Android：从方向/旋转角度的轴向量？

Question

因此，Android SensorManager中有几种方法可以让您的手机获得方向：

float[] rotational = new float[9];
float[] orientation = new float[3];
SensorManager.getRotationMatrix(rotational, whatever, whatever, whatever);
SensorManager.getOrientation(rotational, orientation);

这为您提供了一个名为“rotation”的旋转矩阵和一个名为“orientation”的3个方向角的数组。但是，我不能在我的AR程序中使用角度 - 我需要的是代表轴的实际矢量。

例如，在维基百科的这张图片中：
我基本上被赋予了α，β和γ角（虽然不完全是因为我没有N - 我被赋予了每个蓝轴的角度），我需要找到代表的向量X，Y和Z轴（图像中的红色）。有谁知道如何进行这种转换？维基百科上的指示非常复杂，我试图遵循它们并没有奏效。此外，我认为Android提供的数据可能与维基百科所期望的转换方向略有不同。

或者作为这些转换的替代方案，有没有人知道从相机的角度来看X，Y和Z轴的任何其他方法？ （意思是，相机向下看什么向量？相机认为哪个向量“向上”？）

Answer 1

Android中的旋转矩阵提供从body（a.k.a设备）框架到世界（a.k.a. inertial）框架的旋转。在屏幕上以横向模式显示正常的后置摄像头。这是平板电脑的原生模式，因此设备框架中有以下轴：

camera_x_tablet_body = (1,0,0)
camera_y_tablet_body = (0,1,0)
camera_z_tablet_body = (0,0,1)

在手机上，肖像是纯模式，将设备旋转到横向，顶部转向左侧是：

camera_x_phone_body = (0,-1,0)
camera_y_phone_body = (1,0,0)
camera_z_phone_body = (0,0,1)

现在应用旋转矩阵将把它放在世界框架中，所以（对于大小为9的旋转矩阵R []）：

camera_x_tablet_world = (R[0],R[3],R[6]);
camera_y_tablet_world = (R[1],R[4],R[7]);
camera_z_tablet_world = (R[2],R[5],R[8]);

通常，您可以使用SensorManager.remapCoordinateSystem（），对于上面的电话示例，它将是Display.getRotation（）= Surface.ROTATION_90并给出您提供的答案。 但如果你以不同的方式旋转（例如ROTATION_270）则会有所不同。

另外，另外一点：在Android中获取方向的最佳方法是侦听Sensor.TYPE_ROTATION_VECTOR事件。这些在大多数（即姜饼或更新的）平台上充满了最佳可能的方向。它实际上是四元数的向量部分。您可以使用此方法获取完整的四元数（最后两行是获取RotationMatrix的方法）：

float vec[] = event.values.clone();
float quat[] = new float[4];
SensorManager.getQuaternionFromVector(quat, vec);
float [] RotMat = new float[9];
SensorManager.getRotationMatrixFromVector(RotMat, quat);

有关详情，请访问：http://www.sensorplatforms.com/which-sensors-in-android-gets-direct-input-what-are-virtual-sensors

Answer 2

SensorManager.getRotationMatrix(rotational, null, gravityVals, geoMagVals);

// camera's x-axis
Vector u = new Vector(-rotational[1], -rotational[4], -rotational[7]); // right of phone (in landscape mode)
// camera's y-axis
Vector v = new Vector(rotational[0], rotational[3], rotational[6]); // top of phone (in landscape mode)
// camera's z-axis (negative into the scene)
Vector n = new Vector(rotational[2], rotational[5], rotational[8]); // front of phone (the screen)
// world axes (x,y,z):
// +x is East
// +y is North
// +z is sky

Answer 3

你从getRotationMatrix收到的方向矩阵应该基于重力场和磁场 - 换句话说X点是东，Y - 北，Z - 地球的中心。 （http://developer.android.com/reference/android/hardware/SensorManager.html）

就你的问题而言，我认为三个旋转值可以直接用作向量，但是以相反的顺序提供值： “对于Euler或Tait-Bryan角度，从内在（旋转轴）转换为外在（静态轴）约定非常简单，反之亦然：只需交换操作的顺序。（α，β） ，γ）使用XYZ内在约定的旋转等效于使用ZYX外在约定的（γ，β，α）旋转;对于所有Euler或Tait-Bryan轴组合都是如此。 来源wikipedia

我希望这有帮助！