计算沿 y 轴的方向变化率（角度测量）？

Posted 2023-03-05

【中文标题】计算沿 y 轴的方向变化率（角度测量）？

【英文标题】：Compute rate of change of orientation(angular measurement) along y axis?

【发布时间】：2012-09-06 17:07:13

【问题描述】：

我想计算 iPhone 沿 y 轴方向的变化率。 1.最初我需要将参考定义为y轴， 2. 然后根据定义的参考测量方向的变化率（角度测量）。

CMAttitude 是否提供可靠的角度测量来实现这一点？或者我可以使用旋转矩阵或集成陀螺仪数据（我实现了这个方法，但由于陀螺仪的漂移它不起作用）。所以请给我一个可靠的方法来完成这项工作？

提前谢谢你！

【参考方案1】：

首先，澄清一下：旋转速率不是“从”任何轴测量的，而是“围绕”一个轴测量的。您不需要提供初始参考框架，因为您只是担心随着时间的推移变化。

无论如何，你会得到最好的是CMDeviceMotion 的rotationRate 属性，文档说：

CMRotationRate 结构包含指定设备速率的数据 围绕三个轴旋转。该属性的值包含一个 陀螺仪数据的测量，其偏差已被 Core 移除 运动算法。

据说它集成了来自多个来源（加速度计）的传感器数据，以试图从读数中消除陀螺漂移，而不是文档所说的 CMGyroData 类：

此属性产生设备旋转速率的测量值 围绕三个轴。而这个属性给出了原始数据 陀螺仪，CMDeviceMotion 的同名属性给出了一个 CMRotationRate 结构测量陀螺仪数据，其偏差已 由 Core Motion 算法移除。

从这些参考资料中得出的结论是，如果您想要最准确的旋转速率数据，您应该使用类似的方法：

CMMotionManager* manager = [[CMMotionManager alloc] init];
[manager startDeviceMotionUpdates];

// Later, in some other scope...
double rotationAroundY = [[manager deviceMotion] rotationRate].y;

【讨论】：

感谢您的宝贵回复。但是考虑一下，我将 iPhone 垂直于重力轴，然后我将 iPhone 向上移动 45 度，然后再次（向下）转回 60 度（所以它通过我的参考轴并变为负数，所以如果我绘制它相对于垂直的角度变化，它应该向我显示，正轴移动 45 度（如果是正读数）和负方向移动 15 度（考虑到它通过参考）所以这就是我想要实现的目标？怎么能我做吗？

@sam，当您开始向另一个方向旋转时，旋转速率将改变其符号，而不是在您通过原始参考系时。如果您尝试随时间绘制相对于参考系的旋转偏移量，则根本不想使用rotationRate。最好只是定期对 attitude 属性进行采样，然后准确地绘制出它给你的内容。

我直接绘制了姿态的读数，但它显示了信号在不同级别之间旋转偏移变化的点处突然漂移，但这里我没有使用参考姿态的更新，是否（更新从参考态度）提供优于正常更新的优势？即使在更高的计算成本下，除了使用姿态属性之外，还有其他准确的方法吗？谢谢！

@sam 从参考姿态更新对读数的准确性没有影响。这只是一种方便的方式来更改完全相同的数据的表示方式。 CMDeviceMotion 是计算成本最高、读取数据最准确的方法，因为 CoreMotion 正在为您按摩一组传感器数据。 CMGyroData 更便宜且不太准确，因为它只是原始陀螺数据。不幸的是，即使是最准确的版本仍然存在明显的偏差，我们对此无能为力，只能希望 Apple 可以在未来改进框架。

感谢您宝贵的时间；为了您的信息，我整合了陀螺仪数据（rotationRate）并计算了角度的变化率，但该图显示了相当大的漂移，即使 CMDeviceMotion 提供了无漂移信号（正如他们所说的旋转率不应包含任何直流偏移），但它还在继续，，，似乎，不知怎的，我需要想办法从这个深黑洞中出来！ :)