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？

这些游戏做类似的事情：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，因为Hoan非常好地展示了。

对于到达这里的人来说，不仅要检查手机是否平坦，而且手机的旋转是什么，也可以通过Rotation Vector Motion Sensor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，要检查手机是否平坦，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;
}

这样做的好处是你可以检查手机是否被保持在任何特定的旋转。

值得注意的是，应用程序的方向不会影响俯仰，倾斜和方位角的值。

Answer 3

努力完成@Dan的完美回应

他错过了@ davy307指出的一点点信息。

初始化mAccelerometer时，必须将其定义为Sensor.TYPE_ROTATION_VECTOR，否则，它将不具有第3个旋转向量并抛出ArrayIndexOutOfBounds异常。

mSensorManager = (SensorManager)getSystemService(Context.SENSOR_SERVICE);
mAccelerometer = mSensorManager.getDefaultSensor(Sensor.TYPE_ROTATION_VECTOR);

否则，这是一个完美的解决方案......赞赏！