传感器TYPE_ACCELEROMETER / TYPE_MAGNETIC_FIELD和TYPE_ORIENTATION之间的值不同

Question

有两种方法可以获得3个旋转值（方位角，俯仰，滚动）。

一个是注册TYPE_ORIENTATION类型的监听器。这是最简单的方法，我从每次轮换中得到正确的值范围，如文档所述： 方位角：[0,359] 音高：[ - 180,180] roll：[ - 90,90]

另一个，第一次看到它时最精确，最复杂。 Android推荐它，所以我想使用它，但我得到不同的值。

方位角：[ - 180,180]。 -180 / 180是S，0 i N，90 E和-90 W. 音高：[ - 90,90]。 90是90，-90是-90,0是0但是-180/180（屏幕向下躺着）是0 roll：[ - 180,180]。

我应该得到相同的值但是带小数，对吧？

我有以下代码：

aValues = new float[3];
mValues = new float[3];

sensorListener = new SensorEventListener (){
    public void onSensorChanged (SensorEvent event){
        switch (event.sensor.getType ()){
            case Sensor.TYPE_ACCELEROMETER:
                aValues = event.values.clone ();
                break;
            case Sensor.TYPE_MAGNETIC_FIELD:
                mValues = event.values.clone ();
                break;
        }

        float[] R = new float[16];
        float[] orientationValues = new float[3];

        SensorManager.getRotationMatrix (R, null, aValues, mValues);
        SensorManager.getOrientation (R, orientationValues);

        orientationValues[0] = (float)Math.toDegrees (orientationValues[0]);
        orientationValues[1] = (float)Math.toDegrees (orientationValues[1]);
        orientationValues[2] = (float)Math.toDegrees (orientationValues[2]);

        azimuthText.setText ("azimuth: " + orientationValues[0]);
        pitchText.setText ("pitch: " + orientationValues[1]);
        rollText.setText ("roll: " + orientationValues[2]);
    }

    public void onAccuracyChanged (Sensor sensor, int accuracy){}
};

请帮忙。这非常令人沮丧。

我是否必须对待这些价值观或者我做错了什么？

感谢。

Answer 1

我知道我在这里玩线程死灵法师，但我最近一直在研究这些东西，所以我想我会投入2美分。

该设备不包含指南针或倾角仪，因此它不直接测量方位角，俯仰或滚动。 （我们称之为欧拉角，BTW）。相反，它使用加速度计和磁力计，两者都产生3空间XYZ矢量。这些用于计算方位角等值。

向量位于设备坐标空间中：

世界坐标Y朝北，X朝东，Z朝上：

因此，设备的“中性”方向平放在桌子背面，设备顶部朝北。

加速度计在“向上”方向上产生矢量。磁力计在“北”方向上产生矢量。 （请注意，在北半球，由于magnetic dip，这往往指向下方。）

加速度计矢量和磁力计矢量可以通过SensorManager.getRotationMatrix（）进行数学组合，它返回一个3x3矩阵，它将设备坐标中的矢量映射到世界坐标，反之亦然。对于处于中性位置的设备，此函数将返回单位矩阵。

此矩阵不随屏幕方向而变化。这意味着您的应用程序需要了解方向并相应地进行补偿。

SensorManager.getOrientation（）采用变换矩阵并计算方位角，俯仰和滚动值。这些是相对于处于中立位置的设备。

我不知道调用此函数和使用TYPE_ORIENTATION传感器之间的区别是什么，除了该函数允许您首先操作矩阵。

如果设备向上倾斜90°或接近它，则欧拉角的使用会分开。这是数学上的退化情况。在这个领域，如果你正在改变方位角或滚动，设备应该如何知道？

SensorManager.remapCoordinateSystem（）函数可用于操纵变换矩阵，以补偿您可能了解的有关设备方向的信息。但是，我的实验表明，这并不包括所有情况，甚至不包括一些常见情况。例如，如果要重新映射直立设备（例如拍摄照片），您可能希望将变换矩阵乘以此矩阵：

1 0 0
0 0 1
0 1 0

在调用getOrientation（）之前，这不是remapCoordinateSystem（）支持的方向重映射之一[如果我在这里错过了某些内容请有人纠正我。]

好的，所以这一直是一种冗长的说法，如果你使用方向，无论是从TYPE_ORIENTATION传感器还是从getOrientation（），你可能做错了。您实际想要欧拉角的唯一时间是以用户友好的形式显示方向信息，注释照片，驾驶飞行仪表显示或类似的东西。

如果你想进行与设备方向相关的计算，你几乎肯定会更好地使用变换矩阵并使用XYZ矢量。

作为一名顾问，每当有人向我提出涉及欧拉角度的问题时，我都会备份并询问他们真正尝试做什么，然后找到一种方法来做而是用矢量代替。

回顾你原来的问题，getOrientation（）应该在[-180 180] [-90 90]和[-180 180]（从弧度转换后）中返回三个值。在实践中，我们将方位角视为[0 360]中的数字，因此您只需将360添加到您收到的任何负数。您的代码看起来是正确的。如果我确切地知道你期待什么结果以及你得到了什么，那将会有所帮助。

编辑补充：更多想法。 Android的现代版本使用称为“传感器融合”的东西，这基本上意味着所有可用的输入 - 加速器，磁力计，陀螺仪 - 在数学黑盒子中组合在一起（通常是卡尔曼滤波器，但取决于供应商）。所有不同的传感器 - 加速度，磁场，陀螺仪，重力，线性加速度和方向 - 都被视为黑匣子的输出。

只要有可能，您应该使用TYPE_GRAVITY而不是TYPE_ACCELEROMETER作为getRotationMatrix（）的输入。

Answer 2

我可能会在黑暗中拍摄，但如果我理解你的问题，你会想知道为什么得到[-179..179]而不是[0..360]？

请注意，-180与+180相同，与180 + N*360相同，其中N是整数（整数）。

换句话说，如果您想获得与方向传感器相同的数字，您可以这样做：

// x = orientationValues[0];
// y = orientationValues[1];
// z = orientationValues[2];
x = (x + 360.0) % 360.0;
y = (y + 360.0) % 360.0;
z = (z + 360.0) % 360.0;

这将为您提供[0..360]范围内的值。

Answer 3

您在计算中缺少一个关键计算 remapCoordinateSystem调用你做 getRotationMatrix 。

将其添加到您的代码中，一切都会好的 您可以阅读更多相关信息 here 。