如何在安卓系统中利用AcceleroMeter正确计算直线加速度

Question

令我惊讶的是，在Android 4.0+中，他们决定将线性加速度传感器从可用的软件传感器中移除，并将其放入硬件传感器中，这是在普通手机中很少可用的陀螺仪。我不知道他们为什么这么做，但想象一下，当我交付了在一部廉价的2.3手机上测试过的软件，而在2个月前的手机上，它显示无法实例化直线加速度传感器，这让我感到惊讶。他们为什么要这么做？

为了挽救我的生命，我检查了手机里是否有加速度计，而且确实有。基于this article，我应该能够用加速度计的数据来计算直线加速度。我检查了代码，并看到一个没有可用声明的变量。

public void onSensorChanged(SensorEvent event){
  // In this example, alpha is calculated as t / (t + dT),
  // where t is the low-pass filter's time-constant and
  // dT is the event delivery rate.

  final float alpha = 0.8;
  float[] gravity=new float[]{0.0f,0.0f,0.0f}; //should it be here???

  // Isolate the force of gravity with the low-pass filter.
  gravity[0] = alpha * gravity[0] + (1 - alpha) * event.values[0];
  gravity[1] = alpha * gravity[1] + (1 - alpha) * event.values[1];
  gravity[2] = alpha * gravity[2] + (1 - alpha) * event.values[2];

  // Remove the gravity contribution with the high-pass filter.
  linear_acceleration[0] = event.values[0] - gravity[0];
  linear_acceleration[1] = event.values[1] - gravity[1];
  linear_acceleration[2] = event.values[2] - gravity[2];
}

重力数组在第一次运行时包含什么？我是不是应该把它加上去

float[] gravity=new float[]{0.0f,0.0f,0.0f};

或者它应该包含真正的重力数据，这些数据可以通过重力传感器获得(在常规设备中也没有)？

计算结果是否符合线性加速度数据？是否可以通过从传入的传感器数据减去一个数字来计算？

Answer 1

实际上，文档中提供的代码片段所做的是从加速度计(包含重力和线性加速度)中获取数据并过滤它。所以它基本上是如何工作的，我们取原始数据，假设重力矢量是常数，不能很快改变，与直线加速度相反，直线加速度变化非常快。假设我们取80%的过去计算的重力矢量，再加上20%的原始数据，我们过滤快速线性加速度峰值，得到重力矢量。如果我们从原始数据中删除重力矢量，我们就可以得到没有重力的直线加速度。谷歌指数过滤器获得更多信息。在这里你可以玩它，http://copterpilot.ru/custom-app/exponential/。因此，您可以轻松地用零初始化全局重力浮点数数组，并等待过滤后的数据。下面是代码片段

public class MainActivity extends AppCompatActivity implements SensorEventListener {
private float[] gravity = new float[3];
private float[] linear_acceleration = new float[3];

@Override
protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
    super.onCreate(savedInstanceState);
    setContentView(R.layout.activity_main);
    SensorManager mSensorManager = (SensorManager) getSystemService(SENSOR_SERVICE);
    Sensor mAccelerometer = mSensorManager.getDefaultSensor(Sensor.TYPE_ACCELEROMETER);
    mSensorManager.registerListener(this, mAccelerometer, SensorManager.SENSOR_DELAY_NORMAL);
}

@Override
public void onSensorChanged(SensorEvent event) {
    // alpha is calculated as t / (t + dT)
    // with t, the low-pass filter's time-constant
    // and dT, the event delivery rate

    final float alpha = 0.8f;

    gravity[0] = alpha * gravity[0] + (1 - alpha) * event.values[0];
    gravity[1] = alpha * gravity[1] + (1 - alpha) * event.values[1];
    gravity[2] = alpha * gravity[2] + (1 - alpha) * event.values[2];

    linear_acceleration[0] = event.values[0] - gravity[0];
    linear_acceleration[1] = event.values[1] - gravity[1];
    linear_acceleration[2] = event.values[2] - gravity[2];
}  
}

Answer 2

我没有标准的答案，但我知道的是，加速度计的实际初始读数很难(0,0,0)，因为当设备不移动时，它不是0，因为它的值取决于三轴的位置，而不是运动(根据位置的不同，我们可以推断出运动)。因此，要获得任何相关的数据，你必须比较不同的读数。为此，我希望在开始时(在对onsensorchanged的第一次调用中)读取加速度计值，然后在函数的第二次调用中开始计算所需的值。

事实上，当他们谈论重力时，你不需要重力传感器，因为加速度计实际上就是重力传感器。它测量每个轴的重力值，从0到1。

Answer 3

你需要计算重力矢量。基本上，你的加速度计测量的是gravity+acceleration，所以你需要去掉重力。在您提供的同一篇文章中，有关于如何使用重力传感器的信息。所以，听这个传感器，并更新你的重力矢量全局变量从它。