如何使用Android中的加速度计测量手机在XY平面中的倾斜度

Question

我试图使用来自SensorEvent.values的Z轴数据,但它没有检测到我的手机在XY平面上的旋转,即.围绕Z轴.

我用这个作为坐标轴的参考.这是对的吗？

如何使用加速度计值测量该运动？

这些游戏类似:Extreme Skater,Doodle Jump.

PS:我的手机定位将是风景.

Answer 1

基本上,这里有两种情况:设备平放而不平坦.这里平坦意味着设备屏幕的表面与世界xy平面之间的角度(我称之为倾斜度)小于25度或大于155度.想想手机平躺或从桌子上稍微向上倾斜.

首先,您需要规范化加速度计矢量.
也就是说,如果g是加速计传感器事件值返回的矢量.在代码中

float[] g = new float[3]; 
g = event.values.clone();

double norm_Of_g = Math.sqrt(g[0] * g[0] + g[1] * g[1] + g[2] * g[2]);

// Normalize the accelerometer vector
g[0] = g[0] / norm_Of_g
g[1] = g[1] / norm_Of_g
g[2] = g[2] / norm_Of_g

然后倾斜度可以计算为

int inclination = (int) Math.round(Math.toDegrees(Math.acos(g[2])));

从而

if (inclination < 25 || inclination > 155)
{
    // device is flat
}
else
{
    // device is not flat
}

对于平放的情况,您必须使用指南针来查看设备从起始位置旋转的程度.

对于不平坦的情况,旋转(倾斜)计算如下

int rotation = (int) Math.round(Math.toDegrees(Math.atan2(g[0], g[1])));

现在,旋转= 0表示设备处于正常位置.这是大多数手机没有任何倾斜的肖像,也可能是平板电脑的风景.因此,如果您按住上图中的手机并开始旋转,旋转将会改变,当手机处于横向时,旋转将为90或-90取决于旋转方向.

Answer 2

加速度计足以检查手机是否平坦，正如 Hoan 很好地演示的那样。

对于到达这里的任何人来说，不仅要检查手机是否平整，还要检查手机的旋转程度，可以通过旋转矢量运动传感器来实现。

private double pitch, tilt, azimuth;

@Override
public void onSensorChanged(SensorEvent event) {
    //Get Rotation Vector Sensor Values
    double[] g = convertFloatsToDoubles(event.values.clone());

    //Normalise
    double norm = Math.sqrt(g[0] * g[0] + g[1] * g[1] + g[2] * g[2] + g[3] * g[3]);
    g[0] /= norm;
    g[1] /= norm;
    g[2] /= norm;
    g[3] /= norm;

    //Set values to commonly known quaternion letter representatives
    double x = g[0];
    double y = g[1];
    double z = g[2];
    double w = g[3];

    //Calculate Pitch in degrees (-180 to 180)
    double sinP = 2.0 * (w * x + y * z);
    double cosP = 1.0 - 2.0 * (x * x + y * y);
    pitch = Math.atan2(sinP, cosP) * (180 / Math.PI);

    //Calculate Tilt in degrees (-90 to 90)
    double sinT = 2.0 * (w * y - z * x);
    if (Math.abs(sinT) >= 1)
        tilt = Math.copySign(Math.PI / 2, sinT) * (180 / Math.PI);
    else
        tilt = Math.asin(sinT) * (180 / Math.PI);

    //Calculate Azimuth in degrees (0 to 360; 0 = North, 90 = East, 180 = South, 270 = West)
    double sinA = 2.0 * (w * z + x * y);
    double cosA = 1.0 - 2.0 * (y * y + z * z);
    azimuth = Math.atan2(sinA, cosA) * (180 / Math.PI);
}

private double[] convertFloatsToDoubles(float[] input)
{
    if (input == null)
        return null;

    double[] output = new double[input.length];

    for (int i = 0; i < input.length; i++)
        output[i] = input[i];

    return output;
}

然后，要检查手机是否平整，您只需将tilt和pitch值与公差值进行比较即可。例如

public boolean flatEnough(double degreeTolerance) {
    return tilt <= degreeTolerance && tilt >= -degreeTolerance && pitch <= degreeTolerance && pitch >= -degreeTolerance;
}

这样做的好处是您可以检查手机是否以任何特定的旋转方式握持。

值得注意的是，应用程序的方向不会影响俯仰角、倾斜角和方位角的值。