Question

在iOS原型中，我使用CMDeviceMotion.deviceMotion.yaw和CLHeading.trueHeading的组合来制作响应准确且稳定的罗盘标题。当iPhone保持平坦时，这种方法很有效，我有一个指向稳定罗盘标题的图形箭头。

当iPhone在移植模式下保持垂直时，会出现问题。 UIDeviceOrientation不断从UIDeviceOrientationFaceDown更改为UIDeviceOrientationFaceUp并返回。这使得偏航值基于音调的微小变化来回跳跃+/- 180度。是否可以将设备锁定在一个方向上，该方向可以提供稳定的偏航值，预测变化时不会出现毛刺或以其他方式计算陀螺偏航（或以此方向滚动）？

这个可怜的家伙有同样的问题，没有答案。双点可能的人！ :) https://stackoverflow.com/questions/10470938/euler-angle-yaw-not-working-when-iphone-orientation-changes

Answer 1

我只是在寻找这个问题的答案。它让我心碎了一下，看到你在一年前发布了这个，但我想也许你或其他人可以从解决方案中受益。

问题是万向节锁定。当俯仰大约90度时，偏航和滚动匹配并且陀螺仪失去一定的自由度。四元数是避免万向节锁定的一种方法，但老实说，我并不想绕过它。相反，我注意到偏航和滚动实际上是匹配的，可以简单地总结为解决问题（假设你只关心偏航）。

<强> SOLUTION：

    float yawDegrees = currentAttitude.yaw * (180.0 / M_PI);
    float pitchDegrees = currentAttitude.pitch  * (180.0 / M_PI);
    float rollDegrees = currentAttitude.roll * (180.0 / M_PI);

    double rotationDegrees;
    if(rollDegrees < 0 && yawDegrees < 0) // This is the condition where simply
                                          // summing yawDegrees with rollDegrees
                                          // wouldn't work.
                                          // Suppose yaw = -177 and pitch = -165. 
                                          // rotationDegrees would then be -342, 
                                          // making your rotation angle jump all
                                          // the way around the circle.
    {
        rotationDegrees = 360 - (-1 * (yawDegrees + rollDegrees));
    }
    else
    {
        rotationDegrees = yawDegrees + rollDegrees;
    }

    // Use rotationDegrees with range 0 - 360 to do whatever you want.

我希望这有助于其他人！

Answer 2

如果有人对iOS Swift中的实现感兴趣，则代码如下：

    let queue = NSOperationQueue()
    motionManager.startDeviceMotionUpdatesToQueue(queue) {
        [weak self] (data: CMDeviceMotion!, error: NSError!) in
    var yawDegrees: Double = self!.motionManager.deviceMotion.attitude.yaw * (180.0 / M_PI)
        var pitchDegrees: Double = self!.motionManager.deviceMotion.attitude.pitch * (180.0 / M_PI)
        var rollDegrees: Double = self!.motionManager.deviceMotion.attitude.roll * (180.0 / M_PI)


        if(rollDegrees < 0 && yawDegrees < 0){
            self!.rotationDegrees = 360 - (-1 * (yawDegrees + rollDegrees))
        }
        else {
            self!.rotationDegrees = yawDegrees + rollDegrees
        }
   }

然而我遇到了一些问题，我希望@ blkhp19可以帮助我解决这个问题，因为在某些点上角度会变成负值，然后会影响整个计算，我无法弄清楚问题是什么。

Answer 3

问题有点令人困惑，因为至少有两种不同的方式来考虑偏航。一种是从手机的角度来看，一种是从世界的角度来看。

我将使用此image from Apple进行进一步说明：

如果电话放在桌子上：

沿手机的偏航角度（或Z轴）旋转：更改指南针的方向。
沿手机滚动方向（或Y轴）旋转：请勿更改指南针方向。

如果手机靠墙平坦：

沿手机的偏航角度（或Z轴）旋转：请勿更改指南针的航向。
沿手机滚动方向（或Y轴）旋转：更改指南针的方向。

如果您希望手机的罗盘方向为垂直方向

使用blkhp19's code above来总结偏航。如果导入SwiftUI，则可以利用Angle结构简化弧度+度转换：

let yaw = Angle(radians: deviceMotion.attitude.yaw)
let roll = Angle(radians: deviceMotion.attitude.roll)

var compassHeading: Angle = yaw + roll
if roll.degrees < 0 && yaw.degrees < 0 {
  compassHeading = Angle(degrees: 360 - (-1 * compassHeading.degrees))
}

如果要在垂直时沿手机的偏航轴旋转

您将需要使用atan2并像this example一样检查重力。

let rotation = atan2(data.gravity.x,
                             data.gravity.y) - .pi

还要注意，如果您不需要实际角度，而只需要关系（例如isPhoneUpright），则可以简单地读取这些角度的重力值。

当iPhone垂直时，CMDeviceMotion偏航值不稳定

3 个答案:

如果您希望手机的罗盘方向为垂直方向

如果要在垂直时沿手机的偏航轴旋转