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droplet_of_star 2026年01月27日作成 (2026年01月30日更新)
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【ぬい活応援】記憶を持つぬいぐるみ～推しと散歩を一緒に楽しみ, あとで感想を話してくれる～

【ぬい活応援】記憶を持つぬいぐるみ～推しと散歩を一緒に楽しみ, あとで感想を話してくれる～

■ ぬいぐるみが散歩の習慣化を後押し

課題：継続の難しさ　
散歩は健康に良いと分かっていても、一人で毎日続けるのは意外と難しいもの。モチベーションの維持が課題でした。

解決策：記憶を持つぬいぐるみ
お気に入りのぬいぐるみにデバイスを装着。
散歩中に位置と歩数を記録し、帰宅後に「楽しかったね！」と感想を話してくれます。ただの記録ではなく、感情を共有するパートナーになります。
推しと一緒に歩くことで散歩が楽しく変わります！

■システム構成図

BMI270とBLE拡張ボード、タクトスイッチの接続構成
取り付け方

■使用したもの
Spresenceメインボード
BLE for Spresence
SONY SPRESENSE用６軸加速度計ジャイロスコープセンサ(BMI270)
タクトスイッチ
ピンヘッダ(2pin)
シングルピンソケット
1セルLipo ＆lipo充電器
配線、はんだ、はんだごて
PHコネクタ
パソコン
書き込みケーブル

■デバイス製作と実装

【1】回路の組み立て

SpresenseにBLE拡張ボードを接続。ピンヘッダを2pinに換装し、タクトスイッチとLipoバッテリーを配線(Lipo バッテリーは必ず＋－を確認し,ショートもさせないように気を付けながら使用、電圧落としすぎないように注意)
回路組み立て後

【2】専用バッグへ収納

ぬいぐるみが背負うための小さなバッグを自作。

Spressenceケースの作製

【3】装着・完成

肩紐の長さを調整可能にし、様々なサイズのぬいぐるみに対応。お気に入りの子をIoT化完了！
様々なぬいぐるみに対応

■ ソフトウェア実装とUIデザイン

●Spresense ファームウェア

データロギング:
1分ごとにGNSS位置情報と、加速度センサ(BMI270)からの歩数を記録

通信制御:
タクトスイッチ押下でBLEでPCへ蓄積データを一括送信

● PCアプリ機能

キャプションを入力できます
可視化:
今日の歩数・累計歩数を表示し、散歩ルートを地図上にプロット
逆ジオコーディング:
緯度経度から住所（市町村・町名・建物名）を特定 (Webサービス by Yahoo! JAPAN)
AIによる「感想」生成: GPT-4.1-mini を活用
散歩データ（時間、距離、場所）と、ぬいぐるみの設定（性格・口調）を組み合わせてプロンプトを作成。「今日は〇〇公園に行ったね！」といった自然な会話を生成します。

ぬいぐるみの写真や性格、口調などをユーザーが自由に設定

■ 今後の展望

・カメラ機能の追加
Spresenseカメラボードを追加し、思い出の写真を撮れるようにする。(カメラが売り切れで買えなかったので）
・省電力化と長時間駆動
バッテリー持ちを改善（現在6時間程度)
・より正確な歩数計測

■ プログラム

● ぬいぐるみ側（Spresense）

spressence_walkapp(maincore)
#ifdef SUBCORE
#error "Core selection is wrong!!"
#endif

#include <GNSS.h>
#include "BLE1507.h"
#include "BMI270_Arduino.h"
#include <MP.h>

#include <File.h>
#include <Flash.h>

File myFile; /**< File object */ 

#define LOG_SWITCH_PIN 23
#define LOG_SWITCH_PIN2 24

/* ===== BLE設定 ===== */
#define UUID_SERVICE  0x3802
#define UUID_CHAR     0x4a02

int get_step = 1;
static unsigned long lastLogTime = 0;

//BT_ADDR addr;
static BT_ADDR addr = {{0x20, 0x84, 0x06, 0x14, 0xAB, 0xCD}};
static char ble_name[] = "SPR-GNSS";
static uint8_t mac_counter = 0;
bool led2_statas = 0;

BLE1507 *ble1507;

/* ===== GNSS ===== */
SpGnss Gnss;
SpNavData NavData;

/* ===== Gyro ===== */
BMI270Class BMI270;
struct bmi2_sens_float sensor_data;

/* ===== データバッファ ===== */
#define MAX_DATA 4096
struct GnssRecord {
  char timeStr[32];
  int sat;
  bool fix;
  double lat;
  double lon;
  int step;
} gnssData[MAX_DATA];

int head = 0; // 古いデータを上書きする位置
int tail = 0; // 未送信のデータ位置

/* ===== タイマー ===== */
unsigned long lastReadTime = 0;
bool firstMinute = true;
unsigned long lastAdvertise = 0;
//unsigned long lastNotifyTime = 0;

bool sendFlag = false; // 振動で送信するフラグ
float shakeThreshold = 20;//1.5; // G単位の振動閾値
bool sendingAll = false;

static uint8_t read_buf[128];
static uint16_t read_len = 0;


int msgid;



static void onWrite(struct ble_gatt_char_s *ble_gatt_char)
{
  tail = 0;
  sendingAll = true;

  Serial.println("[BLE] Write trigger received");
}




/* ===== 設定 ===== */
#define LOG_SWITCH_PIN 24

#define ACC_LOG_SIZE 1000      // 50Hz × 40秒
#define ACC_LOG_INTERVAL 20    // ms (50Hz)
#define CMD_GET_STEP 1


const uint32_t STEP_MIN_INTERVAL = 300; // ms（誤検出防止）

float acc_lp = 0.0f;
const float LP_ALPHA = 0.8f;  // 0.7〜0.85 推奨


/* ===== 歩数検出用 ===== */
float g = 0.0f;
float acc = 0.0f;
float acc_filt = 0.0f;

int nega =1;
float acc_prev1 = 0.0f;
float acc_prev2 = 0.0f;
float acc_lp_prev1 = 0.0f;
float acc_lp_prev2 = 0.0f;

const float THRESHOLD = 0.5;          // ★要調整（G単位）

uint32_t step_count = 5;
uint32_t last_step_time = 0;
float a = 0.95f; 


/* ===== BMI270 ===== */

/* ===== ログ構造体 ===== */
// struct AccLog {
//   //unsigned long t;
//   //float ax;
//   //float ay;
//   //float az;
//   float g;
//   float norm;
//   float acc;
//   float acc_filt;
//   float acc_lp;
// };
// AccLog accLog[ACC_LOG_SIZE];

int accHead = 0;
bool logFilled = false;

/* ===== BMI270設定 ===== */
int8_t configure_sensor() {
  int8_t rslt;
  uint8_t sens_list[1] = { BMI2_ACCEL };
  struct bmi2_sens_config config;

  config.type = BMI2_ACCEL;
  config.cfg.acc.odr = BMI2_ACC_ODR_200HZ;
  config.cfg.acc.range = BMI2_ACC_RANGE_2G;
  config.cfg.acc.bwp = BMI2_ACC_NORMAL_AVG4;
  config.cfg.acc.filter_perf = BMI2_PERF_OPT_MODE;

  rslt = BMI270.set_sensor_config(&config, 1);
  if (rslt != BMI2_OK) return rslt;

  return BMI270.sensor_enable(sens_list, 1);
}
void flash_writing(const GnssRecord& r) {
  myFile = Flash.open("dir/gnss.csv", FILE_WRITE);

  if (!myFile) {
    Serial.println("error opening gnss.csv");
    return;
  }

  // CSV 1行
  myFile.print(r.timeStr);
  myFile.print(",");
  myFile.print(r.sat);
  myFile.print(",");
  myFile.print(r.fix);
  myFile.print(",");
  myFile.print(r.lat, 6);
  myFile.print(",");
  myFile.print(r.lon, 6);
  myFile.print(",");
  myFile.println(r.step);

  myFile.close();
}

void flash_reading(){
    /* Re-open the file for reading */
  myFile = Flash.open("dir/gnss.csv");

  if (myFile) {
    

    /* Read from the file until there's nothing else in it */
    while (myFile.available()) {
      Serial.write(myFile.read());
    }
    /* Close the file */
    myFile.close();
  } else {
    /* If the file didn't open, print an error */
    Serial.println("error opening test.txt");
  }
}


void ble_send_flash_file(const char* path) {
  File f = Flash.open(path, FILE_READ);
  if (!f) {
    const char* err = "ERR: open failed\n";
    ble1507->writeNotify((uint8_t*)err, strlen(err));
    return;
  }

  const char* beginMsg = "=== BEGIN ===\n";
  ble1507->writeNotify((uint8_t*)beginMsg, strlen(beginMsg));
  delay(2);

  const size_t CHUNK = 160;   // 安全サイズ
  uint8_t buf[CHUNK];

  while (f.available()) {
    int n = f.read(buf, CHUNK);
    if (n <= 0) break;

    ble1507->writeNotify(buf, n);
    delay(1);                // notify詰まり防止
  }

  f.close();

  const char* endMsg = "\n=== END ===\n";
  ble1507->writeNotify((uint8_t*)endMsg, strlen(endMsg));
}

/* ===== BMI270 設定 ===== */

void setup() {
 

  Serial.begin(115200);
  while (!Serial);

  //MP.begin(1);
  //pinMode(LED0, OUTPUT);
  //pinMode(LED1, OUTPUT);

  Serial.println("GNSS + BLE  start");

  /* GNSS初期化 */
  Gnss.begin();
  Gnss.select(GPS);
  Gnss.start();


  pinMode(LOG_SWITCH_PIN, INPUT_PULLUP);
  pinMode(LOG_SWITCH_PIN2, INPUT_PULLUP);

  /* BLE初期化 */
  ble1507 = BLE1507::getInstance();
  //ble1507->removeBoundingInfo();
  //ble1507->pairing();  // Just Worksペアリングを設定（Bondingなし）
  ble1507->beginPeripheral(ble_name, addr, UUID_SERVICE, UUID_CHAR);
  ble1507->startAdvertise();
  Serial.println("BLE advertising...");
  ble1507->setWritePeripheralCallback(onWrite);

  /* BMI270初期化 */
  int8_t rslt = BMI270.begin(BMI270_I2C, BMI2_I2C_SEC_ADDR);
  if (rslt != BMI2_OK) Serial.println("BMI270 init fail");
  rslt = configure_sensor();
  if (rslt != BMI2_OK) Serial.println("BMI270 config fail");

  /* Create a new directory */
  Flash.mkdir("dir/");
  //Flash.remove("dir/gnss.csv");//Flash消去するか
  // GnssRecord r;
  // snprintf(r.timeStr, sizeof(r.timeStr),"2026-01-13 11:50:01");
  // r.sat=10;
  // r.fix=1;
  // r.lat=35.68699;
  // r.lon=139.734169;
  // //requestStep();
  // r.step = step_count;
  
  // gnssData[head] = r;
  // flash_writing(r);
  // head = 1;
  //flash_reading();
}

void loop() {
 

  // ----- タイマーに応じてGNSS取得 -----
  unsigned long now = millis();
  unsigned long interval = firstMinute ? 300 : 60000; // 1秒 or 1分
  if (now - lastReadTime >= interval) {
    lastReadTime = now;
    if (firstMinute && now > 60000) firstMinute = false;
    
    Gnss.getNavData(&NavData);
    GnssRecord r;
    if (NavData.posDataExist) {
        //requestStep();
       // digitalWrite(LED1, HIGH);
        snprintf(r.timeStr, sizeof(r.timeStr),"%04d-%02d-%02d %02d:%02d:%02d",
               NavData.time.year, NavData.time.month, NavData.time.day,
               NavData.time.hour, NavData.time.minute, NavData.time.sec);

        r.sat = NavData.numSatellites;
        r.fix = NavData.posDataExist;
        r.lat = NavData.latitude;
        r.lon = NavData.longitude;
        r.step = step_count;
        gnssData[head] = r;
        flash_writing(r);
        head = (head + 1) % MAX_DATA;
    
    //if (head == tail) tail = (tail + 1) % MAX_DATA;
    } else {
      //digitalWrite(LED1, LOW);
      //snprintf(r.timeStr, sizeof(r.timeStr), "NOFIX");
    }
    
  }

  // ----- Read後の全ログ送信 -----
  static bool prevButton2 = HIGH;
  bool nowButton2 = digitalRead(LOG_SWITCH_PIN2);

  //if (sendingAll) {
  if (nowButton2 != 1 || sendingAll ) { 
    //digitalWrite(LED0, HIGH);
    tail = 0;
    Serial.println("button");
    Serial.println(step_count);
    ble_send_flash_file("dir/gnss.csv");
    char msg[128];
    //requestStep();
    while(tail != head){
    //if (tail != head) {
      GnssRecord *r = &gnssData[tail];
      //char msg[128];

      if (r->fix) {
        snprintf(msg, sizeof(msg),"%s,FIX,SAT=%d,LAT=%.6f,LON=%.6f step=%d",r->timeStr, r->sat, r->lat, r->lon, r->step);
      } else {
        snprintf(msg, sizeof(msg),"%s,NOFIX,SAT=%d",r->timeStr, r->sat);
      }

      //ble1507->writeNotify((uint8_t*)msg, strlen(msg));
      Serial.println(msg);
      //lastNotifyTime = millis();

      tail = (tail + 1) % MAX_DATA;
      delay(1);   // ★重要：BLE安定化
    } 
    sendingAll = false;
    //digitalWrite(LED0, LOW);

    
  }


   int cmd;


  if (millis() - lastLogTime >= ACC_LOG_INTERVAL) {
    lastLogTime = millis();

    if (BMI270.bmi2_get_sensor_float(&sensor_data) == BMI2_OK) {
      float ax = sensor_data.acc.x;
      float ay = sensor_data.acc.y;
      float az = sensor_data.acc.z;
      float norm = sqrt(ax*ax + ay*ay + az*az);

      /* ===== 重力除去 ===== */
      g = a * g + (1.0f - a) * norm;
     
      acc = norm - g;

      /* ===== 移動平均（3点）===== */
      acc_filt = (acc + acc_prev1 + acc_prev2) / 3.0f;
      acc_lp = LP_ALPHA * acc_lp + (1.0f - LP_ALPHA) * acc_filt;


      //accLog[accHead].t = millis();
      //accLog[accHead].ax = ax;
      //accLog[accHead].ay = ay;
      //accLog[accHead].az = az;
      // accLog[accHead].norm = norm;
      // accLog[accHead].g = g;
      // accLog[accHead].acc = acc;
      // accLog[accHead].acc_filt = acc_filt;
      // accLog[accHead].acc_lp = acc_lp;

      /* ===== ピーク検出 ===== */
      /*
        prev2 < prev1 > current なら prev1 がピーク
      */
      if ( accHead > 4 && nega==1 &&  acc_lp_prev1 > THRESHOLD &&  acc_lp_prev1 > acc_lp_prev2 &&  acc_lp_prev1 > acc_lp &&
       (millis() - last_step_time) > STEP_MIN_INTERVAL
      ) {
        if (led2_statas==1){
          led2_statas = 0;
      
        }else{
          led2_statas = 1;
      
        }
        //digitalWrite(LED2, led2_statas);
       
        //Serial.println("COUNT++");
        step_count++;
        last_step_time = millis();
        nega = 0;
      }
      if (nega==0 && acc_lp < 0){
        nega = 1;
      }
      /* ===== 履歴更新 ===== */
      acc_prev2 = acc_prev1;
      acc_prev1 = acc;

      acc_lp_prev2 = acc_lp_prev1;
      acc_lp_prev1 = acc_lp;
      /* ===== バッファ更新 ===== */
      accHead++;
      if (accHead >= ACC_LOG_SIZE) {
        accHead = 0;
        logFilled = true;
      }

    }
  }

  /* ===== ボタンで全ログ出力 ===== */
  static bool prevButton = HIGH;
  bool nowButton = digitalRead(LOG_SWITCH_PIN);

   if (prevButton == HIGH && nowButton == LOW) {
    
     Serial.println(step_count);
     Serial.println("time_ms, acc, g,acc_filt, norm");

     int count = logFilled ? ACC_LOG_SIZE : accHead;
     int start = logFilled ? accHead : 0;

    // for (int i = 0; i < count; i++) {
    //    int idx = (start + i) % ACC_LOG_SIZE;
    //    Serial.print(accLog[idx].acc, 4);
    //    Serial.print(",");
    //    Serial.print(accLog[idx].g, 4);
    //    Serial.print(",");
    //    Serial.print(accLog[idx].acc_filt, 4);
    //    Serial.print(",");
    //    Serial.print(accLog[idx].norm, 4);
    //    Serial.print(",");
    //    Serial.println(accLog[idx].acc_lp, 4);
    //    delay(1);  // Serial安定用
    //  }

     Serial.println("=== END ===");
     //digitalWrite(LED1, LOW);
   }

  prevButton = nowButton;

  delay(5);
}

● パソコン側
多いのでBLEの受信部のみ

BLEパソコン側
import asyncio
from bleak import BleakClient, BleakScanner

DEVICE_NAME = "SPR-GNSS"
CHAR_UUID = "00004a02-0000-1000-8000-00805f9b34fb"

ble_client = None
ble_loop = None

# ===== BLE Notify callback =====
def on_notify(sender, data):
    try:
        msg = data.decode(errors="ignore")
        print(msg)
    except Exception as e:
        print("Parse error:", e)

# ===== BLE task =====
async def ble_task():
    global ble_client, ble_loop
    ble_loop = asyncio.get_running_loop()
    print("Scanning BLE...")
    devices = await BleakScanner.discover()

    target = None
    for d in devices:
        if d.name == DEVICE_NAME:
            target = d
            break

    if not target:
        print("BLE device not found")
        return

    print("Connecting to", target.address)
    async with BleakClient(target.address) as client:
        ble_client = client
        await client.start_notify(CHAR_UUID, on_notify)
        print("Notify subscribed")
        while True:
            await asyncio.sleep(1)


# ===== Thread launch =====
def start_ble():
    asyncio.run(ble_task())


if __name__ == "__main__":
    start_ble()

● 歩数の計算方法

  1. 一定周期で実行
  2. 加速度取得 → 合成加速度 norm
  3. 重力除去（重力の推定 g → それを引く）
  4. 平滑化（3点移動平均 + さらにLPF）
  5. ピーク検出（歩行の山を1回検出したら1歩）
    prev2 < prev1 > current なら prev1 がピーク
  6. 負側に落ちたら次のピークを許可
    加速度センサーログ
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