Android电话方向概述包括指南针

StackOverflow https://stackoverflow.com/questions/4819626

题

我一直在努力将自己的头围绕Android取向传感器。我以为我明白了。然后我意识到我没有。现在，我认为（希望）我对此有更好的感觉，但我仍然不是100％。我将尝试解释我对此的零星理解，希望人们能够纠正我，如果我错了零件或填写任何空白。

我想我站在0度的经度（原始子午线）和0度纬度（赤道）。这个位置实际上位于非洲海岸附近的海中，但陪伴着我。我将手机握在脸前，使手机的底部指向我的脚。我面对北（朝北看），因此电话的右侧向东指向非洲。在这个方向（参考下图）我的X轴指向东方，Z轴指向南方，Y轴指向天空。

现在，手机上的传感器允许您在这种情况下确定设备的方向（不是位置）。这部分总是让我感到困惑，可能是因为我想在接受它确实起作用之前了解某事的工作方式。手机似乎使用两种不同技术的组合来弄清楚其方向。

在我做到这一点之前，请想象一下站在那片想象中的纬度和经度上，站在上面提到的方向上。想象一下，您蒙住眼睛，鞋子固定在游乐场的环形交叉路口上。如果有人将您推向后面，您将向前（向北）跌落，并将双手伸出来打破您的跌倒。同样，如果有人推您左肩，您将掉在右手上。您的内耳有“重力传感器” （YouTube剪辑） 这使您可以检测到您是向前/向后掉下，还是向左/右掉落或跌倒（或向上！）。因此，人类可以检测到与手机相同的X和Z轴周围的对齐和旋转。

现在想象一下，现在有人在回旋处旋转90度，以便您现在面对东方。您正在围绕y轴旋转。该轴是不同的，因为我们无法从生物学上检测到它。我们知道我们有一定数量的角度，但我们不知道与行星磁性北极有关的方向。相反，我们需要使用外部工具...磁性指南针。这使我们能够确定我们面临的方向。我们的手机也是如此。

现在，手机还具有3轴加速度计。我有 不 了解它们实际上是如何工作的，但是我可视化它的方式是将重力想象为恒定而均匀的“雨水”从天上掉下来，并想象上图中的轴作为可以检测到雨水量的管子。当手机直立时，所有的雨都会流过Y'Tube'。如果手机逐渐旋转，那么它的屏幕面向天空，流经Y的降雨量将减少到零，而通过Z的体积将稳定增加，直到最大的降雨量流通为止。同样，如果我们现在将手机倾斜到侧面，则X管最终将收集最大的降雨量。因此，根据手机的方向，通过测量流经3个试管的雨量，您可以计算方向。

手机还具有电子指南针，其行为就像普通指南针 - 其“虚拟针”指向磁性北方。 Android合并了这两个传感器的信息，以便每当 SensorEvent 的 TYPE_ORIENTATION 被生成 values[3] 数组有
值[0]：方位角 - （磁性北部以东的指南针）
值[1]：俯仰，围绕X轴旋转（手机向前或向后倾斜）
值[2]：滚动，围绕y轴旋转（手机靠在左侧或右侧）

因此，我认为（即我不知道）Android给出了方位角（指南针），而不是读取第三加速度计的原因是，指南针的轴承更有用。我不确定他们为什么弃用这种类型的传感器，因为现在您似乎需要在系统中注册一个侦听器 SensorEvent类型 TYPE_MAGNETIC_FIELD. 。事件 value[] 阵列需要进入 SensorManger.getRotationMatrix(..) 获取旋转矩阵的方法（见下文），然后传递到 SensorManager.getOrientation(..) 方法。有人知道为什么Android团队弃用 Sensor.TYPE_ORIENTATION？这是效率吗？这就是类似的评论之一中暗示的 问题 但是您仍然需要在 开发/样品/指南针/src/com/example/android/compass/commasactivity.java 例子。

我现在想谈谈旋转矩阵。 （这是我最不确定的地方）因此，在上面，我们有来自Android文档的三个数字，我们将其称为A，B和C。

a = sensormanger.getRotationMatrix（..）方法图形，代表世界的坐标系

b = Sensorvent API使用的坐标系。

c = sensormanager.getorientation（..）方法图

因此，我的理解是，A代表“世界的坐标系统”，我认为这是指地球上的位置的方式，是一对具有可选（高度）的（纬度，经度）夫妇的方式。 x是 “驻扎” 协调，y是 “北边” 协调。 Z指向天空，代表高度。

手机坐标系统在图B中显示为固定。它的Y轴总是指出顶部。旋转矩阵正在通过手机不断计算，并允许在两者之间进行映射。因此，我认为旋转矩阵将B的坐标系转换为C，我是否正确？所以当你打电话 SensorManager.getOrientation(..) 您使用的方法 values[] 具有与图C相对应的值的数组时，当手机指向天空时，旋转矩阵是身份矩阵（矩阵数学等效量），这意味着由于设备与世界坐标系对齐，因此无需映射。

好的。我想我现在最好停下来。就像我说的那样，我希望人们会告诉我我在哪里搞砸或帮助人们（或更加困惑的人！）

有帮助吗？

解决方案

您可能想检查一下 一个屏幕应得的 文章。它解释了为什么您需要旋转矩阵。

简而言之，即使设备旋转，手机的传感器也始终使用相同的坐标系。

在未锁定到单个方向的应用程序中，旋转设备时，屏幕坐标系统会更改。因此，当设备从其默认视图模式旋转时，传感器坐标系不再与屏幕坐标系相同。在这种情况下，旋转矩阵用于将A转换为C（B始终保持固定）。

这是一个代码片段，可以向您展示如何使用它。

SensorManager sm = (SensorManager) getSystemService(SENSOR_SERVICE);

// Register this class as a listener for the accelerometer sensor
sm.registerListener(this, sm.getDefaultSensor(Sensor.TYPE_ACCELEROMETER),
                    SensorManager.SENSOR_DELAY_NORMAL);
// ...and the orientation sensor
sm.registerListener(this, sm.getDefaultSensor(Sensor.TYPE_MAGNETIC_FIELD),
                    SensorManager.SENSOR_DELAY_NORMAL);

//...
// The following code inside a class implementing a SensorEventListener
// ...

float[] inR = new float[16];
float[] I = new float[16];
float[] gravity = new float[3];
float[] geomag = new float[3];
float[] orientVals = new float[3];

double azimuth = 0;
double pitch = 0;
double roll = 0;

public void onSensorChanged(SensorEvent sensorEvent) {
    // If the sensor data is unreliable return
    if (sensorEvent.accuracy == SensorManager.SENSOR_STATUS_UNRELIABLE)
        return;

    // Gets the value of the sensor that has been changed
    switch (sensorEvent.sensor.getType()) {  
        case Sensor.TYPE_ACCELEROMETER:
            gravity = sensorEvent.values.clone();
            break;
        case Sensor.TYPE_MAGNETIC_FIELD:
            geomag = sensorEvent.values.clone();
            break;
    }

    // If gravity and geomag have values then find rotation matrix
    if (gravity != null && geomag != null) {

        // checks that the rotation matrix is found
        boolean success = SensorManager.getRotationMatrix(inR, I,
                                                          gravity, geomag);
        if (success) {
            SensorManager.getOrientation(inR, orientVals);
            azimuth = Math.toDegrees(orientVals[0]);
            pitch = Math.toDegrees(orientVals[1]);
            roll = Math.toDegrees(orientVals[2]);
        }
    }
}

其他提示

滚动是重力的函数，90度卷将所有重力放入X寄存器中。

音高相同，一个90度的音高将所有重力的组成部分都放入Y寄存器中。

偏航 /标题 /方位角对重力没有影响，它始终与重力成直角，因此无论您面对重力的方式都将是可观的。

这就是为什么您需要指南针进行评估的原因，也许有意义？

看看这个： Stackoverflow.com：Q.5202147

直到3图A，B，c。之后，您感到困惑。

我遇到了这个问题，所以我绘制了不同方向上发生的事情。如果设备以景观方式安装，例如在汽车安装中，指南针的“学位”似乎从269上以上（西部和北之间的0-275（顺时针方向）运行，则从-90到0从0到269。270变为-90

仍处于景观状态，但是设备躺在后面，我的传感器给出了0-360。在肖像模式下，它均躺在背面并站在肖像中。

希望对某人有帮助

许可以下： CC-BY-SA 和 归因
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