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モデル ボートで使用する Android フォン (Nexus 4) でアプリケーションを作成しようとしています。センサーからギッターを取り除くために、ローパスフィルターを追加しました。

ただし、コンパスが安定するのは、電話機が平らになっている場合のみです。それを上に傾けると (本のページをめくるなど)、コンパスの方位は大きく外れます - 50* ほどです。

Sensor.TYPE_GRAVITY と Sensor.TYPE_ACCELEROMETER のいずれかを使用して Sensor.TYPE_MAGNETIC_FIELD でこれを試しましたが、効果は同じです。

私はここで言及された解決策を使用しました、および他の多くの場所。私の数学は得意ではありませんが、これはよくある問題であり、それを処理する API がないことに不満を感じています。

私はこの問題に 3 日間取り組んできましたが、まだ解決策が見つかりませんでしたが、Catch のコンパスを使用すると、電話がどれだけ傾いても安定したままです。だから私はそれが可能でなければならないことを知っています。

私がやりたいのは、電話が北を指している場合、コンパスが北を読み取り、電話が他の軸 (ロールまたはピッチ) を移動してもジャンプしないコンパスを作成することだけです。

プロジェクトを放棄しなければならない前に、誰か助けてください。

ありがとう、アダム

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偶然にも、私はこの問題について数週間考えていました。

  1. 数学者として、私は他の場所で提案された答えのどれにも満足していません。と
  2. 私が取り組んでいるアプリに対する適切な回答が必要です。
そこで、ここ数日で、コンパスで使用する方位角の値を計算する独自の方法を考え出しました。

ここで使用している数学をmath.stackexchange.com に置き、以下で使用したコードを貼り付けました。このコードは、egやへの API 呼び出しを行わずに 、生データTYPE_GRAVITYとセンサー データから方位角とピッチを計算します。コードはおそらく改善される可能性があります。たとえば、入力が少し不安定であることが判明した場合は、ローパス フィルターを使用します。コードはメソッドを介してセンサーの精度を記録することに注意してください。したがって、方位角が不安定に見える場合は、各センサーの精度を確認する必要があります。いずれにせよ、すべての計算がこのコードで明示的に表示されているため、不安定性の問題がある場合 (センサーの精度が妥当な場合)、入力または方向ベクトルの不安定性を調べることで対処できます。TYPE_MAGNETIC_FIELDSensorManager.getRotationMatrix(...)SensorManager.getOrientation(...)onAccuracyChanged(Sensor sensor, int accuracy)m_NormGravityVector[]m_NormEastVector[]またはm_NormNorthVector[]

この方法について誰かが私に寄せたフィードバックに非常に興味があります。デバイスが平らな面、垂直、またはその中間である限り、自分のアプリで夢のように機能することがわかりました. ただし、math.stackexchange.com の記事で述べたように、デバイスが逆さまに近くなると問題が発生します。そのような状況では、どのような動作が必要かを慎重に定義する必要があります。

    import android.app.Activity;
    import android.hardware.Sensor;
    import android.hardware.SensorEvent;
    import android.hardware.SensorEventListener;
    import android.hardware.SensorManager;
    import android.view.Surface;

    public static class OrientationSensor implements  SensorEventListener {

    public final static int SENSOR_UNAVAILABLE = -1;

    // references to other objects
    SensorManager m_sm;
    SensorEventListener m_parent;   // non-null if this class should call its parent after onSensorChanged(...) and onAccuracyChanged(...) notifications
    Activity m_activity;            // current activity for call to getWindowManager().getDefaultDisplay().getRotation()

    // raw inputs from Android sensors
    float m_Norm_Gravity;           // length of raw gravity vector received in onSensorChanged(...).  NB: should be about 10
    float[] m_NormGravityVector;    // Normalised gravity vector, (i.e. length of this vector is 1), which points straight up into space
    float m_Norm_MagField;          // length of raw magnetic field vector received in onSensorChanged(...). 
    float[] m_NormMagFieldValues;   // Normalised magnetic field vector, (i.e. length of this vector is 1)

    // accuracy specifications. SENSOR_UNAVAILABLE if unknown, otherwise SensorManager.SENSOR_STATUS_UNRELIABLE, SENSOR_STATUS_ACCURACY_LOW, SENSOR_STATUS_ACCURACY_MEDIUM or SENSOR_STATUS_ACCURACY_HIGH
    int m_GravityAccuracy;          // accuracy of gravity sensor
    int m_MagneticFieldAccuracy;    // accuracy of magnetic field sensor

    // values calculated once gravity and magnetic field vectors are available
    float[] m_NormEastVector;       // normalised cross product of raw gravity vector with magnetic field values, points east
    float[] m_NormNorthVector;      // Normalised vector pointing to magnetic north
    boolean m_OrientationOK;        // set true if m_azimuth_radians and m_pitch_radians have successfully been calculated following a call to onSensorChanged(...)
    float m_azimuth_radians;        // angle of the device from magnetic north
    float m_pitch_radians;          // tilt angle of the device from the horizontal.  m_pitch_radians = 0 if the device if flat, m_pitch_radians = Math.PI/2 means the device is upright.
    float m_pitch_axis_radians;     // angle which defines the axis for the rotation m_pitch_radians

    public OrientationSensor(SensorManager sm, SensorEventListener parent) {
        m_sm = sm;
        m_parent = parent;
        m_activity = null;
        m_NormGravityVector = m_NormMagFieldValues = null;
        m_NormEastVector = new float[3];
        m_NormNorthVector = new float[3];
        m_OrientationOK = false;
    }

    public int Register(Activity activity, int sensorSpeed) {
        m_activity = activity;  // current activity required for call to getWindowManager().getDefaultDisplay().getRotation()
        m_NormGravityVector = new float[3];
        m_NormMagFieldValues = new float[3];
        m_OrientationOK = false;
        int count = 0;
        Sensor SensorGravity = m_sm.getDefaultSensor(Sensor.TYPE_GRAVITY);
        if (SensorGravity != null) {
            m_sm.registerListener(this, SensorGravity, sensorSpeed);
            m_GravityAccuracy = SensorManager.SENSOR_STATUS_ACCURACY_HIGH;
            count++;
        } else {
            m_GravityAccuracy = SENSOR_UNAVAILABLE;
        }
        Sensor SensorMagField = m_sm.getDefaultSensor(Sensor.TYPE_MAGNETIC_FIELD);
        if (SensorMagField != null) {
            m_sm.registerListener(this, SensorMagField, sensorSpeed);
            m_MagneticFieldAccuracy = SensorManager.SENSOR_STATUS_ACCURACY_HIGH;     
            count++;
        } else {
            m_MagneticFieldAccuracy = SENSOR_UNAVAILABLE;
        }
        return count;
    }

    public void Unregister() {
        m_activity = null;
        m_NormGravityVector = m_NormMagFieldValues = null;
        m_OrientationOK = false;
        m_sm.unregisterListener(this);
    }

    @Override
    public void onSensorChanged(SensorEvent evnt) {
        int SensorType = evnt.sensor.getType();
        switch(SensorType) {
            case Sensor.TYPE_GRAVITY:
                if (m_NormGravityVector == null) m_NormGravityVector = new float[3];
                System.arraycopy(evnt.values, 0, m_NormGravityVector, 0, m_NormGravityVector.length);                   
                m_Norm_Gravity = (float)Math.sqrt(m_NormGravityVector[0]*m_NormGravityVector[0] + m_NormGravityVector[1]*m_NormGravityVector[1] + m_NormGravityVector[2]*m_NormGravityVector[2]);
                for(int i=0; i < m_NormGravityVector.length; i++) m_NormGravityVector[i] /= m_Norm_Gravity;
                break;
            case Sensor.TYPE_MAGNETIC_FIELD:
                if (m_NormMagFieldValues == null) m_NormMagFieldValues = new float[3];
                System.arraycopy(evnt.values, 0, m_NormMagFieldValues, 0, m_NormMagFieldValues.length);
                m_Norm_MagField = (float)Math.sqrt(m_NormMagFieldValues[0]*m_NormMagFieldValues[0] + m_NormMagFieldValues[1]*m_NormMagFieldValues[1] + m_NormMagFieldValues[2]*m_NormMagFieldValues[2]);
                for(int i=0; i < m_NormMagFieldValues.length; i++) m_NormMagFieldValues[i] /= m_Norm_MagField;  
                break;
        }
        if (m_NormGravityVector != null && m_NormMagFieldValues != null) {
            // first calculate the horizontal vector that points due east
            float East_x = m_NormMagFieldValues[1]*m_NormGravityVector[2] - m_NormMagFieldValues[2]*m_NormGravityVector[1];
            float East_y = m_NormMagFieldValues[2]*m_NormGravityVector[0] - m_NormMagFieldValues[0]*m_NormGravityVector[2];
            float East_z = m_NormMagFieldValues[0]*m_NormGravityVector[1] - m_NormMagFieldValues[1]*m_NormGravityVector[0];
            float norm_East = (float)Math.sqrt(East_x * East_x + East_y * East_y + East_z * East_z);
            if (m_Norm_Gravity * m_Norm_MagField * norm_East < 0.1f) {  // Typical values are  > 100.
                m_OrientationOK = false; // device is close to free fall (or in space?), or close to magnetic north pole.
            } else {
                m_NormEastVector[0] = East_x / norm_East; m_NormEastVector[1] = East_y / norm_East; m_NormEastVector[2] = East_z / norm_East;

                // next calculate the horizontal vector that points due north                   
                float M_dot_G = (m_NormGravityVector[0] *m_NormMagFieldValues[0] + m_NormGravityVector[1]*m_NormMagFieldValues[1] + m_NormGravityVector[2]*m_NormMagFieldValues[2]);
                float North_x = m_NormMagFieldValues[0] - m_NormGravityVector[0] * M_dot_G;
                float North_y = m_NormMagFieldValues[1] - m_NormGravityVector[1] * M_dot_G;
                float North_z = m_NormMagFieldValues[2] - m_NormGravityVector[2] * M_dot_G;
                float norm_North = (float)Math.sqrt(North_x * North_x + North_y * North_y + North_z * North_z);
                m_NormNorthVector[0] = North_x / norm_North; m_NormNorthVector[1] = North_y / norm_North; m_NormNorthVector[2] = North_z / norm_North;

                // take account of screen rotation away from its natural rotation
                int rotation = m_activity.getWindowManager().getDefaultDisplay().getRotation();
                float screen_adjustment = 0;
                switch(rotation) {
                    case Surface.ROTATION_0:   screen_adjustment =          0;         break;
                    case Surface.ROTATION_90:  screen_adjustment =   (float)Math.PI/2; break;
                    case Surface.ROTATION_180: screen_adjustment =   (float)Math.PI;   break;
                    case Surface.ROTATION_270: screen_adjustment = 3*(float)Math.PI/2; break;
                }
                // NB: the rotation matrix has now effectively been calculated. It consists of the three vectors m_NormEastVector[], m_NormNorthVector[] and m_NormGravityVector[]

                // calculate all the required angles from the rotation matrix
                // NB: see https://math.stackexchange.com/questions/381649/whats-the-best-3d-angular-co-ordinate-system-for-working-with-smartfone-apps
                float sin = m_NormEastVector[1] -  m_NormNorthVector[0], cos = m_NormEastVector[0] +  m_NormNorthVector[1];
                m_azimuth_radians = (float) (sin != 0 && cos != 0 ? Math.atan2(sin, cos) : 0);
                m_pitch_radians = (float) Math.acos(m_NormGravityVector[2]);
                sin = -m_NormEastVector[1] -  m_NormNorthVector[0]; cos = m_NormEastVector[0] -  m_NormNorthVector[1];
                float aximuth_plus_two_pitch_axis_radians = (float)(sin != 0 && cos != 0 ? Math.atan2(sin, cos) : 0);
                m_pitch_axis_radians = (float)(aximuth_plus_two_pitch_axis_radians - m_azimuth_radians) / 2;
                m_azimuth_radians += screen_adjustment;
                m_pitch_axis_radians += screen_adjustment;
                m_OrientationOK = true;                                 
            }
        }
        if (m_parent != null) m_parent.onSensorChanged(evnt);
    }

    @Override
    public void onAccuracyChanged(Sensor sensor, int accuracy) {
        int SensorType = sensor.getType();
        switch(SensorType) {
            case Sensor.TYPE_GRAVITY: m_GravityAccuracy = accuracy; break;
            case Sensor.TYPE_MAGNETIC_FIELD: m_MagneticFieldAccuracy = accuracy; break;
        }
        if (m_parent != null) m_parent.onAccuracyChanged(sensor, accuracy);
    }
}
于 2013-05-05T15:30:06.630 に答える
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これは、ピッチやロールの影響を受けずに磁方位を取得する別の方法です。

private final static double PI = Math.PI;
private final static double TWO_PI = PI*2;

 case Sensor.TYPE_ROTATION_VECTOR:
                float[] orientation = new float[3];
                float[] rotationMatrix = new float[9];

                SensorManager.getRotationMatrixFromVector(rotationMatrix, rawValues);
                SensorManager.getOrientation(rotationMatrix, orientation);

                float heading = mod(orientation[0] + TWO_PI,TWO_PI);//important
                //do something with the heading
                break;



private double mod(double a, double b){
        return a % b;
    }
于 2015-10-22T17:01:36.330 に答える
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あなたが抱えている問題は、おそらくジンバルロックです。考えてみれば、電話機が直立していて、ピッチがプラスまたはマイナス 90 度である場合、方位角とロールは同じものです。数学を調べると、その状況では、方位角+ロールまたは方位角-ロールのいずれかが明確に定義されていることがわかりますが、それらは個別に定義されていません. そのため、ピッチがプラスまたはマイナス 90 度に近づくと、読み取り値が不安定になります。一部の人々は、これを回避するために座標系を再マッピングすることを選択します。たとえば、「Android デバイスが平らでない場合、方位角、ピッチ、方向を計算するにはどうすればよいですか?」を参照してください。、おそらくそれはあなたのために働くかもしれません。

于 2013-05-03T11:57:57.080 に答える