JP6478271B2

JP6478271B2 - 自転車ツーリング疑似体験システム、自転車ツーリング疑似体験システム用のコントローラおよびプログラム

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Publication number: JP6478271B2
Application number: JP2015068849A
Authority: JP
Inventors: ホウアリサビリン; 浩嗣三功; 内藤　整; 整内藤
Original assignee: KDDI Corp
Current assignee: KDDI Corp
Priority date: 2015-03-30
Filing date: 2015-03-30
Publication date: 2019-03-06
Anticipated expiration: 2035-03-30
Also published as: JP2016188942A

Description

本発明は、自転車ツーリング疑似体験システム、自転車ツーリング疑似体験システム用のコントローラおよびプログラムに関し、特に、ユーザが、気象状況を含む、現実に近い環境状況を体感できるようにした自転車ツーリング疑似体験システム、自転車ツーリング疑似体験システム用のコントローラおよびプログラムに関する。

ユーザが、疑似的ではあるが、自転車でツーリングしているような感覚で、エクササイズやゲームをすることができるシミュレーション装置が知られている。例えば、エクササイズ用シミュレーション装置では、それ用に特別に構成された自転車のペダルを操作することにより脚力や心肺能力を鍛えることができ、ゲーム用シミュレーション装置では、それ用に特別に構成された自転車をコンピュータと結び付けることにより、ペダルやハンドル操作でゲームを進行あるいは制御することができる。

特許文献１には、ユーザのペダル操作運動によって駆動されるゼネレータから所定エネルギが出力されたときだけコンピュータゲームを可能にするサイクル型運動システムが記載されている。

特許文献２には、ユーザに与える負荷をシミュレーションする自転車レース練習装置が記載されている。

特許文献３には、固定式自転車の車輪の回転およびハンドルの角度の変化を信号化し、それらの信号に同調するように映像遊具の自動車の速度および操舵角度を制御することにより、遊びながら運動できるようにする運動装置が記載されている。

特許文献４には、自転車モデルの速度と方向を検出し、その速度と方向に応じて、表示している仮想景色を変化させ、また、仮想景色に従ってペダル負荷を変化させる仮想サイクリング装置が記載されている。

特許文献５には、自転車とマルチメディアシステムの間のインタフェースとして動作する仮想現実自転車-トレーニングシミュレーションプラットホームが記載されている。

特許文献６，７には、交通安全教育やゲームや身体トレーニングのための自転車シミュレーションシステムが記載されている。

特許文献８には、ユーザのエクササイズに従ってマイクロプロセッサのプログラム走行動作を制御するエクササイズ装置用コントローラが記載されている。

特許文献９には、ユーザのエクササイズでの速度、加速度、力などの値を生成して、ユーザの物理的動作をシミュレートするエクササイズ装置が記載されている。

特許文献１０には、搭乗速度に応じてモニタ上の表示画像の速度を変化させ、搭乗コースの坂では、坂制御ユニットを動作させて、それを実感できるようにする、仮想搭乗コース画像表示用装置を有する自転車が記載されている。

引用文献１１には、ストリートのパノラマ画像を表示するストリートビューが記載されている。

非特許文献１には、円筒状ＭＲ液体ブレーキを備える化仮想現実バイクが記載されている。

米国特許第４５４２８９７号明細書(US4542897A) 米国特許第４９３８４７５号明細書(US4938475A) 米国特許第６７１２７３７号明細書(US6712737B1) 米国公開特許第２００４０２３９４８６号公報(US20040239486A1) 米国特許第７２２６３９５号明細書(US7226395B2) 米国特許第７４９１１５４号明細書(US7491154B2) 米国特許第７８０６８１０号明細書(US7806810B2) 米国特許第７８３７５９５号明細書(US7837595B2) 米国特許第８８６２４７６号明細書(US7862476B2) 国際公開第２０１２１６１５４２号(WO2012161542A3) 米国特許第７９９０３９４号明細書(US7990394B2)

IEEE Int. Conference on Robotics and Biomimetics, 2012. Takehito Kikuchi, Keigo Kobayashi and Masao Sugiyama, "Development of Virtual Reality Bike with Cylindrical MR Fluid Brake"

特許文献１−１１には、ユーザが、自転車の操作運動でエクササイズしたり、自転車の搭乗を仮想的に体感できるようにしたりすることが記載されている。しかし、そこでの体感は、ユーザのペダル操作運動に従って画像を変えるだけであり、走行中にユーザに視認される周囲画像を仮想的に与えるだけであるので、自転車ツーリングを疑似体験するという面からは十分とはいえない。

本発明の目的は、ユーザが、気象状況を含む、現実に近い環境状況を体感できるようにした自転車ツーリング疑似体験システム、自転車ツーリング疑似体験システム用のコントローラおよびプログラムを提供することにある。

上記課題を解決するため、本発明の自転車ツーリング疑似体験システムは、自転車にペダリング負荷を与えるペダリング負荷設定手段と、ユーザのペダリングによるペダリング力を検知するペダリング力検知手段と、ユーザのステアリングによるステアリング方向を認識するステアリング方向認識手段と、コントローラと、ストリートビューの画像シーケンスを表示するディスプレイと、複数台のエアコン装置を備え、前記ペダリング負荷設定手段、前記ペダリング力検知手段および前記ステアリング方向認識手段は、路上走行可能な自転車に取り付け可能であり、前記コントローラは、ユーザ選択による自転車ツーリング疑似体験の地域場所に応じて、前記ペダリング負荷設定手段により与えられるペダリング負荷および前記複数台のエアコン装置から吹き出すエアーの風速、風向、温度および湿度を初期設定し、前記ペダリング力検知手段により検知されたペダリング力に応じて前記風速を変えるとともに、前記ステアリング方向認識手段により認識されたステアリング方向に応じて、前記複数台のエアコン装置からのエアーの吹き出しを個別に増減させることにより前記風向を変え、また、前記ディスプレイで表示される画像シーケンスを、前記ペダリング力検知手段により検知されたペダリング力および前記ステアリング方向認識手段により認識されたステアリング方向に応じて制御し、さらに、前記複数台のエアコン装置から吹き出すエアーの温度および湿度を前記ペダリング力検知手段により検知されたペダリング力と前記ディスプレイで表示される画像シーケンスの少なくとも一方に応じて変え、これにより、自転車ツーリングでの視覚情報および気象状況の体感をユーザに与えることを基本的特徴としている。

ここで、初期設定された風速および風向を、前記ディスプレイで表示される画像シーケンスによって変えるようにすることが好ましい。

また、自転車ツーリング疑似体験の地域場所のスロープに応じて、風向の上下方向を変えるようにすることも好ましい。

さらに、前記ディスプレイで表示される画像シーケンスに応じて、前記ペダリング負荷設定手段により与えられるペダリング負荷を変えるようにすることも好ましい。

本発明は、自転車ツーリング疑似体験システムとしてだけでなく、自転車ツーリング疑似体験システムを構成するためのコントローラやプログラムとしても実現できる。

本発明によれば、自転車ツーリング疑似体験での視覚だけでなく、風速および風向などといって気象状況を体感できるので、ユーザは、現実に近い環境状況でツーリングを疑似体験できるようになる。

また、システム構成に、高価な特別構成の自転車を必要とせず、路上走行可能な普通の自転車にペダリング負荷設定手段、ペダリング力検知手段およびステアリング方向認識手段を取り付けて構成できるので、安価な構成で、ユーザに自然なペダリングやステアリング(ハンドル操作)の感覚を与えることができる。さらに、携帯性に優れた構成にすることもできる。

本発明に係る自転車ツーリング疑似体験システムの概略構成を示すブロック図である。図１の自転車ツーリング疑似体験システムの動作シーケンスを示すフローチャートである。環境パラメータを定義するテーブル(リスト)の例を示す説明図である。環境パラメータのメタデータ構造の例を示す説明図である。傾斜角度(Slope) のデータ構造の例を示す説明図である。初期季節(Init_season)のデータ構造の例を示す説明図である。環境パラメータのテーブル(リスト)とそのメタデータ構造と画像シーケンスの関係を示す説明図である。風向を変化させるための構造の例(異なるタイプ(A),(B))を示す図である。ツーリング速度、スロープおよびステアリング方向に応じた風速および風向制御の動作を示すシーケンス図である。走行方向に応じた風向制御動作の例を示すシーケンス図である。走行方向に応じた風向制御動作の他の例を示すシーケンス図である。地形傾斜(slope)に応じた風向制御動作の例を示すシーケンス図である。エアコン装置における風向制御の説明図である。ストリートビュー画面の例を示す図である。ストリートビュー画面の他の例を示す図である。

以下、図面を参照して本発明を説明する。

図１は、本発明に係る自転車ツーリング疑似体験システムの一実施形態の概略構成を示すブロック図である。

本実施形態の自転車ツーリング疑似体験システムは、図１に示されるように、ペダリング負荷設定手段2、ペダリング力検知手段3、ステアリング方向認識手段4、コントローラ5、ディスプレイ6およびエアコン装置7-1,7-2を備える。図１の実施形態では、ペダリング負荷設定手段2およびペダリング力検知手段3は、自転車1の後輪に取り付けられ、ステアリング方向認識手段4は、自転車1のハンドルに取り付けられているが、ペダリング負荷設定手段2、ペダリング力検知手段3、ステアリング方向認識手段4はそれぞれ、自転車1に取り付け可能であって、ユーザがペダルを踏むときの負荷を設定し、ユーザがペダルを踏むときに加えられた力を検知し、ユーザがハンドル操作したときのステアリング方向を認識するという機能を有するものであれば、如何なる構成であってもよい。

自転車1は、エクササイズ用やゲーム用の特別に構成されたスタティック(static)自転車でなく、路上走行可能な自転車でよい。したがって、自転車1は、マウンテンバイクや複数人乗りのタンデム型自転車などでもよい。このように、普通に乗られている自転車を自転車1として用いることにより、ユーザに自然なペダリングやステアリング(ハンドル操作)の感覚を与えることができる。また、マウンテンバイクによる山道でのツーリング疑似体験、タンデム型バイクによる観光地でのツーリング疑似体験など、様々な状況で、現実に近いツーリング疑似体験の感覚をユーザに与えることができる。また、普通に乗られている自転車には、スタティック自転車と比較して、低価格であり、携帯性に優れているという利点もある。

自転車1は、スタンドを用いて立て、ペダリングで後輪を自由に回転でき、ステアリングで前輪の向きを自由に変えられるようにしておく。この状態で、ユーザは、自由なペダリングとステアリングで、ツールングを疑似体験することができる。

ペダリング負荷設定手段2は、ペダリング負荷(ユーザがペダルを踏むときの負荷)を設定する。ペダリング負荷は、例えば、自転車1の後輪に部材を押しつけて摩擦を生じさせることで与えることができる。

ペダリング力検知手段3は、ペダリング力(ユーザがペダルを踏むときに加えた力)を検知する。ペダリング力は、例えば、自転車１の後輪の回転を検出し、その回転から毎分当たりのペダル回転数を算出し、その回転数として検知できる。

なお、ペダリング負荷設定手段2とペダリング力検知手段3の両者は、単一構成とすることもできる。ここでは、例えばhttp://www.cycleops.com/virtualtraining/overviewに開示されているvirtual bike deviceの技術を利用することができる。また、特許文献４に記載されている、発電機の出力から後輪の回転数を検出し、その内部磁場を調整してペダリング負荷を設定するという技術を利用することもできる。

ステアリング方向認識手段4は、ユーザのステアリングによるステアリング方向を認識するものであり、例えば、加速度計をハンドルに取り付けて、ハンドル回転角度を認識するようにすればよい。ステアリング方向認識手段4は、特定構成に限定されるものではないが、例えば、http://www.epson.jp/products/sensing_systemに開示されているsensing system deviceの技術を利用でき、また、特許文献３、４に記載されている、ハンドル(操舵棒)の角度の変化を信号化する手段や方向検知の手段を利用することもできる。

コントローラ5は、例えば、パーソナルコンピュータであり、システムを構成する各部の初期設定を行うとともに、ツーリング疑似体験時に、気象状況を含む、現実に近い環境状況をユーザに与えるように、各部を制御する。

具体的には、初期設定では、ユーザが選択するツーリング疑似体験の地域場所に応じて、ペダリング負荷設定手段２によりペダリング負荷を初期設定し、エアコン装置7-1,7-2からの吹き出すエアーの風速、風向、温度、湿度などにより、当該地域場所での風速、風向、温度、湿度などの気象状況を初期設定する。なお、ペダリング負荷および風速、風向、温度、湿度などを初期設定するための環境パラメータは、予めテーブルで定義されている。このテーブルは、コントローラ5の内部メモリに格納してもよいし、外部メモリに格納してもよい。

また、コントローラ5は、ユーザのツーリング疑似体験時、ペダリング力検知手段3により検知されたペダリング力およびステアリング方向認識手段4により認識されたステアリング方向に応じて、ディスプレイ6で表示されるストリートビューの画像シーケンスを制御し、さらに、エアコン装置7-1,7-2から吹き出すエアーの風速、風向、温度、湿度などを変える。なお、ストリートビュー画像シーケンスは、環境パラメータとともにテーブルに格納されている画像シーケンスのディレクトリにより管理されており、ユーザが選択するツーリング疑似体験の地域場所に対するストリートビューの画像シーケンスが読み出されてストリートビューモジュールにロードされる。

ディスプレイ6は、ユーザが現実に近い環境状況を視覚的に感じることができるように、パノラマなどの十分に大きなスクリーンを有し、該スクリーンにストリートビューの画像シーケンスを表示する。

エアコン装置7-1,7-2は、当初は、初期設定された風速、風向、温度、湿度のエアーを吹き出し、ツーリング疑似体験時は、ペダリング力検知手段3により検知されたペダリング力およびステアリング方向認識手段4により認識されたステアリング方向に応じて、初期設定された風速、風向、温度、湿度を変える。これにより、ユーザは、風の強さや方向、温度、湿度などの気象状況を含めて、現実に近い環境状況を体感できるようになる。

なお、図１では、2台のエアコン装置を前面の左右に配置した場合を示しているが、より多くのエアコン装置を配置すれば、より多方向からの風を自由に生成できる。エアコンの温度と湿度の制御には、http://www.tado.com/に開示されているsmart thermostat deviceの技術を利用できる。

図２は、図１の自転車ツーリング疑似体験システムの動作を示すシーケンス図である。

まず、ツーリングを疑似体験するに先だって行われる初期設定について説明する。

初期設定では、ユーザがツーリング疑似体験するために選択した地域場所の物理的状況の情報を含む、予め定義された環境パラメータに基づいて、ペダリング負荷、エアコンの風速、風向、温度および湿度が設定される。

システム使用に際し、ユーザは、コントローラ5に提示されたテーブル(リスト)からツーリング疑似体験の地域場所を選択する。この選択に従って、当該地域場所に対する環境パラメータ(S1)が選択され、それによりペダリング負荷が初期設定され(S2)、エアコンの風速、風向、温度、湿度が初期設定される(S3,S4,S5,S6)。この結果、初期設定のペダリング負荷がペダリング力に加えられ、初期設定の風速、風向、温度および湿度に従ってエアコンが制御される(S8)。

図３は、環境パラメータのテーブル(リスト)の例を示す説明図である。このテーブルは、ID、Name、Params、Sequencesの各項目を有し、IDには、ツーリング疑似体験する地域場所に対して一意の識別子が格納され、Nameには、ツーリング疑似体験する地域場所名がText形式で格納され、Params(パラメータ)には、ツーリング疑似体験する地域場所の環境パラメータのメタデータがText形式で格納され、Sequencesには、ツーリング疑似体験する地域場所に対してストリートビューモジュールでロードされる画像シーケンスのディレクトリが格納される。

図４は、環境パラメータのメタデータ構造の一例を示す説明図であり、図３のテーブルでツーリング疑似体験の地域場所が選択されたとき、該地域場所に対して格納されているデータが呼び出される。

図４に示すように、環境パラメータのメタデータは、要素名(Element name)、属性(Attribute name)、データ型(Type)、格納情報(Information stored)からなる。メタデータは、XMLデータあるいはシンプルバイナリテキストデータ(simple binary text data)のようなフォーマットで記述できる。

地域場所を表すデータは、地域場所(Terrain)を一意に識別するIDとText形式の地域場所名(Name)からなる。

環境パラメータを表すデータ(Params)は、当該地域場所の、強度レベル(Level)、傾斜レベル(Slope_level)、風速強度(Wind_intensity)、風向(Wind_direction)、初期設定温度(Init_temp)、初期設定湿度(Init_humidity)からなり、これらは、整数型(Integer)データで格納される。

ここで、強度レベル(Level)は、ペダリング負荷設定手段2により初期設定されるペダリング負荷を定める。すなわち、強度レベル(Level)は、当該地域場所でのツーリングを疑似体験するために、ユーザがどの程度のペダリング力を発生する必要があるかを定めるもので、例えば、0,1,2で表され、数値が大きくなるに従って強度が大となる。例えば、アスファルト、瓦、れんが、タールマカダム(タールと砕石などの混合物)などで舗装された低い摩擦面の道路は、強度レベル(Level)が0であり、草や泥の中程度の摩擦面の道路は、強度レベル(Level)が1であり、ぬかるみや砂の高い摩擦面の道路の強度レベル(Level)は2である。

傾斜レベル(Slope_level)も、ペダリング負荷設定手段2により初期設定されるペダリング負荷を定める。すなわち、ユーザが当該地域場所でツーリングを疑似体験するために必要とするペダリング力は、傾斜レベル(Slope_level)によっても変わるので、傾斜レベル(Slope_level)に従ってペダリング負荷を変える。傾斜レベル(Slope_level)は、例えば、-3,-2,-1,0,1,2,3で表され、0を平坦とし、負値が大きくなるに従って下り勾配が急になり、正値が大きくなるに従って上り勾配が急になる。-3,-2,-1,0,1,2,3は、例えば、-90°〜-46°,-45°〜-31°,-30°〜-1°,0°,1°〜30°,31°〜45°,46°〜90°の傾斜に相当する。

風速強度(Wind_intensity)は、例えば、0,1,2,3,4で表され、数値が大きくなるに従って風速が強くなる。初期設定では、風速強度(Wind_intensity)は、ツーリング疑似体験に選択された地域場所に応じた値に設定される。例えば、海岸や山間部の地域では、大きい風速強度(Wind_intensity)が設定され、市街地などの地域では、小さい風速強度(Wind_intensity)が設定される。日照などの気象状況を要素に加えて風速強度(Wind_intensity)を初期設定してもよい。ツーリング疑似体験の地域場所に拘わらず、エアコン装置で許容される最低のファン速度に従って風速強度(Wind_intensity)を初期設定するようにしてもよい。

風向(Wind_direction)は、例えば、0,1,2で表され、0は正面、1は右方向(例えば、右方向45°)、2は左方向(例えば、左方向45°)からの風を表す。例えば川岸では、川側の方向から風が吹くので、その方向に風向(Wind_direction)を初期設定すればよい。このように、ここでは、前方からの風を想定している。

初期設定温度(Init_temp)は、例えば、-15℃,・・・,50℃で表され、初期設定湿度(Init_humidity)は、例えば、0%,・・・,100%で表される。温度および湿度は、ツーリング疑似体験の地域場所の気象状況に応じて初期設定すればよい。ツーリング疑似体験の地域場所に拘わらず、エアコン装置で標準とされる温度および湿度に初期設定するようにしてもよい。

図４では、ツーリング疑似体験の地域場所の傾斜レベル(Slope_level)を格納しているが、これに代えて、図５に示すようなデータ構造の傾斜角度(Slope)を格納してもよい。これによれば、ペダリング負荷を傾斜角度に応じて初期設定することができる。また、初期設定温度(Init_temp)と初期設定湿度(Init_humidity)に代えて、図６に示すようなデータ構造の初期季節(Init_season)を格納してもよい。初期季節が0(winter)の場合、例えば、温度-15〜10℃、湿度0〜25%の適宜の温度、湿度を初期設定し、1(spring)の場合、温度11〜25℃、湿度26〜50%の適宜の温度、湿度を初期設定し、2(summer)の場合、例えば、温度26〜50℃、湿度51〜100%の適宜の温度、湿度を初期設定し、3(fall)の場合には、例えば、温度11〜20℃、湿度26〜35%の適宜の温度、湿度を初期設定すればよい。

図７は、環境パラメータのテーブル(リスト)とそのメタデータ構造と画像シーケンスの関係を示す説明図である。

ユーザが、例えば、環境パラメータのテーブル(リスト)のterrain ID="0001", terrain name="Scenery"を選択すると、それに対して、params level="0", params wind_intensity="1", params wind_direction="0", params slope="0", params init_temp="25", params int_humidity="70"が初期設定され、また、当該地域場所に対する画像シーケンスがストリートビューモジュールにロードされる。

図２に戻って、ユーザがツーリングを疑似体験するときの動作について説明する。初期設定で、ツーリング疑似体験の地域場所が選択された結果、該地域場所に対するストリートビューの画像シーケンスがストリートビューモジュールにロードされ、地域場所に応じたペダリング負荷が加えられ、さらに、風速、風向、温度、湿度などの気象状況も初期設定されているので、ユーザは、自転車1に搭乗してペダルを踏み(ペダリング)、ハンドル操作(ステアリング)するだけでよい。

まず、ユーザのペダリングによるペダリング力を検出し(S7)、それから仮想的な速度を算出する(S9)。ペダリング力は、毎分のペダル回転数(CPpm:a number of complete one cycle of pedaling per minute)として検出できる。この回転数は、自転車の車輪の径に依存しないので、自転車のタイプに依らずにペダリング力を検出できる。強度レベル(Level)0のペダリング負荷が初期設定されている場合、ユーザは、例えば、200CPpm超でのペダリングが可能であるが、強度レベル(Level)1のペダリング負荷が初期設定されている場合には、130CPpm程度までのペダリングが可能となり、強度レベル(Level)2のペダリング負荷が初期設定されている場合には、60CPpm程度までのペダリングが可能となる。仮想的な速度は、毎分のペダル回転数と車輪の径から算出できる。

次に、S9で算出した速度に従って、エアコン制御(S8)のための風速、温度、湿度を設定し(S10〜S12)、ストリートビュー画像表示でのフレームレートを設定する(S13)。

また、ユーザのステアリングによるステアリング方向を認識し(S14)、このステアリング方向に応じて、エアコン制御(S8)のための風向を設定し(S16)、また、ストリートビュー画像表示(S17)のための走行方向を設定する(S15)。

エアコン制御(S8)では、S3〜S6で初期設定された風速、風向、温度および湿度を、S10〜S12、S16で設定された風速、温度、湿度、風向に応じて変える。また、ストリートビュー画像表示(S17)では、S13で設定されたフレームレートおよびS15で設定された走行方向に応じて、ストリートビューの画像シーケンス表示を制御する。

エアコン制御(S8)では、初期設定で、ほぼ前方からの風(wind_direction:1,0,2)が設定されることを想定しているので、S9で算出した速度に応じて、その風速を増減させればよい。風向に関するエアコン制御については、後で説明する。また、温度および湿度については、実際の自転車走行で体感されると考えられる温度、湿度が模擬されるように、初期設定の温度、湿度を増減させればよい。また、フレームレート設定(S13)では、S9で算出された速度に応じてフレームレートを増減させればよい。

なお、表示されるストリートビューの画像シーケンスに従って、エアコンを制御するようにすることも好ましい。これにより、ツーリング中に変化する気象状況や地形傾斜(slope)に応じて、風速、風向、温度、湿度を変えることができる。これは、ストリートビューの画像シーケンスに付随させて気象状況や地形傾斜を記録しておき、それを読み出してエアコン制御(風速、風向、温度、湿度を制御)することで実現できる。ストリートビューの画像シーケンス表示が終了すれば(S18)、ツーリング疑似体験は終わる。

エアコン装置7-1,7-2では、ファン速度を制御することにより風速を変えることができる。ファン速度の制御には、エアコン装置の技術仕様に応じて、連続的にファン速度を制御する手法と段階的にファン速度を制御する手法とがある。

連続的にファン速度を制御できるエアコン装置の場合、毎分当たりファン回転数(rpm)を変えることにより風速を正確に制御できる。この場合、風速強度(Wind_intensity)の「0」を最低ファン回転数に対応させ、風速強度(Wind_intensity)が1上がるごとに、例えば、ファン回転数を50〜100rpm程度上昇させればよい。

段階的にファン速度を制御するエアコン装置は、3〜5段階のファン速度を持つのが一般的である。この場合には、風速強度(Wind_intensity)の「0」を最低のファン速度に対応させ、「4」を最大のファン速度に対応させ、残りの風速強度(Wind_intensity)を、段階的なファン速度に適宜割り振ればよい。

図８は、風向を変化させるための構造の例(異なるタイプ(A),(B))を示す図である。ここでは、特に、風向を変化させるための構造を示しているが、何れの構造においても、風速は、ファン速度により変えることができる。図８(Ａ)の構造では、ファンに前置された垂直レバーの向きを変えれば、風向を左右方向に制御でき、水平レバーの向きを変えれば、風向を上下方向に変えることができる。また、図８(Ｂ)の構造では、ファン自体の向きを左右、上下方向に変えることで、風向を左右、上下方向に変えることができる。風向を変えるための構造は、図８の構造に限られるものでなく、どのようなものであってもよい。

図９は、ツーリング速度、スロープおよびステアリング方向に応じた風速および風向制御の動作を示すシーケンス図である。

現在のツーリング速度(図２のS10での設定風速)に対しては、その増減に応じて風速を増加あるいは減少させる(S20)。現在のステアリング方向からの変化 (ストレート,右回転,左回転)に対しては、垂直レバー(図８)を左方向あるいは右方向に変えて風向を制御する(S21)。また、現在の地形のスロープからの変化(上り,下り)に対しては、水平レバー(図８)を上下方向に変えて風向を制御する(S21)。エアコン装置からは、以上のようにして制御された風速および風向の風を吹き出させる。

図１０は、走行方向に応じた風向制御動作の例を示すシーケンス図である。なお、走行方向は、ステアリング方向認識手段４が送出する信号により認識できる。

初期走行方向がストレート方向で、そのまま走行している場合、風向はそのままでよい。しかし、走行方向が右あるいは左方向に変わった場合、その走行方向に応じて垂直レバー(図８)を右あるいは左方向(エアコンの前側、すなわちユーザ側からみたときの方向。以下、同じ)に変えて左あるいは右方向からの風を体感できるようにする(S23,S24)。

初期走行方向が右方向で、そのまま走行している場合(右方向)も、風向はそのままでよい。しかし、走行方向がストレート方向あるいは左方向に変わった場合、垂直レバーを左方向に変えて右方向からの風を体感できるようにする(S25,S26)。なお、走行方向がストレート方向か左方向かにより、また、その方向変化の度合いにより、垂直レバーの向きの度合いを異ならせる。

また、初期走行方向が左方向で、そのまま走行している場合(左方向)も、風向はそのままでよい。しかし、走行方向がストレート方向あるいは右方向に変わった場合、垂直レバーを右方向に変えて左方向からの風を体感できるようにする(S27,S28)。なお、走行方向がストレート方向か右方向かにより、また、その方向変化の度合いにより、垂直レバーの向きの度合いを異ならせる。

図１１は、走行方向に応じた風向制御動作の他の例を示すシーケンス図である。本例では、図１に示すように左右に配置されたエアコン装置を用い、それらの風速(風力)を相対的に変えることにより体感される風向を変えるようする。

初期走行方向がストレート方向で、走行方向が右あるいは左方向に変わった場合、その走行方向に応じて左側あるいは右側エアコン装置の風速を増加させて左あるいは右方向からの風を体感できるようにし(S29,S30)、初期走行方向が右方向で、走行方向がストレート方向あるいは左方向に変わった場合、左側エアコン装置の風速を減少させて右方向からの風を体感できるようにし(S31,S32)、初期走行方向が左方向で、走行方向がストレート方向あるいは右方向に変わった場合、右側エアコン装置の風速を減少させて左方向からの風を体感できるようにする(S33,S34)。

図１２は、地形傾斜(slope)に応じた風向制御動作の例を示すシーケンス図である。

初期傾斜がフラットで、フラットートのまま走行している場合、風向はそのままでよい。しかし、傾斜が上りあるいは下りに変わった場合、水平レバー(図８)を上あるいは下方向に変えて下方向あるいは上方向からの風を体感できるようにする(S35,S36)。

初期傾斜が上りで、上りのまま走行している場合、風向はそのままでよい。しかし、傾斜がフラットあるいは下りに変わった場合には、水平レバーを下方向に変えて上方向からの風を体感できるようにする(S37,S38)。

初期傾斜が下りで、下りのまま走行している場合、風向はそのままでよい。しかし、傾斜がフラットあるいは上りに変わった場合には、水平レバーを上方向に変えて下方向からの風を体感できるようにする(S39,S40)。

図１３は、エアコン装置における風向制御の説明図であり、同図(Ａ)は、左右方向の制御、同図(Ｂ)は、上下方向の制御を示している。

風向制御では、エアコン装置の技術仕様に応じて、連続的に風向を制御する手法、あるいは段階的に風向を制御する手法を採用する。

連続的に風向制御できるエアコン装置の場合には、風向を正確に制御できる。この場合、風向(Wind_direction)の「0」を正面(straight)0°に対応させ、「1」,「2」をそれぞれ右方向(right)45°、左方向(left)45°に対応させ、ステアリング方向認識に応じて風向を変えることができる。

段階的に風向を制御するエアコン装置の場合には、風向(Wind_direction)「0」,「1」,「2」およびステアリング方向認識に応じた風向を、段階的に変わる風向の各々に対応させればよい。

ストリートビュー画像表示(図１のS17)では、例えば、特許文献１１に記載されている技術を利用して、都市、村、観光地、サイクリング経路などの特定場所のパノラマ画像シーケンスを表示する。この画像シーケンスのフレームレートは、S9で算出された速度により定められる。例えば、画像シーケンスのフレームレートは、ペダル１回転につき１〜5フレームである。したがって、ペダリング力100CPpm当たり100〜500フレームとなり、フレームレートは、ペダリング力により変わる。

図１４および図１５は、ストリートビュー画面の例を示す図である。

図１４のストリート画面のように、自転車の現在位置が交差点にかからない場合、直進矢印(1)だけを画像中に表示して、ユーザにツーリング方向を知らせる。また、図１５のストリート画面のように、自転車の現在位置が交差点にかかる場合、直進矢印(1)だけでなく、左折矢印(2)および右折矢印(3)も表示して、ユーザにツーリング方向の選択が可能であることを知らせる。自転車の現在位置が交差点にかかることは、ユーザがペダリングを止めたり、速度を緩めたりすることで検知できる(所定閾値との比較)。

なお、自転車がほぼ直進する状況では、ステアリング操作を不可能にしたり、ステアリング方向の微小変化を無効にしたり、ステアリング方向が道路に沿って付いていくようにしてもよい。その場合には、自転車の現在位置が交差点にかかって、矢印(1)〜(3)が表示されたときに、ステアリング操作を可能にする。そこで、ユーザは、進行方向を選択し、ペダリングを再開し、速度を速めることで、ツーリングを続行することができる。

以上、実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限られるものでなく、種々に変形することができる。例えば、上記実施形態では、風速、風向、温度、湿度などの気象状況を体感できるようにしているが、風速と風向だけを体感できるようにしてもよい。

また、以上では、ユーザの前方に1台あるいは2台のエアコン装置が配置されているとしたが、より多くの台数のエアコン装置をユーザに周囲に配置してもよい。その場合、初期設定された風速や風向に対して自転車の走行による風の影響を方向をも考慮して組み込む(ベクトル合成)ことで、現実に近い気象状況を模擬できる。

また、本発明は、自転車ツーリング疑似体験システムとしてだけでなく、それ用のコントローラやプログラムとしても有用である。

1・・・自転車、2・・・ペダリング負荷設定手段、3・・・ペダリング力検知手段、4・・・ステアリング方向認識手段、5・・・コントローラ、6・・・ディスプレイ、7-1,7-2・・・エアコン装置

Claims

自転車にペダリング負荷を与えるペダリング負荷設定手段と、
ユーザのペダリングによるペダリング力を検知するペダリング力検知手段と、
ユーザのステアリングによるステアリング方向を認識するステアリング方向認識手段と、
コントローラと、
ストリートビューの画像シーケンスを表示するディスプレイと、
複数台のエアコン装置を備え、
前記ペダリング負荷設定手段、前記ペダリング力検知手段および前記ステアリング方向認識手段は、路上走行可能な自転車に取り付け可能であり、
前記コントローラは、ユーザ選択による自転車ツーリング疑似体験の地域場所に応じて、前記ペダリング負荷設定手段により与えられるペダリング負荷および前記複数台のエアコン装置から吹き出すエアーの風速、風向、温度および湿度を初期設定し、前記ペダリング力検知手段により検知されたペダリング力に応じて前記風速を変えるとともに、前記ステアリング方向認識手段により認識されたステアリング方向に応じて、前記複数台のエアコン装置からのエアーの吹き出しを個別に増減させることにより前記風向を変え、また、前記ディスプレイで表示される画像シーケンスを、前記ペダリング力検知手段により検知されたペダリング力および前記ステアリング方向認識手段により認識されたステアリング方向に応じて制御し、さらに、前記複数台のエアコン装置から吹き出すエアーの温度および湿度を前記ペダリング力検知手段により検知されたペダリング力と前記ディスプレイで表示される画像シーケンスの少なくとも一方に応じて変え、これにより、自転車ツーリングでの視覚情報および気象状況の体感をユーザに与えることを特徴とする自転車ツーリング疑似体験システム。
前記コントローラは、初期設定された風速および風向を、前記ディスプレイで表示される画像シーケンスによっても変えることを特徴とする請求項１に記載の自転車ツーリング疑似体験システム。
前記コントローラは、自転車ツーリング疑似体験の地域場所のスロープに応じて、風向の上下方向を変えることを特徴とする請求項１または２に記載の自転車ツーリング疑似体験システム。
前記コントローラは、さらに、前記ディスプレイで表示される画像シーケンスに応じて、前記ペダリング負荷設定手段により与えられるペダリング負荷を変えることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載の自転車ツーリング疑似体験システム。
請求項１に記載の自転車ツーリング疑似体験システムを構成するコントローラであって、
ユーザ選択による自転車ツーリング疑似体験の地域場所に応じて、ペダリング負荷および複数台のエアコン装置から吹き出すエアーの風速、風向、温度および湿度を初期設定し、ユーザのペダリングで検知されたペダリング力に応じて前記風速を変えるとともに、ユーザのステアリング操作で認識されたステアリング方向に応じて、前記複数台のエアコン装置からのエアーの吹き出しを個別に増減させることにより前記風向を変え、また、ディスプレイで表示される画像シーケンスを、前記ペダリング力およびステアリング方向に応じて制御し、さらに、前記複数台のエアコン装置から吹き出すエアーの温度および湿度を前記ペダリング力と前記ディスプレイで表示される画像シーケンスの少なくとも一方に応じて制御することを特徴とするコントローラ。
コンピュータを、請求項５に記載のコントローラとして機能させるプログラムであって、コンピュータを、
ユーザ選択による自転車ツーリング疑似体験の地域場所に応じて、ペダリング負荷および複数台のエアコン装置から吹き出すエアーの風速、風向、温度および湿度を初期設定し、ユーザのペダリングで検知されたペダリング力に応じて前記風速を変えるとともに、ユーザのステアリング操作で認識されたステアリング方向に応じて、前記複数台のエアコン装置からのエアーの吹き出しを個別に増減させることにより前記風向を変え、また、ディスプレイで表示される画像シーケンスを、前記ペダリング力およびステアリング方向に応じて制御し、さらに、前記複数台のエアコン装置から吹き出すエアーの温度および湿度を前記ペダリング力と前記ディスプレイで表示される画像シーケンスの少なくとも一方に応じて制御するコントローラとして機能させるプログラム。