Android 上可靠的传感器融合？

Posted 2023-03-05

【中文标题】Android 上可靠的传感器融合？

【英文标题】：Reliable Sensor Fusion on Android?

【发布时间】：2014-02-15 18:05:10

【问题描述】：

目前正在开发增强现实应用程序，我正在试验传感器。我尝试使用原始传感器数据，通过 SensorManager 或一个将加速度计 + 磁场与旋转矩阵结合起来，但没有真正成功。

阅读有关传感器融合的更多信息后，我在 Play 商店中看到了一些应用程序，它们设法使罗盘功能同时具有俯仰和滚动功能，例如这个：3D Gyro Compass (https://play.google.com/store/apps/details?id=fi.finwe.gyrocompass&hl=de) - 传感器融合代码在 LGPL 下，所以我决定试一试，但我的读数仍然很差，而且方向有点搞砸了，所以看起来他们做得更多。

android 方向是否有任何解决方案，例如让我在某种指南针/AR 应用程序中使用它们？到目前为止，谷歌没有向我展示任何有用的东西。

【参考方案1】：

据我所知，在 Android 上用于传感器融合的最佳方法是 TYPE_ROTATION_VECTOR。我在我的增强现实应用程序中使用它来定位。它是一种复合传感器，其输出是使用来自加速度、磁力计和陀螺仪的最佳可用数据自动生成的。如果您想要漂亮的 Roll-Pitch-Azimuth 类型坐标而不是 RotationVector 输出，假设您只有 RotationVector 传感器，您可以执行以下操作：

public void onSensorChanged(SensorEvent event) 
    float[] lastRotVal = new float[3];

    try
        System.arraycopy(event.values, 0, lastRotVal, 0, event.values.length); 
     catch (IllegalArgumentException e) 
        //Hardcode the size to handle a bug on Samsung devices running Android 4.3
        System.arraycopy(event.values, 0, lastRotVal, 0, 3); 
    

    SensorManager.getRotationMatrixFromVector(rotation, lastRotVal);
    SensorManager.getOrientation(rotation, orientation);

    double pitch = orientation[1];
    double roll = orientation[2];
    double azimuth = orientation[3];

    //Use them for something!

如果您想支持不支持 RotationVector 的旧设备，您可以使用新 API 版本中已弃用的 TYPE_ORIENTATION 传感器。在这种情况下，您应该测试 API 版本并在此基础上选择要使用的版本。

如果您想编写自己的自定义融合传感器，这当然是可能的。我想说的是，除非您对最佳实践进行自己的个人研究，否则它不太可能击败这些人的稳健性。

【参考方案2】：

在最新版本的my GPSTest app on Github (master branch) 中，我使用TYPE_ROTATION_VECTOR 传感器来控制map camera (Android Maps API v2) 的方向和倾斜。这具有“魔术相机”效果（如this Google I/O talk 中所述），因此当您将设备举到您面前时，您会看到基于您的方向的第一人称地图视图，并且当您放下设备时，它会转换为俯视图（很像 AR 应用程序）。在我看来，它具有合理的性能。

请注意，您需要重新映射坐标系以处理设备方向更改（即纵向或横向），这可能是您的一些问题的根源。

有关在支持 TYPE_ROTATION_VECTOR（Android 2.3 及更高版本）的设备上使用 TYPE_ROTATION_VECTOR、在 Android 2.2 及更低版本上使用TYPE_ORIENTATION、根据设备方向重新映射坐标系以及处理的代码 sn-ps，请参阅 this *** answer与SensorManager.getRotationMatrixFromVector() 方法相关的三星特有的错误。完整实现见GPSTest on Github (master branch)。