Stophone 開発記

Stophone

このアプリは、スマートフォンのセンサー（加速度センサー）を利用して、ユーザーが歩きながらスマートフォンを使用しているかどうかをリアルタイムで検知します。歩きスマホが検知されると、警告通知を表示し、安全を促すアプリケーションです。

アプリの機能概要

  • 加速度センサーを利用したユーザーの動きの監視
  • ユーザーが歩行中かどうかの判定
  • 歩行中にスマートフォンを使用しているかどうかの判定
  • 歩きスマホを検知した場合の通知機能
  • アプリをバックグラウンドで動作させる設定

技術仕様書

1. 開発環境
- 言語: Dart
- フレームワーク: Flutter
- パッケージ:
- sensors_plus: 加速度センサーのデータ取得
- flutter_background: バックグラウンド動作の管理
- flutter_local_notifications: ローカル通知の送信
2. 主な変数とその説明

  • _accelMagnitudes

    • 型: List
    • 加速度センサーのデータから計算された加速度の大きさ（20個分の履歴を保持）。

  • _isWalking

    • 型: bool
    • ユーザーが現在歩行中かどうかを判定するフラグ。

  • _isUsingPhoneWhileWalking

    • 型: bool
    • ユーザーが歩行中にスマートフォンを使用しているかどうかを判定するフラグ。

  • _sensitivity

    • 型: double
    • 歩きスマホ検知の感度を調整するためのしきい値。

  • _detectionTimer

    • 型: Timer?
    • 一定間隔で歩きスマホを検知するためのタイマー。

  • detectionInterval

    • 型: int
    • 歩きスマホ検知タイマーの間隔（ミリ秒）。

  • _warningCount

    • 型: int
    • 歩きスマホの警告回数。

  • flutterLocalNotificationsPlugin

    • 型: FlutterLocalNotificationsPlugin
    • ローカル通知を管理するプラグインインスタンス.
3. 歩きスマホ判定の仕組み
(1) 加速度センサーのデータ取得

_startAccelerometer関数で、sensors_plusパッケージを使用して加速度センサーからデータを取得します。データは以下のように処理されます：

  1. センサーの出力値（x, y, z軸の加速度）を受け取ります。
  2. 各軸の値から加速度の大きさ（magnitude）を計算します:
magnitude = √(x^2 + y^2 + z^2)
  1. 最新の加速度データ20個を_accelMagnitudesに格納します。
(2)歩行の判定

_detectWalking関数で以下を実行します：

  1. 過去20個の加速度データの変動（隣接するデータ間の差）を計算します。
  2. 変動の平均値が0.5〜2.5の範囲内であれば歩行中と判定します。
averageVariation = \frac{\sum_{i=1}^{n} \left| \text{magnitude}_{i} - \text{magnitude}_{i-1} \right|}{n}
(3) 歩きスマホの判定

_detectPhoneUsageWhileWalking関数で以下を実行します：

  1. 歩行中であることが前提となります。
  2. 加速度データの変動が _sensitivity を超える回数をカウントします。
  3. 変動が一定回数（デフォルト8回）を超える場合、歩きスマホと判定されます。
(4) 通知の表示

showNotification関数で警告を通知:

  • 「歩きスマホをやめてください！」という内容のローカル通知を送信。
4. バックグラウンド動作

flutter_backgroundパッケージを使用して、アプリがバックグラウンドでも加速度センサーのデータを処理し続けるように設定。

5. UIデザイン
ウィジェット機能
AppBarアプリのタイトル「歩きスマホ検知アプリ」を表示
Textユーザーの状態（歩行中/静止中、歩きスマホ検知/非検知）を表示
Column警告回数を含む各状態を縦方向に配置
6. 実装上の注意点
  • センサーのデータ処理:
    • 加速度データはノイズを含むため、短期間で急激に変化するデータはフィルタリングする必要がある。
  • 通知機能:
    • バックグラウンド動作時に通知が届くようにするため、Androidの特定の権限が必要。
  • 感度調整:
    • _sensitivity変数及び、averageVariation変数を調整することで、誤検知を防ぎつつ正確な判定が可能。