iPhoneの歩数計測をラズパイで真似できなかった

iPhoneの歩数計測をラズパイで真似できるか試したみたら、真似できなかった、という話です。タイトルそのままです。

太った→ジョギングした→iPhoneに疑問がでてきた

大変です、体重が右肩上がりで上昇しています。原因はいろいろあると思いますが、一番の原因は運動不足です、たぶん。平日は通勤しか動いてないし、平日はほとんど家にいるので、そりゃ運動不足にもなりますよね。

というわけで、ちょっとジョギングしました。
ジョギングをした日曜日、木曜日、土曜日の歩数は他の日より増えました。体重も少し減りましたがジョギングの影響というより食事制限でしょうね。

なんかダイエットの話になっていますが、違います、iPhoneの話です。ここでiPhoneに、ある疑問がでてきました。

iPhoneはどーやって歩数を計測してるの？

繰り返しですが、今回はジョギングでも体重の話ではなくiPhoneの話です。iPhoneはどーやって歩数を計測しているのでしょうか？気になってきました。

ラズパイでiPhoneの真似をしてみる

ネットの情報によると、iPhone内臓の加速度センサーで歩数を計測しているらしい。では、ラズパイに加速度センサーを付ければ同じように計測できるでしょうか？やってみます！

加速度センサーをつけたラズパイを腰につけて、ジョギング中の加速度を計測しました。

加速度センサーを付けらラズパイとモバイルバッテリ―

計測結果がこちらです。1秒ごとの加速度を計測しました。

加速度は地球の重力があるので、立ち止まっているときの値は1N(ニュートン)になります。（1Nは100gの物体にかかる重力。らしいよ）

グラフの前半は、歩いているときの加速度です。後半は、1周300メートルのトラックを走っていて、1周ごとに休憩しています。"歩き"と"ジョギング"の違いは波の高さや周期が違うのでわかりますね。

では、このデータから『歩数が計測できるか』を確認します。

加速度の計測値から歩数はわからなかった

加速度データから歩数が計測できるか確認します。そのためには、1歩あるいたときの傾向を加速度データから見える必要があります。よしっ！確認します。

グラフに歩数を合わせて加速度と歩数の関係をみてみました。計測すると、ジョギング中は10秒間に27歩のペースでした。この結果をグラフに当てはめたのが以下です。

加速度データと歩数の関連が見えそう・・・いやっ見えない。

仕方ないグラフを作り直します。27歩のところだけのグラフにします。そして歩数を縞にしました。縞の１つが1歩です。

うーん・・・加速度データから1歩単位で計測はできてないですね。

結果をもとに考察してみる

・1歩単位で計測するには？
加速度の計測は、1秒ごとでは粗かったようです。1秒で2.7歩のペースでジョギングしているので、少なくとも0.1秒ごとに計測しないと正確な計測はできなさそうです。（でも、iPhoneがそんな細かい単位で計測してるとは思えないなー）

・iPhoneは1歩単位で計測してるのか？
そもそもiPhoneは1歩単位で計測しているのでしょうか？iPhoneの歩数データは10分ごとの歩数が表示されます。もしかして、10分間の加速度データの傾向から歩数を推測しているのかも（推測は機械学習つかってそう）。

・加速度センサー以外も使っている？
今回は、ラズパイに3軸の加速度センサーを取り付けて計測しました。しかし、iPhoneには他のセンサーもあります。それらセンサーの情報も使っているのかもしれません。

感想

万歩計1つとってもiPhoneの真似ができなかった、iPhoneさんは凄い。あと、ジョギング中に歩数を数えるのは地味にしんどかった。

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おまけ
Sense HATなら、ラズパイに加速度センサーを簡単に付けられますよ。