出し、第２距離Ｄ_ｍが第１距離Ｄ１を超えた場合に、取得時刻ｔ_ｎ−ｍを通過時刻として決定すればよい。すなわち、次式（３）を満足した場合に取得時刻ｔ_ｎ−ｍを通過時刻として決定する。
第２距離Ｄ_ｍ−１ ＜ 第１距離Ｄ ≦ 第２距離Ｄ_ｍ …（３）
累積演算部５１が第２距離Ｄ_ｍを算出した際の移動距離ｄｓ_ｉの累積回数は（ｍ＋１）回であり、車両１が移動距離ｄｓ_ｉのそれぞれを移動した期間は第２周期ｔ_ｓであることから、取得時刻ｔ_ｎ−ｍは次式（４）によって決定できる。
ｔ_ｎ−ｍ＝Ｔ１−（ｔ_ｓ×（ｍ＋１）） …（４）
すなわち、通過時刻は、累積回数（ｍ＋１）に第２周期ｔ_ｓを乗じた積を第１時刻Ｔ１から減じることにより算出できる。
通過時刻決定部４５は、決定した通過時刻を記憶部１３に記憶する。

走行タイム決定部４６は、通過時刻決定部４５が決定したゴールラインＬの通過時刻に基づいて、走行コースのラップタイムを決定する。例えば、走行タイム決定部４６は、前回ゴールラインＬを通過した時の通過時刻を記憶部１３から読み出し、今回の通過時刻との差分をラップタイムとして決定する。走行タイム決定部４６は、決定したラップタイムを表示部１２に表示する。

（動作）
次に、実施形態に係るタイム測定装置２の動作の一例を説明する。
図４Ａに示す移動距離算出処理は、車両情報取得部４１が第１車両情報を取得する第２周期で繰り返し実行される。
ステップＳ１において車両情報取得部４１は、第１車両情報を取得する。
ステップＳ２において移動距離算出部５０は、第１車両情報の取得時間間隔Ｓ_ｉにおける車両１の移動距離ｄｓ_ｉを、第１車両情報に基づいて算出する。
ステップＳ３において移動距離算出部５０は、算出した移動距離ｄｓ_ｉを記憶部１３に記憶する。

図４Ｂに示す通過時刻測定処理は、位置情報取得部４０が位置情報を取得する第１周期で繰り返し実行される。
ステップＳ１０において位置情報取得部４０は、測位装置１０から出力される位置情報を取得する。
ステップＳ１１において通過判定部４２は、車両１がゴールラインＬを通過したか否かを判断する。車両１がゴールラインＬを通過した場合（ステップＳ１１：Ｙ）に処理はステップＳ１２へ進む。車両１がゴールラインＬを通過してない場合（ステップＳ１１：Ｎ）に処理はステップＳ１０へ戻る。

ステップＳ１２において第１距離算出部４３は第１距離Ｄ１を算出する。
ステップＳ１３において累積演算部５１は、記憶部１３に記憶された移動距離ｄｓ_ｉを読み出す。
ステップＳ１４において累積演算部５１は、インデックスｍの値を０にリセットする。
ステップＳ１５において累積演算部５１は、インデックスｍに応じて移動距離ｄｓ_ｉを累積することにより第２距離Ｄ_ｍを算出する。

ステップＳ１６において通過時刻決定部４５は、第２距離Ｄ_ｍが第１距離Ｄ１以上となったか否かを判断する。第２距離Ｄ_ｍが第１距離Ｄ１以上となった場合（ステップＳ１６：Ｙ）に処理はステップＳ１８へ進む。第２距離Ｄ_ｍが第１距離Ｄ１に至らない場合（ステップＳ１６：Ｎ）に処理はステップＳ１７へ進む。
ステップＳ１７においてインデックスｍの値をインクリメントする。その後に処理はステップＳ１５へ戻る。

ステップＳ１８において通過時刻決定部４５は、取得時刻ｔ_ｍをゴールラインＬの通過時刻として決定する。通過時刻決定部４５は決定した通過時刻を記憶部１３に記憶する。
ステップＳ１９において走行タイム決定部４６は、通過時刻決定部４５が決定したゴールラインＬの通過時刻に基づいて、走行コースのラップタイムを決定する。走行タイム決定部４６は、決定したラップタイムを表示部１２に表示する。

（実施形態の効果）
（１）位置情報取得部４０は、測位衛星６の衛星信号に基づき現在位置を測定する測位装置１０から第１周期で出力される位置情報を、第１時刻Ｔ１及び第２時刻Ｔ２でそれぞれ取得する。通過判定部４２は、位置情報に基づいて、測位装置１０を載せた車両１が第１時刻Ｔ１と第２時刻Ｔ２との間でゴールラインＬを通過したことを検出する。第１距離算出部４３は、第１時刻Ｔ１に取得した位置情報が示す測位位置である第１位置Ｐ１とゴールラインＬとの間の第１距離Ｄ１を算出する。

車両情報取得部４１は、車両１の車速情報を含む第１車両情報を第１周期より短い第２周期で取得する。
第２距離推定部４４は、第１車両情報に基づいて、第１時刻Ｔ１と第２時刻Ｔ２との間の車両情報の取得時刻ｔ_ｎ−ｍと第１時刻Ｔ１との間に車両１が移動した第２距離Ｄ_ｍを推定する。
通過時刻決定部４５は、第１時刻Ｔ１と第２時刻Ｔ２との間の複数の取得時刻ｔ_０、ｔ_１、…、ｔ_ｎ−３、ｔ_ｎ−３、ｔ_ｎ−１、ｔ_ｎ及びｔ_ｎ＋１のうち、第２距離Ｄ_ｍと第１距離Ｄ１との差に応じて選択されるいずれかの取得時刻を、基準位置の通過時刻として決定する。

これにより、衛星信号に基づく位置信号を取得する第１周期よりも短い第２周期で第１車両情報を取得した取得時刻ｔ_ｎ−ｍのいずれかを、取得時刻ｔ_ｎ−ｍにおける車両１の位置とゴールラインＬとの差に応じて選択することができる。
このため、衛星信号に基づく位置信号を取得した時刻より実際のゴールラインＬの通過時刻に近い時刻を測定することができる。したがって、測位衛星の衛星信号に基づくゴールラインの通過時刻の測定精度を向上できる。

なお、走行コースでのタイム測定を安価にするために、測定対象の走行コースの地図データを予め用意して利用するシステムが知られている。しかし、世界中にある多くのサーキットコースの地図データを用意したり、サーキットコースに複数の走行パターンがある場合やコース改修に対応するのは困難であるという課題がある。
本実施形態のタイム測定装置２によれば、第１車両情報を用いることにより測定対象の走行コースの地図データを用いることなく通過時刻の測定精度を向上できる。

（２）通過時刻決定部４５は、第２距離Ｄ_ｍが第１距離Ｄ１以上となり且つ第２距離Ｄ_ｍと第１距離Ｄ１との差が最も小さくなる取得時刻ｔ_ｎ−ｍを、ゴールラインＬの通過時刻として選択する。
このような取得時刻ｔ_ｎ−ｍを選択することで、各取得時刻ｔ_ｎ−ｍにおける第２距離Ｄ_ｍを小さい順に順次計算し、第２距離Ｄ_ｍが第１距離Ｄ１以上となった時点で計算を完了することができる。これにより、第２距離Ｄ_ｍを順次計算する度に、第１距離Ｄ１との差が最も小さいか否かを判断する必要がなくなるので、取得時刻ｔ_ｎ−ｍを選択する計算負荷を低減することができる。

（３）移動距離算出部５０は、第１時刻Ｔ１と第２時刻Ｔ２との間に取得された第１車両情報に基づいて、第１車両情報の取得時間間隔Ｓ_ｉのそれぞれにおける車両の移動距離ｄｓ_ｉを算出する。累積演算部５１は、移動距離ｄｓ_ｉを累積することにより第２距離Ｄ_ｍを算出する。
これにより、取得時間間隔Ｓ_ｉにおける移動距離ｄｓ_ｉの算出を予め済ませておけば、移動距離ｄｓ_ｉを累積する単純な加算演算により第２距離Ｄ_ｍを算出することができる。
このため、第１時刻Ｔ１より前の取得時間間隔Ｓ_ｉにおける移動距離ｄｓ_ｉを第１時刻Ｔ１より前に算出しておけば、第１時刻Ｔ１から第２距離Ｄ_ｍの計算完了までの時間を短縮できる。このため、通過時刻の決定、並びにラップタイムの算出及び表示を完了するまでの時間を短縮できる。

（４）通過時刻決定部４５は、ゴールラインＬの通過時刻として選択される取得時刻ｔ_ｎ−ｍにおける第２距離Ｄ_ｍを計算する移動距離ｄｓ_ｉの累積回数（ｍ＋１）を決定する。車両１が基準位置を通過した後に第１時刻Ｔ１が到来する場合、通過時刻決定部４５は、累積回数（ｍ＋１）に第２周期ｔ_ｓを乗じた積を第１時刻Ｔ１から減じて、通過時刻を算出する。
これにより、取得時間間隔Ｓ_ｉにおける移動距離ｄｓ_ｉが算出済みであれば、移動距離ｄｓ_ｉを累積して第２距離Ｄ_ｍを算出する単純な加算演算と、第２距離Ｄ_ｍと第１距離Ｄ１との比較により累積回数（ｍ＋１）を決定することができる。したがって、累積回数（ｍ＋１）を決定する加算演算及び比較演算、累積回数（ｍ＋１）と第２周期ｔ_ｓの乗算、これらの積を第１時刻Ｔ１から減じる減算、といった比較的簡単な演算によって通過時刻を算出できる。
このため、第１時刻Ｔ１より前の取得時間間隔Ｓ_ｉにおける移動距離ｄｓ_ｉを第１時刻Ｔ１より前に算出しておけば、第１時刻Ｔ１から通過時刻の算出完了までの時間を短縮できる。このため、通過時刻の決定、並びにラップタイムの算出及び表示を完了するまでの時間を短縮できる。

（５）第２距離推定部４４は、第１時刻Ｔ１及び第２時刻Ｔ２のうち遅い時刻である第１時刻より前に取得した第１車両情報に基づいて、第１時刻Ｔ１よりも前に移動距離ｄｓ_ｉを算出する。すなわち、第２距離推定部４４は、第２時刻Ｔ２以降且つ第１時刻Ｔ１より前の取得時間間隔Ｓ_ｉにおける車両１の移動距離ｄｓ_ｉのいずれかを第１時刻Ｔ１より前に算出する。このため、第２距離Ｄ_ｍを計算する際には移動距離ｄｓ_ｉのいずれかは既に計算済みであるため、第１時刻Ｔ１から第２距離Ｄ_ｍの計算完了までの時間を短縮できる。

（６）タイム測定装置２は、走行タイム測定部３０により走行コースに設けたゴールラインＬの通過時刻を決定し、決定した通過時刻に基づいて走行コースのラップタイムを測定して表示部１２に表示する。これにより、ゴールラインＬを通過してからラップタイムの表示を更新するまでの時間を短縮できることができ、違和感の発生を防止できる。

（７）タイム測定装置２は、走行タイム測定部３０により走行コースに設けたゴールラインＬの通過時刻を決定し、決定した通過時刻に基づいて走行コースのラップタイムを測定して表示部１２に表示する。走行ライン測定部３１は、衛星信号と第１車両情報及び第２車両情報に基づいてデッドレコニング処理を行うことにより走行コースにおける車両１の走行ラインを記録する。走行タイム測定部３０により通過時刻を測定する走行タイム測定処理は、走行ライン測定部３１によるデッドレコニング処理から分離されている。

走行コースの走行中に走行ラインや車速などを記録して走行後にこれらを表示するデータロガー機能を持つ記録装置には、デッドレコニング処理を行って測位衛星からの衛星信号に基づく測位結果に対して位置補正アルゴリズムを適用するものがある。このようなデッドレコニング処理により、衛星信号のマルチパスなどが大きい場所での正確な走行ラインを記録することができる。
しかし、デッドレコニング処理における計算には時間を要するため、デッドレコニング処理に基づくラップタイムの測定完了までには遅れが生じる。このため、デッドレコニング処理に基づくラップタイムを運転者に表示すると、運転者に周回ラップタイムを表示するタイミングが例えば１秒以上遅れ、大きな違和感を生じる。

このように、走行中に走行ラインや車速などを記録する記録装置には、高精度且つロバストな走行ライン測定のためにデッドレコニング処理による位置補正と、運転者に対するリアルタイムなラップタイムの表示と、を両立させるという技術課題がある。
本実施形態のタイム測定装置２によれば、走行タイム測定部３０により通過時刻を測定する走行タイム測定処理は、走行ライン測定部３１によるデッドレコニング処理から分離されている。これによりラップタイムを計算するための計算量を減らすことにより、リアルタイムにラップタイムを表示することが可能になり、ラップタイムの表示遅れによる違和感の発生を防止できる。

（変形例）
（１）車速情報に代えて、第１車両情報は加速度情報を含んでいてもよい。移動距離算出部５０は、取得時間間隔Ｓ_ｉにおける移動距離ｄｓ_ｉを加速度情報に基づいて算出してもよい。以下の変形例でも同様である。
（２）通過時刻決定部４５は、第２距離Ｄ_ｍが第１距離Ｄ１との差が最も小さくなる取得時刻ｔ_ｍをゴールラインＬの通過時刻として決定してもよい。以下の変形例でも同様である。
この場合、例えば通過時刻決定部４５は、上式（３）を満たす第２距離Ｄ_ｍ−１及び第２距離Ｄ_ｍのうちいずれが第１距離Ｄ１に近いのかを判断する。第２距離Ｄ_ｍ−１の方が第２距離Ｄ_ｍよりも第１距離Ｄ１に近い場合には、取得時刻ｔ_ｍ−１をゴールラインＬの通過時刻として決定する。第２距離Ｄ_ｍの方が第２距離Ｄ_ｍ−１よりも第１距離Ｄ１に近い場合には、取得時刻ｔ_ｍをゴールラインＬの通過時刻として決定する。
これにより、ゴールラインＬの通過時刻の測定精度をより向上することができる。

（３）第１時刻Ｔ１は、第２時刻Ｔ２よりも先の時刻であってもよい。すなわち、時刻Ｔ１は車両１がゴールラインＬを通過する前の時刻であり、時刻Ｔ２は車両１がゴールラインＬを通過した後の時刻であってもよい。以下の変形例でも同様である。
図５を参照する。車両情報取得部４１は、時刻ｔ_−１、ｔ_０、ｔ_１、ｔ_２、ｔ_３、…、ｔ_ｍ、…、ｔ_ｎ−１、及びｔ_ｎを含む複数の取得時刻のそれぞれで第１車両情報を取得する。図５の例では第１周期は第２周期の整数倍（この例ではｎ＋１倍）と同期する。このため時刻ｔ_−１が第１時刻Ｔ１と一致し、時刻ｔ_ｎが第２時刻Ｔ２と一致する。
第１車両情報を連続して取得する２つの時刻ｔ_ｍ−１及び時刻ｔ_ｍの間の時間期間を取得時間間隔Ｓ_ｍと表記する。また、参照符号ｐ_−１、ｐ_０、ｐ_１、ｐ_２、ｐ_３、…、ｐ_ｎ−１、及びｐ_ｎは、それぞれ時刻ｔ_−１、ｔ_０、ｔ_１、ｔ_２、ｔ_３、…、ｔ_ｎ−１、及びｔ_ｎにおける車両１の位置をそれぞれ示す。

移動距離算出部５０は、第１車両情報に基づいて取得時間間隔Ｓ_ｉにおける車両１の移動距離ｄｓ_ｉを算出する。図３を参照する。参照符号ｄｓ_０、ｄｓ_１、ｄｓ_２、ｄｓ_３、…、ｄｓ_nは、それぞれ取得時間間隔Ｓ_０、Ｓ_１、Ｓ_２、Ｓ_３、…、Ｓ_ｎにおける車両１の移動距離を示す。
移動距離ｄｓ_０の算出が完了すると、累積演算部５１は、移動距離ｄｓ_ｉを累積することにより取得時刻ｔ_ｍにおける第２距離Ｄ_ｍを算出する。累積演算部５１は上式（２）に従って第２距離Ｄ_ｍを算出する。
通過時刻決定部４５は、第１時刻Ｔ１から第２時刻Ｔ２までに車両情報をそれぞれ取得した取得時刻ｔ_−１、ｔ_０、ｔ_１、ｔ_２、ｔ_３、…、ｔ_ｎ−１、及びｔ_ｎのうち、第２距離Ｄ_ｍと第１距離Ｄ１との差に応じて選択したいずれかを、ゴールラインＬの通過時刻として決定する。

取得時刻ｔ_ｍをゴールラインＬの通過時刻として決定する場合、取得時刻ｔ_ｍは次式（５）によって決定できる。
ｔ_ｍ＝Ｔ１＋（ｔ_ｓ×（ｍ＋１）） …（５）
すなわち、通過時刻は、累積回数（ｍ＋１）に第２周期ｔ_ｓを乗じた積を第１時刻Ｔ１に加えることにより算出できる。

これにより、取得時間間隔Ｓ_ｉにおける移動距離ｄｓ_ｉが算出済みであれば、移動距離ｄｓ_ｉを累積して第２距離Ｄ_ｍを算出する単純な加算演算と、第２距離Ｄ_ｍと第１距離Ｄ１との比較により累積回数（ｍ＋１）を決定することができる。したがって、累積回数（ｍ＋１）を決定する加算演算及び比較演算、累積回数（ｍ＋１）と第２周期ｔ_ｓの乗算、これらの積を第１時刻Ｔ１に加える加算演算、といった比較的簡単な演算によって通過時刻を算出できる。
このため、第２時刻Ｔ２より前の取得時間間隔Ｓ_ｉにおける移動距離ｄｓ_ｉを第２時刻より前に算出しておけば第２時刻Ｔ２から通過時刻の算出完了までの時間を短縮できる。

（４）第１距離算出部４３及び第２距離推定部４４は、車両１がゴールラインＬを通過する前に位置情報を取得した第１取得位置と車両１がゴールラインＬを通過した後に位置情報を取得した第２取得位置とのうち、ゴールラインＬにより近い位置で位置情報を取得した時刻を第１時刻Ｔ１として選択してよい。すなわち、第１位置Ｐ１とゴールラインＬとの間の距離は、第２時刻Ｔ２に取得した位置情報が示す第２位置Ｐ２とゴールラインＬとの間の距離より短い。以下の変形例でも同様である。
これにより、通過時刻の決定に要する第２距離の長さを短くすることができる。したがって、第１車両情報に基づき推定される第２距離による測定誤差を低減できる。

（５）第１周期は第２周期の整数倍に同期していなくてもよく、第１周期は第２周期の整数倍でなくてもよい。
図６を参照する。図６の例では、第１周期は第２周期の整数倍ではなく、このため第１車両情報の取得時刻ｔ_０が第２時刻Ｔ２と一致せず、取得時刻ｔ_ｎ＋１が第１時刻Ｔ１と一致しない。
車両情報取得部４１が各取得時刻ｔ_ｎ−ｍで第１車両情報を取得すると、第２距離推定部４４は、各取得時刻ｔ_ｎ−ｍを記憶部１３にそれぞれ記憶する。
第１時刻Ｔ１において位置情報取得部４０が位置情報を取得すると、累積演算部５１は、最後に記憶部１３に記憶された取得時刻を読み出す。図６の例では、累積演算部５１は取得時刻ｔ_ｎを読み出す。

累積演算部５１は、第１時刻Ｔ１の直前の取得時刻ｔ_ｎから第１時刻Ｔ１までの距離ｄｃを算出する。例えば累積演算部５１は、取得時刻ｔ_ｎから第１時刻Ｔ１まで車両１が等速運動すると仮定し、取得時刻ｔ_ｎと第１時刻Ｔ１の差と取得時刻ｔ_ｎにおける速度から距離ｄｃを算出してよい。取得時刻ｔ_ｎにおける加速度情報を利用できる場合には、速度を係数とする１次項に加速度を係数とする２次項を加えて距離ｄｃを算出してもよい。累積演算部５１は、次式（６）に従って第１時刻Ｔ１の直前の取得時刻ｔ_ｎと１つ前の取得時刻ｔ_ｎとの取得時間間隔Ｓ_ｉから順に遡って移動距離ｄｓ_ｉを累積することにより、第２距離Ｄ_ｍを算出する。

このように、取得時刻ｔ_ｎ＋１が第１時刻Ｔ１と一致していなくても第２距離Ｄ_ｍを算出することができる。したがって、第１周期が第２周期の整数倍に同期していなくても又は第１周期は第２周期の整数倍でなくても第２距離Ｄ_ｍを算出することができる。
なお、第２周期ｔｓ程度の誤差の増加が許容可能であれば、上式（２）と同様に第２距離Ｄ_ｍを算出してもよい。

１…車両、２…タイム測定装置、３…センサ、４…ＥＣＵ、５…通信インタフェース、６…測位衛星、１０…測位装置、１１…通信部、１２…表示部、１３…記憶部、１４…制御装置、２０…走行タイム測定プログラム、２１…走行ライン測定プログラム、２２…タイム情報、２３…ライン情報、３０…走行タイム測定部、３１…走行ライン測定部、４０…位置情報取得部、４１…車両情報取得部、４２…通過判定部、４３…第１距離算出部、４４…第２距離推定部、４５…通過時刻決定部、４６…走行タイム決定部、５０…移動距離算出部、５１…累積演算部

Claims (11)

1. 測位衛星の衛星信号に基づき現在位置を測定する測位装置から第１周期で出力される位置情報を第１時刻及び第２時刻でそれぞれ取得し、
   前記位置情報に基づいて、前記測位装置を載せた車両が前記第１時刻と前記第２時刻との間で所定の基準位置を通過したことを検出し、
   前記第１時刻に取得した前記位置情報が示す測位位置と前記基準位置との間の第１距離を算出し、
   前記車両の車速情報及び加速度情報の少なくともいずれか一方を含む車両情報を前記第１周期より短い第２周期で取得し、
   前記車両情報に基づいて、前記第１時刻と前記第２時刻との間において前記車両情報を前記第２周期で取得した複数の取得時刻と前記第１時刻との間に前記車両が移動した第２距離を各々推定し、
   前記第１距離と前記第２距離との差に応じて、前記車両情報の前記複数の取得時刻のいずれかを前記基準位置の通過時刻として選択する、
   ことを特徴とする通過時刻測定方法。
2. 前記第２距離が前記第１距離以上となり且つ前記第２距離と前記第１距離との差が最も小さくなる前記取得時刻を、前記通過時刻として選択することを特徴とする請求項１に記載の通過時刻測定方法。
3. 前記第２距離と前記第１距離との差が最も小さくなる前記取得時刻を、前記通過時刻として選択することを特徴とする請求項１に記載の通過時刻測定方法。
4. 前記第１時刻と前記第２時刻との間に取得された前記車両情報に基づいて、前記車両情報の取得時間間隔のそれぞれにおける前記車両の移動距離を算出し、
   前記移動距離を累積することにより前記第２距離を算出する、
   ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の通過時刻測定方法。
5. 前記第１時刻は、前記車両が前記基準位置を通過する前の時刻であり、
   前記通過時刻として選択される前記取得時刻における前記第２距離を計算する前記移動距離の累積回数を決定し、
   前記累積回数に前記第２周期を乗じた積を前記第１時刻に加えて、前記通過時刻を算出することを特徴とする請求項４に記載の通過時刻測定方法。
6. 前記第１時刻は、前記車両が前記基準位置を通過した後の時刻であり、
   前記通過時刻として選択される前記取得時刻における前記第２距離を計算する前記移動距離の累積回数を決定し、
   前記累積回数に前記第２周期を乗じた積を前記第１時刻から減じて、前記通過時刻を算出することを特徴とする請求項４に記載の通過時刻測定方法。
7. 前記第１時刻及び前記第２時刻のうちいずれか遅い一方の時刻より前に取得した前記車両情報に基づいて、前記一方の時刻よりも前に前記移動距離を算出することを特徴とする請求項４〜６のいずれか一項に記載の通過時刻測定方法。
8. 前記測位位置と前記基準位置との間の距離が、前記第２時刻に取得した前記位置情報が示す第２の測位位置と前記基準位置との間の距離より短いことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の通過時刻測定方法。
9. 請求項１〜８のいずれか一項に記載の通過時刻測定方法により、走行コースに設けた前記基準位置の前記通過時刻を決定し、
   決定した前記通過時刻に基づいて前記走行コースの走行タイムを測定して表示することを特徴とするタイム測定方法。
10. 請求項１〜８のいずれか一項に記載の通過時刻測定方法により、走行コースに設けた前記基準位置の前記通過時刻を決定し、
    決定した前記通過時刻に基づいて前記走行コースの走行タイムを測定して表示し、
    前記衛星信号と前記車両情報に基づいてデッドレコニング処理を行うことにより前記走行コースにおける前記車両の走行ラインを記録し、
    前記通過時刻測定方法を実行する処理が、前記デッドレコニング処理から分離されていることを特徴とするタイム測定方法。
11. 測位衛星の衛星信号に基づき現在位置を測定する測位装置と、
    前記測位装置から第１周期で出力される位置情報を取得するコントローラと、を備えるタイム測定装置であって、
    前記コントローラは、
    第１時刻及び第２時刻で前記位置情報をそれぞれ取得し、
    前記位置情報に基づいて、前記測位装置を載せた車両が前記第１時刻と前記第２時刻との間で所定の基準位置を通過したことを検出し、
    前記第１時刻に取得した前記位置情報が示す測位位置と前記基準位置との間の第１距離を算出し、
    前記車両の車速情報及び加速度情報の少なくともいずれか一方を含む車両情報を前記第１周期より短い第２周期で取得し、
    前記車両情報に基づいて、前記第１時刻と前記第２時刻との間において前記車両情報を前記第２周期で取得した複数の取得時刻と前記第１時刻との間に前記車両が移動した第２距離を各々推定し、
    前記第１距離と前記第２距離との差に応じて、前記車両情報の前記複数の取得時刻のいずれかを前記基準位置の通過時刻として選択する、
    ことを特徴とするタイム測定装置。

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