(57)【要約】【課題】リーン乗物に対し取り付けられた計測装置を用いて、乗物座標系に従う挙動情報を精度良く取得する。【解決手段】挙動情報推定方法は、傾斜状態で走行可能でかつ、傾斜状態で乗物を自立静止するためのスタンド部材を備える乗物に対して取り付けられる３軸加速度センサを用いて、乗物の挙動情報を推定する挙動情報推定方法であって、乗物が直立したまま静止した直立静止状態と、スタンド部材が用いられて乗物が傾斜したまま静止した傾斜静止状態の２つの状態において、３軸加速度センサにより加速度計測値を取得する静止計測値取得工程と、直立静止状態及び傾斜静止状態の加速度計測値に基づいて、乗物の走行状態における３軸加速度センサの加速度計測値を、乗物に対して予め規定される乗物座標系に従う値に変換して挙動情報を推定する挙動推定工程と、を有する。【選択図】図３
2020104786.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
傾斜状態で走行可能でかつ、傾斜状態で乗物を自立静止するためのスタンド部材を備える乗物に対して取り付けられる３軸加速度センサを用いて、前記乗物の挙動情報を推定する挙動情報推定方法であって、
前記乗物が直立したまま静止した直立静止状態と、前記スタンド部材が用いられて前記乗物が傾斜したまま静止した傾斜静止状態の２つの状態において、前記３軸加速度センサにより加速度計測値を取得する静止計測値取得工程と、
前記直立静止状態及び前記傾斜静止状態の前記加速度計測値に基づいて、前記乗物の走行状態における前記３軸加速度センサの加速度計測値を、前記乗物に対して予め規定される乗物座標系に従う値に変換して前記挙動情報を推定する挙動推定工程と、を有する、挙動情報推定方法。
【請求項２】
前記乗物座標系は、互いに直交する前記乗物の前後軸、左右軸及び上下軸からなり、
前記３軸加速度センサには、互いに直交するセンサ第１軸、センサ第２軸及びセンサ第３軸からなるセンサ座標系が予め規定され、前記３軸加速度センサは、前記センサ座標系に従った３軸方向の加速度をそれぞれ計測し、
前記挙動推定工程は、
前記静止計測値取得工程で計測される前記加速度計測値に基づいて、前記センサ座標系を前記乗物座標系に変換する座標変換規則を導出し、記憶する変換規則導出段階と、
前記座標変換規則に基づいて、前記乗物の走行状態における前記３軸加速度センサの加速度計測値を前記乗物座標系に従う値に変換する変換段階と、を含む、請求項１に記載の挙動情報推定方法。
【請求項３】
前記静止計測値取得工程では、前記直立静止状態及び前記傾斜静止状態の各々において、予め定める計測時間にわたって計測される複数の前記加速度計測値を取得し、
前記挙動推定工程では、前記直立静止状態及び前記傾斜静止状態の各々の前記複数の加速度計測値に基づいて、前記乗物の走行状態における前記３軸加速度センサの加速度計測値を前記乗物座標系に従う値に変換する、請求項１又は２に記載の挙動情報推定方法。
【請求項４】
前記静止計測値取得工程では、前記計測時間にわたって計測された前記複数の加速度計測値のばらつき度合が所定の設定値より大きかった場合、新たに予め定める計測時間にわたって計測された複数の加速度計測値を取得する、請求項３に記載の挙動情報推定方法。
【請求項５】
前記静止計測値取得工程は、前記直立静止状態及び前記傾斜静止状態の各々における前記加速度計測値の取得が完了した場合に、前記加速度計測値の取得の完了を報知する報知段階を含む、請求項１〜４のいずれか１項に記載の挙動情報推定方法。
【請求項６】
前記静止計測値取得工程では、操作者による取得指示があってから予め定める待機時間経過後に計測される前記３軸加速度センサ計測値を取得する、請求項１〜５のいずれか１項に記載の挙動情報推定方法。
【請求項７】
前記静止計測値取得工程は、前記乗物が前記直立静止状態及び前記傾斜静止状態のいずれかの状態をとるよう操作者に対して指示する表示画面を表示装置に表示する指示段階を含む、請求項１〜６のいずれか１項に記載の挙動情報推定方法。
【請求項８】
前記３軸加速度センサには、互いに直交するセンサ第１軸、センサ第２軸及びセンサ第３軸からなるセンサ座標系が予め規定され、
前記３軸加速度センサは、前記センサ座標系における前記センサ第１軸、前記センサ第２軸及び前記センサ第３軸の各々の方向の加速度を計測するとともに、前記センサ第１軸、前記センサ第２軸及び前記センサ第３軸の各々の回りの角速度を計測するように構成される、請求項１〜７のいずれか１項に記載の挙動情報推定方法。
【請求項９】
前記３軸加速度センサは、装着者によって姿勢及び位置の少なくともいずれかかが選択可能に、前記乗物に着脱可能に構成されている、請求項１〜８のいずれか１項に記載の挙動情報推定方法。
【請求項１０】
傾斜状態で走行可能な乗物に対して取り付けられる３軸加速度センサを用いて、前記乗物の挙動情報を推定する挙動情報推定プログラムであって、
コンピュータを、
前記乗物が直立したまま静止した直立静止状態と、前記乗物が傾斜したまま静止した傾斜静止状態の２つの状態において、前記３軸加速度センサにより加速度計測値を取得する静止計測値取得部、及び、
前記直立静止状態及び前記傾斜静止状態の前記加速度計測値に基づいて、前記乗物に対して予め規定される乗物座標系に従う加速度計測値を推定する挙動推定部、として機能させる、挙動情報推定プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動二輪車等の傾斜状態で走行可能な乗物の挙動を推定するための挙動情報推定方法及び挙動情報推定プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
自動二輪車等の傾斜状態で走行可能な乗物、いわゆるリーン乗物について、乗物座標系に従う挙動情報を測定するための方法が種々提案されている。例えば、特許文献１には、自動二輪車のバンク角を測定するために、自動二輪車に装着されるジャイロセンサを用いることが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１７−６５３０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
車体挙動を測定するための計測装置で得た情報を車体の挙動情報として利用するためには、車体に対する計測装置の相対位置を精度良く把握することが求められる。言い換えると、車体に対する計測装置の取付位置が所定位置からずれると、推定精度が低下してしまう。また車体に予め搭載されているセンサを使用する代わりに、後付けで車体に取り付けた外部装置を使用することも考えられる。この場合、外部装置側で得た情報を車体の挙動情報として利用するためには、車体とそれに取り付けられる外部装置との相対位置を外部装置側で精度良く把握することが求められる。
【０００５】
そこで、本発明は、リーン乗物に対し取り付けられた計測装置を用いて、乗物座標系に従う挙動情報を精度良く取得することができる挙動情報推定方法及び挙動情報推定プログラムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の課題を解決するために、本発明に係る挙動情報推定方法は、傾斜状態で走行可能でかつ、傾斜状態で乗物を自立静止するためのスタンド部材を備える乗物に対して取り付けられる３軸加速度センサを用いて、前記乗物の挙動情報を推定する挙動情報推定方法であって、前記乗物が直立したまま静止した直立静止状態と、前記スタンド部材が用いられて前記乗物が傾斜したまま静止した傾斜静止状態の２つの状態において、前記３軸加速度センサにより加速度計測値を取得する静止計測値取得工程と、前記直立静止状態及び前記傾斜静止状態の前記加速度計測値に基づいて、前記乗物の走行状態における前記３軸加速度センサの加速度計測値を、前記乗物に対して予め規定される乗物座標系に従う値に変換して前記挙動情報を推定する挙動推定工程と、を有する。
【０００７】
乗物の静止状態では、重力による力が加速度（力）として生じているだけである。このことから、直立静止状態の加速度計測値に基づくことで、乗物の直立状態における重力方向（重力ベクトル）、すなわち乗物上下軸の向きを把握することができる。また乗物の傾斜静止状態は、直立静止状態に対して、乗物前後軸回りに角変位した乗物姿勢である。言い換えると傾斜静止状態の乗物前後軸の向きは、直立静止状態の乗物前後軸の向きと同じとなる。このことから直立静止状態の乗物上下軸の向きと、乗物前後軸回りに角変位した傾斜静止状態の乗物上下軸の向きとに基づいて、幾何学的演算によって、乗物前後軸の向き、乗物左右軸の向きを把握することができる。このようにして乗物座標系（乗物前後軸、乗物左右軸、乗物上下軸）を把握できる。また、乗物の走行状態における加速度計測値を乗物座標系に従った値に変換して、走行時の乗物の挙動情報を得ることができる。
【０００８】
直立静止状態では、乗物の自重が乗物の底面で支えられるため、操作者が乗物の自重を支える必要がなく、静止した状態を安定して保つことができる。またスタンド部材を用いた傾斜静止状態では、操作者が乗物を支える必要がなく、静止した状態を安定して保つことができる。このように乗物の静止状態の加速度計測値を取得する際に、操作者の負担を軽減するとともに、乗物を安定して静止させた状態で加速度計測値を取得でき、容易に且つ精度よく、挙動情報を得ることができる。
【０００９】
また、乗物に対する３軸加速度センサの取付位置が予め定まっていない場合や、取付位置が予め定まっている場合でも車体に対する３軸加速度センサの位置や姿勢がずれる場合がある。このような場合でも、静止計測値取得工程を経ることで、車体に対する３軸加速度センサの現在の位置や姿勢を精度良く把握できるため、精度よく挙動情報を得ることができる。
【００１０】
また、上記の挙動情報推定方法において、前記乗物座標系は、互いに直交する前記乗物の前後軸、左右軸及び上下軸からなり、前記３軸加速度センサには、互いに直交するセンサ第１軸、センサ第２軸及びセンサ第３軸からなるセンサ座標系が予め規定され、前記３軸加速度センサは、前記センサ座標系に従った３軸方向の加速度をそれぞれ計測し、前記挙動推定工程は、前記静止計測値取得工程で計測される前記加速度計測値に基づいて、前記センサ座標系を前記乗物座標系に変換する座標変換規則を導出し、記憶する変換規則導出段階と、前記座標変換規則に基づいて、前記乗物の走行状態における前記３軸加速度センサの加速度計測値を前記乗物座標系に従う値に変換する変換段階と、を含んでもよい。この方法によれば、座標変換規則を導出することで、センサ座標系から乗物座標系への変換を数値処理装置を用いて実現することができる。また、座標変換規則を記憶することで、走行のたびに静止計測値取得工程を経る必要がなく、利便性を向上させることができる。
【００１１】
また、上記の挙動情報推定方法において、前記静止計測値取得工程では、前記直立静止状態及び前記傾斜静止状態の各々において、予め定める計測時間にわたって計測される複数の前記加速度計測値を取得し、前記挙動推定工程では、前記直立静止状態及び前記傾斜静止状態の各々の前記複数の加速度計測値に基づいて、前記乗物の走行状態における前記３軸加速度センサの加速度計測値を前記乗物座標系に従う値に変換してもよい。この方法によれば、静止計測値取得工程において予め定める計測時間にわたって計測された複数の加速度計測値に基づいて、走行状態における加速度計測値の変換を行なうため、ノイズや振動などの影響を抑えることができ、挙動情報の推定精度を向上することができる。
【００１２】
また、上記の挙動情報推定方法において、前記静止計測値取得工程では、前記計測時間にわたって計測された前記複数の加速度計測値のばらつき度合が所定の設定値より大きかった場合、新たに予め定める計測時間にわたって計測された複数の加速度計測値を取得してもよい。この方法によれば、挙動情報の推定精度を向上することができる。
【００１３】
また、上記の挙動情報推定方法において、前記静止計測値取得工程は、前記直立静止状態及び前記傾斜静止状態の各々における前記加速度計測値の取得が正常に完了した場合に、前記加速度計測値の取得の完了を報知する報知段階を含んでもよい。この方法によれば、加速度計測値の取得が完了した後の動作への移行を操作者に判断させやすくすることができる。例えば直立静止状態から傾斜静止状態への移行時期を操作者に判断させやすくして、利便性を向上できる。
【００１４】
また、上記の挙動情報推定方法において、前記静止計測値取得工程では、操作者による取得指示があってから予め定める待機時間経過後に計測される前記３軸加速度センサ計測値を取得してもよい。この方法によれば、乗物に対する３軸加速度センサの取り付けや操作者による取得指示のための操作に伴う振動の影響を抑制でき、挙動情報の推定精度を向上することができる。
【００１５】
また、上記の挙動情報推定方法において、前記静止計測値取得工程は、前記乗物が前記直立静止状態及び前記傾斜静止状態のいずれかの状態をとるよう操作者に対して指示する表示画面を表示装置に表示する指示段階を含んでもよい。この方法によれば、操作者に対して静止計測値取得工程の計測に求められる状態に乗物を操作するよう誘導でき、これにより、静止計測値取得工程を円滑に進めることができる。
【００１６】
また、上記の挙動情報推定方法において、前記３軸加速度センサには、互いに直交するセンサ第１軸、センサ第２軸及びセンサ第３軸からなるセンサ座標系が予め規定され、前記３軸加速度センサは、前記センサ座標系における前記センサ第１軸、前記センサ第２軸及び前記センサ第３軸の各々の方向の加速度を計測するとともに、前記センサ第１軸、前記センサ第２軸及び前記センサ第３軸の各々の回りの角速度を計測するように構成されてもよい。この方法によれば、走行状態における加速度計測値と同様に、走行状態における角速度計測値も乗物座標系に従う値に変換できる。これにより、走行状態における乗物の姿勢変化を検出し易くすることができる。
【００１７】
また、上記の挙動情報推定方法において、前記３軸加速度センサは、装着者によって姿勢及び位置の少なくともいずれかかが選択可能に、前記乗物に着脱可能に構成されていてもよい。この方法によれば、３軸加速度センサを操作者の好みの位置及び／又は姿勢で乗物に取り付けることができる。
【００１８】
また、本発明に係る挙動情報推定プログラムは、傾斜状態で走行可能な乗物に対して取り付けられる３軸加速度センサを用いて、前記乗物の挙動情報を推定する挙動情報推定プログラムであって、コンピュータを、前記乗物が直立したまま静止した直立静止状態と、前記乗物が傾斜したまま静止した傾斜静止状態の２つの状態において、前記３軸加速度センサにより加速度計測値を取得する静止計測値取得部、及び、前記直立静止状態及び前記傾斜静止状態の前記加速度計測値に基づいて、前記乗物の走行状態における前記３軸加速度センサの加速度計測値を、前記乗物に対して予め規定される乗物座標系に従う値に変換して前記挙動情報を推定する挙動推定部、として機能させる。なお、本発明は挙動情報推定プログラムを記録した記録可能媒体でもよい。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、リーン乗物に対し取り付けられた計測装置を用いて、乗物座標系に従う挙動情報を精度良く取得することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】一実施形態に係る挙動情報推定方法を実行する挙動情報推定システムの全体図である。
【図２】図１の挙動情報推定システムの携帯端末の構成を示すブロック図である。
【図３】一実施形態に係る挙動情報推定方法の流れの一例を示すフローチャートである。
【図４】携帯端末のスクリーンに表示された直立計測画面の一例を示す図である。
【図５】携帯端末のスクリーンに表示された傾斜計測画面の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、図面を参照して実施形態に係る挙動情報推定方法を説明する。本実施形態に係る挙動情報推定方法は、リーン乗物の挙動を推定するための方法である。
【００２２】
図１は、実施形態に係る挙動情報推定方法を実行する挙動情報推定システム１の概略全体図である。図１に示すように、挙動情報推定システム１は、リーン乗物である自動二輪車２と、自動二輪車２に対して取り付けた携帯端末（例えば、多機能携帯電話（スマートフォン））２０とを含む。また、図２は、挙動情報推定システム１の一部として機能する携帯端末２０の構成を示すブロック図である。図２に示すように、携帯端末２０には、加速度センサ２５及び角速度センサ２６などの計測装置が内蔵されている。挙動情報推定システム１は、携帯端末２０に内蔵されたこれらの計測装置を用いて、自動二輪車２の挙動情報を推定できるようにするものである。
【００２３】
なお、挙動情報推定システム１の適用対象となる乗物は、傾斜（リーン）状態で走行可能な乗物であり、車体を左右方向に傾斜させて旋回するリーン車両である。リーン車両は、運転者と乗物とを合わせた移動体全体が遠心力と釣り合う傾斜角で走行することで、車体傾斜状態を維持した旋回走行が可能である。自動二輪車２は、そのリーン車両の一例である。
【００２４】
また、以下で述べる方向は、自動二輪車２に乗車した運転者から見た方向である。車長方向は前後方向に対応し、車幅方向は左右方向に対応する。また、以下の説明では、便宜上、携帯端末２０を操作する操作者と自動二輪車２の運転者とを特に区別せずに、いずれも「ユーザ」と呼ぶこととする。ただし、携帯端末２０を操作する操作者と自動二輪車２の運転者とは、互いに同一人物であってもよいし、異なる人物であってもよい。  
【００２５】
図１に概略的に示されているように、自動二輪車２は、従動輪である前輪３と、駆動輪である後輪４とを備える。自動二輪車２は、ユーザが騎乗可能な車体５を備えており、車体５は、前輪３を操舵するステアリング軸６を回転自在に支持するヘッドパイプ７と、ヘッドパイプ７から後方に延びるフレーム８とを有する。フレーム８には、後輪４を駆動する駆動源として、エンジン（図示略）が搭載されている。
【００２６】
車体５の左下部には、自動二輪車２の駐車時に当該自動二輪車２を支えるスタンド部材（サイドスタンド）９が設けられている。スタンド部材９を下方に揺動すると、スタンド部材９及び前後輪３，４の３点で接地し、車体５が左傾起立する。これによって、車体５は、スタンド部材９によって、直立状態に対して前後軸回りに角変位した傾斜状態を維持した状態で自立静止することが可能となる。
【００２７】
ヘッドパイプ７に支持されたステアリング軸６には、左右方向へ延びるバー型のハンドル１０が接続されている。ハンドル１０の左側部分に、上述した携帯端末２０を保持可能な端末ホルダ１１が取り付けられている。端末ホルダ１１は、携帯端末２０を保持することで、車体５に対して携帯端末２０の位置及び姿勢を一定に維持する。端末ホルダ１１は、自動二輪車２のハンドル１０における任意に選択された位置に着脱可能に構成されている。例えば、端末ホルダ１１は、ハンドル１０の左側部分ではなく右側部分に着脱することも可能である。
【００２８】
また、本実施例では、端末ホルダ１１は、ハンドル１０に対する任意に選択した姿勢をとることができるように構成されている。例えば端末ホルダ１１は、ハンドル１０を保持するマウントと、マウントから延びるアームとを有してもよく、このアームがマウントに対し所定軸回りに回転可能に構成されていてもよいし、アームの先端部がアーム延在方向に対して携帯端末２０の主面の角度を調整可能に構成されていてもよい。すなわち、ハンドル１０における端末ホルダ１１の取り付け位置が同じでも、端末ホルダ１１の姿勢を任意に変更して、端末ホルダ１１に保持された携帯端末２０の向きを変更することが可能となっている。このように端末ホルダ１１によって、携帯端末２０は、運転者の好み・体格・運転姿勢に応じて、車体５に対する位置及び姿勢（向き）が選択可能に取り付けられる。
【００２９】
自動二輪車２には、乗物座標系Ｂが予め規定されている。乗物座標系Ｂは、互いに直交するＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸からなる。Ｘ軸は、車体５に予め設定される乗物基準位置を通過して自動二輪車２の前後方向に平行であり、本願明細書において前後軸とも称される。Ｙ軸は、前記乗物基準位置を通過して自動二輪車２の左右方向に平行であり、本願明細書において左右軸とも称される。Ｚ軸は、前記乗物基準位置を通過して自動二輪車２の上下方向に平行であり、本願明細書において上下軸とも称される。Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸は、乗物基準位置で互いに交差する。すなわち、乗物基準位置は、乗物座標系Ｂの原点である。例えば、乗物基準位置は、車体５の重心位置に設定される。
【００３０】
詳細には、車体５が非傾斜状態、言い換えると、車体５の車軸が水平方向に延びる直立状態にあり、かつ水平面に平行な路面に配置された状態を標準状態とする。Ｘ軸は、車体５が標準状態にある場合に、前後方向に平行に延びる。またＹ軸は、車体５が標準状態にある場合に、Ｘ軸に対して、直交して延びるとともに、左右方向に平行に延びる。またＺ軸は、車体５が標準状態にある場合に、Ｘ軸およびＹ軸の両方に対して、直交して延びるとともに、上下方向に平行に延びる。
【００３１】
例えば本実施形態では、車体５が標準状態にあるときのＺ軸の正の向きは、乗物基準位置から鉛直上向きとなる向きに一致する。またＸ軸の正の向きは、乗物基準位置から前方に向かう向きと一致する。またＹ軸の正の向きは、乗物基準位置からスタンド部材９側となる左方に向かう向きと一致する。
【００３２】
乗物基準位置は、車体５に固定して設定されるため、車体５外に設定される絶対座標系に対して、車体５の移動に伴って車体５とともに移動する。また乗物座標系Ｂは、車体５の姿勢変化、例えばリーン走行によって、絶対座標系に対して、車体５とともに姿勢（向き）が変化する。例えば、自動二輪車２が車体５を前後軸回りに傾斜した状態で走行又は停止している場合、乗物座標系ＢのＺ軸も鉛直上向き方向に対し傾斜している。
【００３３】
また、携帯端末２０の加速度センサ２５は、３軸加速度センサであり、加速度センサ２５にはセンサ座標系Ｓが予め規定されている。センサ座標系Ｓは、互いに直交するｘ軸（センサ第１軸）、ｙ軸（センサ第２軸）及びｚ軸（センサ第３軸）からなる。ｘ軸、ｙ軸、ｚ軸は、加速度センサ２５に予め設定されるセンサ基準位置をそれぞれ通過する。言い換えると、ｘ軸、ｙ軸、ｚ軸は、センサ基準位置で互いに交差しており、センサ基準位置は、センサ座標系Ｓの原点である。例えばセンサ基準位置は、携帯端末２０の重心位置に設定される。一例として携帯端末２０が直方体板状に形成される場合には、ｚ軸は、携帯端末２０の厚み方向に平行に延びる。ｙ軸は、携帯端末２０の長手方向に延びる。ｘ軸は、ｚ軸及びy軸に直交して、携帯端末２０の短手方向に平行に延びる。
【００３４】
センサ基準位置は、携帯端末２０に固定して設定される。したがって乗物座標系Ｂに対して、センサ基準位置は、携帯端末２０の取付位置に応じて変化する。同様に、乗物座標系Ｂに対して、センサ座標系Ｓは、携帯端末２０の取付姿勢に応じて、その姿勢（向き）が変化する。
【００３５】
加速度センサ２５は、センサ座標系Ｓに従った３軸方向の加速度をそれぞれ計測する。なお、加速度センサ２５で計測される加速度は、力、すなわち加速度のほかに慣性力や重力（重力加速度）を含む量である。例えば加速度センサ２５は、静止状態であっても重力加速度を計測する。また加速度センサ２５は、自動二輪車２が旋回中である場合には、慣性力として遠心力を含んだ量を計測する。例えば、加速度センサ２５は、センサに生じる力（加速度）を、３軸のそれぞれの向きの成分に分けた値をそれぞれ計測する。言い換えると、各軸ごとに計測した計測値のベクトル和をすることで、センサ基準位置に生じた力の大きさと向きを演算することができる。また加速度センサ２５は、センサ基準位置から各軸に沿って予め定める一方に進む方向を正の向きとし、正の向きと反対に進む方向を負の向きとして計測する。
【００３６】
図２は、挙動情報推定システム１の一部として機能する携帯端末２０の構成を示すブロック図である。携帯端末２０は、運転者が携帯所有する多用途に利用可能な汎用装置であって、電話機能やインターネット接続機能など、本実施例における挙動情報推定とは異なる用途の機能も実現可能に設けられる。挙動情報推定に用いるためのプログラム（後述の挙動情報推定プログラム４１）が記憶されることで、挙動情報推定システムの一部として用いることができる。
【００３７】
携帯端末２０は、ハードウェア面において、ＣＰＵ２１、メモリ２２、無線通信器２３、スクリーン２４、加速度センサ２５、角速度センサ２６、及び位置センサ２７を備える。これら各構成物２１，２２，２３，２４，２５，２６，２７が、バス２８を介して相互にデータ伝送可能に接続されている。
【００３８】
ＣＰＵ２１は、携帯端末２０の動作を制御する演算処理装置（Central Processing Unit）である。メモリ２２は、携帯端末２０を動作させるための各種プログラム及びデータを記憶する。メモリ２２は、電源供給が停止されることで記憶する情報を消去する不揮発性メモリであるＲＡＭ（Random Access Memory）や、電源供給が停止されても情報記憶を維持する不揮発性メモリとして機能するＲＯＭ（Read Only Memory）を含む。メモリ２２には、挙動情報推定プログラム４１、直立静止データ４２、傾斜静止データ４３、変換規則データ４４、走行データ４５及び変換済みデータ４６が記憶される。例えば、挙動情報推定プログラム４１は、ＲＯＭに記憶される。メモリ２２に記憶されたこれらプログラム４１及びデータ４２〜４６について、詳細は後述する。
【００３９】
無線通信器２３は、無線通信によって公衆回線を介してインターネット上のサーバ（図示略）との間でデータ通信を行う。例えば、上述した挙動情報推定プログラム４１は、無線通信器２３を用いた無線通信によってメモリ２２にダウンロードされる。無線通信器２３は、車両に設けられる無線通信機と通信可能に構成されてもよい。この場合には、車体に設けられる車両制御装置、車両センサ装置とで相互にデータ通信可能となる。
【００４０】
本実施例では、スクリーン２４は、表示部と入力部とを兼ねている。具体的に、スクリーン２４は、半透過型のディスプレイ及びバックライトＬＥＤ（表示部）と、ディスプレイ上に配設されたタッチパネル（入力部）とを含む。なお、他の例として端末装置２０は、表示部と入力部とが別々に設けられてもよい。
【００４１】
加速度センサ２５は、センサ座標系Ｓにおけるｘ軸、ｙ軸、及びｚ軸の３軸方向のそれぞれに作用する加速度を検出する。角速度センサ（ジャイロセンサ）２６は、センサ座標系Ｓにおけるｘ軸、ｙ軸、及びｚ軸のそれぞれの軸回りの角速度を検出する。なお、３軸加速度センサ２５と３軸角速度センサ２６とは、６軸センサとして一体的に構成されていてもよい。位置センサ２７は、ＧＰＳ（Global Positioning System）などを用いて携帯端末２０の現在位置を取得する。
【００４２】
また、図２には、携帯端末２０の機能的構成も示されている。携帯端末２０は、機能面において、インターフェース制御部３１、計測値記憶部３２、変換規則導出部３３、変換部３４、及び挙動推定部３５を備える。これら機能部３１〜３５は、メモリ２２に記憶されたアプリケーションプログラムである挙動情報推定プログラム４１を、ＣＰＵ２１が実行することにより実現される。
【００４３】
インターフェース制御部３１は、スクリーン２４の表示画面を制御する。またインターフェース制御部３１は、入力部に与えられるユーザ操作を判断することで、ユーザ指令を判断する。
【００４４】
計測値記憶部３２は、ユーザの操作に応じて、加速度センサ２５の計測値をメモリ２２に記憶する。具体的には、計測値記憶部３２は、自動二輪車２が直立したまま静止した状態（以下、「直立静止状態」と呼ぶ。）と、スタンド部材９が用いられて自動二輪車２が傾斜したまま静止した状態（以下、「傾斜静止状態」と呼ぶ。）との２つの状態における加速度センサ２５の３軸方向の計測値をメモリ２２にそれぞれ記憶する。
【００４５】
計測値記憶部３２は、自動二輪車２の直立静止状態における加速度センサ２５の計測値を、直立静止データ４２としてメモリ２２に記憶する。また、計測値記憶部３２は、自動二輪車２の傾斜静止状態における加速度センサ２５の計測値を、傾斜静止データ４３としてメモリ２２に記憶する。また、計測値記憶部３２は、自動二輪車２の走行状態における加速度センサ２５及び角速度センサ２６の計測値を、走行データ４５としてメモリ２２に記憶する。
【００４６】
上述したように、加速度センサ２５の計測値は、センサ座標系Ｓに従う計測値である。すなわち、直立静止データ４２、傾斜静止データ４３及び走行データ４５は、いずれもセンサ座標系Ｓに従う計測データである。また、自動二輪車２が静止した状態では、加速度センサ２５は、重力加速度を計測していることになる。直立静止データ４２及び傾斜静止データ４３の各々が含む３つの軸方向の加速度計測値は、それぞれ、センサ座標系Ｓが含む各軸方向の重力加速度ベクトルの成分に対応する。言い換えれば、直立静止データ４２は、自動二輪車２が直立静止状態にあるときのセンサ座標系Ｓにおける重力加速度ベクトル情報であり、傾斜静止データ４２は、自動二輪車２が傾斜静止状態にあるときのセンサ座標系Ｓにおける重力加速度ベクトル情報である。
【００４７】
変換規則導出部３３は、センサ座標系Ｓに従う値を乗物座標系Ｂに従う値に変換するための変換規則を導出する。変換規則導出部３３は、導出した変換規則を、変換規則データ４４としてメモリ２２に記憶する。
【００４８】
変換部３４は、変換規則データ４４を用いて、センサ座標系Ｓに従う走行データ４５を乗物座標系Ｂに従う値に変換し、変換済みデータ４６としてメモリ２２に記憶する。すなわち、変換済みデータ４６は、乗物座標系Ｂに従うデータである。
【００４９】
挙動推定部３５は、変換済みデータ４６を用いて、車体５の挙動を推定する。例えば挙動推定部３５は、乗物座標系Ｂでの前後方向、上下方向、左右方向のそれぞれの加速度を推定し、推定結果を出力する。例えば乗物座標系Ｂにおけるそれら加速度と、位置センサ２６で取得した位置情報とを関連づけして表示する。これによってユーザは、走行中に車体５に与えられた加速度を把握することができる。また挙動情報が記憶されたり、記憶情報を導出するための元情報（走行データ４５および変換規則データ４４）が記憶されたりすることで、走行終了後であっても、ユーザは、走行中に車体５に与えられた加速度を把握することができる。
【００５０】
（挙動情報推定方法の流れ）
次に、本実施形態に係る挙動情報推定方法の流れについて説明する。図３は、本実施形態に係る挙動情報推定方法の流れの一例を示すフローチャートである。
【００５１】
本実施形態に係る挙動情報推定方法は、静止計測値取得工程と挙動推定工程とを含む。静止計測値取得工程は、自動二輪車２の挙動推定に利用される走行データ４５を取得する前の準備工程である。静止計測値取得工程では、自動二輪車２の直立静止状態及び傾斜静止状態の２つの状態のそれぞれにおいて、加速度センサ２５で計測値を取得する。すなわち、静止計測値取得工程では、上述した直立静止データ４２及び傾斜静止データ４３を取得する。挙動推定工程では、静止計測値取得工程で取得した計測値に基づいて、自動二輪車２の走行状態における加速度センサ２５のセンサ座標系Ｓに従う計測値を、乗物座標系Ｂに従う値に変換して挙動情報を推定する。
【００５２】
図３〜５を参照して、挙動情報推定方法の流れについて詳細に説明する。まず事前段階として、携帯端末２０は、ユーザから挙動情報推定方法を実行するためのプログラムの記憶指令が与えられる。携帯端末２０は、公衆回線などの無線接続またはＵＳＢなどの有線接続によって、情報源から取得した挙動情報推定プログラム４１をメモリ２２に記憶する。このように挙動情報推定プログラム４１の記憶が完了すると、静止計測工程へ進むことが可能となる。
【００５３】
例えば、ユーザが携帯端末２０を操作して、アプリケーションプログラムである挙動情報推定プログラム４１を実行することにより、ＣＰＵ２１は、保持確認工程であるステップＳ１に進み、挙動情報推定方法を開始する。ステップＳ１では、例えばＣＰＵ２１は、インターフェース制御部３１によって、端末ホルダ１１によって車体５に保持することを促すための画面を表示させる。ＣＰＵ２１は、入力部に対するユーザによる端末ホルダ１１への装着完了を伝える操作があると、携帯端末２０が端末ホルダ１１に装着されていることを判断して、直立静止計測工程であるステップＳ２に進む。なお、このような保持確認工程は、挙動推定方法に含まれない場合も本発明に含まれる。
【００５４】
［直立静止計測］
ステップＳ２では、ＣＰＵ２１は、インターフェース制御部３１によって、直立静止操作を促すための直立計測画面をスクリーン２４に表示する。
【００５５】
図４は、直立計測画面５０の一例を示す図である。直立計測画面５０は、車体５を直立させた状態で加速度センサ２５による計測（以下、「直立静止計測」と呼ぶ。）を実行するようユーザに促す画面である。直立計測画面５０は、指示領域５１、車体画像５２及び直立計測開始ボタン５３を含む。
【００５６】
指示領域５１は、正常に直立静止計測が実行されるようにユーザを誘導するための、ユーザに対する操作指示を表示する領域である。指示領域５１には、図４に例示するように、ハンドル１０を真っ直ぐ前に向けた状態を維持するようユーザに促す指示が表示される（指示段階）。これは、静止計測値取得工程では、センサ座標系Ｓと乗物座標系Ｂの位置関係が一定に保たれた状態で計測値を取得する必要があるためである。なお、指示領域５１には、このような指示に加えて、センサ座標系Ｓと乗物座標系Ｂの位置関係の一定に保つために、車体５に対する携帯端末２０の向きを変えないようユーザに促す指示が表示されてもよい。
【００５７】
車体画像５２は、車体５を垂直に立てた状態の自動二輪車２の画像である。この車体画像５２を見て、ユーザは、車体５をどのような状態にすべきかを直感的に認識することができる。
【００５８】
直立計測開始ボタン５３は、ユーザ操作による直立静止データ４２の取得指示を受け付けるソフトウェアボタンである。ユーザが直立計測開始ボタン５３に対し操作入力することにより、計測値記憶部３２は、自動二輪車２の直立静止状態における加速度センサ２５の計測値を、直立静止データ４２としてメモリ２２に記憶する（図３：ステップＳ２）。すなわち、直立静止状態において加速度センサ２５に設定される３軸方向の加速計測値をそれぞれ記憶する。
【００５９】
本実施形態では、計測値記憶部３２は、ユーザによる直立静止データ４２の取得指示の直後にすぐに直立静止データ４２のための計測を開始せず、取得指示があってから予め定める待機時間（例えば５秒間）経過後に、直立静止データ４２のための計測を開始する。このように取得指示と計測開始との間に待機時間を設けることで、例えば携帯端末２０に対するユーザ操作などに起因する振動の影響を排除して、精度の良い加速度計測値を得ることができる。
【００６０】
また、本実施形態では、計測値記憶部３２は、待機時間経過して計測を開始してから予め定める所定の計測時間（例えば５秒間）にわたって加速度センサ２５が計測した複数の計測値（センサのアナログ出力をサンプリングしたデジタル値）の平均値を、直立静止データ４２として記憶する。このように計測値の平均値を直立静止データ４２とすることで、例えば車体５の過剰なゆれやエンジン振動などのノイズ影響を排除して、精度の良い加速度計測値を得ることができる。なお、計測値記憶部３２は、複数の計測値の平均値を直立静止データ４２として記憶することに限定されない。例えば複数の計測値の中央値（最頻値）を直立静止データ４２としたり、周期的な振動成分を除去するフィルタ処理を行ったりした値を記憶してもよい。
【００６１】
このように、ユーザ操作による直立静止データ４２の取得指示がされてから直立静止データ４２のための加速度計測の終了までの時間（つまり、上述の待機時間と計測時間とを合算した時間）、車体５は直立静止状態に維持される必要がある。このため、図４に例示するように、指示領域５１には、直立計測開始ボタン５３を押した後、自動二輪車２の直立静止状態を所定の期間（例えば１０秒間）維持するようユーザに促す指示が表示される。
【００６２】
また、本実施形態では、計測値記憶部３２は、上記計測時間にわたって計測された複数の加速度計測値のばらつき度合が大きいときは、加速度計測のやり直しを行なう。具体的には、計測値記憶部３２は、上記計測時間にわたって計測された複数の加速度計測値のばらつき度合が所定の設定値より大きかった場合、新たに予め定める計測時間にわたって計測された複数の加速度計測値を取得する。この場合、インターフェース制御部３１は、加速度計測のやり直しを示したり、自動二輪車２の再静止をユーザに促す画面をスクリーン２４に表示したりしてもよい。
【００６３】
［傾斜静止計測］
ステップＳ２において直立静止データ４２の取得が完了すると、傾斜静止計測工程であるステップＳ３に進む。ステップＳ３では、ＣＰＵ２１は、インターフェース制御部３１によって、スクリーン２４に傾斜静止操作を促すための傾斜計測画面を表示する。
【００６４】
図５は、傾斜計測画面６０の一例を示す図である。傾斜計測画面６０は、スタンド部材９が用いられて自動二輪車２が傾斜静止された状態で加速度センサ２５による計測（以下、「傾斜静止計測」と呼ぶ。）を実行するようユーザに促す画面である。傾斜計測画面６０は、指示領域６１、車体画像６２及び傾斜計測開始ボタン６３を含む。
【００６５】
指示領域６１は、正常に傾斜静止計測が実行されるようにユーザを誘導するための、ユーザに対する操作指示を表示する領域である。指示領域６１には、図５に例示するように、直立静止画面５０と同様、ハンドル１０を真っ直ぐ前に向けた状態を維持するようユーザに促す指示が表示される。
【００６６】
静止計測値取得工程では、センサ座標系Ｓを乗物座標系Ｂの関係が一定に保たれた状態で計測値を取得する必要がある。このため、図５に例示するように、指示領域６１には、ハンドル１０を真っ直ぐ前に向けた状態を維持するようユーザに促す指示が表示されている。なお、指示領域６１に、このような指示に加えて、車体５に対する携帯端末２０の向きを変えないようユーザに促す指示が表示されてもよい。また、指示領域６１に、車体５に対する携帯端末２０の位置及び向きが、直立静止計測と傾斜姿勢計測との間で変更しないようユーザに促す指示が表示されてもよい。
【００６７】
車体画像６２は、車体５をスタンド部材９で立てた自動二輪車２の画像である。この車体画像６２を見て、ユーザは、車体５をどのような状態にすべきかを直感的に認識することができる。
【００６８】
傾斜計測開始ボタン６３は、ユーザ操作による傾斜静止データ４３の取得指示を受け付けるソフトウェアボタンである。ユーザが傾斜計測開始ボタン６３に対し操作入力することにより、計測値記憶部３２は、自動二輪車２の傾斜静止状態における加速度センサ２５の計測値を、傾斜静止データ４３としてメモリ２２に記憶する（図３：ステップＳ３）。すなわち、傾斜静止状態において加速度センサ２５に設定される３軸方向の加速計測値をそれぞれ記憶する。
【００６９】
傾斜静止計測でも直立静止計測と同様に計測を実行する。すなわち計測値記憶部３２は、ユーザによるデータ取得指示があってから予め定める待機時間（例えば５秒間）経過後に、傾斜静止データ４３のための計測を開始する。また、計測値記憶部３２は、待機時間経過して計測を開始してから予め定める所定の計測時間（例えば５秒間）に加速度センサ２５が計測した複数の計測値の平均値を、傾斜静止データ４３として記憶する。また直立静止計測と同様に、ノイズを除去するための処理を実行してもよい。
【００７０】
計測値記憶部３２は、上記計測時間にわたって計測された複数の加速度計測値のばらつき度合が所定の設定値より大きかった場合、新たに予め定める計測時間にわたって計測された複数の加速度計測値を取得する。また、指示領域６１には、傾斜計測開始ボタン６３を押した後、自動二輪車２の傾斜静止状態を所定の期間（例えば１０秒間）維持するようユーザに促す指示が表示される。
【００７１】
本実施形態では、インターフェース制御部３１は、指示領域６１に、直立静止状態での加速度計測値の取得、つまり直立静止計測が完了したことをユーザに報知するための通知を含めて傾斜計測画面６０を表示している（報知段階）。すなわち、傾斜計測画面６０は、直立静止計測が完了したことをユーザに報知する報知画面を兼ねる。これにより、加速度計測値の取得が完了した後の動作への移行をユーザに判断させやすくすることができる。例えば直立静止状態から傾斜静止状態への移行時期を操作者に判断させやすくして、利便性を向上できる。ただし、インターフェース制御部３１は、直立静止計測が完了した場合に、傾斜計測画面６０とは別に、直立静止計測の完了を報知する報知画面を表示してもよい。また、インターフェース制御部３１は、傾斜静止計測が完了した場合にも同様に、傾斜静止計測の完了を報知する報知画面を表示してもよい。
【００７２】
［座標変換規則の導出（変換規則導出段階）］
直立静止計測（Ｓ２）及び傾斜静止計測（Ｓ３）の両方が完了すると（言い換えれば図３のステップＳ２及びＳ３の後）、ＣＰＵ２１は、座標変換規則の導出工程であるステップＳ４に進む。ステップＳ４では、ＣＰＵ２１は、変換規則導出部３３によって、直立静止データ４２及び傾斜静止データ４３に基づいて、センサ座標系Ｓを乗物座標系Ｂに変換する座標変換規則を求めてメモリ２２に記憶する（ステップＳ４）。具体的には、変換規則導出部３３は、メモリ２２に記憶された直立静止データ４２及び傾斜静止データ４３を用いて、センサ座標系Ｓを乗物座標系Ｂに変換するための回転行列を導出し、変換規則データ４４としてメモリ２２に記憶する。
【００７３】
本実施例では、座標変換規則の導出に、直立静止状態と、直立静止状態に対して前後軸回りだけ角変位した傾斜静止状態での計測結果を用いる。この場合、スタンド部材９を用いた姿勢変化の影響に起因して、センサ座標系Ｓで得られる重力加速度の向きの変化が生じる。加えてスタンド部材９を用いたために車体５の傾斜の向きが予め既知である。このことから２つの静止状態での計測結果から、センサ座標系Ｓに対する乗物座標系Ｂの姿勢を幾何学的演算によって把握できる。言い換えると、ユーザによる追加の操作や、他の情報を受け取る必要がなく、センサ座標系Ｓを乗物座標系Ｂに変換するための回転行列を演算することができる。このように新たなユーザの追加操作を不要とすることで、挙動情報の推定における利便性を高めることができる。なお回転行列の具体的な導出方法の一例については、後述する。
【００７４】
このようにして回転行列に関する情報を取得すると、座標変換規則の導出工程を終了する。そして、運転者による走行計測指示があった場合や、車両走行を判断すると、走行計測工程であるステップＳ５に進む。
【００７５】
［走行計測］
ステップＳ５では、ＣＰＵ２１は、計測値記憶部３２によって、自動二輪車２の走行状態における加速度センサ２５及び角速度センサ２６の計測値を、センサ座標系Ｓに従う計測データである走行データ４５としてメモリ２２に記憶する（ステップＳ５）。ＣＰＵ２１は、走行データ４５を記憶すると、座標変換工程であるステップＳ６に進む。
【００７６】
［座標変換（変換段階）］
ステップＳ６では、ＣＰＵ２１は、変換部３４によって、メモリ２２に変換規則データ４４として記憶された回転行列Ｒｂｓを用いて、センサ座標系Ｓに従う走行データ４５を、乗物座標系Ｂに従うデータに変換して変換済みデータ４６として取得する（ステップＳ６）。すなわち、走行データ４５に含まれる加速度センサ２５の計測値が座標変換されることで、走行状態における自動二輪車２の乗物座標系Ｂに従う加速度が得られる。また、走行データ４５に含まれる角速度センサ２６の計測値が座標変換されることで、走行状態における自動二輪車２の乗物座標系Ｂに従う角速度が得られる。ＣＰＵ２１は、変換済みデータ４６を取得すると、挙動推定工程であるステップＳ７に進む。
【００７７】
［挙動推定］
ステップＳ７では、ＣＰＵ２１は、変換済みデータ４６を取得した後、挙動推定部３５は、変換済みデータ４６を用いて、車体５の挙動を推定する（ステップＳ７）。変換済みデータ４６に含まれる加速度値及び角速度値は、乗物座標系Ｂに従う値であるため、従来の自動二輪車の車体の予め搭載される計測装置で取得した計測値と同じように、車体の種々の挙動情報の推定に利用可能である。このため、挙動推定部３５は、従来の自動二輪車の車体に予め搭載される計測装置で取得した計測値に基づく従来の挙動情報推定手法を採用する。
【００７８】
自動二輪車２の挙動情報としては、乗物座標系Ｂにおける３軸方向のそれぞれの加速度、３軸まわりの角速度であってもよい。またそれらの情報から得られる他の情報、例えば走行速度、走行距離、走行方向、車体の姿勢情報（例えばバンク角）であってもよい。また例えば、３軸方向の加速度および角速度に加えて、車両の重量、前後長さ、重心位置などの固有の車両特有の情報を加味して演算可能な自動二輪車の車輪と路面との間に働く車輪力（タイヤ力）であって、前後方向にかかる縦力、左右方向にかかる横力、鉛直方向にかかる垂直抗力などが挙げられる。
【００７９】
このように挙動情報を推定することができる。以下に挙動情報を推定するために、センサ座標系Ｓを乗物座標系Ｂに変換するための回転行列Rbsの導出方法の一例を説明する。
【００８０】
乗物座標系Ｂに従うベクトルをXb、センサ座標系Ｓに従うベクトルをXs、センサ座標系Ｓを乗物座標系Ｂに変換するための回転行列をRbsとして示すと、下記の式１が成り立つ。
【００８１】
【数１】
2020104786.tif 000003
【００８２】
本実施形態では、センサ座標系Ｓに対する乗物座標系Ｂの姿勢を、ｚ−ｙ−ｘ系のオイラー角φ，θ，ψで表現する。すなわち、オイラー角φ，θ，ψは、センサ座標系Ｓと乗物座標系Ｂとが原点を共有すると考えたときに、ｚ軸回りにψだけセンサ座標系Ｓを回転させ、回転後のセンサ座標系Ｓをｙ軸回りにθだけ回転させ、回転後のセンサ座標系Ｓをｘ軸回りにφだけ回転させると、回転後のセンサ座標系Ｓが乗物座標系Ｂと一致することを意味する。具体的には、回転行列Rbsは、オイラー角φ，θ，ψを用いて下記の式２のように示される。
【００８３】
【数２】
2020104786.tif 000004
【００８４】
なお、以下の説明では、回転行列Rbsにおけるオイラー角φ，θ，ψを、それぞれ、相対ロール角φbs、相対ピッチ角θbs、相対ヨー角ψbsとも呼ぶこととする。
【００８５】
まず変換規則導出部３３は、直立静止データ４２を用いて、オイラー角φbs，θbs，ψbsのうちの相対ロール角φbs及び相対ピッチ角θbsを求める。直立静止データ４２が含む３軸方向の加速度計測値を成分とするセンサ座標系ＳのベクトルをXs1とし、ベクトルXs1を回転行列Rbsにより乗物座標系Ｂに変換したベクトルをXb1とすると、式１から下記式３が成り立つ。
【００８６】
【数３】
2020104786.tif 000005
【００８７】
上記式３において、ベクトルXb1は、乗物座標系Ｂに従う重力加速度ベクトルである。直立静止状態では、車体５の上下軸と鉛直方向とが互いに平行であるため、より詳しくは、乗物座標系ＢのＺ軸の正の向きが鉛直上向きに一致するため、ベクトルXb1のＺ軸成分の大きさは|g|であり（ただし、gは重力加速度）、それ以外のＸ軸及びＹ軸の成分の大きさは0である。ベクトルXb1の各成分の値と式３を展開して、下記式４及び５のように相対ロール角φbs及び相対ピッチ角θbsが求められる。
【００８８】
【数４】
2020104786.tif 000006
【００８９】
【数５】
2020104786.tif 000007
【００９０】
なお、上記式４及び５において、ax1，ay1，az1は、ベクトルXs1の各成分であり、それぞれ直立静止状態で計測されたｘ軸、ｙ軸、及びｚ軸方向の加速度計測値である。
【００９１】
次に変換規則導出部３３は、傾斜静止データ４３を用いて、オイラー角φbs，θbs，ψbsのうちの残りの相対ヨー角ψbsを求める。傾斜静止データ４３が含む３軸方向の加速度計測値を成分とするセンサ座標系ＳのベクトルをXs2とし、ベクトルXs2を回転行列Rbsにより乗物座標系Ｂに変換したベクトルをXb2とすると、式１から下記式６が成り立つ。
【００９２】
【数６】
2020104786.tif 000008
【００９３】
上記式６において、ベクトルXb2は、乗物座標系Ｂに従う重力加速度ベクトルである。傾斜静止状態は、直立静止状態に対して自動二輪車２の前後軸に沿った軸回りに角変位した乗物姿勢である。言い換えると傾斜静止状態の乗物前後軸の向きは、直立静止状態の乗物前後軸の向きと同じとなり、ベクトルXb2のＸ軸成分の大きさは、ベクトルXb1と同様に0である。従って、直立静止状態から傾斜静止状態となる際の自動二輪車２の前後軸に沿った軸回りの変位角度（鉛直上向き方向に対する傾斜静止状態の車体５の傾斜角）をαbsとすると、式６を展開して、下記式７及び８のように傾斜角αと相対ヨー角ψbsとが求まる。
【００９４】
【数７】
2020104786.tif 000009
【００９５】
【数８】
2020104786.tif 000010
【００９６】
なお、上記の式７及び式８において、ax2，ay2，az2は、ベクトルXS2の各成分であり、それぞれ傾斜静止状態で計測されたｘ軸、ｙ軸、及びｚ軸方向の加速度計測値である。また、傾斜角αbsは、車体前方を向いて右側に傾けたときを正とした、−90°＜α＜0°を満たす角度である。
【００９７】
以上のように、直立静止状態では車体５の上下軸と鉛直方向とが互いに平行であり、かつ、傾斜静止状態が直立静止状態から乗物前後軸に平行な軸回りに回転させた状態にあるという条件に基づき、相対ロール角φbs、相対ピッチ角θbs、相対ヨー角ψbsが導出される。従って、直立静止データ４２及び傾斜静止データ４３により座標変換規則としての回転行列Rbsが求められる。なお、上記の座標変換規則の導出方法は一例であり、本発明の座標変換規則の導出方法は上述の方法に限定されるものではない。例えば、上記の座標変換規則の導出方法では、センサ座標系Ｓに対する乗物座標系Ｂの姿勢を、ｚ−ｙ−ｘ系のオイラー角で表現したが、ｚ−ｘ−ｚ系やｚ−ｙ−ｚ系など別のオイラー角で表現（定義）してもよい。また、センサ座標系Ｓ及び乗物座標系Ｂは、左手座標系で定義されてもよいし、右手座標系で定義されてもよい。また、センサ座標系Ｓに対する乗物座標系Ｂの姿勢を、オイラー角で表現しなくてもよく、別の姿勢表現法（例えばクォータニオン表現など）を用いて表現してもよい。
【００９８】
また走行データ４５の取得前に毎回静止計測工程を行なう必要はない。例えば、過去に導出した変換規則データ４４がメモリ２２に記憶されており、かつ、端末ホルダ２０の車体固定状態が維持されて車体５に対する携帯端末２０の位置や向きが、変換規則データ４４を導出したときのものと同じである場合には、過去の変換規則データ４４を利用して挙動情報の推定を行なうことが可能である。この場合、静止計測工程は、変換規則データ４４を校正する目的で適時に行えばよい。
【００９９】
またバラつきが多いなどで、静止計測工程を所定回数以上、繰り返しても適正な範囲の計測値が得られない場合には、測定異常であることを表示して挙動推定方法を終了してもよい。
【０１００】
以上に説明したように、本実施形態に係る挙動情報推定方法によれば、自動二輪車２に取り付けられた携帯端末２０を用いて、自動二輪車２の乗物座標系Ｂに従う挙動情報を精度良く取得することができる。
【０１０１】
詳しく説明すれば、自動二輪車２の静止状態では、重力による力が加速度（力）として生じているだけである。このことから、直立静止状態の加速度計測値に基づくことで、自動二輪車２の直立状態における重力方向（重力ベクトル）、すなわち自動二輪車２の上下軸の向きを把握することができる。また自動二輪車２の傾斜静止状態は、直立静止状態に対して、上下軸まわりおよび左右軸まわりのそれぞれ角変位させずに、前後軸回りだけを角変位した姿勢である。言い換えると傾斜静止状態の自動二輪車２の前後軸の向きは、直立静止状態の自動二輪車２の前後軸の向きと同じとなる。加えてスタンド部材９を用いたために、傾斜静止状態において、前後軸回りに傾斜する向き、スタンド部材９側として予め既知である。このことから直立静止状態の自動二輪車２の上下軸の向きと、自動二輪車２の前後軸回りに角変位した傾斜静止状態の自動二輪車２の上下軸の向きと、それらの２とおりの静止状態における重力方向とに基づいて、幾何学的演算によって、センサ座標系Ｓに対する乗物座標系Ｂの姿勢、すなわち自動二輪車２の前後軸の向き、自動二輪車２の左右軸の向きを把握することができる。これによって、ユーザによる追加の操作や、他の情報を受け取る必要がなく、センサ座標系Ｓを乗物座標系Ｂに変換するための回転行列Rbsを演算することができる。また回転行列Rbsを得ることで、自動二輪車２の走行状態における加速度計測値を乗物座標系Ｂに従った値に変換して、走行時の自動二輪車２の挙動情報を得ることができる。
【０１０２】
また直立静止状態では、自動二輪車２の自重が自動二輪車２の底面で支えられるため、操作者が自動二輪車２の自重を支える必要がなく、静止した状態を安定して保つことができる。またスタンド部材９を用いた傾斜静止状態では、ユーザが自動二輪車２を支える必要がなく、静止した状態を安定して保つことができる。このように自動二輪車２の静止状態の加速度計測値を取得する際に、ユーザの負担を軽減するとともに、自動二輪車２を安定して静止させた状態で加速度計測値を取得でき、容易に且つ精度よく、挙動情報を得ることができる。
【０１０３】
また、自動二輪車２に対する３軸加速度センサ２５の取付位置が予め定まっていない場合があったり、取付位置が予め定まっていたとしても車体５に対する３軸加速度センサ２５の位置や姿勢がずれる場合があったりする。このような場合でも、静止計測値取得工程を経ることで、車体５に対する３軸加速度センサ２５の現在の位置や姿勢を精度良く把握できるため、精度よく挙動情報を得ることができる。
【０１０４】
加速度センサ２５を車体５に対して後付けで取付けても、挙動情報を精度よく推定することができる。これによって挙動情報を推定可能な機種を増やすことができ、汎用性を高めることができる。また携帯端末２０のようなユーザが既に所有している汎用装置を用いて挙動情報を推定できる。これによって挙動情報推定用に新たな装置を準備する必要がない。これによってコストの増加を抑えて挙動情報を取得することができる。
【０１０５】
また、本実施形態では、座標変換規則を導出することで、センサ座標系Ｓから乗物座標系Ｂへの変換を携帯情報端末２０のＣＰＵ２１（数値処理装置）を用いて実現することができる。また、座標変換規則をメモリ２２に記憶することで、走行のたびに静止計測値取得工程を経る必要がなく、利便性を向上させることができる。
【０１０６】
また、本実施形態では、静止計測値取得工程において予め定める計測時間にわたって計測された複数の加速度計測値に基づいて、走行状態における加速度計測値の変換を行なう。このため、一度の加速度計測値に基づく場合に比べて、ノイズや振動などの影響を抑えることができ、挙動情報の推定精度を向上することができる。
【０１０７】
また、本実施形態では、上記の計測時間にわたって計測された複数の加速度計測値のばらつき度合が所定の設定値より大きかった場合、加速度計測値として用いずに、新たに計測された複数の加速度計測値を取得する。これによって想定範囲を超えた値が加速度計測値として利用されることを防ぐことができ、異常値を用いて挙動情報を推定することが防がれる。
【０１０８】
また、本実施形態では、ユーザによる取得指示があってから予め定める待機時間経過後に計測される加速度計測値を取得するため、車体５に対する加速度センサ２５の取り付けやユーザによる取得指示のための操作に伴う振動の影響を抑制でき、挙動情報の推定精度を向上することができる。
【０１０９】
また、本実施形態では、自動二輪車２が直立静止状態及び傾斜静止状態のいずれかの状態をとるようユーザに対して指示する直立計測画面５０及び傾斜計測画面６０をスクリーン２４に表示するため、ユーザに対して静止計測値取得工程の計測に求められる状態に乗物を操作するよう誘導でき、これにより、静止計測値取得工程を円滑に進めることができる。
【０１１０】
また、本実施形態では、携帯端末２０の車体５への固定にあたって、センサ座標系Ｓから乗物座標系Ｂへ変換する変換規則を導出する。これによって携帯端末２０が、自動二輪車２（具体的にはハンドル１１）に対して、予め定まった位置・姿勢で姿勢でなくとも、挙動情報の推定が可能である。したがってユーザの趣向、運転姿勢、体格などに応じて、車体５の任意の位置に携帯端末２０を取り付けたうえで、挙動情報の推定が可能となる。これによって利便性を向上するとともに、推定精度を向上することができる。
【０１１１】
（その他の実施形態）
本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能である。
【０１１２】
例えば、上記の挙動情報推定方法では、直立静止計測（図３のステップＳ２）の後に傾斜静止計測（図３のステップＳ３）を実行したが、直立静止計測と傾斜静止計測との測定順序は特に限定されない。例えば、傾斜静止計測を直立静止計測より先に行うことが好ましい。これによってスタンド部材９を利用した傾斜静止状態から、運転者が車両に跨った直立静止状態への運転操作の流れに沿った順番で計測を行うことができ、準備に掛かる負荷をさらに少なくすることができる。また、例えば、インターフェース制御部３１は、スクリーン２９に直立静止計測と傾斜静止計測のいずれを先に行うかをユーザが選択できる選択画面を表示してもよい。
【０１１３】
また、上記の携帯端末２０は、３軸加速度センサ２５を備えていればよく、上記実施形態で説明された構成に限定されない。例えば、携帯端末２０は、スクリーン２４を備えなくてもよく、入力部と表示部とを分離して備えていてもよい。携帯端末２０は、角速度センサ２６や位置センサ２７を備えていなくてもよい。
【０１１４】
また、上記の実施形態では、傾斜静止計測において、スタンド部材９が用いられて自動二輪車２が傾斜静止された状態で加速度センサ２５による計測を実行したが、これに限らない。例えばスタンド部材を用いず、ユーザが乗物を傾斜させたり、別途他の支持体を用いて乗物を傾斜状態で支えたりすることにより、乗物の傾斜静止状態を実現してもよい。この場合、乗物の傾斜角αが所定の範囲内、例えば−２０°〜−１０°の範囲に収まっていれば、十分に精度の良い挙動情報を取得可能である。
【０１１５】
例えば、乗物を壁などに立てかけて傾斜状態としてもよい。また傾斜状態は、３軸のうち注目する軸回りに傾斜させ、傾斜させる方向がプログラム４１に予め情報として与えられていれば、上述する演算式と同様に求めることができる。例えば、傾斜静止状態として、左右軸回りに車体を傾斜させて加速度を計測してもよい。具体的には、センタースタンドを用いたうえで、前輪又は後輪のいずれかを段差の高い位置に配置して傾斜状態を実現してもよい。車体５を傾斜させる傾斜方向を検知するセンサを車体に設けて、傾斜方向を検知してもよい。
【０１１６】
本実施例として、携帯端末２０によって挙動情報を推定するとしたがこれに限らない。本発明では、挙動情報推定装置は、直立静止状態と傾斜静止状態での３軸方向のそれぞれの加速度計測値を取得可能であって、挙動情報を推定可能な演算装置であればよい。例えば、直立静止状態、傾斜静止状態、走行状態となる各状態でのそれぞれの加速度の情報を取得可能であって、変換規則を導出するプログラムを実行可能であればよい。具体的には、車両に設けられる車両演算装置、例えばエンジン制御装置やメータ制御装置で実現されてもよい。この場合、車両演算装置は、携帯端末に対して、有線又は無線によって情報通信可能に設けれる。そのほか、挙動情報を推定する演算装置として、乗物とは離れて設けられるサーバ装置であってもよい。この場合、サーバ装置は、携帯端末に対して、公衆回線などを介して無線による情報通信可能に設けられる。
【０１１７】
車両演算装置またはサーバ装置は、各状態での加速度計測値を情報として取得し、導出プログラムに従って動作実行することで、携帯端末の計測値から乗物座標での加速度情報として推定することができる。また本実施例では、携帯端末２０が、各状態での加速度計測値を記憶するとしたが、携帯端末から情報を取得した車両に設けられる記憶装置、サーバに設けられる記憶装置が、各状態での加速度計測値を記憶してもよい。
【０１１８】
また携帯端末が挙動情報推定装置として機能するための挙動情報推定プログラムについても本発明に含まれる。挙動情報推定プログラムは、ＵＳＢメモリやＣＤ−ＲＯＭなどの記録可能媒体に記憶されていてもよい。挙動情報推定プログラムは、公衆回線を介してダウロードされるとしたが、ＵＳＢメモリやＣＤ−ＲＯＭなどの記録可能媒体を介して携帯端末に記憶されてもよい。また、挙動情報推定プログラムは、上述したように、車両演算装置、サーバ装置に予め記憶されていてもよい。
【０１１９】
また本実施例では、携帯端末２０に搭載される３軸加速度センサ２５が実現されるとしたが、本発明はこれに限らない。例えば加速度センサとして、電話、ネットワーク接続などの公衆回線への通信機能を有しない装置、具体的には車体に固定されて車体の３軸方向の加速度を計測可能な専用部品であってもよい。この場合であっても、本発明に従えば、加速度センサの取付位置が製造上ばらついたり、搭載車種に応じて取付位置が異なったりする場合であっても、適切に挙動情報を推定することができ、精度向上できるとともに、導出プログラムを共通化することができる。また加速度センサとして、スクリーンを備えていない場合には、静止工程におけるユーザへの表示について、車両に設けられる表示装置、例えば計器メータに操作を促す表示を行うようにしても良い。
【０１２０】
また本実施例では、携帯端末２０は、加速度センサ２５および角速度センサ２６を備えるとしたが、それぞれのセンサ２５，２６に代えて、３軸加速度度及び３軸回りの角速度の一部を、別に取得した情報に基づいて、演算によって出力する場合も、本発明の３軸加速度センサとして用いることができる。例えば３軸加速度センサは、２軸の加速度を検出することで、残りの１軸の加速度を幾何学的に演算する場合も含む。
【０１２１】
また本実施例では、端末ホルダ１１は、ハンドル１０に取り付けられるとした。本発明の端末ホルダ１１の車体５への取付位置は、ハンドル１０に限定されない。例えば操舵操作に関わらず車体に対して一定姿勢を保つように、車体フレームの一部に取り付けられてもよい。例えば計器板に固定されてもよいし、ヘッドパイプ周辺部材に固定されてもよい。また端末ホルダ１１は、車体５に形成される収容部分に設けられてもよい。例えば小物入れスペースが形成される収容部に設けられてもよい。例えば、収容部として、シート下に形成されたり、カウル内に形成されてもよい。すなわち、走行中に運転者が視認できないような位置に配置される場合も含まれる。このように端末ホルダは、携帯端末２０を保持することで、車体に対して携帯端末の位置及び姿勢を一定に維持できればよく、位置については、任意に設定可能である。
【０１２２】
本発明は、前後軸まわりに角変位した傾斜状態で走行可能なリーン乗物に適用可能である。例えば、本発明は、シートに跨って運転操作される鞍乗型車両のほかに、シート前のステップに足を配置するスクータ型車両でも適用することができる。エンジン駆動車両のほか、電動車両、複数の動量に基づくハイブリッド車両でも適用可能であること。また２輪車以外、例えば三輪以上の車輪を有する車両でも本発明を適用することができる。また、駆動力の一部又は全てを人力によって与える自転車であってもよく、小型滑走艇であってもよい。
【符号の説明】
【０１２３】
１        ：挙動情報推定システム
２        ：自動二輪車
５        ：車体
９        ：スタンド部材
１０      ：ハンドル
１１      ：端末ホルダ
２０      ：携帯端末
２１      ：ＣＰＵ（処理装置）
２２      ：メモリ
２３      ：無線通信器
２４      ：スクリーン（表示装置）
２５      ：加速度センサ（３軸加速度センサ）
２６      ：角速度センサ
３２      ：計測値記憶部（静止計測値取得部）
３５      ：挙動推定部
４１      ：挙動情報推定プログラム
４２      ：直立静止データ
４３      ：傾斜静止データ
４４      ：変換規則データ
４５      ：走行データ
４６      ：変換済みデータ
【図１】
2020104786.tif 000011
【図２】
2020104786.tif 000012
【図３】
2020104786.tif 000013
【図４】
2020104786.tif 000014
【図５】
2020104786.tif 000015