Реалізація трекінгу тренувань у мобільному застосунку

Реалізація трекінгу тренувань у мобільному приложенні

Трекінг тренування — це керована сесія з кількома паралельними потоками даних: GPS, акселерометр/гіроскоп, ЧСС (з носимого пристрою), барометр (висота). Все це потрібно записувати синхронно, відображати в реальному часі та зберігати без втрат при падінні приложення або розряді батареї.

Архітектура сесії тренування

Центральний елемент — WorkoutSession (або як вы її називаєте), кінцевий автомат із станами:

Idle → Preparing → Active → Paused → Active → Finishing → Saved

Переходи тригерятися користувачем (кнопки Start/Pause/Finish) та системою (втрата GPS, розряд батареї). Весь стан зберігається в WorkoutRepository, персистуватися через Room (Android) або CoreData/SQLite (iOS) після кожного оновлення — щоб при краху відновити сесію.

@Entity
data class WorkoutPoint(
    @PrimaryKey(autoGenerate = true) val id: Long = 0,
    val sessionId: String,
    val timestamp: Long,
    val latitude: Double?,
    val longitude: Double?,
    val altitude: Double?,
    val heartRate: Int?,
    val speed: Double?,
    val distance: Double
)

Кожні 5 секунд вставляємо нову запис в БД. При завершенні тренування — агрегуємо все в WorkoutSummary. Промежуточные точки не видаляємо — вони потрібні для побудови трека.

GPS-трекінг та точність

Фільтрація GPS-шуму

Сирі GPS-дані містять шум ±5–15 м. На маршруті це візуально виглядає як «зигзаги» замість прямого відрізка. Фільтруємо через Kalman-фільтр — найадекватніший метод для GPS.

Для мобільної розробки не потребується реалізовувати Kalman з нуля. На Android — FusedLocationProviderClient вже застосовує внутрішню фільтрацію. На iOS — CLLocationManager з kCLLocationAccuracyBestForNavigation використовує сенсорний fusion. Додатково: відбрасуємо точки з horizontalAccuracy > 20 м.

func locationManager(_ manager: CLLocationManager,
                     didUpdateLocations locations: [CLLocation]) {
    guard let location = locations.last,
          location.horizontalAccuracy <= 20,
          location.horizontalAccuracy >= 0 else { return }

    if let previous = lastLocation {
        let segment = location.distance(from: previous)
        totalDistance += segment
    }
    lastLocation = location
    trackPoints.append(location)
}

Розрахунок дистанції та темпу

Дистанція — сумма дистанцій між послідовними GPS-точками (CLLocation.distance(from:) на iOS, Location.distanceTo() на Android). Темп (мин/км) = 1000 / швидкість (м/с) / 60. Швидкість беремо з CLLocation.speed / Location.speed — вони обраховуються по доплеровському зсуву, точніше ніж різниця координат.

При speed < 0 (немає достовірних даних) — використовуємо швидкість з координат.

Фоновое виконання

iOS

Додаємо в Info.plist:

<key>UIBackgroundModes</key>
<array>
    <string>location</string>
</array>

Запитуємо дозвіл Always. Без цього GPS припиняється через ~15 секунд після переходу приложення в фон. allowsBackgroundLocationUpdates = true на CLLocationManager — обов'язково.

Android

Foreground Service з сповіщенням (інакше Android убьє процес при нехватці пам'яті):

class WorkoutTrackingService : Service() {
    override fun onStartCommand(intent: Intent?, flags: Int, startId: Int): Int {
        val notification = buildTrackingNotification()
        startForeground(NOTIFICATION_ID, notification)
        startLocationUpdates()
        return START_STICKY
    }
}

START_STICKY — система перезапустить сервіс якщо убьє процес, з null интентом. Обробляємо null та відновлюємо стан з Room.

Інтеграція з носимими пристроями

ЧСС від Apple Watch — через HKWorkoutBuilder на iOS (Watch автоматично додає семпли). На Android — Wear OS через HealthServicesClient або Bluetooth GATT з профілем Heart Rate (UUID 0x180D).

Bluetooth GATT для зовнішніх датчиків (нагрудний пояс Polar H10, Wahoo TICKR):

val hrServiceUUID = UUID.fromString("0000180d-0000-1000-8000-00805f9b34fb")
val hrCharacteristicUUID = UUID.fromString("00002a37-0000-1000-8000-00805f9b34fb")

override fun onCharacteristicChanged(gatt: BluetoothGatt,
                                      characteristic: BluetoothGattCharacteristic) {
    if (characteristic.uuid == hrCharacteristicUUID) {
        val flag = characteristic.properties
        val format = if (flag and 0x01 != 0) {
            BluetoothGattCharacteristic.FORMAT_UINT16
        } else {
            BluetoothGattCharacteristic.FORMAT_UINT8
        }
        val heartRate = characteristic.getIntValue(format, 1) ?: 0
        onHeartRateReceived(heartRate)
    }
}

Збереження в HealthKit / Health Connect

По завершенню тренування записуємо повний HKWorkout (iOS) або ExerciseSessionRecord (Android) зі всіма вкладеними метриками: дистанція, ЧСС, маршрут. На iOS — HKWorkoutRouteBuilder для GPS-трека. Користувач повинен бачити тренування в системному приложенні «Здоров'я» або Health Connect.

Терміни

Базовий трекер бігу з GPS, дистанцією та темпом — 3–5 тижнів. Повний трекер з ЧСС, BLE-датчиками, кількома типами активностей, експортом GPX та інтеграцією в платформені сховища — 2–4 місяці.