Question

假设设备方向可能不断变化，我试图隔离垂直或水平加速度分量。

在拥有陀螺仪数据和CMAttitude之前，这是不可能的，因为我们只有加速度数据。既然我们通过CMAttitude同时加速了userAcceleration和方向，那么似乎应该可以通过姿态数据调整加速度数据，以便隔离特定的加速度绝对方向。这与使用参考帧略有不同，因为我期望设备方向不断变化。想念臂章等......就我而言，

无论设备方向如何变化，我都希望能够捕获严格垂直或严格水平的加速度值。这个的几何形状有点超出我的意见，我很欣赏一些建议。

Answer 1

我不熟悉iOS API，但我可以给出数学答案。

使用陀螺仪+加速计传感器融合确定方向。我希望iOS有一个API，因为它相对复杂（如果不是让我们知道，我会详细说明）。这似乎就是你所说的CMAttitude。方向应表示为四元数或矩阵，它表示固定参考框架（最可能是东北向下，但它取决于API）与附加到设备的本地参考框架之间的旋转。
从加速度计读取的矢量（在本地参考系中），并以与您的方向相反的旋转旋转它。旋转的反面是四元数共轭或矩阵转置。通过四元数乘法或矩阵乘法来旋转矢量。这为您提供了固定参考系中的加速度矢量。
固定参考系中加速度的Z分量是垂直加速度。 XY分量的范数（sqrt（x ^ 2 + y ^ 2））是水平加速度。不要忘记从垂直加速度中减去重力。这又假设了一个东北向下的参考系，但大多数其他固定参考系只需要你适当地交换X，Y，Z。

如果iOS具有正确的API，则实现应该是微不足道的。如果你有选择偏好四元数而不是矩阵，因为实现运行得更快。让我们知道它是怎么回事。

Answer 2

我刚刚实施了 marcv81 回答。

-(void)isolateHorizontalMotionFromMotionData:(CMDeviceMotino *)newMotion
{
    //Quaternion Conjugation
    CMQuaternion quaternion = newMotion.attitude.quaternion;
    GLKQuaternion original_quaternion = GLKQuaternionMake(quaternion.x, quaternion.y, quaternion.z, quaternion.w);
    GLKQuaternion conjugated_quaternion = GLKQuaternionConjugate(original_quaternion);

    //Rotation of Accelerometer vector with quanternion
    GLKVector3 acceleromationVector = GLKVector3Make(newMotion.userAcceleration.x, newMotion.userAcceleration.y, newMotion.userAcceleration.z);

    GLKVector3 accelerometionVector_toReferenceFrame = GLKQuaternionRotateVector3(conjugated_quaternion, acceleromationVector);

    //Horizontal Acceleration
    float horizontalAcceleration = sqrtf(powf(accelerometionVector_toReferenceFrame.x,2)+powf(accelerometionVector_toReferenceFrame.y,2));
}

使用CMDeviceMotion和CMAttitude隔离垂直或水平加速度

2 个答案: