(57)【要約】【課題】自転車の走行阻害度を的確に検出することができる方法およびシステムを提供する。【解決手段】自転車の走行速度を検出する（Ｓ１）。自転車のハンドルの操舵角および操舵角速度のうちの少なくとも一方を、自転車のハンドル動作量として検出する（Ｓ２）。走行速度が予め定められた閾値Ｖ０以上のとき、自転車の走行阻害度をハンドル動作量の絶対値の増加関数として出力する（Ｓ３〜Ｓ４）が、走行速度が閾値Ｖ０以下であるときは、走行阻害度を走行速度の絶対値の減少関数として出力する（Ｓ３〜Ｓ５）。さらに、走行速度が閾値Ｖ０をとるときに、増加関数が最大値をとる一方、減少関数が最小値をとり、かつ最大値と最小値が一致するように走行阻害度を設定する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
自転車の走行速度を検出するステップと、
前記自転車のハンドルの操舵角および操舵角速度のうちの少なくとも一方を、前記自転車のハンドル動作量として検出するステップと、
前記走行速度が予め定められた閾値以上のとき、前記自転車の走行阻害度を前記ハンドル動作量の絶対値の増加関数として出力するが、前記走行速度が前記閾値以下であるときは、前記走行阻害度を前記走行速度の絶対値の減少関数として出力するとともに、前記走行速度が前記閾値をとるときに、前記増加関数が最大値をとる一方、前記減少関数が最小値をとり、かつ前記最大値と前記最小値が一致するように前記走行阻害度を設定するステップと、からなることを特徴とする自転車走行阻害度検出方法。
【請求項２】
所定の時間間隔毎に、前記走行速度および前記ハンドル動作量のそれぞれの平均値を算出するとともに、前記走行阻害度を前記平均値に基づいて出力することを特徴とする請求項１に記載の自転車走行阻害度検出方法。
【請求項３】
自転車の走行速度を検出する速度検出手段と、
前記自転車のハンドルの操舵角および操舵角速度のうちの少なくとも一方を、前記自転車のハンドル動作量として検出するハンドル動作量検出手段と、
前記速度検出手段および前記ハンドル動作量検出手段による検出値に基づき、前記走行速度が予め定められた閾値以上のときは、前記自転車の走行阻害度を前記ハンドル動作量の絶対値の増加関数として出力するが、前記走行速度が前記閾値以下であるときは、前記走行阻害度を前記走行速度の絶対値の減少関数として出力するとともに、前記走行速度が前記閾値をとるときに、前記増加関数が最大値をとる一方、前記減少関数が最小値をとり、かつ前記最大値と前記最小値が一致するように前記走行阻害度を設定する走行阻害度出力手段と、を有していることを特徴とする自転車走行阻害度検出システム。
【請求項４】
前記走行阻害度出力手段は、所定の時間間隔毎に、前記速度検出手段による検出値および前記ハンドル動作量検出手段による検出値のそれぞれの平均値を算出するとともに、前記走行阻害度を前記平均値に基づいて出力することを特徴とする請求項３に記載の自転車走行阻害度検出システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自転車の走行阻害度を検出する方法およびシステムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
道路の混雑度、すなわち「道路の通りにくさ」（本明細書中では、以後、これを「走行阻害度」と呼ぶ。）を、地図とともにディスプレイ表示することは、既に、自動車等においてカーナビゲーション装置等によって実現されている。
この場合、走行阻害度は、所定の観測地点に設置したテレビカメラや超音波センサー等を用いて、車両の走行速度および通行量（単位時間当たりの通過台数）を検出することによって算出され（例えば、特許文献１参照）、あるいは、車両に搭載されたカーナビゲーション装置から送信される位置および速度情報を収集し、それらの情報に基づいて算出されている（例えば、特許文献２参照）。
【０００３】
自動車の場合には、道路が混雑していると、他車を追い抜くためのスペースがなくなり、自動車は道路上を一列に並んでノロノロ運転するしかないので、自動車の走行阻害度を、自動車の走行速度や通行量等に基づいて算出することは理にかなっている。
【０００４】
しかし、自転車やオートバイについては、走行阻害度を自動車と同様に算出するわけにはいかない。なぜなら、渋滞する自動車の列を横目に、自転車やオートバイが路肩をスイスイと通り過ぎて行く場面にしばしば出くわすように、自転車やオートバイは、多少道路が混雑していても、狭い隙間があれば、間を通り抜けるようにして走行できるからである。
【０００５】
そして、車道と歩道が分離されていない狭い道路、すなわち、細街路においては、自動車が走行し、多数の歩行者が歩行している場合に、自転車が自動車および歩行者の間をぬって速度も落とさずに（すいた道路を走行するときと殆ど変わらない速度で）すり抜けて行く、いわゆる「暴走自転車」が多数出現している。「暴走自転車」は、歩行者や自動車との衝突事故の発生する危険度を増大させ、近年社会問題化しつつある。
【０００６】
「暴走自転車」の防止策の１つとして、自転車の利用者に対して、道路の混雑の程度を予め知らせ、自転車利用者になるべく混雑した道路を避けて走行するように誘導することが有効であると考えられる。
しかしながら、上述のように、従来技術においては、自転車の走行阻害度を検出する有効な方法はなかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平１０−１６２２７８号公報
【特許文献２】特開２００３−２４８８９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
したがって、本発明の課題は、自転車の走行阻害度を的確に検出することができる方法およびシステムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題に鑑み、本願発明者は、自転車の走行状態が道路の混雑状況に応じてどのように変化するのかを詳細に分析し、次のような結果を得た。
例えば、車道と歩道の区別のない細街路において、自動車および歩行者がまばらでさほど混雑していない場合は、自転車は、退避エリアが十分にあるので、あまりハンドルを切らずに、細街路が全く混雑していないときの走行速度と変わらない速度（自転車の使用者にとって快適な速度）で、自動車および歩行者の間をスイスイと走り抜けることができる。
ところで、自転車は、走り出した後、安定に走行できる状態となっても、ハンドルが常に一定のリズムで細かく左右に動いている。
このことから、次の原理が導き出される。
（原理１）
細街路において、混雑度が一定のレベル以下であって、自転車がわずかなハンドルの切り替えで退避できるスペースが十分にある場合には、自転車の走行速度は変化しない。
【００１０】
しかし、細街路が次第に混雑するにつれて、自転車の走行速度が低下しなくとも、自転車のハンドルの動作量は次第に大きくなる。つまり、混雑度が増してくると、自転車の退避エリアが次第に減少するので、自転車は、減速はせずとも、ハンドルを大きく切らなければ歩行者等を避けられなくなる。
このことから、次の原理が導き出される。
（原理２）
細街路の混雑度が上記一定のレベルを超えてきても、自転車の退避エリアが路上にある場合には、自転車の走行速度は、細街路が全く混雑していない場合と変わらないが、混雑度が増大するにつれて、ハンドルの動作量は大きくなる。
【００１１】
図４はこの状況を示したグラフである。図４のグラフは、混雑度は異なるが同一の細街路上を、同一人が同一の自転車に乗って走行した２つの場合について、一定時間内の自転車のハンドルの操舵角速度の変化を示したものであり、図４Ａは混雑度が比較的高い場合のグラフ、図４Ｂは混雑度が比較的低い場合のグラフである。それぞれの場合において、自転車使用者が携帯したスマートフォンを用いて、自転車の走行速度および操舵角速度を、２０秒間にわたって２ミリ秒毎にサンプリング測定した。
【００１２】
測定の結果、まず、それぞれの場合で走行速度にほとんど変化のないことが確認できた。そして、それぞれの場合について、操舵角速度の時間変化をプロットしグラフ化した。
図４Ａおよび図４Ｂのグラフ中、縦軸および横軸はそれぞれ、操舵角速度およびサンプル数（時間経過）を表している。また、図４Ａのグラフ中、折れ線Ｃ１は１サンプル毎の操舵角速度の変化を示し、折れ線Ｃ２は５００サンプル毎の移動平均を示している。図４Ｂのグラフ中、折れ線Ｃ３は１サンプル毎の操舵角速度の変化を示し、折れ線Ｃ４は５００サンプル毎の移動平均を示している。
【００１３】
図４Ａのグラフでは、移動平均Ｃ２が大きな振幅（＋２０〜−２０ｄｅｇ／ｓｅｃ程度）で変動し、よって、ハンドルの動作量は大きくなっているが、図４Ｂのグラフでは、移動平均Ｃ４が、図４Ａの場合よりも小さな振幅（＋１０〜−１０ｄｅｇ／ｓｅｃ程度）で変動し、よって、ハンドルの動作量がより小さくなっていることがわかる。
【００１４】
細街路の混雑度がさらに増大すると、自転車は大きくハンドルを切って減速しながら走行することを余儀なくされる。そして、自転車の走行速度は、細街路が混雑するほど遅くなり、歩行者に合わせてノロノロ走行したり、最終的には停止したりする。
このことから、次の原理が導き出される。
（原理３）
細街路の混雑度がさらに増大すると、自転車の走行速度（走行速度の絶対値）は、混雑度の増大につれて次第に減少する。
【００１５】
上記原理１〜３をまとめると、次のようになる。すなわち、道路が全く混雑していない状況での自転車の走行速度（自転車の使用者にとって快適な速度）をＶ０とすれば、道路がある程度混雑するまで、つまり自転車走行時の退避スペースがある範囲内では、Ｖ０はほとんど変化しない。しかし、その間に退避スペースが減少するにつれて、ハンドルの動作量が増加する。そして、道路の混雑度が一定以上になると、混雑度が増大するにつれて自転車の走行速度が次第に低下し、やがて歩行者を追い抜くことができなくなって、歩行者の歩行速度と同程度の速度Ｖ１となって、それ以上速度は低下しなくなる。
図３はこの状況を示したグラフである。図３のグラフ中、左側の縦軸は自転車の走行速度を表し、右側の縦軸は道路の混雑度（自転車の走行阻害度）を表している。また、折れ線Ｌ１は自転車の走行速度の変化を示し、折れ線Ｌ２は道路の混雑度（自転車の走行阻害度）の変化を示している。
【００１６】
そして、この結果を踏まえ、上記課題を解決すべく、本発明は、自転車の走行速度を検出するステップと、前記自転車のハンドルの操舵角および操舵角速度のうちの少なくとも一方を、前記自転車のハンドル動作量として検出するステップと、前記走行速度が予め定められた閾値以上のとき、前記自転車の走行阻害度を前記ハンドル動作量の絶対値の増加関数として出力するが、前記走行速度が前記閾値以下であるときは、前記走行阻害度を前記走行速度の絶対値の減少関数として出力するとともに、前記走行速度が前記閾値をとるときに、前記増加関数が最大値をとる一方、前記減少関数が最小値をとり、かつ前記最大値と前記最小値が一致するように前記走行阻害度を設定するステップと、からなることを特徴とする自転車走行阻害度検出方法としたものである。
【００１７】
上記方法において、所定の時間間隔毎に、前記走行速度および前記ハンドル動作量のそれぞれの平均値を算出するとともに、前記走行阻害度を前記平均値に基づいて出力するようにしてもよい。
【００１８】
上記課題を解決するため、本発明は、また、自転車の走行速度を検出する速度検出手段と、前記自転車のハンドルの操舵角および操舵角速度のうちの少なくとも一方を、前記自転車のハンドル動作量として検出するハンドル動作量検出手段と、前記速度検出手段および前記ハンドル動作量検出手段による検出値に基づき、前記走行速度が予め定められた閾値以上のときは、前記自転車の走行阻害度を前記ハンドル動作量の絶対値の増加関数として出力するが、前記走行速度が前記閾値以下であるときは、前記走行阻害度を前記走行速度の絶対値の減少関数として出力するとともに、前記走行速度が前記閾値をとるときに、前記増加関数が最大値をとる一方、前記減少関数が最小値をとり、かつ前記最大値と前記最小値が一致するように前記走行阻害度を設定する走行阻害度出力手段と、を有していることを特徴とする自転車走行阻害度検出システムとしたものである。
【００１９】
上記システムにおいて、前記走行阻害度出力手段は、所定の時間間隔毎に、前記速度検出手段による検出値および前記ハンドル動作量検出手段による検出値のそれぞれの平均値を算出するとともに、前記走行阻害度を前記平均値に基づいて出力するようにしてもよい。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、自転車は、道路がある程度混雑していても、歩行者等を追い抜くための退避スペースがある限り、全く混雑していない場合と同程度の速度で走行できるという特性を考慮に入れ、自転車の走行速度が所定の閾値以上のときは、走行阻害度をハンドル動作量の絶対値の増加関数として出力する一方、走行速度が閾値以下のときは、走行速度の絶対値の減少関数として出力するようにしたので、自転車の走行阻害度を的確に検出できる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の１実施例による自転車走行阻害度検出方法のフロー図である。
【図２】本発明の１実施例による自転車走行阻害度検出システムのブロック図である。
【図３】細街路の混雑度（自転車の走行阻害度）と自転車の走行速度との関係を示すグラフである。
【図４】細街路を走行する自転車のハンドルの操舵角速度をプロットしたグラフであり、（Ａ）は細街路が少し混雑している場合のグラフを、（Ｂ）は細街路がほとんど混雑していない場合のグラフをそれぞれ示している。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、添付図面を参照して本発明の好ましい実施例について説明する。図１は、本発明の１実施例による自転車走行阻害度検出方法のフロー図である。
図１に示されるように、本発明によれば、自転車の走行速度を検出し（図１、Ｓ１）、該自転車のハンドルの操舵角および操舵角速度のうちの少なくとも一方を、自転車のハンドル動作量として検出する（図１、Ｓ２）。
【００２３】
この場合、自転車の走行速度は、公知の適当な速度検出手段を用いて検出することができ、例えば、自転車の車輪の回転数を測定することによって、あるいは、自転車の使用者が携帯したスマートフォンのＧＰＳ機能を用いて走行速度を検出することができる。
ハンドルの操舵角および操舵角速度もまた、公知の適当な検出手段を用いて検出することができる。例えば、ハンドルの操舵角は、自転車のハンドルに取り付けたロータリーエンコーダによって検出することができ、例えば、操舵角速度は、自転車のハンドルに取付けた角速度センサ（ＭＥＭＳセンサ）によって検出することができる。
【００２４】
次いで、本発明によれば、自転車の走行速度が予め定められた閾値Ｖ０以上であるか、以下であるかを判定する（図１、Ｓ３）。そして、走行速度が閾値Ｖ０以上のとき、自転車の走行阻害度をハンドル動作量の絶対値の増加関数として出力するが（図１、Ｓ４）、走行速度が閾値Ｖ０以下であるときは、走行阻害度を走行速度の絶対値の減少関数として出力する（図１、Ｓ５）。
【００２５】
閾値Ｖ０としては、道路が全く混雑していないときの自転車の走行速度、すなわち、使用者にとって快適な走行速度を設定することが好ましい。この場合、閾値Ｖ０は自転車の使用者毎に異なることになるが、その代わりに、例えば、性別あるいは年齢別等に快適な走行速度の平均値を予め算出し、それらを、性別あるいは年齢別等の閾値Ｖ０として設定することもできる。
【００２６】
また、自転車の走行阻害度が、自転車の走行速度が閾値Ｖ０以上の領域と閾値Ｖ０以下の領域とで連続した値をとるようにするため、走行速度が閾値Ｖ０をとるときに、増加関数が最大値をとる一方、減少関数が最小値をとり、かつ当該最大値と当該最小値が一致するように走行阻害度を設定する。
【００２７】
また、走行阻害度の出力、すなわち、自転車の走行速度と閾値Ｖ０との比較は、走行速度を検出するたびに、その都度実行してもよいし、所定の時間経過する毎（自転車が所定の距離走行する毎）に実行してもよい。後者の場合には、当該所定の時間内の走行速度およびハンドル動作量のそれぞれの平均値を算出し、走行速度の当該平均値を閾値Ｖ０と比較し、走行速度の当該平均値およびハンドル動作量の当該平均値に基づいて走行阻害度を出力することが好ましい。
【００２８】
こうして、本発明の方法によれば、自転車は、道路がある程度混雑していても、歩行者等を追い抜くための退避スペースがある限り、全く混雑していない場合と同程度の速度で走行できるという特性に鑑み、自転車の走行速度が所定の閾値以上のときは、走行阻害度をハンドル動作量の絶対値の増加関数として出力する一方、走行速度が閾値以下のときは、走行速度の絶対値の減少関数として出力するようにしたので、自転車の走行阻害度を的確に検出することができる。
【００２９】
図２は、図１に示した本発明による自転車走行阻害度検出方法を実施するのに適した自転車走行阻害度検出システムのブロック図である。
図２に示すように、本発明のシステム１は自転車５に搭載されるようになっており、自転車５の走行速度を検出する速度検出手段２と、自転車５のハンドルの操舵角および操舵角速度のうちの少なくとも一方を、自転車５のハンドル動作量として検出するハンドル動作量検出手段３を備えている。
【００３０】
速度検出手段２は、自転車５の車速の測定に適した公知の適当な手段、例えば、自転車５の車輪に取付けられたエンコーダ、あるいは、自転車５の使用者が携帯する、ＧＰＳ機能付きのスマートフォンからなっている。
ハンドル動作量検出手段３は、自転車５のハンドルの操舵角および操舵角速度のうちの少なくとも一方の測定に適した公知の適当な手段、例えば、自転車５のハンドルに取付けられ、ハンドルの操舵角を検出するロータリーエンコーダ、あるいは、自転車５のハンドルに取付けられ、ハンドルの操舵角速度を検出する角速度センサ（ＭＥＭＳセンサ）からなっている。
【００３１】
本発明のシステム１は、また、速度検出手段２およびハンドル動作量検出手段３による検出値に基づき、走行速度が予め定められた閾値Ｖ０以上のときは、自転車５の走行阻害度をハンドル動作量の絶対値の増加関数として出力するが、走行速度が閾値Ｖ０以下であるときは、走行阻害度を走行速度の絶対値の減少関数として出力する走行阻害度出力手段４を備えている。
【００３２】
閾値Ｖ０としては、道路が全く混雑していないときの自転車５の走行速度、すなわち、使用者にとって快適な走行速度が設定されることが好ましい。この場合、閾値Ｖ０は自転車５の使用者毎に異なることになるが、その代わりに、例えば、性別あるいは年齢別等に快適な走行速度の平均値が予め算出され、それらが、性別あるいは年齢別等の閾値Ｖ０として設定されるような構成も可能である。
【００３３】
走行阻害度出力手段４は、また、自転車５の走行阻害度が自転車の走行速度が閾値Ｖ０以上の領域と閾値Ｖ０以下の領域とで連続した値をとるようにするため、走行速度が閾値Ｖ０をとるときに、増加関数が最大値をとる一方、減少関数が最小値をとり、かつ当該最大値と当該最小値が一致するように走行阻害度を設定する。
【００３４】
また、走行阻害度出力手段４による走行阻害度の出力、すなわち、自転車５の走行速度と閾値Ｖ０との比較は、走行速度を検出するたびに、その都度なされてもよいし、所定の時間経過する毎（自転車５が所定の距離走行する毎）になされてもよい。後者の場合には、当該所定の時間内の走行速度およびハンドル動作量のそれぞれの平均値を算出し、走行速度の当該平均値を閾値Ｖ０と比較し、走行速度の当該平均値およびハンドル動作量の当該平均値に基づいて走行阻害度を出力することが好ましい。
【符号の説明】
【００３５】
１  自転車走行阻害度検出システム
２  速度検出手段
３  ハンドル動作量検出手段
４  走行阻害度出力手段
５  自転車
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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