GPSラップタイマー「KLAP」の開発を始めてから、数多くの失敗を経験してきました。
今では普通に動作しているように見えますが、ここまで来るまでには多くの試行錯誤がありました。
GPSモジュール選び、Bluetooth通信、ノイズ対策、ラップ判定ロジックなど、実際にサーキットで走らせて初めて分かった問題も少なくありません。
今回は、KLAP開発の中で実際に経験した失敗を5つ紹介します。
これからGPSラップタイマーを自作したい方や、高精度なGPS計測に興味がある方の参考になれば幸いです。
失敗① スマホ内蔵GPSだけで十分だと思っていた
開発当初は、
「最近のスマホはGPS性能が高いから、それだけで十分ではないか」
と思っていました。
実際に複数のGPSラップタイマーアプリを試しましたが、
- ラップ判定が空振りする
- 周回ごとにタイムがばらつく
- 公式ポンダーとの差が大きい
という問題がありました。
特にミニバイクコースではコース幅が狭く、GPS誤差の影響を受けやすいことが分かりました。
この経験から、
GPSラップタイマーでは更新レートだけでなく測位精度も重要
だと学びました。
また、1Hzであっても1Hzの座標から通過判定予測を盛り込むことにより、1Hzであっても精度を上げられることがわかり、予測判定プログラムの実装にトライできました。
失敗② 10Hz GPSなら何でも高精度だと思っていた
スマホGPSの限界を感じた私は、
「10Hz GPSを使えば解決するはず」
と考えました。
しかし結果は予想と違いました。
同じ10Hz対応GPSでも、
- 走行ラインが大きくずれる
- コース外を走っているように見える
- ラップ判定位置が安定しない
という現象が発生しました。
更新レートは10Hzでも、
GPSチップ
アンテナ性能
測位アルゴリズム
によって結果は大きく変わることが分かりました。
実際に複数のGPSモジュールを比較した結果、更新回数だけでなくGPSそのものの性能が重要であることを痛感しました。
設定すれば、10Hzに更新レートを上げることはできます。ただし、チップの限界があり1秒間に10個のデータを処理しきれずGPSモジュールが止まる
また、MediaTek製のチップは、電源の省電力化で低速になると更新レートが下がり、また止まることもあります。
サーキットでストップ＆ゴーを繰り返す場合、これが精度に大きく影響し悩む結果となりました。設定で解除できますが、この原因を掴むのに悩ませてもらいました。
失敗③ Bluetoothは簡単につながると思っていた
KLAPではBLE（Bluetooth Low Energy）を利用しています。
最初は、
「スマホと接続するだけだから簡単だろう」
と思っていました。
ところが実際には、
- 接続できない
- 接続しても切断される
- エンジン始動後だけ通信が不安定になる
といった問題が頻発しました。
特に苦労したのはバイク特有のノイズです。
机上テストでは正常でも、実際の車両に取り付けると通信が切れることがありました。
現在ではアースや配線方法などを改善し、かなり安定して動作するようになっています。
失敗④ ピットでラップを誤計測してしまった
開発初期のKLAPは、
「スタートラインを横切ったらラップ計測」
という単純な仕組みでした。
しかし実際のサーキットでは、
- ピットロード通過
- コースアウト
- 停車中のGPSズレ
- 1周で2回カウントする
などによって誤計測が発生しました。
ラップタイマーとしては致命的な問題です。
そこで、
- クールダウン判定
- 走行方向判定
- ベクトル計算
などを追加し、誤判定を大幅に減らしました。
これは実走テストを繰り返したからこそ見つかった問題でした。
失敗⑤ GPSだけ見ていればいいと思っていた
開発当初は、
「ラップタイムだけ分かれば十分」
と考えていました。
しかし実際に使ってみると、
なぜそのタイムが出たのか
どこでタイムを失ったのか
が分からなければ改善につながらないことに気付きました。
そこで、
- GPXログ保存
- 走行ライン表示
- セクタータイム
- 速度解析
などの機能を追加していきました。
現在ではラップタイマーというより、走行解析ツールとしての役割も大きくなっています。
開発して分かったこと
GPSラップタイマーは、GPSがあれば簡単に作れると思われがちです。
しかし実際には、
- GPS精度
- 更新レート
- Bluetooth通信
- ノイズ対策
- 誤判定防止
- 走行解析
など、多くの要素が関係しています。
私自身も数え切れないほど失敗し、その度に改善を繰り返してきました。
まとめ
KLAP開発を通じて学んだ最大の教訓は、
「実際にサーキットで走らなければ分からない問題がある」
ということです。
机上テストでは正常でも、実走すると初めて見えてくる問題が数多くありました。
だからこそ現在も実走テストを続けながら改善を重ねています。
今後もGPSラップタイマー開発で得られた知見や失敗談を共有していきたいと思います。
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