使用重力确定世界参考系？

Posted 2023-03-10

【中文标题】使用重力确定世界参考系？

【英文标题】：Using gravity to determine world reference frame?

【发布时间】：2013-10-07 20:48:18

【问题描述】：

我正在开发 android 上的计步器。为了改进它，我很想从所有其他力中提取垂直力。

由于不准确，文档表明不应再使用方向传感器，因此我正在寻找其他东西。

我的想法是：使用“TYPE_GRAVITY”传感器确定真正的垂直轴是什么（从地心到天空），然后使用该信息旋转 TYPE_LINEAR_ACCELERATION 数据，然后只使用想要的轴。

我想知道，这可能吗？还是无法从单个 [x,y,z] 重力矢量计算所需的旋转？

【参考方案1】：

我将尝试从物理学的角度而不是 Android/编程的角度来解决这个问题：

假设TYPE_GRAVITY 传感器返回一个向量G = [x_G, y_G, z_G子>]。

TYPE_LINEAR_ACCELERATION 传感器返回另一个向量 A = [x_A, y_A, z_A ]。

您要查找的是 A 在 G 方向上的单位向量上的投影幅度。换句话说，有多少A在G方向？

首先我们需要得到G方向的单位向量，我们称之为G_unit（看看我做了什么那里？）。为此，我们将 G 的每个分量除以其大小 ||G||，其中 ||G|| 是平方根每个分量的平方和（距离公式）。因此，

G_单位 = [x_G / ||G||, y_{G / ||G||, zG / ||G||]}

A的分量在G方向的大小然后通过计算点积得到：

A · G_unit = (x_A * (x_G / ||G||)) + (y_A * (y_G / ||G|| )) + (z_A * (z_G / ||G||))。

结果是一个标量（不是向量），这就是您要查找的数量。

这是一篇很好的***文章供参考：http://en.wikipedia.org/wiki/Vector_projection

【讨论】：

哇，惊人的答案......！现在已经很晚了，我需要好好研究它才能真正理解它，但是哇！去试试，会报告的！

哇，真是太棒了。效果很好！我用完整的加速度计数据对其进行了测试，在以各种可能的方式旋转设备的同时，Z 轴的重力输出保持在 1G。它看起来更复杂，因为我已经在我的代码中使用了||G||。它确实是magnitude。我会尝试为这个问题添加一个赏金来奖励你，因为这个答案真的很出色。

我想有一个与重力数据相关的预先计算的幅度是有道理的。我很高兴能帮上忙！我的背景是物理，而且我对 Android 编程还是很陌生，所以我喜欢我的物理背景以意想不到的方式帮助我！我想我现在可能会更深入地研究这个传感器的东西。

好的，很好。不，幅度不是预先计算的，但我之前为了其他目的计算过，所以我明白你在说什么。 :)