JPH08141126A - 自転車競技シミュレーション装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】実走路で練習することなくトラックのバンクの
傾斜や走行速度による風圧の影響などを体感する自転車
競技シミュレーション装置を提供する。 【構成】自転車１は、固定ベース２に対して自転車１を
左右方向に走行自在かつ左右に傾き自在とする可動ベー
ス３上に載置される。可動ベース３にはローラ練習台４
が載置され、ローラ練習台４の上で自転車１が走行す
る。自転車１の後輪の回転速度は、タコメータ５により
検出され、タコメータ５での検出速度に応じて送風機２
４から自転車１に向かって送風される風力が調節され
る。また、スクリーン２１にコーナが表示されると、可
動ベース３を傾け固定ベース２に対して加速しながら走
行させることで、トラックのコーナにおける傾きと遠心
力とを擬似的に体験させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、主として競輪やトラッ
クレースのようにトラック内で行なう自転車競技の走行
時の状況を擬似的に生成することによって、自転車競技
の練習に用いる自転車競技シミュレーション装置に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に自転車競技の練習には、道路やト
ラックのような実走路を走行する方法と、定位置に設置
したローラ上で自転車を漕ぐ方法とが知られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】前者の方法は効果的で
はあるが、道路では適当な実走路を見つけるのが難し
く、またトラックは数少ないから練習用に常時使用する
のは困難である。とくに、トラック内での自転車競技の
練習には、傾斜したバンクの走行を体験することが必須
になるが、実走路ではトラック以外にバンクの傾斜を経
験するのは難しい。また、後者の方法は、単に筋力を強
化したり走行姿勢を安定させたりする程度の効果しかな
く、実走路の走行に伴う諸状況の体験はできないもので
ある。

【０００４】上述した練習方法での欠点を補う方法とし
ては、書物を読んだり、有名選手が走行している映像を
記録したビデオテープを見たりすることが一般に考えら
れている。一方、自転車競技では高速に移動するもので
あるから、競技時には風圧の影響が結果に大きく作用す
ることが知られている。たとえば、先行者がないときに
は大きな風圧を受け、また先行者に追従して走行すれば
風圧は大幅に減少する。また、先行者を追い抜く瞬間に
は瞬間的に強い風圧を受けるものである。このように風
圧の影響やトラックでのバンクの傾斜は、実走しなけれ
ば体験できないが、上述したように、これらを体験でき
るような実走路を確保するのは難しく、書物や映像で知
識として獲得しても体感としては会得できないものであ
る。

【０００５】本発明は上記事由に鑑みて為されたもので
あり、その目的は、実走路での練習を行なうことなくト
ラックのバンクの傾斜や走行速度による風圧の影響など
を体感できるようにした自転車競技シミュレーション装
置を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、定位
置に固定される固定ベースと、自転車が載置され固定ベ
ースに対して自転車を左右方向に移動自在とするととも
に左右に傾き自在とする可動ベースと、仮想の走路を含
む映像を映し出す映像表示手段と、自転車に対する風を
生成する風発生手段と、可動ベースの定位置で自転車の
後輪とともに転動するローラを備えローラの回転速度を
検出する速度検出手段と、速度検出手段で検出される速
度に応じて風発生手段より発生させる風速を調節する風
力制御手段と、速度検出手段で検出される速度に合わせ
て映像表示手段に表示される走路の映像の送り速度を調
節する映像制御手段と、映像表示手段に表示された走路
の左右の傾き角度に合わせて可動ベースを傾けるととも
に、走路の左右の傾きが大きくかつ速度検出手段により
検出された速度が大きいほど可動ベースの左右方向の移
動時の加速度を大きくする可動ベース制御手段とを備え
ることを特徴とする。

【０００７】請求項２の発明は、映像制御手段は、速度
検出手段により検出された速度とあらかじめ設定されて
いる仮想的な競争相手の速度変化パターンとの関係に基
づいて決定した映像表示手段上の位置に仮想的な競争相
手を重ねて表示させる機能を備えることを特徴とする。
請求項３の発明は、競技中の周囲音を仮想的に出力する
音声出力手段を設けたことを特徴とする。

【０００８】

【作用】請求項１の発明の構成によれば、映像表示手段
によって走路を含む映像を映し出し、かつ速度検出手段
により検出された自転車の後輪の回転速度（すなわち、
実走時の走行速度に対応する）に合わせて走路の映像の
送り速度を変化させるから、映像表示手段を見ることに
よって実走しているかのような疑似体験ができる。しか
も、固定ベースの上で自転車の左右方向に移動自在かつ
左右に傾き自在な可動ベースを有し、可動ベースの上に
自転車を載置しているのであって、映像表示手段に表示
している走路の左右の傾きが大きくかつ速度検出手段に
より検出された速度が大きいと、可動ベース制御手段に
よって、可動ベースの左右方向の移動時の加速度を大き
くするように制御するのであって、トラックのバンクの
ような傾斜を伴う走路の傾斜を可動ベースの傾きによっ
て体感でき、かつ可動ベースを左右方向に加速すること
でバンクを走行する際に作用する遠心力を疑似体験する
ことができる。さらに、風発生手段を設けて自転車に対
して風を当てるようにし、速度検出手段により検出され
た自転車の速度に応じて風発生手段により生じる風の速
度を制御するから、自転車の走行速度に応じた風圧の影
響も体感することができる。

【０００９】請求項２の発明の構成によれば、仮想的な
競争相手を映像表示手段に表示させ、かつ競争相手につ
いてあらかじめ設定されている速度変化パターンと、速
度検出手段により検出された速度との関係に基づいて映
像表示手段に表示する競争相手の位置を決めているの
で、競争相手の速度変化パターンを適宜設定しておくこ
とで、使用者が獲得しようとする戦術として、先行逃げ
切り、ゴール直前の追い抜きなどのパターンに応じて競
争相手の動きを擬似的に表示させることができるのであ
る。つまり、自転車競技での駆け引きに関する基本技術
を習得することができる。

【００１０】請求項３の発明の構成によれば、競技中の
周囲音を仮想的に出力するから、一層の臨場感が得ら
れ、効果的な練習が行なえるのである。

【００１１】

【実施例】図１に示すように、室内などの定位置に設置
される固定ベース２と、自転車１が載置され固定ベース
２の上で自転車１の左右方向に移動自在かつ自転車１の
左右に傾き自在となった可動ベース３とを備える。固定
ベース２は矩形枠状に形成され、互いに対向する２辺の
上面には走行レール３０が形成されている。走行レール
３０にはラック状のものが用いられている。また、可動
ベース３は、自転車１およびローラ練習台（いわゆる３
本ローラ）４が載置されるベース板３１と、ベース板３
１の周囲を囲む矩形枠状のベース枠３２とからなり、自
転車１の前後となるベース板３１の両端面に突設された
回転軸３３がベース枠３２に支承される。回転軸３３は
ベース枠３２に内蔵した駆動源（モータ）により回動駆
動され、したがって、駆動源への制御信号を与えること
で、ベース板３１はベース枠３２に対して回転軸３３の
回りで任意の傾斜角に傾けられる。自転車１の前後とな
るベース枠３２の両端面には走行レール３０に載置され
る２個ずつ合計４個の走行輪３４が突設され、走行輪３
４の外周面は走行レール３０に噛合するようにピニオン
状に形成されている。走行輪３４はベース枠３２に内蔵
した駆動源（モータ）により回動駆動され、駆動源に制
御信号を与えることで、ベース枠３２を走行レール３０
に沿って左右に走行させることができる。可動ベース３
のベース板３１の傾斜角およびベース枠３２の走行速度
および位置は、可動ベース制御手段１１からの制御信号
により制御される。

【００１２】自転車１の前方にはスクリーン２１が張ら
れ、プロジェクタ式の画像投影装置２２によってスクリ
ーン２１上に映像が投影される。スクリーン２１に投影
される映像は、トラックＴおよび仮想の競争相手Ｃの映
像であって、これらの映像はコンピュータグラフィック
スにより構成され、映像制御手段１２により送り速度な
どが制御されて画像投影装置２２に入力されスクリーン
２１に投影される。映像制御手段は、コンピュータグラ
フィックスによる動画を生成するから、高速のグラフィ
ックス生成用ボードをワークステーションなどに搭載す
ることで実現される）。このようにスクリーン２１と画
像投影装置２２とにより映像表示手段が構成されてい
る。競争相手Ｃの映像はスーパインポーズされており、
後述するような条件に応じて位置を変えるようになって
いる。スクリーン２１の側方には一対のスピーカ２３を
配置してあり、音響制御手段１３によって両スピーカ２
３から競技中の周囲音（風切り音や観衆の声援など）を
出力させることにより、競技場の雰囲気に近い環境を作
り出して臨場感を高めるようにしてある。すなわち、音
響制御手段１３とスピーカ２３とにより音声出力手段が
構成される。

【００１３】また、自転車１の前方であって自転車１に
乗っている人がスクリーン２１上の映像を見るのを妨げ
ないような位置には、風発生手段としての送風機２４が
配置されている。送風機２４による風量は風力制御手段
１４を介して制御される。上述した可動ベース制御手段
１１、映像制御手段１２、音響制御手段１３、風力制御
手段１４は、コンピュータ装置からなる主制御装置１０
により動作のタイミングが制御されている。主制御装置
１０には、ローラ練習台４において自転車１の後輪が接
触しているローラの回転数を検出する速度検出手段とし
てのタコメータ５の出力が入力されており、これによっ
て、主制御装置１０では自転車１の走行速度および走行
距離を求めることができる。タコメータ５には、ローラ
練習台４のローラの回転軸にロータリエンコーダを直結
する形式のものを用いたり、ローラの端面の中心以外の
部位の一所に反射部材を貼着し、ローラの端面に光を照
射して反射部材での反射光を検出する間隔および回数を
求める形式のものを用いることができる。

【００１４】次に、動作について説明する。可動ベース
３は、トラックでの競技中におけるコーナ部分で作用す
る遠心力とバンクの傾きとを疑似体験させるように制御
される。すなわち、トラックのコーナ部分では、自転車
１（および選手）に対して図２のような力が作用してい
ると考えられ、この力を可動ベース３の制御によって発
生させるのである。いま、選手を含めた自転車１の質量
をｍ、重力加速度をｇ、選手および自転車１に作用する
遠心力をｍａ、水平面に対するバンクの傾斜をθとす
る。このとき、重力ｍｇの分力ｍｇ sinθと、遠心力ｍ
ａの分力ｍａ cosθとは釣り合うから、ｍｇ sinθ＝ｍ
ａ cosθとなるように、ベース板３１を角度θだけ傾斜
させ、ベース枠３２の加速度ａで走行レール３０上を走
行させれば、トラックのコーナでのバンクの傾斜と、コ
ーナで発生する遠心力とを擬似的に体験させることがで
きる。ここにおいて、図３に示すようにベース板３１が
左側に傾くものとすれば、図３に矢印で示すようにベー
ス枠３２の走行方向は左向きになる。つまり、左向きに
走行して加速することにより、自転車１および選手には
可動ベース３から見て右向きの力が作用し、これが遠心
力に相当する力となるのである。

【００１５】可動ベース３を実際に制御するにあたって
は、スクリーン２１にコーナが表示されるに従ってベー
ス板３１を徐々に傾斜させながらベース枠３２を徐々に
加速し、コーナから抜けるときにはベース板３１を徐々
に水平に戻しながらベース枠３２を徐々に減速する。そ
の後、スクリーン２１でトラックのストレート部分が表
示されている間にベース枠３２をほぼ一定速度で走行さ
せて元の位置に戻し、コーナに入ると上記制御を繰り返
すのである。主制御装置１０には、あらかじめ走行距離
とコース上のコーナの位置との関係が登録されており、
タコメータ５で検出されている走行距離を主制御装置１
０に登録されている走行距離と比較することによりコー
ナの位置か否かが判断され、可動ベース制御手段１１を
通して上記制御が行なわれる。

【００１６】スクリーン２１に表示される映像はタコメ
ータ５で検出されている速度が速いほど送り速度が速く
なるように主制御装置１０を通して映像制御手段１２で
制御され、送風機２４の風力はタコメータ５で検出され
ている速度と後述する駆け引きのパターンとに応じて風
力制御手段１４で制御される。さらに、音響制御手段１
３で生成する風切り音はタコメータ５で検出されている
速度に応じて変化し、観客の声援などもタコメータ５で
検出されている走行距離に応じて適宜変化させる。

【００１７】ところで、スクリーンに表示される仮想の
競争相手Ｃの映像は、練習者が習得しようとする駆け引
きのパターンに応じて表示される。すなわち、主制御装
置１０は、競争相手Ｃの速度変化のパターンを登録した
データベースを有し、タコメータ５により検出されてい
る練習者の走行速度に応じて競争相手の速度を決定す
る。トラックレースでは、「先行逃げきり」と「ゴール
直前の追い抜き」との戦術が一般に用いられているか
ら、これらの戦術に対応できるように競争相手Ｃの速度
変化パターンがデータベースに設定される。

【００１８】「先行逃げきり」のパターンでは、練習者
が加速すれば競争相手Ｃも加速し、練習者が減速すれば
競争相手Ｃも減速するように速度変化パターンが設定さ
れている。ただし、ゴール直前（ゴール直前か否かは、
最終周回の合図としての鐘音を音響制御手段１３で生成
したり、スクリーン２１にゴールまでの距離を表示させ
ることで練習者に認識させる）では、逃げきるためには
競争相手Ｃよりも速くなければならないから、走行速度
を規定速度に設定しておき、この規定速度を越えなけれ
ば競争相手Ｃのほうが先にゴールするようにしてある。
つまり、練習者はゴール直前で上記規定速度を越えるこ
とができるようなペース配分を習得することができるの
である。ここで、上記規定速度は主制御装置１０におい
て自由に設定可能となっている。映像制御手段１２は、
競争相手Ｃに先行しているときには競争相手Ｃをスクリ
ーン２１に表示せずにトラックＴの映像のみを表示す
る。また、「先行逃げきり」のパターンでは、先行者が
おらず風圧を直に受けることになるから、風力制御手段
１４では練習者の走行速度が速いほど風力を強めるよう
に制御する。

【００１９】一方、「ゴール直前の追い抜き」のパター
ンでは、ゴールの直前まで競争相手Ｃを先行させるので
あって、この場合も練習者が加速すれば競争相手Ｃも加
速し、練習者が減速すれば競争相手Ｃも減速するように
速度変化パターンが設定されている。また、ゴール直前
では規定速度を越えなければ競争相手Ｃを抜くことがで
きないようにしてある。このような速度変化のパターン
は「先行逃げきり」の場合と同様である。ただし、「ゴ
ール直前の追い抜き」のパターンでは、競争相手Ｃを抜
くまでは競争相手Ｃが風よけになるから風圧は少なくな
る。そこで、練習者が競争相手Ｃを抜くまでは、送風機
２４を起動しないか、起動しても小さい風力に設定して
おき、競争相手Ｃを追い抜くときに送風機２４を起動な
いし大きな風力で動作させるように風力制御手段１４で
制御する。また、映像制御手段１２では、競争相手Ｃが
先行している期間にはスクリーン２１に競争相手Ｃを表
示しておき、練習者が競争相手Ｃを抜くとスクリーン２
１から消えるようにしてある。

【００２０】

【発明の効果】請求項１の発明は、映像表示手段によっ
て走路を含む映像を映し出し、かつ速度検出手段により
検出された自転車の後輪の回転速度に合わせて走路の映
像の送り速度を変化させるから、映像表示手段を見るこ
とによって実走しているかのような疑似体験ができ、し
かも、固定ベースの上で自転車の左右方向に移動自在か
つ左右に傾き自在な可動ベースを有し、可動ベースの上
に自転車を載置しているので、映像表示手段に表示して
いる走路の左右の傾きが大きくかつ速度検出手段により
検出された速度が大きいと、可動ベース制御手段によっ
て可動ベースの左右方向の移動時の加速度を大きくする
ように制御することで、トラックのバンクのような傾斜
を伴う走路の傾斜を可動ベースの傾きによって体感で
き、かつ可動ベースを左右方向に加速することでバンク
を走行する際に作用する遠心力を疑似体験することがで
きる。さらに、風発生手段を設けて自転車に対して風を
当てるようにし、速度検出手段により検出された自転車
の速度に応じて風発生手段により生じる風の速度を制御
するから、自転車の走行速度に応じた風圧の影響も体感
することができる。すなわち、バンクの傾斜や遠心力の
体感、走行時の風圧の体感を実装路での走行を伴わずに
疑似体験することができ、ローラ練習台を用いた練習で
ありながら、実走と同様の体験が得られるという利点が
ある。

【００２１】請求項２の発明は、仮想的な競争相手を映
像表示手段に表示させ、かつ競争相手についてあらかじ
め設定されている速度変化パターンと、速度検出手段に
より検出された速度との関係に基づいて映像表示手段に
表示する競争相手の位置を決めているので、競争相手の
速度変化パターンを適宜設定しておくことで、使用者が
獲得しようとする戦術として、先行逃げ切り、ゴール直
前の追い抜きなどのパターンに応じて競争相手の動きを
擬似的に表示させることができ、結果的に、自転車競技
での駆け引きに関する基本技術を習得することができる
という利点を有するのである。

【００２２】請求項３の発明は、競技中の周囲音を仮想
的に出力するから、一層の臨場感が得られ、効果的な練
習が行なえるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例を示す概略構成図である。

【図２】実施例の原理説明図である。

【図３】実施例の動作説明図である。

【符号の説明】

１ 自転車 ２ 固定ベース ３ 可動ベース ４ ローラ練習台 ５ タコメータ １０ 主制御装置 １１ 可動ベース制御手段 １２ 映像制御手段 １３ 音響制御手段 １４ 風力制御手段 ２１ スクリーン ２２ 画像投影装置 ２３ スピーカ ２４ 送風機

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 定位置に固定される固定ベースと、自転
   車が載置され固定ベースに対して自転車を左右方向に移
   動自在とするとともに左右に傾き自在とする可動ベース
   と、仮想の走路を含む映像を映し出す映像表示手段と、
   自転車に対する風を生成する風発生手段と、可動ベース
   の定位置で自転車の後輪とともに転動するローラを備え
   ローラの回転速度を検出する速度検出手段と、速度検出
   手段で検出される速度に応じて風発生手段より発生させ
   る風速を調節する風力制御手段と、速度検出手段で検出
   される速度に合わせて映像表示手段に表示される走路の
   映像の送り速度を調節する映像制御手段と、映像表示手
   段に表示された走路の左右の傾き角度に合わせて可動ベ
   ースを傾けるとともに、走路の左右の傾きが大きくかつ
   速度検出手段により検出された速度が大きいほど可動ベ
   ースの左右方向の移動時の加速度を大きくする可動ベー
   ス制御手段とを備えることを特徴とする自転車競技シミ
   ュレーション装置。
2. 【請求項２】 映像制御手段は、速度検出手段により検
   出された速度とあらかじめ設定されている仮想的な競争
   相手の速度変化パターンとの関係に基づいて決定した映
   像表示手段上の位置に仮想的な競争相手を重ねて表示さ
   せる機能を備えることを特徴とする請求項１記載の自転
   車競技シミュレーション装置。
3. 【請求項３】 競技中の周囲音を仮想的に出力する音声
   出力手段を設けたことを特徴とする請求項１または請求
   項２記載の自転車競技シミュレーション装置。