エアロバイクを使った在宅ツーリング

1. 課題

・自宅で楽しく運動したい
・エアロバイクを買ったものの、動画を見ながら漕ぐのも飽きてきた
・バイクに表示される距離の表示だけでは、どの辺りまで進んだかの実感がない

2. 解決策

・漕いだ分だけGoogle map上でピンを進める
・Google spreadsheet上に進んだ座標を記録する
・イメージはこんな感じ

全体イメージ

3. 手順

(a) 準備したもの
・Raspberry Pi 4
・リードスイッチ
・ネオジム磁石
・抵抗
・タクトスイッチ

(b) ハードのセットアップ
・接続する図は省略、基本的には上のイメージ図の感じで結線
・磁石とリードスイッチの位置はこんな感じ

リードスイッチと磁石の位置

4. プログラム

(a)準備
・とりあえずお決まりのアップデート

sudo apt-get update
sudo apt-get upgrade

・Google mapをchromiumで開き、操作する。そのためにSeleniumモジュールとchromiumのドライバをインストール

• 参考にしたページ：https://qiita.com/yhoriuc1/items/35bcc6ee5b87c0e4bdf3

pip3 install selenium
sudo apt-get intsall chromium-chromedriver

・Google spreadsheetにデータをアップロードするために必要なモジュールもインストール

• 参考にしたページ：https://jorublog.site/raspi-google-sheet/

(b)コード
・GPIO17で回転を検知して回転数をカウント
・１０秒間で漕いだ分だけ緯度経度をすすめてGoogle mapの検索点を更新
・GPIOの20と21でボタンプッシュごとに進行方向を45度程度傾けて進むようにしてみた

▶コードはクリックで展開

#!/usr/bin/env python3
# -*- coding: utf-8 -*-

import math
import time
import sys
sys.path.append('/home/pi/.local/lib/python3.5/site-packages/')

from selenium import webdriver
from selenium.webdriver.common.keys import Keys

import RPi.GPIO as GPIO

#Google spreadsheetへのアクセス
import time
import gspread
from oauth2client.service_account import ServiceAccountCredentials

key_name = '***.json'#ダウンロードしたjsonファイル名
sheet_name = '***'#作成したスプレッドシート名

#APIにログイン
scope = ['https://spreadsheets.google.com/feeds','https://www.googleapis.com/auth/drive']
credentials = ServiceAccountCredentials.from_json_keyfile_name(key_name, scope)
gc = gspread.authorize(credentials)
###ここまでSpread sheet


count = 0
total_count = 0
rotate = 0

#ここがエアロバイクからの回転カウントを受け取るところ
def count_up(gpio_pin):
    global count, total_count
    count += 1
    total_count += 1
    print("count = ", count,"\n")

#別体スイッチで進行方向を45度or90度変更する
def count_right(gpio_pin):
    global rotate
    if(rotate<2):
        rotate += 1
    else:
        rotate += 0
        
    print("rotate = ", rotate)

def count_left(gpio_pin):
    global rotate
    if(rotate>-2):
        rotate -= 1
    else:
        rotate -= 0
        
    print("rotate = ", rotate)

#リードスイッチは17, タクトスイッチを20, 21に接続
pin_number = 17
pin_left = 20
pin_right = 21
try:
    GPIO.remove_event_detect(pin_number)
    GPIO.remove_event_detect(pin_right)
    GPIO.remove_event_detect(pin_left)
    GPIO.cleanup()
except:
    a=1
    
GPIO.setmode(GPIO.BCM)
GPIO.setup(pin_number, GPIO.IN)
GPIO.add_event_detect(pin_number, GPIO.RISING, callback = count_up, bouncetime=200)
GPIO.setup(pin_right, GPIO.IN)
GPIO.add_event_detect(pin_right, GPIO.RISING, callback = count_right, bouncetime=200)
GPIO.setup(pin_left, GPIO.IN)
GPIO.add_event_detect(pin_left, GPIO.RISING, callback = count_left, bouncetime=200)


#selenium
driver = webdriver.Chrome(executable_path="/usr/lib/chromium-browser/chromedriver")
driver.get("https:www.google.co.jp/maps/")

driver.maximize_window()

# 検索ワード入力
search_bar = driver.find_element_by_name("q")
   
i=0
m_per_rot = 4.5#１回転で進む距離
m_per_sec_l = 30.86#緯度１秒あたりの距離
m_per_sec_g = 24.97#経度１秒あたりの距離

#回転数に合わせてすすめた緯度と経度を計算
sec_per_rot_l = 1.0 / m_per_sec_l / 3600.0 * m_per_rot
sec_per_rot_g = 1.0 / m_per_sec_g / 3600.0 * m_per_rot

#initial
lati = 35.680210#緯度初期値
grat = 139.769272#経度初期値
search_bar.send_keys(str(lati) + ', ' + str(grat))
search_bar.submit()
search_bar.send_keys(Keys.ENTER)

try:
    while True:
        
        time.sleep(10)#Google map, spread sheetの更新間隔
        search_bar.clear()    
        
        if(rotate==0):#何もなければ直進
            lati += count * sec_per_rot_l

        elif(rotate==1):#右ボタンを1回ブッシュで北東方向へ
            lati += (count * sec_per_rot_l) / math.sqrt(2.0) * math.cos(math.radians(45.0))
            grat += (count * sec_per_rot_g) / math.sqrt(2.0) * math.cos(math.radians(45.0))
        elif(rotate==2):#右ボタン2回プッシュで東方向へ
            grat += count*sec_per_rot_g
        elif(rotate==-1):#左ボタン1回ブッシュで北西方向へ
            lati += (count * sec_per_rot_l) / math.sqrt(2.0) * math.cos(math.radians(45.0))
            grat -= (count * sec_per_rot_g) / math.sqrt(2.0) * math.cos(math.radians(45.0))
        elif(rotate==-2):#左ボタン2回ブッシュで西方向へ
            grat -= count*sec_per_rot_g
        else:
            lati+= count * sec_per_rot_l
            
        #計算した緯度と経度をGoogle mapの検索窓に入力して検索実行
        search_bar.send_keys(str(round(lati, 6)) + ', ' + str(round(grat,6)))
        
        search_bar.submit()
        search_bar.send_keys(Keys.ENTER)
        
        #spreadsheetへの回転数情報の書き込み
        cell_position = 'B2'
        wks = gc.open(sheet_name).sheet1
        wks.update_acell(cell_position, total_count)

        count = 0    
        i+=1
    
#プログラムを停止したときに進んだ緯度経度情報をスプレッドシートに登録
except KeyboardInterrupt:
    #停止前座標位置の保存
    cell_number = ['B4', 'B5']
    input_value = [round(lati, 6), round(grat, 6)]
    wks = gc.open(sheet_name).sheet1
    for j in range(2):
        input_value[j] += random.random()
        wks.update_acell(cell_number[j], input_value[j])
    
    #GPIOの開放
    print('\nbreak')
    GPIO.remove_event_detect(pin_number)
    GPIO.cleanup()

5. 運用してみた感想

・かなり適当な進路ですが、観光地周りを起点にして進むとなんとなくイメージが湧いて楽しいです。次は道路上を進むようにさせ、本当にツーリング感を出したいです。
・仲間とスプレッドシート上で回転数とか到着位置を競いたいと思っていましたがまだ一人で遊んでいます。
・エアロバイクでHIIT (High Intensity Interval Training)をしていますが、その時も少しだけ進んでいる感じがあって楽しめています。