从DeviceOrientation事件API计算罗盘方向

Question

对于智能手机的增强现实网络应用程序,我正在尝试计算当用户手持设备时的罗盘方向,屏幕在垂直平面中,屏幕顶部朝上.

我从http://dev.w3.org/geo/api/spec-source-orientation(参见工作示例)中采用了建议的公式,并实现了以下功能:

function compassHeading(alpha, beta, gamma) {
    var a1, a2, b1, b2;
    if ( beta !== 0 || gamma !== 0 ) {
        a1 = -Math.cos(alpha) * Math.sin(gamma);
        a2 = Math.sin(alpha) * Math.sin(beta) * Math.cos(gamma);
        b1 = -Math.sin(alpha) * Math.sin(gamma);
        b2 = Math.cos(alpha) * Math.sin(beta) * Math.cos(gamma);
        return Math.atan((a1 - a2) / (b1 + b2)).toDeg();
    }
    else {
        return 0;
    }
}

而.toDeg()是一个Number对象扩展,由http://www.movable-type.co.uk/scripts/latlong.html提供

/** Converts radians to numeric (signed) degrees */
if (typeof Number.prototype.toDeg == 'undefined') {
    Number.prototype.toDeg = function() {
        return this * 180 / Math.PI;
    };
}  

然而,问题在于,即使安装了设备(Google Galaxy Nexus)以保持静态位置,计算出的罗盘航向值也会从大约-75跳到80.这似乎发生在Google Chrome BETA和FF BETA 23中.

有人在我的方法中看到错误或者知道更可靠的方法来计算罗盘方向吗？

Answer 1

根据规范*中提供的工作示例确定罗盘方向所需的步骤如下:

• 转换返回DeviceOrientation alpha,beta并gamma从度值来作为弧度alphaRad,betaRad,gammaRad.
• 计算rotationA( rA)和rotationB(rB每工作实例)组件在说明书使用alphaRad,betaRad和gammaRad(如下面的例子中的代码).
• 计算compassHeading = Math.atan(rA / rB).
• 将返回的半单位圆标题转换为[0-360]度范围内的整个单位圆标题.
• compassHeading从弧度转换回度(可选).

以下是JavaScript中实现的规范的实例:

function compassHeading(alpha, beta, gamma) {

  // Convert degrees to radians
  var alphaRad = alpha * (Math.PI / 180);
  var betaRad = beta * (Math.PI / 180);
  var gammaRad = gamma * (Math.PI / 180);

  // Calculate equation components
  var cA = Math.cos(alphaRad);
  var sA = Math.sin(alphaRad);
  var cB = Math.cos(betaRad);
  var sB = Math.sin(betaRad);
  var cG = Math.cos(gammaRad);
  var sG = Math.sin(gammaRad);

  // Calculate A, B, C rotation components
  var rA = - cA * sG - sA * sB * cG;
  var rB = - sA * sG + cA * sB * cG;
  var rC = - cB * cG;

  // Calculate compass heading
  var compassHeading = Math.atan(rA / rB);

  // Convert from half unit circle to whole unit circle
  if(rB < 0) {
    compassHeading += Math.PI;
  }else if(rA < 0) {
    compassHeading += 2 * Math.PI;
  }

  // Convert radians to degrees
  compassHeading *= 180 / Math.PI;

  return compassHeading;

}

window.addEventListener('deviceorientation', function(evt) {

  var heading = null;

  if(evt.absolute === true && evt.alpha !== null) {
    heading = compassHeading(evt.alpha, evt.beta, evt.gamma);
  }

  // Do something with 'heading'...

}, false);

您还可以查看上面提供的代码演示.

截至撰写本文时(2014年2月17日),目前适用于:

• Google Chrome for Android
• 适用于Android的Opera Mobile
• 适用于Android的Firefox Beta

其他浏览器尚未符合DeviceOrientation事件规范中描述的DeviceOrientation校准和/或不提供absoluteDeviceOrientation数据值,因此无法compassHeading使用非完整数据进行确定.

*确定向量的水平分量的罗盘方向,该向量与设备的屏幕正交并指向屏幕的背面.