iphoneの歩数計(ヘルスケア)の歩数や距離の測定の仕組みや精度について解説!

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はじめに

 こんにちは、エイじーです。

 皆さんは、iphoneが歩数などを計測できることをご存じでしょうか?

 iphoneには、「ヘルスケア」と言うアプリが標準で付属し、あなたがiphoneを持っている間に歩いた歩数や距離の計測をしてくれているのです。

 それでは、どのようにして歩数や距離を計測しているのでしょうか?

 これを知るには、iphoneにどのような位置情報知る装備や歩く歩数を計測するためのセンサーが付いているのかを知る必要があります。

 私は、現在iphone11を所有していますので、この機種についてAppleの公式の発表ページから見てみると、歩きで関係してくるものを次に示すと、次のようになります。

iphoneの心臓部のチップ :  A13 Bionicチップ、第3世代のNeural Engine
位置情報 : 内蔵GPS/GNSS
センサー :3軸ジャイロ加速度センサー
 歩くという動作から歩数や距離を求めることを知るためには、上述の言葉の意味、役割などを知る必要があります。
 それぞれの言葉の意味や役割を次に示します。
  1. A13 Bionicチップ
    iphoneに搭載されているSoC(System-on-a-chip)であり、85億個のトランジスタから構成され、その処理能力は最大で1秒あたり1兆回の操作を実行でき、消費電力が少ない大変優れたチップと言えます。
    このチップの「歩く」に関する役割は、内蔵GPS/GNSS、デジタルコンパスンなどによる位置情報、:3軸ジャイロ、加速度センサーなどによるどの程度歩いたのかなどの情報を高速に処理して解析する役割と言えます。
  2. 内蔵GPS/GNSS
    GPS(Global Positioning System)は、自動車のナビゲーションで用いられていますので皆さんも良くご存じのことと思います。
    すなわち、天空に打ち上げた複数の人工衛星から発射される信号を用いて位置測定が行えますので、「歩く」に関する役割は、あなたが歩いた道のり、道程を知ることと言えます。
  3. 加速度センサは動きを検出できますが、回転は検出できません。
    逆に、ジャイロセンサは回転を検出できるが、動きは検出できるわけではありません。
    これら3軸ジャイロと加速度センサーが組み合わさって、「動く」や「動く方向」を検出しそのデータから歩数などが分かることとになります。

iphoneの歩数や距離の測定の仕組みについて

 歩くという動作は、加速度センサーで動きを感知し。3軸ジャイロでどちらの方向に進んでいるかを検知した結果を高性能なNeural Engineで機械学習しながらあなたの動きなどを解析し、また、iphoneに内蔵されている内蔵GPS/GNSSによりあなたの位置やどのような道のりを歩いてきたかを知り、高性能なA13 Bionicチップの演算処理能力により、歩数や歩いた距離を瞬時に導き出し、ソフトである「ヘルスケア」に表示していると予測できます。

 これは、どこかに書いてあったことではなく、それぞれのセンサーや装備などの説明から私が予測したものですが、恐らくこのようにして歩いた歩数や距離が求めているのだと思います。

Googleマップやスマートウォッチで精度を検証

 それでは、実際にiphoneと私が所持しているスマートウォッチで測定した歩数と距離を比較してみたいと思います。

 私はいつも朝に散歩をしており、約6,000歩程度歩いています。

 2020年2月11日に歩いた結果は、次の通りでした。

ヘルスケアの歩数 : 5,941歩 4.33km
スマートウォッチ(中国製) : 5,643歩 4.18km

 少し差がありますので、実際の歩いた距離をGoogle Mapから算出してみましたところ,4.17kmでした。

 これを見ると、ヘルスケアのデータが少し大きい結果となりました。

 さらに、近くを歩いて調査してみました。

 室内や屋外を適当に歩いた結果は次の通りです。

実際の歩数 iphoneによる歩数 誤差(%) iphoneによる距離(km) Google Mapによる計測値(km) 誤差
100 100 0
297 297 0 0.178 0.223 -19.2
692 693 +0.14 0.53 0.53 0
2159 2162 +0.14 1.4 1.58 -11.4
2799 2813 +0.50 1.64 2.03 -19.2
5790 5776 0.24 3.2 4.17 -23.3

 上述の表を見ると、歩数はかなり正確に計測できるが、距離はラフな結果となりました。歩く時の状況により歩幅が違ってくるので、これが大きく影響していると思われます。

 私が所持している中国製のスマートウォッチではかなり正確に計測していました、

 1回だけの計測なので明確なことは分かりませんが、次回に何らかの機会を作って、他の歩数計のソフトやスマートウォッチの歩数や距離の比較をしてみたいと思っております。

 皆様もお楽しみにお待ちいただければと思います。

おわり

 皆さんいかがだったでしょうか?

 iphoneの歩数を計測する仕組みや実際に歩数や距離を計測した際の正確さなどにつて解説してきました。

 歩数に関しては正確に計測可能であるが、距離に関してはあまり正確な計測ができないことが分かりました。

 この記事が少しでも皆様のお役に立てれば、これほど嬉しいことはありません。

以上です。

 

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