社団法人 電子情報通信学会
THE INSTITUTE OF ELECTRONICS,INFORMATION AND COMMUNICATION ENGINEERS

信学技報
TECHNICAL REPORT OF IEICE.

街灯これくしょん：
夜道の明るさをセンシングする参加型アプリケーション
松田裕貴†

新井イスマイル††

荒川豊†

安本慶一†

† 奈良先端科学技術大学院大学 情報科学研究科†† 明石工業高等専門学校 電気情報工学科
あらまし

防犯意識の向上に伴い，歩行者向けナビゲーションにおいても夜道の明るさなどの「安心・安全面」の情報整備が重要となることから，本研究ではスマートフォン搭載照度センサを用いてユーザ参加型センシングにより街灯照度を収集，集合知を形成することによる，夜道の安全判定手法を検討している．ユーザ参加型センシングにおいては，多くのユーザが継続的かつ意欲的に参加する仕組みを構築することが不可欠であるため，街灯照度収集アプリ
ケーション「街灯これくしょん」に，ゲーミフィケーションの仕組みを導入し，一般公開し不特定多数のユーザを対象とした 4ヶ月間の実験を行った．実験の冒頭約 1ヶ月間において，ユーザ数 101 人，デバイス数 124 台，301 時間分のデータが収集されたが，アプリ公開から 1ヶ月程度でインストールユーザ数の減少が見られた．そこで，この利用状況を踏まえ，ユーザのモチベーションを高める更なる要素を追加実装した．
キーワード

位置情報サービス，モバイルアプリケーション，街灯照度，ゲーミフィケーション，参加型センシング

StreetlampCollection : Participatory Sensing Application for Collecting
Brightness of the Sidewalk at Night.
Yuki MATSUDA† , Ismail ARAI†† , Yutaka ARAKAWA† , and Keiichi YASUMOTO†† Graduate School of Information Science, Nara Institute of Science and Technology†† Department of Electrical and Computer Engineering, National Institute of Technology, Akashi CollegeAbstract Along with the improvement of security awareness, a safety information such as brightness of sidewalk
at night are required for pedestrian navigation systems. In this study, we propose and develop an illuminanceinferring method by participatory sensing that utilizes a light sensor of the smartphone for assessing a safety levelof sidewalks at night. Participatory sensing system requires continuously and enthusiastically participating of many
user. Therefore in this paper, we develop the streetlamp’s illuminance collecting application “StreetlampCollection”
which has gamification mechanism. To evaluate the proposed system, we experimented for 4 months by publishing
the application. As a result of the experiment, we succeeded to collect a data of the 101 users and 124 devices for
301 hours. However, we observed that the number of installed users started decreasing after about one month fromthe application publication. So, based on this usage, we additionally implemented the further elements to increase
the motivation of the participants.
Key words Location Based Services, Mobile Applications, Illuminance of Streetlamps, Gamification, Participatory Sensing

1. は じ め にど，安心・安全面の情報と位置情報を組み合わせたアプリケーションの需要は増大している．歩行者ナビゲーションにおいて，GPS や加速度センサをはじめとし，多数のセンサを搭載した

従来の経路決定の大きな指標は目的地への到達速度を重視した

スマートフォンの普及により，位置情報を活用したアプリケー情報であるが，今後は，それらの情報に加えて夜道の明るさやションは広く利用されるようになった．また，近年の防犯意識

人通り，犯罪発生情報など，安心・安全面の情報を考慮するこの向上は著しく，子ども見守りや災害対策アプリケーションなとが求められる．

—1—

Ingress（注 1） などに代表されるゲーム性のあるシステムがあり，照度測定点

岩手県や横須賀市において観光振興に Ingress が活用される事例がある．また，副次的な効果として Ingress ダイエットが広ま鉛直面照度（1.5m）

るなど「Fun」の与える効果は大きい．この他，Foursquare（注 2）
や AppleWatch（注 3）をはじめ，バッジなどのゲーミフィケーションを導入している事例は多数存在する．
「Ideology」については，Wikipedia などのボランタリーなシステムがあるほか，「Values」については，オープンソース・ソフトウェア開発などのユーザ

水平面照度（0m）の承認欲求を満たすシステムがあげられ，ランキングなどの評価もこれに該当する．
「Ideology」や「Values」が強い効果を示している先行研
究としては，ユーザー提供型の時刻表データベースである
駅.Locky [5] があげられる．このシステムは，ユーザが時刻表

図 1 照度測定法（日本工業規格）の投稿を行い，網羅的な時刻表データベースを構築するユーザ参加型のシステムであり，現在日本に存在する 10,929 の駅時

本研究では，この安心・安全面の情報として「夜道の明るさ」

刻表の 84% のデータ収集をユーザによって実現している（注 4）．に着目した．
「夜道の明るさ」は，街灯照度を測定し，日本防「Fun」に着目した先行研究としては，上山らが金銭的イン犯設備協会の定める防犯灯の照度基準 [1] と比較することによ

センティブにゲーミフィケーションの概念を取り入れたユーザり，定量的に安全性判定が可能である．しかし，街灯照度を測参加型センシングシステムが挙げられる [6]．ユーザ参加型セン定するためには，照度計を用い図 1 に示す，日本工業規格の定シングシステムにゲーミフィケーションを導入することにより，める照度測定法（JIS 照度測定法）[2] に基づく水平面照度およ報酬支払額を最大 45%削減することを達成していることから，び鉛直面照度を推定する必要がある．この測定法では，機材・「Fun」がユーザのモチベーション向上に大きく寄与していると手間にかかるコストが非常に大きく，網羅的な情報整備が困難いえる．

である．

本研究でこれまで利用してきた街灯照度収集アプリケーショ

そこで本研究では，スマートフォンの一般ユーザ向けの街灯ンは，主体として，自身の住む地域を安全にしたいという「Ide-照度収集アプリケーションシステム「街灯これくしょん」を開ology」に頼ったものとなっているため，サステイナブルなシス発し，ユーザによる参加型センシングを行うことで網羅的な街テムを実現するためには，ユーザのモチベーションを向上させ灯照度収集を目指す．なお，収集した街灯照度測定データを元る他の要素との複合が課題といえる．に，JIS 照度測定法に基づく街灯照度を推定する手法については，既に検討している [3]．しかしながら，ユーザ参加型センシングにおいては，多くのユーザが継続的かつ意欲的に参加す

3. 街灯照度収集アプリケーション「街灯これくしょん」の開発る仕組みを構築することが不可欠である．そこで，ユーザのモ日本や世界各地に点在する一般ユーザの持つスマートフォンチベーションを向上させる仕組みとして，「街灯これくしょん」

搭載照度センサによって，街灯照度データを収集する体制を整にスコアおよびランキングを実装し，一般に公開し，不特定多えることは，本研究を実現するために必要となる要件である．

数のユーザにより照度データを収集する実験を行った．インス

これを達成するためには，特定のユーザによって収集する体制

トール後のユーザの利用状況を調査し，その結果を元に，バッではなく，不特定多数のユーザが参加することにより収集するジ（勲章）や地図への重畳表示（オーバレイ）などのゲーミフィ体制が望ましい．

ケーション要素を追加実装することによりアプリケーションの改良を行った．
本稿では，関連研究について 2 章，照度収集アプリの概要に

前述のとおり，本研究でこれまで利用してきた街灯照度収集アプリケーションは，主体として「Ideology」に頼ったものとなっているため，本研究では，街灯照度収集アプリケーション

ついて 3 章にて述べ，収集されたデータやアプリの利用状況にに 2 章にて述べた，「Fun（楽しさ）」要素としてスコア機能，ついての考察を 4 章に示す．さらに，5 章にてユーザの利用状「Values（価値）」要素としてランキング機能を取り入れること

況を踏まえたアプリケーションの改良状況について報告する．

により，不特定多数のユーザが利用可能な街灯照度収集アプリ

最後に 6 章にてまとめる．

ケーション「街灯これくしょん」（以降，当アプリ）を実装した．

2. 関 連 研 究以降では，3. 1 節にてシステム構成，3. 2 節にてインタフェー
スおよびゲーミフィケーションについて詳述する．

ユーザの行動を促す要因に関する調査研究では「Fun（楽しさ）」，「Ideology（信念）」，「Values（価値）」という 3 つの項目の重要度が高いと報告されている [4]．
「Fun」については，（注 1）：https://www.ingress.com/（注 2）：https://ja.foursquare.com/（注 3）：https://www.apple.com/watch/（注 4）：http://eki.locky.jp/—2—

表 3 「街灯これくしょん」メッセージ領域表示

表 1 「街灯これくしょん」システム構成
サーバ

スマートフォン

メッセージ

状態

測定状態

OS

CentOS release 6.6

Android 4.0〜

ロギングを開始しよう！

測定を停止している

停止

データベースMySQL Ver 14.14

SQLite 3.7.4〜

位置情報を検索中...

現在位置を検索している

停止

使用言語

PHP 5.5.18

Java 1.7〜

歩きましょう！

停止中と認識されている

停止

ロギング中です...

測定を開始している

測定中夜になったら始まるよ！

測定可能時間外である

停止

サーバ

DB（MySQL）
センサデータセンサデータ管理

ユーザデータ管理

設定メニュー

ユーザデータ通信インタフェース

ユーザランキング
測定開始ボタン

HTTP

スマートフォン
通信モジュール

センサモジュール

（照度・GPS 等）

サービス

メッセージ領域

DB（SQLite）

歩行距離スコア

センサデータ歩行面積スコア

ユーザデータ収集街灯スコア

機能ボタン

アクティビティ

図 3 「街灯これくしょん」インタフェース

図 2 「街灯これくしょん」システム構成

3. 1 システム構成

み測定が開始され，時間外や高速移動時（10 [m/s] 以上），停

当アプリのシステム構成を図 2 および表 1 に示す．当アプリ

止時（0 [m/s]）には測定を停止する．メッセージ領域の表示とはロギングを行うスマートフォンとデータを統括管理するサー

測定状態の対応を表 3 に示す．

バで構成される．データは HTTP により相互通信し，それぞ

当アプリでは，ユーザのモチベーション向上のために「スコれ内部データベースを持つものとする．測定されたセンサデーア機能」および「ランキング機能」を実装した．まず，スコアタは，一度データベース内に保管され，通信確立時に逐次送信機能は，ユーザの街灯収集状況や行動に応じ，スコアが上昇すするため，オフラインでの測定も可能である．

ることで，ユーザの収集意欲を高め，積極的なプレイを促す仕

なお，収集する端末情報およびセンサデータは表 2 のとおり組みである．本システムで取り扱うスコアを以下に挙げる．

であり，歩行方位と端末保持角度については地磁気センサと加•歩行距離速度センサを合わせて算出した方位角を使用するものとする．

•歩行面積

3. 2 インタフェースおよびゲーミフィケーション•

収集した街灯数（合計数，ユニーク数）

当アプリのインタフェースを図 3 に示す．ロギングアプリ

次に，ランキング機能は，データの収集量に応じてユーザのケーションとして必要なインタフェースを図中赤字，ゲームアランキングがつくことで，ユーザがお互いに意識・競争しながプリケーションとしてのインタフェースを図中青字で示した．

らプレイすることが可能な仕組みである．なおランキングは前以下に操作手順を述べる．

述のスコアに基づき，式 1 により算出される総合スコアにより（ 1 ） 端末の GPS 機能を有効にする（高精度モード）．

決定する．本研究ではより網羅的に多くの街灯を収集すること（ 2 ） ログイン/新規登録する（初回起動時のみ）．

が望ましいため，面積と街灯数の比重が大きいスコア算出式と（ 3 ） 測定開始ボタンをタップする．

なっている．

（ 4 ） メッセージ領域に「歩きましょう！」と表示されるまで待機する．
（ 5 ） 端末を片手に持った状態で歩行する（しばらく歩行すると「ロギング中です...」と表示され照度測定が開始される）．
（ 6 ） 端末を片手に持った状態を維持しつつ，街灯周辺を歩行する．

（スコア）= 0.01 ×(√√)（歩行面積）+ （歩行距離）+（合計街灯数）+（ユニーク街灯数）+（貢献指数）（合計街灯数）（貢献指数）= 10 ×
（歩行距離）(1)(2)

なお，夜間（18 時〜5 時）にユーザが歩行している場合にの—3—

表 2 「街灯これくしょん」で収集するデータ
項目名

収集データ仕様用途

端末情報

型番, OS バージョン, 製品番号

データ整理・解析時の分類

時間

UNIX Time

距離系列への変換

GPS（位置情報）

緯度，経度，速度，精度

街灯位置の推定

照度センサ

照度

街灯照度の推定

加速度センサ

X,Y,Z 軸加速度

スマホ保持角度の推定

地磁気センサ

X,Y,Z 軸地磁気歩行方位の推定

近接センサ

距離

照度センサの隠蔽状態の検知

ジャイロセンサ

X,Y,Z 軸回転角

スマホ保持角度の推定

Older
4.0.4

Newer
4.1.1

4.2.1

4.3.0

4.2.1

4.1.2

5.0.0

4.4.2

5.0.1

地図方位

ユーザランキング

4.4.4

既取得街灯位置

4.0.3

0%

20%

40%

60%

80%

ユーザ位置

100%

図 4 Android バージョンの割合

機能ボタン

140

測定開始ボタン120

インストールユーザ数

ユーザ名

メッセージ領域

ユーザスコア
現在のインストールユーザ数

100

累計インストールユーザ数80

図 6 「街灯これくしょん」新インタフェース

6040れると考えられる．そこで，これらのデータに対し，著者の先行研究 [3] に基づき，街灯下通過時データを抽出した上で各街

200
12月9日

灯ごとに分離，距離系列データへと変換した結果，10,777 サン
12月29日

1月18日

2月7日

2月27日

3月19日

日付

図 5 「街灯これくしょん」の利用状況

プル，つまり 80% が解析に利用可能であるデータとして抽出できた．なお，ユーザが利用している Android デバイスの OSバージョンの割合は図 4 に示すとおりであった．
次に，当アプリの利用状況を図 5 に示す．アプリ公開当初はインストールユーザ数は増加傾向にあったものの，1 月頃か

4. 不特定多数のユーザによる照度収集実験と結果および考察不特定多数のユーザによる照度測定データを収集するため，当アプリを GooglePlay に公開し，2014 年 12 月〜2015 年 3月の約 4ヶ月間に渡り実証実験を行った．なお，実験フィールドには制限を設けず，またユーザの自然な測定状況を得るため，端末保持角度や歩行ルート，歩行速度などはユーザの任意で設定できるものとした．
実験の冒頭約 1ヶ月間において，ユーザ数 101 人，デバイス数 124 台，301 時間分のデータが収集された．ここで，照度収集アプリ内においてユーザスコア算出のために用いた簡易的な街灯検知（一定間隔のパルスを計数する方法）による抽出街灯数は，12,846 サンプルであった．しかしながら，これらのデータには街灯照度測定値ではない，つまり不適切なデータも含ま

らインストールユーザ数の増加は緩やかとなり，さらにインストールユーザ数の減少が見られる．このことから，ユーザに継続的な利用を促す仕組みが不足していると考えられる．

5. 利用状況を踏まえたゲーミフィケーション改善
前述のとおり，参加するモチベーションを高める工夫は現状では不足していると考えられるため，さらにユーザの参加意識を向上させるために，図 6 に示す，新しいインタフェースを実装した．新しいインタフェースでは，ゲーミフィケーション要素として新たに「地図への重畳表示（オーバレイ）機能」および「バッジ（勲章）機能」，「ランキングの一覧機能」を追加実装した．
地図への重畳表示（オーバレイ）

3 章で提案したアプリでは，ユーザが歩行することにより収集した街灯情報のフィードバックが「スコア」だけであるため，—4—

図 7 リアルタイムな表示反映の例（新規街灯取得時）

図 9 バッジの例（Walker）

図 8 バッジ一覧の例

ユーザは実績の積み上がりを体感することが難しいと考えられる．そこで，インタフェースに地図を導入し，ユーザが収集した情報をリアルタイムに反映する重畳表示機能を実装した．地
図上に付加される情報については図 6 に示すとおりである．これにより，図 7 に示すように，ユーザ位置や既取得街灯位置などを動的に付加していくことが可能である．

図 10

ランキング一覧の例

バッジ（勲章）
ユーザが継続的にセンシングに参加するためには，瞬間的な加を促す仕組みを実装した．今後は新たにゲーミフィケーショ

モチベーション向上の仕組みだけでは不十分である．そこで，ンを実装した「街灯これくしょん」にて，不特定多数のユーザ継続的なモチベーション向上を図るための仕組みとして，図 8を対象とした実験を行い，ユーザの利用状況を調査，モチベーに示すように，データの収集量に応じてバッジを付与，収集欲ションを高める要素がどこにあるかについて追求していきたい．

や達成感を与える機能を実装した．この機能は，一度収集して6. ま と め終了するだけでなく，図 9 に示すように，収集量によってバッジのレベルが上昇する．

本研究では，スマートフォン搭載照度センサを用いてユーザランキング一覧参加型センシングにより街灯照度を収集，集合知を形成するこ

3 章で提案したアプリでは，ユーザ自身の順位を表示するのとによる，夜道の安全判定手法を検討している．ユーザ参加型みに留まっていた．しかしながら，前後のユーザの情報が不明

センシングにおいては，多くのユーザが継続的かつ意欲的に参であるため，ユーザの競争心を高めるには不十分であると考え加する仕組みを構築することが不可欠である．

た．そこで，図 10 に示すように，ランキング一覧表示し，順位に加えて各ユーザのスコアを表示する機能を実装した．
このように，ユーザの継続的かつ意欲的なセンシングへの参そこで，ユーザのモチベーションを向上させる仕組みとして，「街灯これくしょん」にスコアおよびランキングを実装し，一般に公開し，不特定多数のユーザにより照度データを収集する—5—

実験を行った．インストール後のユーザの利用状況を調査し，現状のゲーミフィケーションでは不十分であるという結果が得られた．その結果を元に，バッジ（勲章）や地図への重畳表示（オーバレイ）などのゲーミフィケーション要素を追加実装することによりアプリケーションの改良を行った．
今後は，改良を施したアプリケーションによる，不特定多数のユーザを対象とした実証実験を行い，ユーザの利用状況を調査，モチベーションを高める要素を追求する．
謝辞

本研究の一部は，戦略的情報通信研究開発推進事業(SCOPE) で得られた知見を利用したものである．ここに記して謝意を示す．
文献[1] 日本防犯設備協会 技術部会規格調査委員会，“防犯灯の照度基準，” 日本防犯設備協会技術標準 SES E 1901-3，pp.1–9，2012．
[2] 日本工業標準調査会，“照度測定方法，” JIS C 7612:1985，pp.1–17，1985．
[3] 松田裕貴，新井イスマイル，“スマートフォン搭載照度センサの集合知によるセンサ入光特性を考慮した夜道の安全性判定シス
テムの構築，” マルチメディア，分散協調とモバイルシンポジウ
ム 2014 論文集，第 2014 巻，pp.966–974，2014．
[4] N. Oded, “What motivates wikipedians?,” Communicationsof the ACM, vol.50, no.11, pp.60–64, 2007.
[5] 矢野幹樹，岩崎陽平，河口信夫，“駅.locky: 無線 lan 位置推定を用いた時刻表アプリの開発，” 全国大会講演論文集，vol.72，
pp.289–290，mar 2010．
[6] Y. Ueyama, M. Tamai, Y. Arakawa, and K. Yasumoto,“Gamification-based incentive mechanism for participatory
sensing,” IEEE CROWDSENSING 2014 (First International Workshop on Crowdsensing Methods, Techniques,and Applications) in conjunction with IEEE PerCom 2014,
pp.98–103, 2014.

—6—