JPWO2013132581A1 - 計測装置、計測方法、計測プログラム及び計測プログラムを記録可能な記録媒体 - Google Patents

Abstract

最適なペース配分の維持を図り、効果良く運動又は適切にトレーニングすることが可能な計測装置、計測方法、計測プログラム及び計測プログラムを記録した記録媒体を提供する。検出対象の仕事率を検出する仕事率検出手段６、７と、仕事率検出手段６、７により検出された仕事率を時間に対応付けて記憶可能な仕事率記憶手段１３と、仕事率記憶手段１３が記憶する仕事率を用いて、所定の基準時間から過去に遡った複数の特定期間における仕事率の代表値を算出する代表値算出手段１２とを有する。

Description

本発明は、基準時間から過去に遡った複数の特定期間における仕事率の代表値を計測可能な計測装置、計測方法、計測プログラム及び計測プログラムを記録可能な記録媒体に関する。

従来、運動時に使用する計測装置として、自転車に装着され、自転車の走行に関する情報や運転者の運動に関する情報を算出し、表示するサイクルコンピュータと称されるものがある。サイクルコンピュータは、自転車に設けられた各種センサから送信される信号（情報）に基づいて所定の情報を算出する。例えば、特許文献１に示すサイクルコンピュータは、クランク軸の回転数（Ｎｃ）とクランク軸のトルクとを検出し、当該検出値に基づいて仕事率及び経過時間の総仕事率を経過時間で割った平均仕事率を算出して表示している。

特開平１０−３５５６７号公報

ところで、近年、アスリート志向の高まり等に伴って、最適なペース配分の維持を図り、効果良く運動又は適切にトレーニングするための指標の提供が望まれている。ここで、特許文献１に示すような仕事率や平均仕事率も当該指標として利用することができものの、指標としての適性に欠ける。

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、上述のような問題を解決することを課題の一例とするものであり、これらの課題を解決することができる計測装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明に係る計測装置は、検出対象の仕事率を検出する仕事率検出手段と、前記仕事率検出手段により検出された仕事率を時間に対応付けて記憶可能な仕事率記憶手段と、前記仕事率記憶手段が記憶する仕事率を用いて、所定の基準時間から過去に遡った複数の特定期間における仕事率の代表値を算出する代表値算出手段と、を有することを特徴とする。
上記課題を解決するために、本発明に係る計測方法は、検出対象の仕事率を検出する仕事率検出手段により検出された仕事率を用いて、所定の基準時間から過去に遡った複数の特定期間における仕事率の代表値を算出する算出工程を有することを特徴とする。
上記課題を解決するために、本発明に係る計測プログラムは、コンピュータに、検出対象の仕事率を検出する仕事率検出手段により検出された仕事率を用いて、所定の基準時間から過去に遡った複数の特定期間における仕事率の代表値を算出する算出機能を実現させることを特徴とする。

（ａ）はサイクルコンピュータが取り付けられた自転車の側面図、（ｂ）はサイクルコンピュータが取り付けられた自転車の正面図である。 図１のサイクルコンピュータの本体の外観図である。 （ａ）は図１のサイクルコンピュータの右側仕事率検出装置が右クランクに取り付けられている様子を現す図、（ｂ）は図１の左側仕事率検出装置が左クランクに取り付けられている様子を表す図である。 歪み検出ユニットの正面図ある。 （ａ）は右ペダル作用力検出装置の平面図、（ｂ）は右ペダル作用力検出装置の背面図、（ｃ）は右ペダル作用力検出装置の断面図である。 （ａ）は推進力用の歪みセンサユニットが右クランクシャフトに貼り付けられている様子を模式的に表した斜視図、（ｂ）は損失力用の歪みセンサユニットが右クランクシャフトに貼り付けられている様子を模式的に表した斜視図である。 （ａ）は右ペダル作用力検出装置の推進力用ブリッジ回路、（ｂ）は右ペダル作用力検出装置の損失力用ブリッジ回路である。 サイクルコンピュータの機能的なブロック図である。 サイクルコンピュータの本体によるメイン処理を示すフローチャートである。 平均仕事率の算出方法を説明するグラフである。 最小差分の算出方法を説明するグラフである。 算出値時間グラフ、基準値時間グラフ及び最小差分が表示されている一例を表す図である。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら具体的に説明する。図１（ａ）は、自転車Ｂのペダリングによる運転者の仕事率の複数の特定期間における平均である平均仕事率を算出し、表示するサイクルコンピュータ１００が自転車Ｂに取り付けられている様子を表す側面図、図１（ｂ）はサイクルコンピュータ１００が自転車Ｂに取り付けられている様子を表す正面図である。

自転車Ｂは、基体となるフレームＢ１と、当該自転車Ｂの前後においてフレームＢ１で回転自在に軸支されることにより、フレームＢ１を移動自在に支持する二つの車輪Ｂ２（前輪Ｂ２１及び後輪Ｂ２２）と、自転車Ｂを推進させるための推進力を後輪Ｂ２２に伝える駆動機構Ｂ３と、運転者が操縦するためのハンドルＢ４と、運転者が着座するためのサドルＢ５とを有する。

駆動機構Ｂ３は、一端に回動軸（クランク軸）を有し、斯かる回動軸がフレームＢ１に対して回転自在に軸支されるアルミ製のクランクＢ３１、クランクＢ３１の他端において回転自在に軸支されると共に、運転者等から力を受けるペダルＢ３２、クランクＢ３１の上記一端にあるクランク軸を共通の回動軸としてクランクＢ３１に接続され、クランクＢ３１と一体的に回動するチェーンリングＢ３４、及び、後輪Ｂ２２の回動軸を共通の回動軸として後輪Ｂ２２と一体的に回転するように配されたリアスプロケット（図示せず）とチェーンリングＢ３４と連結されることでペダルＢ３２に作用する力（以下、「ペダル作用力」という）を後輪Ｂ２２に伝達するチェーンＢ３３を具備する。

クランクＢ３１は、自転車Ｂの進行方向を向いて右側に配置される右クランクシャフトＢ３１１と、自転車Ｂの進行方向を向いて左側に配置される左クランクシャフトＢ３１２とを有し、これら左右のクランクシャフトＢ３１１、Ｂ３１２は、上記クランク軸を対称点とする点対称となる位置で固着されている。また、ペダルＢ３２は、右クランクシャフトＢ３１１の先端部で回転自在に支持される右ペダルＢ３２１と、左クランクシャフトＢ３１２の先端部で回転自在に支持される左ペダルＢ３２２とを有する。

サイクルコンピュータ１００は、クランクＢ３１の回転角度を検出するクランク回転角度検出装置２、右クランクシャフトＢ３１１に作用する力（以下、「右ペダル作用力」という）を検出する右ペダル作用力検出装置３、左クランクシャフトＢ３１２に作用する力（以下、「左ペダル作用力」という）を検出する左ペダル作用力検出装置４、クランクＢ３１の回転速度を検出するケイデンス検出装置５を備える。なお、右ペダル作用力検出装置３及び左ペダル作用力検出装置４は、それぞれクランクＢ３１の回転に寄与する力（以下、「推進力」という）とクランクＢ３１の回転に寄与しない力（以下、「損失力」という）とを分けて検出する。

また、サイクルコンピュータ１００は、クランク回転角度検出装置２、右ペダル作用力検出装置３、左ペダル作用力検出装置４及びケイデンス検出装置５により出力される検出値を示す検出信号に基づいて、運転者の右ペダル作用力による仕事率（以下、「右側仕事率」という）を算出する右側仕事率検出装置６、運転者の左ペダル作用力による仕事率（以下、「左側仕事率」）を算出する左側仕事率検出装置７、及び、サイクルコンピュータ１００の全体を統括し、制御する本体１を備える。なお、検出装置２、３、５と右側仕事率検出装置６及び検出装置２、４、５と左側仕事率検出装置７は有線形式で接続されている。

左側仕事率検出装置７は、算出した左側仕事率を示す左側仕事率データを右側仕事率検出装置６に送信する。一方、右側仕事率検出装置６は、左側仕事率検出装置７から受信した左側仕事率データが示す左側仕事率と、算出した右側仕事率とを合算して全体の仕事率（以下、「全体仕事率」という）を算出し、全体仕事率を示す全体仕事率データを本体１に送信する。そして、本体１は右側仕事率検出装置６から受信した全体仕事率データに基づいて、所定の基準時間である現時点から過去に遡った複数の特定期間における仕事率の平均（以下、「平均仕事率」という）を算出し、各特定期間に係る平均仕事率の算出値と、予め設定された各特定期間に係る平均仕事率の基準値との差分を算出すると共に表示する。

なお、図２に示すように、本体１はハンドルＢ４に固定され、図３（ａ）に示すように、右側仕事率検出装置６はチェーンリングＢ３４に固定され、図３（ｂ）に示すように左側仕事率検出装置７は左クランクシャフトＢ３１２に固定されている。また、本体１、右側仕事率検出装置６及び左側仕事率検出装置７は図示しない発信機を備えており、相互に無線方式で接続されている。

図４に示すように、クランク回転角度検出装置２は、複数の磁石２１ａ〜２１ｎが所定間隔をおいて円周状に配された磁石群が設けられている被センシング部２１と、被センシング部２１を構成する磁石２１ａ〜２１ｎを検出可能なセンシング部２２とからなる。被センシング部２１はチェーンリングＢ３４に対向する様に、具体的には、フレームＢ１のボトムブラケット（図示なし）のチェーンリングＢ３４に対向する端部に、クランク軸と同軸状に固定され、センシング部２２はチェーンリングＢ３４に固定され、クランクＢ３１と共に回転する。よって、クランクＢがペダリングされると、センシング部２２が被センシング部２１の磁石群（磁石２１ａ〜２１ｎ）の外側を旋回することとなる。なお、本実施の形態においてセンシング部２２は右側仕事率検出装置６の中に組み込まれて、一体化されている。

被センシング部２１は１４個の磁石２１ａ〜２１ｎで構成されており、０時〜１０時方向までの第１範囲においては１１個の磁石２１ａ〜２１ｋが３０度間隔で配され、１０時〜０時方向までの第２範囲においては５個の磁石２１ｋ〜２１ａが７．５度間隔で配されている。また、磁石２１ａ〜２１ｎは、各軸方向（磁極）が放射方向を向くように配されており、且つ、周方向に磁極の向きが外向きと内向きとが交互になるように配されている。また、センシング部２２は、Ｓ極とＮ極とを検出可能な磁気センサで構成されており、センシング部２２は回転しながら、磁石群の各磁石２１ａ〜２１ｎを検出することができる。センシング部２２は、磁石２１ａ〜２１ｎを検出すると、磁界の強さ及び磁界の向きを示すクランク回転角度検出信号を右側仕事率検出装置６及び左側仕事率検出装置７に送信する。

次に、右ペダル作用力検出装置３及び左ペダル作用力検出装置４について説明する。右ペダル作用力検出装置３は、全体的にシート状となっており、図３（ａ）に示すように、右クランクシャフトＢ３１１に巻き付くように取り付けられている。一方、左ペダル作用力検出装置４も、全体的にシート状となっており、図３（ｂ）に示すように、左クランクシャフトＢ３１２に巻き付くように取り付けられている。右ペダル作用力検出装置３の構成と左ペダル作用力検出装置４の構成とは同様であるため、以下、右ペダル作用力検出装置３について説明する。

右ペダル作用力検出装置３は、図５に示すように、検出対象の歪みを検出する歪みセンサユニット３０〜３３、各歪みセンサユニット３０〜３３の下敷きとなって右クランクシャフトＢ３１１に直接貼り付けられる下敷きシート３４〜３７、歪みセンサユニット３０〜３３をまとめて全体的に歪みセンサユニット３０〜３３の表面側から覆う上側防水シート３８、及び、上側防水シート３８の底面と右クランクシャフトＢ３１１の表面との間に形成される隙間と歪みセンサユニット３０〜３３とを遮断する下側防水シート３９を具備する。

下敷きシート３４〜３７は伸縮性（弾性）を有するアルミ板で構成され、一方の面（以下、「表面」という）で歪みセンサユニット３０〜３３に接着されており、他方の面（以下、「裏面」という）で右クランクシャフトＢ３１１の歪み検出箇所に接着される。なお、各下敷きシート３４〜３７の表面は、それぞれの対応する歪みセンサユニット３０〜３３より大きく、歪みセンサユニット３０〜３３が貼り付けられると、表面の一部が露出する。この露出している部分に下側防水シート３９が接着されている。そして、上側防水シート３８が歪みセンサユニット３０〜３３及び下側防水シート３９を覆った状態で下側防水シート３９に接着されている

このように、右ペダル作用力検出装置３は、歪みセンサユニット３０〜３３、下敷きシート３４〜３７、上側防水シート３８及び下側防水シート３９が一体化してなり、下敷きシート３４〜３７が裏面で右クランクシャフトＢ３１１の歪み検出箇所（後述する前面、後面、外側面及び内側面）に接着された状態で、右クランクシャフトＢ３１１に取り付けられる。

上述したように、右ペダル作用力検出装置３及び左ペダル作用力検出装置４は、それぞれ推進力と損失力とを分けて検出する。ここで、歪みセンサユニット３０、３１が推進力を検出するために用いられ、歪みセンサユニット３２、３３が損失力を検出するために用いられている。歪みセンサユニット３０、３１は、クランクＢ３１の回転方向に対応する右クランクシャフトＢ３１１の前面及び後面に貼り付けられている。一方、歪みセンサユニット３２、３３は、クランクＢ３１の回転方向に直交する右クランクシャフトＢ３１１の外側面及び内側面に貼り付けられている。歪みセンサユニット３０〜３３は、ひずみを検出すると、ひずみに応じたひずみ検出信号を右側仕事率検出装置６に送信する。

図６（ａ）に示すように、歪みセンサユニット３０は、矢羽型で、一対のひずみセンサ３０ａ・３０ｂで構成されており、右ペダルＢ３２１が真下（６時方向）に位置するとき、右クランクシャフトＢ３１１の進行方向に対して前方を向く面（以下、「前面」という）に貼り付けられている。一方、歪みセンサユニット３１も矢羽型で、一対のひずみセンサ３１ａ・３１ｂで構成されており、同様に後方を向く面（以下、「後面」という）に貼り付けられる。各歪みセンサユニット３０、３１は矢羽型の矢羽の向きが右クランクシャフトＢ３１１の長さ方向に沿って右ペダルＢ３２１を向いた状態で貼り付けられている。

このように、右クランクシャフトＢ３１１の前後面、すなわち、右クランクシャフトＢ３１１の回転方向に力を受ける面に貼り付けられた歪みセンサユニット３０、３１によって、ペダル作用力の回転方向成分である推進力が検出される。そして、これらの一対のひずみセンサ３０ａ、３０ｂ及び一対のひずみセンサ３１ａ、３１ｂにより、図７（ａ）に示す推進力用ブリッジ回路３Ａが構成されている。具体的に、各歪みセンサユニット３０、３１を構成する一対のひずみセンサ３０ａ、３０ｂ及びひずみセンサ３１ａ、３１ｂがそれぞれ推進力用ブリッジ回路３Ａの対辺に配置されている。これにより、右クランクシャフトＢ３１１のねじれのひずみ（内外方向から受ける力の影響）を相殺（キャンセル）することができる。

図６（ｂ）に示すように、歪みセンサユニット３２は、矢羽型で、一対のひずみセンサ３２ａ・３２ｂで構成されており、右クランクシャフトＢ３１１の進行方向に直交する方向に対して自転車Ｂの外側を向く面（以下、「外側面」という）に貼り付けられている。一方、歪みセンサユニット３３も、矢羽型で、一対のひずみセンサ３３ａ・３３ｂで構成されており、進行方向に直交する方向に対して自転車Ｂの内側を向く面（以下、「内側面」という）に貼り付けられる。各歪みセンサユニット３２、３３は矢羽型の矢羽の向きが右クランクシャフトＢ３１１の長さ方向に沿って右ペダルＢ３２１を向いた状態で貼り付けられている。

このように、右クランクシャフトＢ３１１の内外側面、すなわち、右クランクシャフトＢ３１１の回転方向に直交する面に貼り付けられた歪みセンサユニット３２、３３によって、ペダル作用力の動径方向成分である損失力が検出される。そして、これらの一対のひずみセンサ３２ａ、３２ｂ及び一対のひずみ３３ａ、３３ｂにより、図７（ｂ）に示す損失力用ブリッジ回路３Ｂが構成されている。具体的に、各歪みセンサユニット３２、３３を構成する一対のひずみセンサ３２ａ、３２ｂ及びひずみセンサ３３ａ、３３ｂがそれぞれ損失力用ブリッジ回路３Ｂの対辺に配置されている。これにより、右クランクシャフトＢ３１１のねじれのひずみ（回転方向から受ける力の影響）を相殺（キャンセル）することができる。

そして、歪みセンサユニット３０、３１で構成される推進力用ブリッジ回路３Ａは右側仕事率検出装置６に接続され、右側仕事率検出装置６は推進力用ブリッジ回路３Ａからの出力値Ｘ１に基づいて右ペダル作用力に係る推進力（回転方向成分）Ｆｘ１を算出する。一方、歪みセンサユニット３２、３３で構成される損失力用ブリッジ回路３Ｂは右側仕事率検出装置６に接続され、右側仕事率検出装置６は損失力用ブリッジ回路３Ｂからの出力値Ｙ１に基づいて、右ペダル作用力の損失力（動径方向成分）Ｆｙ１を算出する。なお、左側仕事率検出装置７についても同様に、左ペダル作用力の推進力（回転方向成分）Ｆｘ２を算出すると共に、左ペダル作用力の損失力（動径方向成分）Ｆｙ２を算出する。

また、ケイデンス検出装置５は、左クランクシャフトＢ３１２に固定されたマグネットと、フレームＢ１の所定位置に装着されたマグネット検出器とで構成され、単位時間当たり（１分間）にマグネットがマグネット検出器の正面を通過する回数ｎ（ｒｐｍ）を検出することで、単位時間当たりのクランクＢ３１の回転数を検出する。ケイデンス検出装置５は、単位時間当たりのクランクＢ３１の回転数に応じたケイデンス検出信号が各仕事率検出装置６、７に送信される。

次に、図８を用いて、サイクルコンピュータ１００の構成について構成する。上述したように、サイクルコンピュータ１００は、各検出装置２〜５、各検出装置２〜５から出力される検出信号に基づいて右側仕事率を算出する右側仕事率検出装置６、各検出装置２〜５から出力される検出信号に基づいて左側仕事率を算出する左側仕事率検出装置７及びサイクルコンピュータ１００の全体を統括し、制御する本体１を有する。

最初に、左側仕事率検出装置７について説明する。左側仕事率検出装置７は、左側検出信号受信部７１、左側制御部７２、左側情報記憶部７３及び左側仕事率データ送信部７４を有する。

左側検出信号受信部７１は、クランク回転角度検出装置２、左ペダル作用力検出装置４、及び、ケイデンス検出装置５から送信された各検出信号を受信するインターフェースである。

左側制御部７２は、ＣＰＵ７２ａ、ＲＯＭ７２ｂ及びＲＡＭ７２ｃ等を具備するマイクロコンピュータからなり、左側検出信号受信部７１が受信した検出信号に基づいて左側仕事率を算出する。具体的に、左側制御部７２は、左ペダル作用力を算出すると共に、ケイデンス検出装置５からのケイデンス検出信号に基づいてクランクＢ３１の回転数を算出して、これらに基づいて左側仕事率を算出する。また、左側制御部７２は、クランク回転角度検出信号に基づいて、クランク回転角度を算出する。なお、左側制御部７２のＲＯＭ７２ｂには、ＣＰＵ７２ａが実行する左側仕事率の算出及びクランク回転角度の算出等を実行するためのプログラムコードが予め記憶されている。ＲＡＭ７２ｃは、ＣＰＵ７２ａが左側仕事率の算出処理を実行する際に行う演算処理において、データ等のワーキングエリアとして機能する。

左側情報記憶部７３は、ＲＡＭからなり、左側制御部７２によって算出された左側仕事率を示す左側仕事率データ等の所定情報を記憶する。

左側仕事率データ送信部７４は、左側制御部７２によって算出された左側仕事率を示す左側仕事率データを右側仕事率検出装置６の左側仕事率データ受信部６４に送信するインターフェースである。

次に、右側仕事率検出装置６について説明する。右側仕事率検出装置６は、右側検出信号受信部６１、右側制御部６２、右側情報記憶部６３、左側仕事率データ受信部６４、及び、全体仕事率データ送信部６５を有する。

右側検出信号受信部６１は、クランク回転角度検出装置２、右ペダル作用力検出装置３、及び、ケイデンス検出装置５から送信された各検出信号を受信するインターフェースである。

右側制御部６２は、ＣＰＵ６２ａ、ＲＯＭ６２ｂ及びＲＡＭ６２ｃ等を具備するマイクロコンピュータからなり、各種検出信号に基づいて右側仕事率を算出する。具体的に、右側制御部６２は、上述の推進力用ブリッジ回路３Ａからの出力値Ｘ１及び損失力用ブリッジ回路３Ｂからの出力値Ｙ１に基づいて右ペダル作用力を算出すると共に、ケイデンス検出装置５からのケイデンス検出信号に基づいてクランクＢ３１の回転数を算出して、これらに基づいて右側仕事率を算出する。また、右側制御部６２は、クランク回転角度検出信号に基づいて、クランク回転角度も算出する。なお、右側制御部６２のＲＯＭ６２ｂには、ＣＰＵ６２ａが実行する右側仕事率の算出及びクランク回転角度の算出等を実行するためのプログラムコードが予め記憶されている。ＲＡＭ６２ｃは、ＣＰＵ６２ａが右側仕事率の算出処理を実行する際に行う演算処理において、データ等のワーキングエリアとして機能する。

左側仕事率データ受信部６４は、左側仕事率検出装置７から送信された左側仕事率データを受信するインターフェースである。

右側情報記憶部６３は、ＲＡＭからなり、右側制御部６２が算出した右側仕事率を示す右側仕事率データ及び左側仕事率データ受信部６４が受信した左側仕事率データ等の所定情報を記憶する。

また、右側制御部６２は、右側情報記憶部６３に記憶されている右側仕事率データが示す右側仕事率と左側仕事率データが示す左側仕事率とを合算して、全体仕事率を算出する。

全体仕事率データ送信部６５は、右側制御部６２によって算出された全体仕事率を示す全体仕事率データを本体１に送信するインターフェースである。

次に、本体１について説明する。本体１は、全体仕事率データ受信部１１、本体制御部１２、本体情報記憶部１３、情報入力部１４、情報表示部１５及び警告報知部１６を有する。

全体仕事率データ受信部１１は、右側仕事率検出装置６の全体仕事率データ送信部６５から送信された全体仕事率データを受信するインターフェースである。

本体制御部１２は、ＣＰＵ１２ａ、ＲＯＭ１２ｂ及びＲＡＭ１３ｃ等を具備するマイクロコンピュータからなり、受信された全体仕事率データに基づいて基準時間である現時点から過去に遡った複数の特定期間における仕事率の平均である平均仕事率を算出する。なお、複数の特定期間に係る平均仕事率の算出方法については後述する。

情報入力部１４は、操作可能な操作部１４ａ〜１４ｃを備え（図２参照）、操作部１４ａ〜１４ｃが受けた操作に伴う入力信号を操作に対応する制御情報に変換して本体制御部１２へ送信する。なお、本実施の形態において、操作部１４ａ、１４ｃは押下操作可能なボタン構造からなり、１４ｂは十字キー構造からなる。運転者は、これら操作部１４ａ〜１４ｃの操作の組み合わせによって、運転者や自転車に関する所定の固有情報等の入力が可能となる。なお、本実施の形態における所定の固有情報として、運転者固有の平均仕事率の基準値と特定期間との関係を表す基準値時間関係式を算出するためのパラメータ（以下、「基準値時間関係式用パラメータ」という）であるクリティカルパワー（ＣＰ：理論的に疲労を引き起こさないで持続される仕事率（パワー）の最大値）及び再生不可能な無酸素作業容量（ＡＷＣ）が設定されている。

本体制御部１２は、情報入力部１４により入力された基準値時間関係式用パラメータに基づいて基準値時間関係式を算出する。さらに、本体制御部１２は、複数の特定期間に対する平均仕事率の算出値と基準値時間関係式とに基づいて、同一の平均仕事率に対する算出値に係る特定期間と基準値に係る特定期間との差分（以下、「特定期間差分」という）を算出して表示すると共に、特定期間差分の中で最小のもの（以下、「最小差分」という）と当該差分に係る閾値とを比較し、最小差分が閾値以下であれば所定の態様で警告報知を行う。なお、本体制御部１２のＲＯＭ１２ｂには、ＣＰＵ１２ａが実行するサイクルコンピュータ１００としての基本処理及び上述の平均仕事率の算出並びに特定期間差分の算出等を実行するためのプログラムコードが予め記憶されている。ＲＡＭ１２ｃは、ＣＰＵ１２ａがサイクルコンピュータ１００としての基本処理等を実行する際に行う演算処理において、データ等のワーキングエリアとして機能する。

本体情報記憶部１３は、ＲＡＭからなり、情報入力部１４によって入力された基準値時間関係式用パラメータ、本体制御部１２によって算出された基準値時間関係式、平均仕事率の算出値を示す平均仕事率算出値データ、本体制御部１２によって算出された特定期間差分を示す特定期間差分算出値データ等を記憶する。

情報表示部１５は、液晶ディスプレイで構成されており、基準値時間関係式を表すグラフ（以下、「基準値時間グラフ」という）並びに平均仕事率の算出値と特定期間との関係を表すグラフ（以下、「算出値時間グラフ」という）、及び、算出された特定期間差分の中で最小のもの等の所定情報を表示する。なお、情報表示部１５をタッチパネル方式にして、情報入力部１４と一体化することも可能である。

警告報知部１６は、スピーカーで構成されており、上述の通り、最小差分が閾値以下である場合、所定のアラートを鳴動する。

次に、図９を用いて本体１の本体制御部１２によるメイン処理を説明する。まず、本体制御部１２は、所定の電源切換スイッチ（図示無し）の操作により電源が投入されると、ステップＳ１において、上述した基準値時間関係式用パラメータを含む所定の固有情報等の所望の情報の入力を受け付ける。この際、例えば、本体制御部１２は、当該入力操作を促す表示を情報表示部１５に表示させることが可能である。

そして、本体制御部１２は、例えばＳ１において情報入力処理の完了を示す操作が行われる等して、情報入力処理が完了すると、Ｓ２において上述した基準値時間関係式用パラメータに基づいて基準値時間関係式を算出し、本体情報記憶部１３に記憶すると共に、情報表示部１５に基準値時間グラフを表示する。

なお、情報入力処理の完了を示す操作として、例えば、情報表示部１５に情報入力の「確定」を表示すると共に、カーソル等によって選択可能にしておき、所定の操作部（例えば、操作部１４ｃ）の操作が行われることで情報入力処理の完了とすることができる。また、基準値時間関係式は次の数（１）で与えられる。さらに、グラフの表示方法として、例えば、図１１に示すように、縦軸（Ｙ軸）を平均仕事率Ｐ［Ｗ］とし、横軸（Ｘ軸）を特定期間ｄ［ｔ］の対数とする座標上に基準値時間関係式をグラフで表示する。

［数１］
Ｐ_ｒｅｆ（ｄ）＝ＣＰ＋ＡＷＣ／ｄ

本体制御部１２は、Ｓ３において、複数の特定期間に係る平均仕事率を算出するための計測をスタートする。具体的に、ＲＡＭ１２ｃに設けられた平均仕事率用のタイマカウンタにより計測を開始させる。なお、本実施の形態において、タイマカウンタは４ミリ秒毎に更新されるものとする。

本体制御部１２は、Ｓ４において、全体仕事率データ受信部１１により受信された全体仕事率データを本体情報記憶部１３に記憶する。

本体制御部１２は、Ｓ５において、現在の時間、すなわち、上記の平均仕事率用のタイマカウンタが示すカウンタ値を確認して、当該カウンタ値を時間データとして取得し、Ｓ４で記憶された全体仕事率データに対応付けて本体情報記憶部１３に記憶する。

本体制御部１２は、Ｓ６において、平均仕事率用のタイマカウンタのカウンタ値が予め設定された所定の平均仕事率算出時間（１．０秒、２．０秒、３．０秒・・・と１秒間隔）であるか否かを確認する。

本体制御部１２は、平均仕事率算出時間ではないと判定するとＳ４に処理を戻し、平均仕事率算出時間であると判定するとＳ７に処理を移す。

本体制御部１２は、Ｓ７において、現在（最新）から複数の指定時間遡った特定期間（ｄ_{ｉ＝１〜１１}）における全体仕事率の平均を算出する。具体的に、本体制御部１２は、各特定期間ｄ_ｉについて全体仕事率の総和を算出し、各全体仕事率の総和を各特定期間ｄ_ｉで除算して、複数の平均仕事率を算出する。そして、本体制御部１２は、各平均仕事率の算出値Ｐ_{ｉ＝１〜１１}を特定期間ｄ_ｉに対応付けて本体情報記憶部１３に記憶する。なお、本実施の形態では、指定時間として、１秒（ｉ＝１）、３秒（ｉ＝２）、５秒（ｉ＝３）、１５秒（ｉ＝４）、３０秒（ｉ＝５）、１分（ｉ＝６）、３分（ｉ＝７）、５分（ｉ＝８）、１０分（ｉ＝９）、２０分（ｉ＝１０）及び３０分（ｉ＝１１）が設定されている。なお、本体制御部１２は、平均仕事率用のタイマカウンタのカウンタ値が所定の特定期間に満たない場合、その特定期間に対する平均仕事率を「０」とする。

本体制御部１２は、Ｓ８において、Ｓ７で算出した複数の特定期間に係る平均仕事率に基づいて、特定期間ｄ_ｉと平均仕事率の算出値Ｐ_ｉとの関係を示す算出値時間グラフを情報表示部１５に表示する（図１２参照）。ここで、このグラフの表示方法として、例えば、図１２に示すように、縦軸（Ｙ軸）を平均仕事率Ｐ［Ｗ］とし、横軸（Ｘ軸）を特定期間ｄ［秒］の対数とする座標上に、複数の特定期間ｄ_ｉに対する平均仕事率の算出値Ｐ_ｉをプロットし、プロットした点Ｘ_{ｉ＝１〜１１}を直線で結ぶ。

本体制御部１２は、Ｓ９において、平均仕事率の基準値時間関係式に、Ｓ８で算出された複数の平均仕事率の算出値Ｐ_ｉを代入して、基準値時間関係式においてこれらの算出値Ｐ_ｉとなる特定期間ｄ_{ｒｅｆ＿ｉ}を算出し、同一の平均仕事率に対する特定期間の差分ｒ_ｉ（以下、「特定期間差分ｒ_ｉ」という）を算出する（図１１参照）。具体的に、本体制御部１２は、基準値時間関係式を変形した次の数（２）に平均仕事率の算出値Ｐ_ｉを代入して、基準値時間関係式の平均仕事率の算出値Ｐ_ｉに対する特定期間ｄ_{ｒｅｆ＿ｉ}を算出し、基準値時間関係式に係る特定期間ｄ_{ｒｅｆ＿ｉ}から指定期間に係る特定期間ｄ_ｉを減算して、特定期間差分ｒ_ｉを算出する。

［数２］
ｄ_{ｒｅｆ＿ｉ}＝ＡＷＣ／（Ｐ_ｉ−ＣＰ）

本体制御部１２は、Ｓ１０において、Ｓ９で算出した特定期間差分ｒ_ｉの中で最小のもの（以下、「最小差分」という）を情報表示部１５の所定領域に具体的に数字で表示する（図１２参照）。また、本体制御部１２は、最小差分を情報表示部１５に図示する。具体的には、算出値時間グラフにおける最小差分に係る点から基準値時間グラフへ水平に延ばした点までベクトルで表示する（図１２参照）。

本体制御部１２は、Ｓ１１において、最小差分が予め設定された閾値以下であるか否かを判定する。本体制御部１２は、最小差分が閾値以下ではないと判定するとＳ１３に処理を移し、最小差分が閾値以下であると判定するとＳ１２において、警告報知部１６を用いて警告報知を行い、Ｓ１３に処理を移す。

本体制御部１２は、Ｓ１３において、所定の計測終了操作があったか否かを判定する。本体制御部１２は、所定の計測終了操作がなかったと判定すると、Ｓ３に処理を移し、所定の計測終了操作があったと判定すると、当該メイン処理を終了する。

次に、図１０〜図１２を用いて、平均仕事率、平均仕事率差分及び平均仕事率差分の表示について説明する。図１０の上側の図のグラフは、縦軸が仕事率Ｐ（Ｗ）で横軸が経過時間ｔ（ｍｉｎ）からなる仕事率と経過時間との関係を表すグラフである。ここで、所定の基準となる経過時間（本実施の形態において「現時点（最新の時刻）」）から複数の指定時間遡った特定期間における全体仕事率の総和をそれぞれ計算し、これらの総和を対応する特定期間で割った値がその特定期間の平均仕事率となる。本実施の形態においては、特定期間として、１ｓｅｃ、３ｓｅｃ、５ｓｅｃ、１５ｓｅｃ、３０ｓｅｃ、１ｍｉｎ、３ｍｉｎ、５ｍｉｎ、１０ｍｉｎ、２０ｍｉｎ及び３０ｍｉｎが設定されている。縦軸（Ｙ軸）を平均仕事率Ｐ［Ｗ］とし、横軸（Ｘ軸）を特定期間ｄ［ｔ］の対数とする座標上に、特定期間に対する平均仕事率の算出値をプロットし、当該プロットを直線で結んだものが、算出値時間グラフとなる（図１０の下側の図）。

次に、図１１を用いて、特定期間差分ｒ_ｉについて説明する。図１１は縦軸（Ｙ軸）が平均仕事率Ｐ（Ｗ）で横軸（Ｘ軸）が特定期間ｄ（ｔ）を対数表示したものである。そして、左側のグラフが算出値時間グラフを表し、右側のグラフが基準値時間グラフを表す。算出値時間グラフ上の指定時間に係る特定期間ｄ_ｉに対する平均仕事率の算出値Ｐ_ｉ（Ｘ_ｉ）から水平に延ばした直線と基準値時間グラフとの交点のＸ軸成分である特定期間ｄ_{ｒｅｆ＿ｉ}までの距離が特定期間差分ｒ_ｉとなる。

図１１及び図１２の例では、算出値時間グラフが基準値時間グラフの左側にあり、現在当該運転者については最適なペースを下回るペースで走行していることが表されている。また、特定期間ｄ_３（＝５ｓ）に対する特定期間差分ｒ_３が最小となっている。すなわち、平均仕事率Ｐ_３のペースを維持したまま特定期間差分ｒ_３走行を続ける、換言すれば、算出値時間グラフを基準値時間グラフに近付けるように走行することが現在の最適なペース配分であることを表している。

このように、複数の特定期間における平均仕事率が算出され、表示されるので、当該平均仕事率をトレーニングやサイクリングの運動に対する指標として用いることで運転者は現状に応じた最適なペース配分で走行し、効果の良い且つ適切なトレーニング等を行うことができる。さらに、特定期間の基準が現時点であるので、トレーニング等の指標が正確になる。また、平均仕事率の基準値と特定期間との関係式が算出され、表示されるので、一層最適なペース配分で走行し、効果の良い且つ適切なトレーニング等を行うことができる。また、平均仕事率の基準値と特定期間との関係式は運転者固有のものであるので、トレーニング等が一層効果の良い且つ適切なものとなる。さらに、特定期間差分が算出され、表示されるので、最適なペース配分を容易に理解することができる。

なお、算出値時間グラフが基準値時間グラフの右側にあり、現在当該運転者については最適なペースを上回るペースで走行している場合も同様に、算出値時間グラフを基準値時間グラフに近付けるようにペースダウンさせて走行することが最適なペース配分であることが示されていることとなる。なお、考え方によれば、運転者にとって現在のオーバーペースが無理のない状態であれば、現在のペースを維持して基準値を更新させることができる。このように、複数の特定期間に対する平均仕事率の算出値と基準値との関係（平均仕事率の算出値時間グラフ及び基準値時間グラフ）を走行（運動）時の指標として用いることで、トレーニング等に活用することができる。

なお、図１１及び図１２の例では、最小差分を具体的に数字で表示しているが、表示内容はこれに限られず、同一の特定期間に対する平均仕事率の算出値Ｐ_ｉと基準値Ｐ_ｒｅｆとの差分の中で最小のもの等他の情報を表示することもできる。また、表示内容は一つに限らず複数にしてもよい。なお、この表示内容は、予め設定しておくことが可能である。また、例えば、メイン処理のＳ１の情報入力処理において、操作部１４ａ〜１４ｃの操作により選択することも可能である。また、平均仕事率の算出値と特定期間との関係及び基準値と特定期間との関係がグラフで表示されているが、マトリックス状の表を用いて数字で表示することも可能である。

また、図１１及び図１２の例に示すように、現在最適なペースを下回るペースで走行しており、算出値時間グラフを基準値時間グラフに近付けて最適なペースになるように走行する場合、最適なペースになる所定時間前からカウントダウン表示を情報表示部１５にするようにすることもできる。これにより、遊技者は目標到達を容易に認識することができる。

また、本実施の形態では、特定期間における仕事率の平均が算出されているが、仕事率の平均に限られず、特定期間を代表する値として、最頻値や中央値などの各特定期間における仕事率の算出値の分布の中心的な位置を表現するための他の要約統計量を算出することもできる。

また、算出値時間グラフが基準値時間グラフの右側にあり、現在当該運転者については最適なペースを上回るペースで走行している場合、特定期間差分ｒ_ｉの具体的な数字での表示は「−○○：○○」とマイナスで表示することも可能であり、また「−」と測定不能の表示をすることもできる。

また、本実施の形態では、最小差分が閾値以下になると警告報知としてアラート音が鳴動するが、警告報知として情報表示部１５の背景色又は所定の文字・グラフが通常とはことなる特別な態様に変化するようにすることも可能である。

また、本実施の形態では、基準値時間関係式用パラメータをメイン処理のＳ１の情報入力処理において入力させているが、例えば、自転車の走行毎に各特定期間の平均仕事率の算出値Ｐ_ｉを記憶しておき、過去の平均仕事率の算出値Ｐに基づいて算出することも可能である。このように更新されることで、トレーニング用の指標が一層正確になる。

また、本実施の形態では、平均仕事率用のタイマカウンタのカウンタ値が所定の特定期間に満たない場合、その特定期間に対する平均仕事率を「０」としているが、当該特定期間については、現在の平均仕事率の総和を算出し、各特定期間で除算した値をその特定期間に対する平均仕事率の算出値とすることもできる。

また、本実施の形態では、本発明の計測装置がサイクルコンピュータ１００で構成され、自転車に対して適用されるが、これに限られず、設置式のトレーニング用自転車やスワンボートに適用することも可能である。また、特定期間及び平均仕事率を検出できるのであれば、水泳やマラソンなどに適用することも可能である。

また、平均仕事率の算出や特定期間差分の算出等の処理はサイクルコンピュータ１００の本体１の本体制御部１２のＲＯＭ１２ｂに内蔵されたプログラムに基づいて実行されるが、ＣＤ等の当該プログラムが記録された記録媒体を用いることもできる。当該プログラムは、予めＲＯＭ１２ｂに記憶させておくことも、ダウンロードして取得することも可能である。また、本体１を所定のサーバと通信可能とさせておき、当該サーバ上のプログラムを利用して平均仕事率の算出や特定期間差分の算出等の処理を実行することも可能である。

１ 本体
２ クランク回転角度検出装置
３ 右ペダル作用力検出装置
４ 左ペダル作用力検出装置
５ ケイデンス検出装置
６ 右側仕事率検出装置
７ 左側仕事率検出装置
１２ 本体制御部
１３ 本体情報記憶部
１５ 情報表示部
２１ 被センシング部
２２ センシング部
１００ サイクルコンピュータ
Ｂ 自転車
Ｂ３ 駆動機構
Ｂ３１ クランク
Ｂ３１１ 右クランクシャフト
Ｂ３１２ 左クランクシャフト
Ｂ３２ ペダル
Ｂ３２１ 右ペダル
Ｂ３２２ 左ペダル
Ｂ３３ チェーン
Ｂ３４ チェーンリング
Ｂ４ ハンドル

上記課題を解決するために、本発明に係る計測装置は、検出対象の仕事率を検出する仕事率検出手段と、前記仕事率検出手段により検出された仕事率を時間に対応付けて記憶可能な仕事率記憶手段と、前記仕事率記憶手段が記憶する仕事率を用いて、所定の基準時間から過去に遡った複数の特定期間における仕事率の代表値を算出する代表値算出手段と、予め設定された前記仕事率の代表値の基準値を前記特定期間に対応付けて記憶する基準値記憶手段と、前記代表値算出手段によって算出された前記仕事率の代表値の算出値及び前記基準値記憶手段が記憶する前記仕事率の代表値の基準値に基づいて、同一の前記特定期間に係る前記算出値と前記基準値との差分、又は、同一の前記仕事率の代表値に係る前記算出値に対応する特定期間と前記基準値に対応する特定期間との差分を算出する差分算出手段と、を備えることを特徴とする。
また、上記課題を解決するために、本発明に係る計測装置は、検出対象の仕事率を検出する仕事率検出手段と、前記仕事率検出手段により検出された仕事率を複数の時間に対応付けて記憶可能な仕事率記憶手段と、前記仕事率記憶手段が記憶する仕事率を用いて、少なくとも、所定の基準時間から第１時間過去に遡った第１特定期間における仕事率の代表値である第１代表値と、前記所定の基準時間から前記第１時間とは異なる第２時間過去に遡った第２特定期間における仕事率の代表値である第２代表値と、を算出する代表値算出手段と、を備えることを特徴とする。
また、上記課題を解決するために、本発明に係る計測方法は、検出対象の仕事率を検出する仕事率検出手段により検出された仕事率を用いて、所定の基準時間から過去に遡った複数の特定期間における仕事率の代表値を算出する代表値算出工程と、予め設定された前記仕事率の代表値の基準値を前記特定期間に対応付けて記憶する基準値記憶手段が記憶する当該仕事率の代表値の基準値、及び、前記代表値算出工程によって算出された仕事率の代表値の算出値に基づいて、同一の前記特定期間に係る前記算出値と前記基準値との差分、又は、同一の前記仕事率の代表値に係る前記算出値に対応する特定期間と前記基準値に対応する特定期間との差分を算出する差分算出工程と、を有することを特徴とする。
また、上記課題を解決するために、本発明に係る計測プログラムは、コンピュータに、検出対象の仕事率を検出する仕事率検出手段により検出された仕事率を用いて、所定の基準時間から過去に遡った複数の特定期間における仕事率の代表値を算出する代表値算出機能と、予め設定された前記仕事率の代表値の基準値を前記特定期間に対応付けて記憶する基準値記憶手段が記憶する当該仕事率の代表値の基準値、及び、前記代表値算出機能によって算出された仕事率の代表値の算出値に基づいて、同一の前記特定期間に係る前記算出値と前記基準値との差分、又は、同一の前記仕事率の代表値に係る前記算出値に対応する特定期間と前記基準値に対応する特定期間との差分を算出する差分算出機能と、を実現させることを特徴とする。

Claims (8)

1. 検出対象の仕事率を検出する仕事率検出手段と、
   前記仕事率検出手段により検出された仕事率を時間に対応付けて記憶可能な仕事率記憶手段と、
   前記仕事率記憶手段が記憶する仕事率を用いて、所定の基準時間から過去に遡った複数の特定期間における仕事率の代表値を算出する代表値算出手段と、
   を有することを特徴とする計測装置。
2. 前記所定の基準時間は現在であることを特徴とする請求項１に記載の計測装置。
3. 予め設定された前記仕事率の代表値の基準値を前記特定期間に対応付けて記憶する基準値記憶手段と、
   前記代表値算出手段によって算出された前記仕事率の代表値の算出値及び前記基準値記憶手段が記憶する前記仕事率の代表値の基準値に基づいて、同一の前記特定期間に係る前記算出値と前記基準値との差分、又は、同一の前記仕事率の代表値に係る前記算出値に対応する特定期間と前記基準値に対応する特定期間との差分を算出する差分算出手段と、
   前記差分を表示する差分表示手段と、を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の計測装置。
4. 前記差分が予め設定された所定範囲であるか否かを判定する判定手段と、
   前記判定手段により前記差分が前記所定範囲内であると判定された場合、前記差分が前記所定範囲内である旨を報知する報知手段と、を有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一に記載の計測装置。
5. 前記仕事率の代表値の算出値と前記特定期間との関係、及び／又は、前記仕事率の代表値の基準値と前記特定期間との関係を図形で表示する図形表示手段を有することを特徴とする請求項３又は４に記載の計測装置。
6. 検出対象の仕事率を検出する仕事率検出手段により検出された仕事率を用いて、所定の基準時間から過去に遡った複数の特定期間における仕事率の代表値を算出する算出工程を有することを特徴とする計測方法。
7. コンピュータに、
   検出対象の仕事率を検出する仕事率検出手段により検出された仕事率を用いて、所定の基準時間から過去に遡った複数の特定期間における仕事率の代表値を算出する算出機能を実現させることを特徴とする計測プログラム。
8. 請求項７に記載の計測プログラムを記録した記録媒体。

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