android从加速度计读数中删除重力

Posted 2023-02-19

【中文标题】android从加速度计读数中删除重力

【英文标题】：android remove gravity from accelerometer readings

【发布时间】：2011-10-18 05:18:18

【问题描述】：

我正在开发一个 android 应用程序，我需要从加速度计读数中消除重力。关于这个问题我看了很多讨论，我也找到了一个算法here，但是我不是很明白。

我想过滤每个轴的重力，而不是总加速度。

你能帮帮我吗？我的代码应该是这样的：

public void onSensorChanged(SensorEvent sensorEvent) 
    float vals[] = sensorEvent.values;
    float accelerationX = filterGravity(vals[0]);
    float accelerationY = filterGravity(vals[1]);
    float accelerationZ = filterGravity(vals[2]);

我应该在 filterGravity() 方法中放置什么代码？

【参考方案1】：

对于基本解决方案，您需要low pass filter 其他方法（例如卡尔曼滤波器）对于背后的数学运算非常困难。 Android 的一个简单示例是单击您的链接 http://developer.android.com/reference/android/hardware/SensorEvent.html#values。

简单地说，低通滤波器会根据您的所有历史值构建加权平均值。例如，如果您的过滤因子为 0.1，则意味着将当前值的 10% 添加到先前的平均值：newMeanValue = currentValue 的 10% + oldMeanValue 的 90%。这意味着即使有一个突然的峰值，也只会因为 10% 而缓慢地推动您的平均值。

【讨论】：

@Kay 对不起，我想为你的答案投票。请在您的最后一句话中添加一个点（或进行一些编辑），这样我的反对票就会变成赞成票。对不起...

@Ali: 加点，没问题 :-)

@Kay 该站点应该支持这样的撤消功能。也许我会在 meta*** 上提出来。

@Ali meta.stackexchange.com/questions/19940/… 它的状态已被拒绝，但我只是赞成它。也许有一天会实现。

【参考方案2】：

线性加速是你所需要的。检查 Sensor.TYPE_LINEAR_ACCELERATION here。

【讨论】：

非常感谢。这将解决我的问题。但是，这仅从 API 级别 9 开始支持。有没有办法在早期的 API 版本中实现这一点？

@Gabriel 恐怕不会。这背后有一些繁重的数学运算，融合了加速度计、陀螺仪和指南针数据。这是一个关于传感器融合的有趣视频：youtube.com/watch?v=C7JQ7Rpwn2k

【参考方案3】：

不太确定您要完成什么，但如果您正在寻找 幅度（这将给出 0 到 1 之间的结果），那么您所做的就是将结果除以 10

public void onSensorChanged(SensorEvent sensorEvent) 
float vals[] = sensorEvent.values;
float accelerationX = (vals[0]/10);
float accelerationY = (vals[1]/10);
float accelerationZ = (vals[2]/10);

在游戏环境中，当传感器完全倾斜时，您的对象将处于最大速度

【参考方案4】：

如果您没有带有 TYPE_LINEAR_ACCELERATION 的手机，您会被 TYPE_ACCELERATION 卡住，它无法将重力（倾斜）与线性加速度分开。

一种选择是应用低通滤波器。如果陀螺仪可用，另一种方法是使用传感器融合。这两种方法各有优缺点。

我在开源项目Acceleration Explorer 中有很多工作示例。

【讨论】：

嗨 Kaleb，我目前正在开发类似于您的 FusedLinearAcceleration android 应用程序的 java 应用程序，但我无法使用 android 虚拟传感器来计算重力。我从 sensorManager 移植了一些方法，但我找不到获取重力矢量的算法。我发现这可以使用四元数来实现，并更改/写了如下内容：gist.github.com/Bresiu/c0a69552881b8df34a2e。但它给出了不好的结果 - 重力仅从 z 轴补偿（其余代码基于您的应用程序）。你有什么提示，有什么问题吗？我的代码：goo.gl/5jmlvY

@Bresiu：FusedLinearAcceleration 使用的唯一虚拟传感器是 Sensor.TYPE_GRAVITY，您可以将其更改为 Sensor.TYPE_ACCELERATION。但是，如果您的设备带有陀螺仪，则应实现 Sensor.TYPE_GRAVITY。您可以查看这篇博客文章 (kircherelectronics.com/blog/index.php/11-android/sensors/…)，其中详细说明了您发布的代码（以及我的代码）。它可能会有所帮助，因为它涵盖了重力矢量。请记住，如果您要在动态加速期间测量任何东西（例如汽车），则需要对其进行修改。

我有一个带有陀螺仪、加速度计和磁力计的设备，所以我正在寻找一些传感器融合以获得最佳效果。我看到了你的其他应用程序，FusedLinear 似乎最准确。我会继续寻找...

FusedLinearAcceleration 几乎是最好的。很难将倾斜/静态加速度与动态/线性加速度区分开来。由于加速度计通过某种融合（通常是互补滤波器）来补偿陀螺仪漂移，因此动态/线性加速度会导致陀螺仪中的错误漂移补偿。反馈回路是所有传感器融合的问题。 Sensor.TYPE_LINEAR_ACCELERATION 也有这个问题。它对于测量动态/线性加速度是无用的。