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万歩計の仕組みと精度 - 専用の歩数計とスマホアプリのどちらがいい?

万歩計の話

ウォーキングに欠かせないのが万歩計。
現在では、万歩計のハイテク化がすすみ昔のイメージとはずいぶん変わりました。

わたしも毎晩4kmのウォーキングをしていて、スマホの万歩計アプリを使っています。歩幅も自動計測してくれるので便利です。

この記事では、万歩計(歩数計)の仕組みと精度について説明します。

 

万歩計の仕組み

万歩計の仕組みは大きく分けると2種類です。
上下の振動によって電気スイッチが開閉し振動回数を記録する振り子方式

振り子方式の万歩計は安価ですが精度に難があります。100均で買う万歩計は振り子方式です。

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もう1つは、加速度センサー方式です。
上図は万歩計の心臓部にあたる部品です。これを矢印の方向へ急に移動させると内部にある重りが一瞬遅れて動きます。

そのため重りの支柱に歪みが生じます。この歪みを電気抵抗の変化として検出する仕組みになっています。

この部品を縦、横、上下の3方向に3つ束ねて使えば、体の動きを3次元で検出できます。3次元(3D)加速度センサーと呼ばれるものです。

加速度センサーで記録される情報は、たんなる体の動きではありません。

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自動車が急発進や急停車したとき、ジェットコースターに乗っていて急カーブに差し掛かったときに感じるような動きが加速度です。

一定の方向を一定の速度で移動しているときにはなにも信号が検出されません。ウォーキングのようなリズミカルな動きだけをカウントできるのです。

高機能な万歩計は、手で振っただけでは歩数としてカウントされないのです。

 

スマホの万歩計の仕組みは?

アプリにもよりますが、スマホの万歩計も最近のものは加速度センサーが組み込まれていますから仕組みは前項と同じです。

また、GPSで移動距離を計りおおよその歩数を計測するタイプのものもあります。

わたしは下記のアプリをスマホに入れています。

毎日歩こう 歩数計Maipo アプリで楽しくダイエット!
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開発元:urecy
無料
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歩数計のアプリでは上位にランクするものですが、精度はかなりアバウトな印象です。

はじめて歩くコースの距離の目安に使っていますが、普段ウォーキングのときにスマホを持ち歩くのはかさばるのが難点です。バッテリーも消耗します。

操作が簡単で、100均の振り子式の万歩計よりはまともというレベルです。

歩数計の電車や車での誤作動

記事を投稿しましたらこのような言及をいただきました。同様の質問がYahoo!知恵袋にもあり、次の回答が寄せられています。

かつての重りのカチカチでカウントするタイプの ”振り子式”万歩計ではそういう事は日常茶飯でした。

イマドキの万歩計は3D加速度計測で、タテ方向ヨコ方向 水平方向の挙動を検知して計測・解析して歩数計測 をしていますから、乗り物の揺れや足のちょっとした 動きでは誤動作は殆ど無く、カウントも大きな誤差は出ま せんから、特に対策は要りませんね。

3D加速度計測になってからは、振り子式の時のように 腰ベルト装着でなくても、ポケットやカバンなど好きな 場所に入れて置けるようになりましたので大変重宝して ますね。

勿論、誤カウントはまったくゼロでは 有りませんが、日に20000歩~30000歩 歩くうちの100数十歩だとしたら、問題視 する範疇では無いと思います。

 

GPSの移動速度で電車内かどうかは判断できる

なお、電車や自動車内かどうかはGPSの移動速度でスマホは判断します。人間の歩く速度より極端に速い速度で移動していればカウントしないプログラムになっています。

加速度センサーのほかに3軸ジャイロセンサーを搭載したiPhoneの実験では、ポケットやカバン、手持ちの状況で実際の歩数との誤差は3%以下と報告されています。

www.appps.jp

最新のスマホにインストールされた歩数計アプリであれば、電車内や自動車の移動による誤作動も気になるレベルではないと思われます。

 

まとめ

万歩計は、振り子方式か加速度センサー計測方式になります。

振り子方式は安価ですが加速度センサー方式の方が精度は高いです。

スマホアプリも加速度センサーとGPS、ジャイロセンサーを併用し精度の向上に努めているようですが、バッテリの消耗が激しいです。

乗り物内での誤作動を感知する点ではGPSを内蔵したスマホは有利ですね。

電車などで移動しない場合、加速度センサー方式の単体の歩数計が、精度、価格、使いやすさの面でもっともバランスが良いと思います。

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