Android 获取相对于地平线的角度

Question

我一直在尝试获取 Android 设备（我假设设备背面与地面平行）相对于 horizon 的角度.我一直在使用旋转矢量传感器，但我得到的值太模糊，无法使用。

例如，当我向右倾斜设备时（从上述位置开始，其他方向几乎没有倾斜），我得到以下值：

X = 0.4
Y = -0.4
Z = -0.06

对于类似的测试（例如向左倾斜，倾斜使 phone 的顶部朝向 downwards/upwards），我得到同样令人困惑的结果。

非常具体地说明我的期望：我预计我会在一个轴上看到显着的变化（因为我只在一个轴上旋转）而在其他轴上变化很小甚至没有变化。这样，我就可以弄清楚一个人是在向左、向右、向上、向下倾斜还是组合倾斜（例如 right/down、left/up 等）。有了这些值，我几乎不可能确定这些数据。

我用 math 标签标记了这个问题，因为我可能需要使用旋转向量矩阵或进行一些其他数学变换才能以我需要的格式获取值。如果是这样，我将不胜感激关于 algorithms/formulae 我需要什么以及标签的指导。

下面是我的原型代码，如果你想自己测试（这是运行在 Nexus 5 运行ning Android 5.0.1 上）：

MainActivity.xml:

<TextView
    android:textAppearance="?android:attr/textAppearanceMedium"
    android:id="@+id/xAxis"
    android:text="Medium Text"
    android:layout_width="wrap_content"
    android:layout_height="wrap_content" />

<TextView
    android:layout_width="wrap_content"
    android:layout_height="wrap_content"
    android:textAppearance="?android:attr/textAppearanceMedium"
    android:text="Medium Text"
    android:id="@+id/yAxis"
    android:layout_gravity="center" />
<TextView
    android:layout_width="wrap_content"
    android:layout_height="wrap_content"
    android:textAppearance="?android:attr/textAppearanceMedium"
    android:text="Medium Text"
    android:id="@+id/zAxis"
    android:layout_gravity="center" />
<TextView
    android:layout_width="wrap_content"
    android:layout_height="wrap_content"
    android:id="@+id/dir"/>
<Button
    android:layout_width="wrap_content"
    android:layout_height="wrap_content"
    android:id="@+id/calibrate"
    android:text="Calibrate"/>

</LinearLayout>

MainActivity.java:

包 com.example.rotationvectortest;

import android.app.Activity;
import android.hardware.Sensor;
import android.hardware.SensorEvent;
import android.hardware.SensorEventListener;
import android.hardware.SensorManager;
import android.os.Bundle;
import android.view.Menu;
import android.view.MenuItem;
import android.view.View;
import android.widget.Button;
import android.widget.TextView;

import java.text.DecimalFormat;


public class MainActivity extends Activity implements SensorEventListener     {

private SensorManager sensorManager;
private Sensor sensor;
private TextView xAxisView;
private TextView yAxisView;
private TextView zAxisView;
private TextView mDir;
private Button mCalibrate;

float x = 0;
float y = 0;
float z = 0;

boolean cal = false;


@Override
protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
    super.onCreate(savedInstanceState);
    setContentView(R.layout.activity_main);
    xAxisView = (TextView) findViewById(R.id.xAxis);
    yAxisView = (TextView) findViewById(R.id.yAxis);
    zAxisView = (TextView) findViewById(R.id.zAxis);
    mDir = (TextView) findViewById(R.id.dir);
    mCalibrate = (Button) findViewById(R.id.calibrate);
    mCalibrate.setOnClickListener(new View.OnClickListener() {
        @Override
        public void onClick(View v) {
            cal = true;
        }
    });
    xAxisView.setText("X = 0.0");
    yAxisView.setText("Y = 0.0");
    zAxisView.setText("Z = 0.0");
    sensorManager = (SensorManager) getSystemService(SENSOR_SERVICE);
    sensor = sensorManager.getDefaultSensor(Sensor.TYPE_ROTATION_VECTOR);
    sensorManager.registerListener(this, sensor, 50000);

}


@Override
public boolean onCreateOptionsMenu(Menu menu) {
    // Inflate the menu; this adds items to the action bar if it is present.
    getMenuInflater().inflate(R.menu.menu_main, menu);
    return true;
}

@Override
public boolean onOptionsItemSelected(MenuItem item) {
    // Handle action bar item clicks here. The action bar will
    // automatically handle clicks on the Home/Up button, so long
    // as you specify a parent activity in AndroidManifest.xml.
    int id = item.getItemId();

    //noinspection SimplifiableIfStatement
    if (id == R.id.action_settings) {
        return true;
    }

    return super.onOptionsItemSelected(item);
}

@Override
public void onSensorChanged(SensorEvent event) {

    if (cal) {
        x = event.values[0];
        y = event.values[1];
        z = event.values[2];
        cal = false;
    }

    DecimalFormat format = new DecimalFormat("#.##");
    xAxisView.setText("X = " + format.format(event.values[0] - x));
    yAxisView.setText("Y = " + format.format(event.values[1] - y));
    zAxisView.setText("Z = " + format.format(event.values[2] - z));

}

@Override
public void onAccuracyChanged(Sensor sensor, int accuracy) {

}
}

AndroidManifest.xml:

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<manifest xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
package="com.example.rotationvectortest" >
<application
    android:allowBackup="true"
    android:icon="@drawable/ic_launcher"
    android:label="@string/app_name"
    android:theme="@style/AppTheme" >
    <activity
        android:name=".MainActivity"
        android:label="@string/app_name"
        android:screenOrientation="portrait">
        <intent-filter>
            <action android:name="android.intent.action.MAIN" />

            <category android:name="android.intent.category.LAUNCHER" />
        </intent-filter>
    </activity>
</application>

</manifest>

Answer 1

因此，您从旋转向量中获得的值是基于内部坐标的，在理解设备相对于地面（或世界上其他固定点）的角度时基本上没有用。

如果您在 SensorManager 的 getRotationMatrixFromVector() 调用中传递旋转矢量传感器提供给您的数据，前三个值是方位角、俯仰角和横滚角（即角度设备的 x、y 和 z 轴）。

Android 获取相对于地平线的角度

Android get angle relative to horizons

java

math

android

sensors