サイクルコンピューター実験 走行距離の誤差の原因 スピードセンサーorGPS

最近とても不思議に思うことがあります。
走行会やコソ練中の会話の中で、、、

「まだ100km行かないかぁ、、、」
「(゚△゚;)エッ?? もう100km超えてますよ。。。」
「((( 'ω')ファッ!???

というのはもうあまりにもいつものこと過ぎるお話です(笑)
ワタクシのブライトンのRider310は”辛口だなぁ”なんて考えていたわけですが、、、重い腰を上げて実験がてら調べてみようかというところです。

そもそも走行距離は何から換算しているのかというお話ですが、おそらくスピードセンサーからの信号を記録している場合はスピードセンサーからの信号で走行距離を出しているはずです。
というのもタイヤ周長を入れる項目があるからですネ。

タイヤが何周で何キロ、こんな感じで計算をしている可能性が非常に高いです。

各センサーによってどのくらいの差が出てくるものなのか?
まずはこんなところを検証してみようと思います。



▶実験方法
今回の実験は3つの方法で測定いたしました。
a.怪しげな中華スマートセンサー(距離が短く出るもの)
b.ブライトン Rider310 内臓のGPSセンサー
c.GIANTのスピードケイデンスセンサー(旧型の磁石を使用するもの)

これらで全く同じコースを走ってみて差が出るのか?そんなところを検証してみたいと思います。

約3kmのコースです。
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尚、、、ブライトンのGPSはかなり精度がいいというお話でG社を上回るとかなんとか。
人伝の情報ですので詳細は不明ですが。。。m(__)m
使っていてGPS精度がわるいとか感じたことはありません。


▶3つのセンサーデータを比べてみる。

走行距離を算出する上でスピードセンサーの動きはやはり重要かと思いますので、走行距離だけではなく各スピードセンサーのデータを見てみようと思います。

①総合
a.スマートセンサー
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b.GPS
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c.旧型センサー
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((( 'ω')ファッ!???

どう考えてもスマートセンサーは短いです。。。
というか、、、全部バラバラって、、、(; ̄▽ ̄)ハハハ...


②全体グラフ
a.スマートセンサー
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b.GPS
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c.旧型センサー
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GPSはやはり補正が入っているのかどうかは不明ですが、非常になめらかなグラフです。
なめらかであるということは悪い言い方をすれば細かく取れていない、正確ではないのかもしれません。
それに比べてスピードセンサーで計測している2つはグラフがギザギザです。
実験は私服でちんたら走っていたのでそこまで速度の激しい上下はなかったはずなんですが、(´∀`;)。
もう少し細かいところを見てみましょう。

③一時停止
a.スマートセンサー
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b.GPS
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c.旧型センサー
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GPSもスマートセンサーもそこまで差はありません。
旧型センサーのみ少しおかしいです。。。
旧型センサーは構造的にやはり停止には弱いのでしょうか?

やはりスピードの動きとして正確に追うのであればなめらかな曲線を描いているGPSが実際の動きに近い気がします。

心なしか旧型センサーのときのGPSがご乱心・・・(笑)


④平地区間
a.スマートセンサー
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b.GPS
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c.旧型センサー
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やはりどう考えてもグラフにフレが出るのはスピードセンサー2種です。
スピードはほぼ一定になることを心がけて普通に走ったのですが。。。


⑤大きく減速を伴う曲がり角
a.スマートセンサー
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b.GPS
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c.旧型センサー
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特徴として”ギュッ”と減速するようなところですが、水たまりがあってスマートセンサーのときはビックリブレーキでした。それでも意外と正確に取れているいるようなイメージです。加速度センサーが有利なところなのでしょうか。

とはいってもGPSも旧型センサーもそこまでどれも大きな差はでていない様に思えます。


⑥上り
a.スマートセンサー
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b.GPS
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c.旧型センサー
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これはGPSセンサーがひどいような気が、、、何が起きのでしょうか??

GPS特有のぶっとんだ感じのもの??


⑦なだらかな下り坂
a.スマートセンサー
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b.GPS
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c.旧型センサー
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ここは惰性でブレーキを緩やかにかけて走っています。
ですので速度の上限がなめらかなはずではありますが、センサー2種はやはりフレがでますネ。。。

これらの結果から見ても各センサーによっては得意なところがあったり不得意なところがあったり、、、構造的なところを考えると差は出てくるかとは思います。
ともあれ今回は速度の誤差ではなくて、走行距離の誤差のお話ですのでちょっと方向性は違うかもしれませんが、この速度計測時のグラフのフレがどう影響を与えてくるかというところも考えなければいけないかもしれません。



▶ストラバ上で距離補正をかけてみる
ストラバでは距離の補正がかけれるようになっています。
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こちらをポチッとしてみます。

修正結果は以下のとおりです。

a.スマートセンサー
2.68km→2.82km

b.GPS
2.82km→2.82km

c.旧型センサー
2.95km→2.89km

(´ε`;)ウーン…

結果からの推測ですが、ストラバの距離補正はfitファイルに含まれるGPSデータを元に距離の補正をかけているということです。
そして各種センサーから計測している場合は集計の結果として、センサーで記録したものを優先的に残しているということが考えられます。
というのもの距離の計測ではタイヤをコロコロ転がして図る、という単純なものが正確に測れることもあります。GPSよりも単純明快な旧式方法デスネ、これがサイコンは多くの機種でタイヤ周長を入力するということなのではと思います。

だがしかしです。。。

なぜにこのような差が生まれてくるのかというところを考えてみます。


あくまでも推測の域ですが、、、
①スマートセンサーで短く出た理由
これは上記の測定方法と逆算して考えてみると、
距離が短い=総回転数が少ない
→タイヤの回転数が少ない=センサーの反応回数が少ない
ということが考えられます。
スマートセンサーは加速度センサーで速度を信号として定期的にサイコンに送っていると考えられますが、停止や極低速からの加速度センサーが反応するまでのラグのようなものがどうしてもでてしまい、それが結果的に距離の計算に必要なタイヤの総回転数に影響を与えてしまっている可能性が考えれます。


②GPS計測はストラバの補正を入れても変化がない理由
もうこれはストラバの補正はGPSのデータに依存した補正ということの可能性が高いかと思います。

というのもストラバは複数人での走行記録なんかもでてきます。
全く同じ様に走ってもワタクシの場合の様に距離が短かったり、長かったりということであれば何だこれ?ということになりますのでGPSのデータから距離を計算した補正を加えれば大体同じになるはずです。周長よりも相対的に見てある意味正確であり、ある意味均等化がはかれるのではないかとも思います。

ちなみにタイヤ周長の表って、、、C社が公表していおりますがアレってどうやって?という疑問がありますので聞いてみたことがあります。
アレ、ワタクシ計算とかしているのかと思ったら、実測した結果というご回答でした。(゚∀゚)!!
タイヤに印をつけて回転させて距離を測ったということです。

ということは当然タイヤの種類によっても同じ太さでも周長に差は出ます。
タイヤクリアランスの少ないフレームなんかはあのメーカーの25cはフレームにするけどあのメーカーの25cは大丈夫!そんな経験がおありの方もいると思います。
また摩耗や空気圧なんかによっても周長は変わってきますネ。
C社も正確に測りたいのであれば周長を実測してくださいと言っておりました。

③旧型センサーが長く出る理由
これも逆から考えています。
距離が長い=総回転数が多い
→タイヤの回転数が多い=センサーの反応回数が多い
何故多くなるのかと言うと、センサーを通り越した磁石が再びセンサーを通る場合、つまり逆回転や、センサー付近で磁石がとまった場合なんかが考えられなくはありません。
あとはタイヤの空転なんかも回転数は上がる要因になりますが、今回はそんなことはなかったはずなんですが。。。

まだまだ完全解明とは程遠いい結果になってしまいました。。。(´・ω・`)ショボーン

というのも正確という事自体難しいものです。
何をもって正確と言うか、何が正解なのかはわかりませんネ。
となるとサイコンでの正確性を求めるよりもデータとして一部を切り取ってみるというよりかは複数の積み重なったデータを総合的に見るということがいいのではないかと思います。

その上でワタクシの場合はストラバというサービスを使用していて走行ログを記録して過去のデータを見たりして、練習のメニューを考えたりと活用しています。
ストラバは基本的にGPSの情報をメインに考えて、どこをどのくらいの速度で走った、とかがでるようなサービスです。ストラバを利用するのであればストラバの補正を信じて総合的にみてみるのがいいのではないかと思います。

これとまたセンサーとGPSってどっちが正確なの?
そんな質問なんかを時々見かけますが、原理的に考えればタイヤを転がして図る方法が正確なように思えます。
しかしタイヤを転がす方法にしても前述のように周長が違ったり、実はセンサーがしょぼかったり(笑)、空転や、信号待ちでギアを変えたり、その他諸々も影響もないともいい切れません。
またワタクシの中ではスピードメーターってなめらかに動くというイメージがあります。というのも車のスピードメーターは未だにアナログ方式のものが多いです。というのは事故でもない限りそこまで極端にスピードの上下を想定しないということがあるのだと思います。
そのイメージが先行しているとサイコンのグラフなんかを見てみて、どうしてもグラフがあまりにもギザギザだと正確性にかけている様に思えなくもありません。細かすぎてしまうのでしょうか。。。
本当はそれが正確な数値なのかもしれませんが。。。答え合わせがとても難しいです…(; ̄▽ ̄)ハハハ...

ブライトンのRider310というと、、、GPSでの速度計測でもラグは少なく結構正確に出ている印象はありました。またこれがトンネルとか、自衛隊の近くとか(笑)そのへんになるとくるいがでてくるのだとは思いますが。。。

Rider310の便利なところとすると速度信号源の優先度を選択できるというところです。
速度表示も実際にGPSでもそこまでラグがないのでGPS優先でもいいのかなぁというイメージもあります。GPSを優先にしておいてGPSが切れた時ようにセンサーを付けておくということだと距離の誤差が少なくなる可能性が高いです。

また距離はどうせストラバで補正かければいいやとセンサーメインで運用でもいいかと思います。

( ゚д゚)ハッ! 
そもそも問題として、激安センサーが悪いのかもしれません。。。(笑)
とは言ってもGIANTのセンサーでも多く出るということあるのでまぁ、、、(; ̄▽ ̄)ハハハ...

ということで今回はサイクルコンピューター実験 走行距離の誤差の原因 スピードセンサーorGPSそんなお話でしたが、答えをだすのはなかなか難しい、そんな結果になってしまいました。(´ε`;)ウーン…
しかしデータとしてばばっと並べて見る使い方をするのであればやはりいろいろな方法をコロコロ変えるのではなくて、一定の方法でデータを取っていくのがいいと思いました。



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