パワーメーターの精度比較 (4iiii Precision・パイオニアペダリングモニタ・Garmin Vector・Saris H3編)

かつては高価だったパワーメーターが徐々に普及する過程で、様々な製品が発売されてきた、最近は、安価な片側測定パワーメーターも注目を集めている。しかし、どのパワーメーターでも同じパワー値が測定できるんだろうか？

今回、所有する以下のパワーメーター4製品について、測定値を比較した。

4iiii Precision（左クランク片側測定）
Pioneer ペダリングモニタ PM910（クランク型　右側のみ使用）
Garmin Vector J（両側個別測定　ペダル型）
Saris H3（スマートローラー　リヤハブ部分にパワーメーター内蔵）

パワーメーター比較テスト

一定のペースでペダリングした際、各パワーメーターの測定値の違いを調べる。
実走ではパワーの変動が大きくなってしまうため、Zwiftでカスタムワークアウトを作成し、固定ローラー上で実験を行った。

機材

パワーメーターを4つ装備したバイクを用意し、同時に測定してログを比較する。

今回用意したのは以下のパワーメーター。

4iiii Precision（左側クランク）
Pioneer ペダリングモニタ PM910（右側クランクのみ）
Garmin Vector（ペダル型　左右測定）
Saris H3（スマートローラー　リヤハブ）　※ワークアウトの負荷制御に使用

実験中のパワー値記録にはAndroidアプリ IpWattsを使用した（スマホにAnt+ドングルを指して利用）。このアプリは複数のパワーメーターのデータを同時に記録し、CSV形式で保存できる。

実験内容

暖気のため15分程度のフリーライドを行った後、各パワーメーターをゼロ点キャリブレーション。

その後、ケイデンス85rpm前後、39x14Tにて

3セット×（160W 3分→240W 3分→320W 3分）

というワークアウトを実施した。

負荷はSaris H3スマートローラーのERGモードで制御し、パワーログは1秒毎に記録した。

実験結果と精度の考察

時系列の測定結果

まずは各パワーメーターの測定結果を重ねたグラフを示す。生のログは細かい振幅があり見にくいので、30秒ごとに平均をとって見やすくしてある。

データの前処理：ペダリングの左右バランス補正

今回の実験では、4iiiiは左足のパワーを2倍、ペダリングモニタは右足のパワーを2倍したものが記録されている。
ところが、人のペダリングは左右不均一なので、これをら直接比較しても、パワーメーターの測定値の差となのか、左右のペダリングが不均一なせいなのか判断できない。

そこでまず、Garmin Vectorで測定したペダリングの左右バランスを使って、4iiiiとペダリングモニタの測定値を補正する。

グラフ1の9～19分の区間に、Vectorから取得したペダリングの左右バランスを重ねて、1秒ごとの測定値を表示すると以下のようになる。黄色の線で示されたペダリングの左右バランスは、ペダリングが安定しない低パワー域では顕著に乱れているし、安定している320W区間でも47～52％まで変動している。

片足測定パワーメーターの測定値は次のような手順で補正した。

例えば、4iiiiの測定値が300W、Vectorで測定したバランス（左足の割合）が60％だった場合、

4iiiiは左クランクの測定値を2倍にした値をパワーとして出力しているので、左クランクで測定されたもともとの値は…

300/2=150W

左足のバランスは60％なので、両足のパワーは

150/0.6=250W

となる。

これを1秒毎に計算して（というかExcelにやらせて）、4iiiiとペダリングモニタの「バランス補正パワー」を計算した。

パワーメーターの製品差

パワーメーターの製品ごとに、160W区間、240W区間、320W区間それぞれにおける平均パワーを計算すると、以下のようになった。各棒グラフに、160W,240W,320W区間での平均パワーを重ねてプロットしている。Saris H3のERGモードを使用したので、H3の測定値はほぼ160,240,320Wになっている。

「バランス補正前」のグラフは、パワーメーターのばらつきとペダリングの左右差が混在している未加工のデータ。

対して「バランス補正後」のグラフは、先程の計算で4iiiiとPM910の左右バランスを補正したもので、パワーメーターのばらつきだけが現れている。