(57)【要約】【課題】  普及したスマートフォン等の携帯情報端末を最大限に利用しつつも十分な精度を担保でき且つ導入コストが安価な未知時間計測システムを構築する。【解決手段】  路面２０の計測地点に埋設された磁気バー３０から発生される磁気を検知する為の磁気センサ１０２を、マイク端子１１２を介してスマートフォン１１０に接続し、磁気センサ１０２から入力される信号をスマートフォン１１０に予め備わっている音声認識ＡＰＩによって所定の周期でサンプリングされたデジタル信号に変化させた上で当該デジタル信号に基づいて磁気センサ１０２が計測地点を通過した通過タイミングを特定し、特定した複数の通過タイミングの差分を算出することにより未知時間を計測する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
計測地点に設置された磁気発生源から発生する磁気を検知する為の磁気センサと、
前記磁気センサと携帯情報端末の音声入力端子を接続する接続手段と、
前記磁気センサから入力される信号を前記携帯情報端末に予め備わっている音声認識ＡＰＩによって所定の周期でサンプリングされたデジタル信号に変化させ当該デジタル信号に基づいて前記磁気センサが前記基準地点を通過した通過タイミングを特定する特定手段と、を備え、
前記特定手段により特定された複数の通過タイミングの差分を算出することにより未知時間を計測する
ことを特徴とする未知時間計測システム。
【請求項２】
請求項１において、
前記特定手段は、前記デジタル信号の強度を比較する比較手段を備え、
過去のデジタル信号よりも現在のデジタル信号の強度が高い場合にのみその現在のデジタル信号強度を最大値として対応するカウント値と共に更新記憶し、前記最大値が更新されてから一定の時間が経過した場合に前記最大値に対応するカウント値を前記磁気センサが前記基準地点を通過した通過タイミングとして特定する
ことを特徴とする未知時間計測システム。
【請求項３】
請求項１又は２において
前記磁気センサは汎用部品としてのインダクタを利用し、
前記接続手段は前記携帯情報端末に備わるイヤホンジャックを利用して接続する
ことを特徴とする未知時間計測システム。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかにおいて、
前記磁気発生源が、サーキットに予め埋め込まれた磁気発生源であり、
前記未知時間が前記サーキットのラップタイムである
ことを特徴とする未知時間計測システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、未知時間を計測するシステムに関し、特にスマートフォン等の携帯情報端末を最大限に利用して、サーキット等での未知時間（例えばラップタイム）を簡易且つ精度よく計測するシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、サーキット等において周回タイム（ラップタイム）を計測する手段として様々な方法が採用されている。最も精度よく計測できるのは所謂「トランスポンダ」と言われる専用の装置である（非特許文献１を参照）。
【０００３】
また、サーキットに埋設されている磁気バー（磁気発生源）を利用して計測するという方法もあるが、こちらも専用の装置が必要である（非特許文献２を参照）。
【０００４】
一方で、スマートフォン等の携帯情報端末普及後の現代においては、スマートフォン等に備わっているＧＰＳ機能を利用して（専用アプリをインストールして）計測するという方法も公知である（非特許文献３を参照）。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】株式会社ＴＳＣ  ＡＭＢ計測システムのウェブサイト（http://www.difs.jp/amb/）
【非特許文献２】株式会社エッチ・ケー・エス  サーキットアタックカウンターのウェブサイト（http://www.hks-power.co.jp/product/electronics/monitor/cac/）
【非特許文献３】Google Play  GPS laps  のウェブサイト（https://play.google.com/store/apps/details?id=jp.krtk.laps_free&hl=ja）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、トランスポンダによる計測は、計測精度は非常に高いものの、高価であり、趣味でサーキット走行等を行うユーザーが購入するというのは敷居が高かった。
【０００７】
また、非特許文献２にあるような、磁気バーを使用した専用機であれば、必要十分な精度は保たれているものの専用品であるため未だに安価とは言えず、更に、配線等も煩雑で個々の車両に一度設置すると他の車両に設置し直す等の作業が大変であるという側面もあった。
【０００８】
一方、非特許文献３に記載されたスマートフォン等のＧＰＳ機能を利用して計測する場合であれば、専用のアプリをインストールするだけでシステムを構築でき非常に安価であるが、ＧＰＳを利用しているので十分な計測精度（例えば１／１００秒、１／１０００秒単位の精度）を担保することができないという問題がある。
【０００９】
そこで本発明は、普及したスマートフォン等の携帯情報端末を最大限に利用しつつも十分な精度を担保でき且つ導入コストが安価な未知時間計測システムを構築する事をその課題としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するべく、本願発明は、基準地点に設置された磁気発生源から発生する磁気を検知する為の磁気センサと、前記磁気センサと携帯情報端末の音声入力端子を接続する接続手段と、前記磁気センサから入力される信号を前記携帯情報端末に予め備わっている音声認識ＡＰＩ（Application Programming Interface）によって所定の周期でサンプリングされたデジタル信号に変化させ当該デジタル信号に基づいて前記磁気センサが前記基準地点を通過した通過タイミングを特定する特定手段と、を備え、前記特定手段により特定された複数の通過タイミングの差分を算出することにより未知時間を計測することを特徴とする。
【００１１】
このような構成を採用したことによって、普及したスマートフォン等の携帯情報端末を最大限に利用しつつも十分な精度を担保でき且つ導入コストが安価な未知時間計測システムを構築しているのである。本願発明の最も重要なポイントは、十分な計測精度を担保できる磁気式のセンサを利用し、そこから得られる信号を携帯情報端末の音声入力端子を介して入力し、その入力された信号を、元々携帯情報端末に備わっている音声入力ＡＰＩによってサンプリングして処理する点にある。即ち、磁気センサ自体は例えば汎用部品としてのインダクタを利用すれば極めて低コストで作成することが可能であるし、更に、そのセンサの信号を音声入力して処理するのであるから広く利用されているマイク端子（イヤホンジャック）を介して簡単に入力させることが可能である。加えて、入力された信号は携帯情報端末にインストールされたアプリケーションにより処理されるが、携帯情報端末に備わっている音声認識ＡＰＩの音声サンプリング周期は４４．１ｋＨｚといったレベルであるため、１／１００００秒オーダーの時刻を十分に識別する事が可能となっている。即ち、極めて低コスト且つ簡易な構成で、携帯情報端末の機能を最大限に利用して、高精度な未知時間計測システムを構築できているのである。
【００１２】
ここで、前記特定手段は、前記デジタル信号の強度を比較する比較手段を備え、過去のデジタル信号よりも現在のデジタル信号の強度が高い場合にのみその現在のデジタル信号強度を最大値として対応するカウント値と共に更新記憶し、前記最大値が更新されてから一定の時間が経過した場合に前記最大値に対応するカウント値を前記磁気センサが前記基準地点を通過した通過タイミングとして特定することを特徴とする。
【００１３】
このように、極めてシンプルなアプリケーションの処理手順とすることによって、処理遅延に起因する時間計測精度の低下を未然に防止している。
【００１４】
なお、磁気発生源として、サーキットに予め埋め込まれた磁気発生源を利用すれば、サーキットのラップタイムを計測できる未知時間計測システムとして構築することができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明を適用することで、普及したスマートフォン等の携帯情報端末を最大限に利用しつつも十分な精度を担保でき且つ導入コストが安価な未知時間計測が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明に係る未知時間計測システムの概略構成図である。
【図２】磁気センサ構成例を示した回路図である。
【図３】磁気センサから音声信号として入力される信号の波形例を示した図である。
【図４】アプリケーションで行われる処理手順の一例を示したフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、添付図面を参照しつつ、本発明の実施形態の一例である未知時間計測システム１００について説明を加える。なお、図面理解容易の為、各部の大きさや寸法を誇張して表現している部分があり、実際の製品と必ずしも一致しない部分があることを付記しておく。また各図面は符号の向きに見るものとし、当該向きを基本に上下左右、手前、奥と表現する。
【００１８】
〈未知時間計測システムの構成〉
本発明の実施形態の一例として示す未知時間計測システム１００は、図１に示している通り、携帯情報端末としてのスマートフォン１１０と当該スマートフォン１１０に接続した磁気センサ１０２というシンプルな構成を有してなる。
【００１９】
この未知時間計測システム１００は、車両１０に設置されている。当該車両１０が走行する路面２０の基準となる位置には磁気バー（磁気発生源）３０が埋設されており所定の磁気（磁束）を発生させている。未知時間計測システム１００を構成する磁気センサ１０２は、この磁気バー３０が発生する磁気（磁束）を検知できる場所（例えばサイドシル下部など）に設置固定される。またこの磁気センサ１０２は、図２に示すように、汎用部品としてのインダクタ１０４と抵抗１０６を電気的に接続するという極めてシンプルな構成を採用している。更に磁気センサ１０２には、スマートフォン１１０のマイク端子１１２（例えばイヤホンジャック）に対応するプラグ（図示していない）が有線接続されている（接続手段）。また、図２に示しているように当該磁気センサ１０２は回路的に無極性としているので、接続するスマートフォン等の種類に広く対応させることが可能となっている（機種によってＭＩＣとＧＮＤが逆位置になっている場合がある。）。なお、図示していないが、必要に応じて、この磁気センサ１０２を防水処理等行う事が望ましい。
【００２０】
一方スマートフォン１１０には、磁気センサ１０２からマイク端子（音声入力端子）１１２を介して入力される信号を処理して未知時間を計測する為のアプリケーション１１４がインストールされている。このアプリケーション１１４は、スマートフォン１１０に予め備わっている音声認識ＡＰＩ（Application Programming Interface）と連動し、磁気センサ１０２から入力される信号（アナログ）を当該音声認識ＡＰＩによって所定の周期（例えば４４．１ｋＨｚ）でサンプリングしてデジタル信号に変化させ、当該デジタル信号を処理する為のアプリケーションである。
【００２１】
〈未知時間計測システムの作用・機能〉
続いて、未知時間計測システム１００の具体的な動き、並びにスマートフォン１１０内で行われる情報処理の処理手順について説明する。
【００２２】
磁気センサ１０２が接続され、アプリケーション１１４が起動した状態で車両１０が磁気バー３０上を通過すると、磁気センサ１０２から得られる信号は、例えば図３のような波形を示す。
【００２３】
磁気センサ１０２からマイク端子１１２を介してスマートフォン１１０に入力される信号はここではアナログ信号であるが、スマートフォン１１０に予め備わっている音声認識ＡＰＩによって所定の周波数（例えば４４．１ｋＨｚ）でデジタルサンプリングされた上でアプリケーション１１４によって処理される。このように、スマートフォン１１０に備わっている音声認識ＡＰＩの音声サンプリング周期は４４．１ｋＨｚといったレベルであるため、１／１００００秒オーダーの時刻を十分に識別する事が可能となっている。
【００２４】
このデジタルサンプリングされた信号は順次、例えば、図４に示した処理手順によってアプリケーション１１４によって処理される。
【００２５】
最初に信号が入力されると（Ｓ１０１）、その信号強度が予め設定した閾値Ａに達しているか否かが判断される（Ｓ１０２）。閾値Ａに達している場合にはＳ１０３へと進み、達していない場合はその信号は破棄されて次の信号の入力を待つためにＳ１０１へと戻る。この処理によって一定レベル以下のノイズが除去されることになる。
【００２６】
次に、初めてＳ１０３の処理段階へと進んだ信号であればその信号強度を対応するカウント値（１秒間をサンプリング周期数に分割した場合のカウント値）と共に記憶し、初めてＳ１０３の処理段階へと進んだ信号でない場合には、記憶されている前回の（過去の）信号との強度を比較する（Ｓ１０３）。新たに入力された信号（現在の信号）の強度が前回の信号強度よりも大きい場合はＳ１０４へと進み、その信号（新たに入力された信号）の強度がカウント値と共に記録（更新）される。一方、新たに入力された信号（現在の信号）の強度が前回の信号強度以下の場合はＳ１０５へと進む。
【００２７】
次にＳ１０５では、Ｓ１０４において最後にカウント値が記録（更新）されてから予め設定した一定の時間が経過したか否かが判断される。経過していない場合、その信号（新たに入力された信号）は破棄されて次の信号の入力を待つためにＳ１０１へと戻る。一方、一定の時間が経過している場合は、ピークが過ぎたと判断し、Ｓ１０６へと進む。このときＳ１０４のステップによって記憶されているカウント値が通過タイミングとして特定されることとなる。
【００２８】
次に、Ｓ１０６では、Ｓ１０４のステップによって記憶されている複数の通過タイミング（カウント値）の差分を算出し、その時差分をスマートフォン１１０の画面に計測された未知時間として表示する。換言すると、例えば、第１の（前回の）ピークに対応するカウント値と第２の（今回の）ピークに対応するカウント値の差分を算出し、更にその差分をサンプリング周波数で割り戻すことによって時間（秒数）として算出するのである。
【００２９】
ステップＳ１０４において記憶される信号強度やカウント値は、必要に応じてその一部を破棄しながら、次回ステップＳ１０５において一定時間が経過したと判断されるまでＳ１０１〜Ｓ１０５の処理を繰り返す。
【００３０】
上記説明したＳ１０３〜Ｓ１０５の一連の情報処理が、磁気センサ１０２から入力された信号のピーク（即ち、磁気センサ１０２が磁気バー３０を通過したタイミング）を特定するための特定手段として機能する。
【００３１】
このように、極めてシンプルなアプリケーション１１４の処理手順とすることによって、処理遅延に起因する時間計測精度の低下を未然に防止している。但し、アプリケーション１１４での処理手順は、必ずしも上記説明した手順のみに限定されるものではない。
【００３２】
このように、普及したスマートフォン１１０を最大限に利用しつつも十分な精度を担保でき且つ導入コストが安価な未知時間計測システム１００を構築しているのである。本願発明の最も重要なポイントは、十分な計測精度を担保できる磁気式センサ１０２を利用し、その信号を音声入力端子を介してスマートフォン１１０に入力し、その入力された信号を、元々スマートフォン１１０に備わっている音声入力ＡＰＩによってサンプリングして処理する点にある。即ち、磁気センサ１０２自体は例えば汎用部品としてのインダクタ１０４を利用すれば極めて低コストで作成することが可能であるし、更に、その磁気センサ１０２の信号を音声入力して処理するのであるから広く利用されているマイク端子（イヤホンジャック）１１２を介して簡単に入力させることが可能となっている。加えて、入力された信号はスマートフォン１１０にインストールされたアプリケーションにより処理されるが、スマートフォンに元々備わっている音声認識ＡＰＩの音声サンプリング周期は例えば４４．１ｋＨｚといったレベルであるため、１／１００００秒オーダーの時刻を十分に識別する事が可能となっている。即ち、極めて低コスト且つ簡易な構成で、スマートフォン１１０の機能を最大限に利用して、高精度な未知時間計測システムを構築できているのである。
【００３３】
〈その他の構成例〉
なお、上記では、磁気センサと音声入力端子とを有線接続しているが、計測精度を担保できる限りにおいて無線接続により接続してもよい。
【００３４】
また、上記では、携帯情報端末としてスマートフォンを例に説明しているが、所謂電話機能がなくても本発明に係るシステムは構築することができる。
【００３５】
また、上記では、スマートフォンへの接続手段としてイヤホンジャックを例に説明しているが、音声信号を入力できる限りにおいてその端子の種類や形状は特に限定されるものではない。
【００３６】
また、上記では、サーキットを例にそのラップタイムを計測するシステムとして説明しているが、サーキットのように周回コースである必要はない。複数の磁気発生源を予め設置しておけば、その間の移動に要した未知時間を計測することが可能である。
【００３７】
また、上記では、サーキットを例に自動車を前提としたシステムとして説明しているが、自動車に限らず、自動二輪車、自転車、鉄道車両等移動手段として機能するモノに対して広く適用することができるし、更には、無人の移動体（例えばラジコンカー）等の移動時間を計測する場合にも適用することが可能である。
【符号の説明】
【００３８】
１０・・・車両
２０・・・道路（サーキット）
３０・・・磁気バー（磁気発生源）
１００・・・未知時間計測システム
１０２・・・磁気センサ
１０４・・・インダクタ
１０６・・・抵抗
１１０・・・スマートフォン（携帯情報端末）
１１２・・・マイク端子（音声入力端子）
１１４・・・アプリケーション
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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