使用加速度计读取 android 手机的 x y z 坐标

Posted 2023-02-19

【中文标题】使用加速度计读取 android 手机的 x y z 坐标

【英文标题】：Read x y z coordinates of android phone using accelerometer

【发布时间】：2012-06-19 14:03:50

【问题描述】：

我要开发一个需要读取手机在 3D 空间上的 x,y,z 坐标的 android 应用程序。

我想写一个简单的代码并在设备上测试..

我在设备和模拟器上都使用姜饼。

【问题讨论】：

Using accelerometer, gyroscope and compass to calculate device's movement in 3D world 超集的可能副本，也要求旋转状态。

【参考方案1】：

要从加速度中获取位置，您需要对其进行两次积分。

积分加速度为您提供速度，积分速度为您提供位置。

请记住，集成噪声会产生漂移，而集成漂移会产生大量漂移，Android 传感器往往会产生大量噪声。

在我的 Galaxy S3 上，使用 Google 的线性加速度计复合传感器，我能够在 5 秒内将位置漂移降至 0.02 m。

我不确定您是否可以在姜饼上使用线性加速度计传感器。如果不能，则必须在积分之前消除重力。

如果您还没有，请在此处阅读所有内容 http://developer.android.com/guide/topics/sensors/sensors_motion.html

关于 android 中的运动传感器的精彩演讲

http://www.youtube.com/watch?v=C7JQ7Rpwn2k

代码：

static final float NS2S = 1.0f / 1000000000.0f;
float[] last_values = null;
float[] velocity = null;
float[] position = null;
long last_timestamp = 0;

@Override
public void onSensorChanged(SensorEvent event) 
    if(last_values != null)
        float dt = (event.timestamp - last_timestamp) * NS2S;

        for(int index = 0; index < 3;++index)
            velocity[index] += (event.values[index] + last_values[index])/2 * dt;
            position[index] += velocity[index] * dt;
        
    
    else
        last_values = new float[3];
        velocity = new float[3];
        position = new float[3];
        velocity[0] = velocity[1] = velocity[2] = 0f;
        position[0] = position[1] = position[2] = 0f;
    
    System.arraycopy(event.values, 0, last_values, 0, 3);
    last_timestamp = event.timestamp;

现在您有了 3d 空间中的位置，请记住它假定手机在开始采样时是静止的。

如果你不消除重力，它很快就会很远。

这根本不会过滤数据，会产生很多漂移。

【讨论】：

产生漂移的不仅仅是传感器噪声。这种方法的主要限制是，从根本上不可能用加速度计检测恒定速度。因此，当您稍微摇晃手机时，集成似乎会产生合理的结果，但对于其他类型的运动，例如在驾驶或骑自行车时，漂移会很大。

你说得对。我正在使用加速度计来跟踪汽车，为此我实施了卡尔曼滤波器以进一步减少漂移。我还通过测量静止时的噪声来计算加速度计的精度，然后将其用于对滤波器中的数据进行加权。到目前为止，我取得了相当不错的成绩。

在这里你也会得到很多“漂移”，因为你用牛顿物理学计算所有这些，这是不准确的。做 Runge-kutta 或其他一些更准确的计算位置的方法以获得更好的结果。

@spontus 将您的代码与线性加速度传感器一起使用，我的位置值在设备静止在桌子上时，x 和 y 每秒增加约 1，z 每秒增加约 10。这是你所期望的吗？我知道这种方法不是很准确，但它应该这么糟糕吗？

@DavidDoria 每秒约 10 是因为 9.8 m/s^2 重力加速度。正如答案所说，您需要以某种方式删除它。

【参考方案2】：

阅读this tutorial。

上面给出的教程的简要总结::

首先获取SensorManager 和Sensor 的实例。 里面onCreate()::

mSensorManager = (SensorManager) getSystemService(Context.SENSOR_SERVICE);
mAccelerometer = mSensorManager.getDefaultSensor(Sensor.TYPE_ACCELEROMETER);
mSensorManager.registerListener(this, mAccelerometer, SensorManager.SENSOR_DELAY_NORMAL);

在此之后，覆盖onSensorChanged(SensorEvent event) 并使用event.values[] 获取坐标。

@Override
public void onSensorChanged(SensorEvent event) 
    float x = event.values[0];
    float y = event.values[1];
    float z = event.values[2];