如何从旋转矢量获取欧拉角（Sensor.TYPE_ROTATION_VECTOR）

Question

我在x方向上旋转了我的Android设备（从-180度到180度），见下图。
并且我假设只有旋转矢量x值被改变。 Y和z可能有一些噪音，但值之间差别不大。

然而，我收到了这个。请注意

https://docs.google.com/spreadsheets/d/1ZLoSKI8XNjI1v4exaXxsuMtzP0qWTP5Uu4C3YTwnsKo/edit?usp=sharing

我怀疑我的传感器有问题。

有什么想法吗？非常感谢你。

麦

Answer 1

编辑我需要修改这个问题。出现了一些错误

您的传感器很好。
嗯，旋转矢量条目不能简单地与特定轴周围的旋转角度相关。 SensorEvent结构由时间戳，传感器，准确度和值组成。取决于向量，values的float []在1-5的大小不同。
旋转向量值基于单位四元组，所有这些一起形成一个向量，表示此世界框架相对于您的方向智能手机固定架上面 它们是无单位的，逆时针正向。

  

手机的方向由将东 - 北 - 向上坐标与手机坐标对齐所需的旋转表示。也就是说，将旋转应用于世界框架（X，Y，Z）会使它们与电话坐标（x，y，z）对齐。

如果矢量是旋转矩阵，可以将其写为
v_body = R_rot_vec * v_world (<--)将世界矢量推入智能手机固定描述中。
此外，关于矢量：

  

旋转矢量的三个元素等于单位四元数＆lt; cos（θ/ 2），x sin（θ/ 2），y <的最后三个分量/ em> sin（θ/ 2），z * sin（θ/ 2）＆gt;。

问：那该怎么办呢？根据您的欧拉角度约定（可能有24个序列，有效12个序列），您可以通过例如计算相应的角度u：= [ψ，θ，φ]。应用 123 序列：
如果您已经拥有旋转矩阵条目，请按以下方式获取euler：

321 序列：

q1-3始终是values[0-2] （不要被u_ijk弄糊涂，因为ref（Diebel）使用不同的约定符合标准）

但是等等，你的链接表只有3个值，这与我得到的值相似。这是我的一个SensorEvent，后三个是从values[]打印出来的     23191581386897 11 -75 -0.0036907701 -0.014922042 0.9932963     时间戳敏感类型精度值[0]值[1]值[2] 4q-3values = 1q未知。第一个q0是redunant信息（同样doku表示它应该在values[3]下，取决于您的API级别）。所以我们可以使用范数（= length）来计算其他三个中的q0。

设置方程|| q || = 1并求解q0。现在所有q0-3都是已知的。
此外我的android 4.4.2在value[4]内没有第四个估计标题精度（以弧度表示），所以我评估event.accuracy：

            for (SensorEvent e : currentEvent) {
                if (e != null) {
                    String toMsg = "";
                    for(int i = 0; i < e.values.length;i++) {
                        toMsg += " " + String.valueOf(e.values[i]);
                    }
                    iBinder.msgString(String.valueOf(e.timestamp) + " "+String.valueOf(e.sensor.getType()) + " " + String.valueOf(e.accuracy) + toMsg, 0);
                }
            }

将这些方程式放入代码中，您将对事物进行排序。

由于我之前必须处理转换quat-＆gt; eul，我写了一个小的C ++ - 代码转换Quats。使用 XYZ或ZYX 。如果您碰巧坐在“linux”-shell前面，可以将它用作conversion helper一点，或者只是查看文件夹中的源代码。 （BSD许可）
XYZ的相关部分

/*quaternation to euler in XYZ (seq:123)*/
double* quat2eulerxyz(double* q){
/*euler-angles*/
double psi = atan2( -2.*(q[2]*q[3] - q[0]*q[1]) , q[0]*q[0] - q[1]*q[1]- q[2]*q[2] + q[3]*q[3]); 
double theta = asin( 2.*(q[1]*q[3] + q[0]*q[2]));
double phi = atan2( 2.*(-q[1]*q[2] + q[0]*q[3]) , q[0]*q[0] + q[1]*q[1] - q[2]*q[2] - q[3]*q[3]);   
/*save var. by simply pushing them back into the array and return*/
q[1] = psi; 
q[2] = theta;
q[3] = phi;
return q;
}

这里有一些将quats应用于euls的例子：

问： ijk的序列代表什么？
将两个坐标框架A和B相互叠加（所有轴彼此叠加）并开始通过具有角度psi的i轴旋转框架B，然后使j轴具有角度theta最后一个z轴有phi。对于i，j，k，它也可以是α，β，γ。 我没有收到数字，因为它们令人困惑（Diebel与其他论文）。

R(psi,theta,phi) = R_z(phi)R_y(theta)R_x(psi) (<--)

技巧是从左到右应用基本旋转，尽管我们从左到右读取序列。 这是你要经历的三个基本轮换

A to B: *v_B = R(psi,theta,phi) v_A*

问：那么如何让欧拉角/ quats从[0°，0°，0°]转到例如。 [0°，90°，0°]？
首先将图片中的两个帧对齐，将已知的设备帧B分别对准“不可见”的世界帧A.当角度全部达到[0°时，完成叠加0°，0°]。只需弄清楚你现在坐在哪里的北，南和东，然后将设备框架B指向那些方向。现在，当您绕y轴逆时针旋转90°时，转换四元数时将获得所需的[0°，90°，0°]。
儒略

*运动学来源：Source Diebel(Stanford)有关于力学背景的实体信息（注意：对于Diebel XYZ表示为u_321（1,2,3），而ZYX表示为u_123（3,2,1）），{{3}是一个很好的起点。