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社区首页 >问答首页 >如何在android中获得平滑的方向数据

如何在android中获得平滑的方向数据
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Stack Overflow用户
提问于 2015-01-09 02:00:44
回答 3查看 5.2K关注 0票数 11

我有一个应用程序,它使用方向数据,这是非常好地使用使用Sensor.TYPE_ORIENTAITON的pre API-8方法。平滑这些数据是相对容易的。

我正在尝试更新代码,以避免使用这种过时的方法。新的标准方法是将单个Sensor.TYPE_ORIENTATION替换为Sensor.TYPE_ACCELEROMETERSensor.TYPE_MAGENTIC_FIELD的组合。当接收到该数据时,它被(通过SensorManager.getRotationMatrix())发送到SensorManager.getOrientation()。这(理论上)返回与Sensor.TYPE_ORIENTATION相同的信息(除了不同的单位和轴方向)。

然而,这种方法似乎生成的数据比被弃用的方法(仍然有效)要抖动(即噪声)得多。因此,如果您在同一设备上比较相同的信息,则不推荐使用的方法提供的噪声数据比当前方法少得多。

我如何获得被弃用的方法所提供的实际相同(噪音较小)的数据?

让我的问题更清晰一点:我已经阅读了关于这个问题的各种答案,我已经尝试了所有类型的滤波器:你建议的简单KF / IIR低通;中值滤波器在5到19点之间,但到目前为止,我还没有接近手机通过TYPE_ORIENTATION提供的数据的平滑度。

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Stack Overflow用户

发布于 2015-01-11 23:34:20

事实证明,还有另一种没有特别记录的方式来获取定位数据。隐藏在传感器类型列表中的是TYPE_ROTATION_VECTOR。所以,设置一个:

代码语言:javascript
运行
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Sensor mRotationVectorSensor = sensorManager.getDefaultSensor(Sensor.TYPE_ROTATION_VECTOR);
sensorManager.registerListener(this, mRotationVectorSensor, SensorManager.SENSOR_DELAY_GAME);

然后:

代码语言:javascript
运行
复制
@Override
public void onSensorChanged(SensorEvent event) {
    final int eventType = event.sensor.getType();

    if (eventType != Sensor.TYPE_ROTATION_VECTOR) return;

    long timeNow            = System.nanoTime();

    float mOrientationData[] = new float[3];
    calcOrientation(mOrientationData, event.values.clone());

    // Do what you want with mOrientationData
}

关键机制是通过旋转矩阵将输入的旋转数据转换为方向向量。有点令人沮丧的是,方向向量最初来自四元数数据,但我不知道如何直接传递四元数。(如果您想知道四元数与方向和旋转信息的关系以及使用它们的原因,请参见here。)

代码语言:javascript
运行
复制
private void calcOrientation(float[] orientation, float[] incomingValues) {
    // Get the quaternion
    float[] quatF = new float[4];
    SensorManager.getQuaternionFromVector(quatF, incomingValues);

    // Get the rotation matrix
    //
    // This is a variant on the code presented in
    // http://www.euclideanspace.com/maths/geometry/rotations/conversions/quaternionToMatrix/
    // which has been altered for scaling and (I think) a different axis arrangement. It
    // tells you the rotation required to get from the between the phone's axis
    // system and the earth's.
    //
    // Phone axis system:
    // https://developer.android.com/guide/topics/sensors/sensors_overview.html#sensors-coords
    //
    // Earth axis system:
    // https://developer.android.com/reference/android/hardware/SensorManager.html#getRotationMatrix(float[], float[], float[], float[])
    //
    // Background information:
    // https://en.wikipedia.org/wiki/Rotation_matrix
    //
    float[][] rotMatF = new float[3][3];
    rotMatF[0][0] = quatF[1]*quatF[1] + quatF[0]*quatF[0] - 0.5f;
    rotMatF[0][1] = quatF[1]*quatF[2] - quatF[3]*quatF[0];
    rotMatF[0][2] = quatF[1]*quatF[3] + quatF[2]*quatF[0];
    rotMatF[1][0] = quatF[1]*quatF[2] + quatF[3]*quatF[0];
    rotMatF[1][1] = quatF[2]*quatF[2] + quatF[0]*quatF[0] - 0.5f;
    rotMatF[1][2] = quatF[2]*quatF[3] - quatF[1]*quatF[0];
    rotMatF[2][0] = quatF[1]*quatF[3] - quatF[2]*quatF[0];
    rotMatF[2][1] = quatF[2]*quatF[3] + quatF[1]*quatF[0];
    rotMatF[2][2] = quatF[3]*quatF[3] + quatF[0]*quatF[0] - 0.5f;

    // Get the orientation of the phone from the rotation matrix
    //
    // There is some discussion of this at
    // http://stackoverflow.com/questions/30279065/how-to-get-the-euler-angles-from-the-rotation-vector-sensor-type-rotation-vecto
    // in particular equation 451.
    //
    final float rad2deg = (float)(180.0 / PI);
    orientation[0] = (float)Math.atan2(-rotMatF[1][0], rotMatF[0][0]) * rad2deg;
    orientation[1] = (float)Math.atan2(-rotMatF[2][1], rotMatF[2][2]) * rad2deg;
    orientation[2] = (float)Math.asin ( rotMatF[2][0])                * rad2deg;
    if (orientation[0] < 0) orientation[0] += 360;
}

这似乎给出的数据在感觉上与旧的TYPE_ORIENTATION数据非常相似(我还没有运行数字测试):它可用于边缘过滤设备的运动控制。

还有一些有用的信息here,以及一个可能的替代解决方案here

票数 1
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原文链接:

https://stackoverflow.com/questions/27846604

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