改变俯仰时方位角值的变化

Question

我需要设备的方位角和滚动值的增强现实应用程序，我正在工作。我得到旋转矩阵-从getRotationMatrix -使用加速度计和磁场。由于这是一个AR应用程序，我需要渲染的对象，不会改变他们在现实世界中的位置(通过摄像头看到)，当设备被移动。

问题是，当物理滚动装置时(为了观察俯仰值的变化)，我可以观察到方位方向值的变化，尽管这应该是稳定的。此外，只有当俯仰发生变化时，方位角才会偏离，并在停止滚动时返回到原来的值。因此，为了澄清，当我开始滚动时，方位角也开始变化，当滚动停止时，方位角慢慢返回到正确的值。我不明白为什么方位角会这样。

下面是获取传感器数据并计算旋转矩阵的代码。

@Override
public void onSensorChanged(SensorEvent sensorEvent) {
    switch (sensorEvent.sensor.getType()) {
    case Sensor.TYPE_ACCELEROMETER:
        accel = lowPass(sensorEvent.values.clone(), accel);
        break;

    case Sensor.TYPE_MAGNETIC_FIELD:
        magnet = lowPass(sensorEvent.values.clone(), magnet);
        break;
    }

    if (accel == null || magnet == null)
        return;

    if (!SensorManager.getRotationMatrix(rotationMatrix, null, accel, magnet))
        return;
    SensorManager.remapCoordinateSystem(rotationMatrix, SensorManager.AXIS_Z,
            SensorManager.AXIS_MINUS_X, outRotationMatrix); // Remapping because the device is held in landscape.
    SensorManager.getOrientation(outRotationMatrix, orientationValues);

    currentOrientation = (float) (Math.toDegrees(orientationValues[0]) + this.getDeclination()); //Azimuth; (Degrees);
    eyeLevelInclination = (float) Math.toDegrees(orientationValues[1]); //Pitch; (Degrees); down is 90 , up is -90.
    deviceOrientation = (float) Math.toDegrees(orientationValues[2]);

    sendSensorBroadcast(); 
}

因此，在上面的代码中，currentOrientation (负责水平稳定呈现的AR对象)在设备滚动期间发生了变化，而只有eyeLevelInclination应该进行更改(负责垂直稳定呈现的AR对象)。

我还使用低通滤波器来稳定传感器数据。虽然我不认为这是造成方位变化的原因，但我把它的代码放在这里，不管-

static final float ALPHA = 0.15f;

/**
 * @see Adapted from http://blog.thomnichols.org/2011/08/smoothing-sensor-data-with-a-low-pass-filter
 */
protected float[] lowPass( float[] input, float[] output ) {
    if ( output == null ) return input;

    for ( int i=0; i<input.length; i++ ) {
        output[i] = output[i] + ALPHA * (input[i] - output[i]);
    }
    return output;
}

如果问题不是很清楚的话，很抱歉。要解释这个问题有点难。

编辑：我尝试使用原始值，而不是通过低通滤波器，方位仍然改变。我注意到渲染的对象在改变音高时沿着对角线走，而此时它只应该垂直向上或向下。当我物理地改变设备的俯仰时，它是对角移动的，因为方位角和俯仰角都在变化，引起对角线运动。也许我的轴心出了什么问题？

Answer 1

看到我如何能够找到解决这个问题的办法，我开始研究其他可能的处理传感器的方法。我找到了一种更好的处理传感器数据的方法，它不仅消除了方位抖动，而且还需要一个过滤器来平滑传感器的值：

我没有使用Sensor.TYPE_ACCELEROMETER和Sensor.TYPE_MAGNETIC_FIELD值来计算旋转矩阵，而是使用Sensor.TYPE_ROTATION_VECTOR传感器。然后，从这里得到旋转矩阵，就像前面所做的那样，从它得到定向数组。

@Override
public void onSensorChanged(SensorEvent sensorEvent) {
    switch (sensorEvent.sensor.getType()) {

    case Sensor.TYPE_ROTATION_VECTOR:
        rotationMatrix=new float[16];
        SensorManager.getRotationMatrixFromVector(rotationMatrix, sensorEvent.values);
    }

    SensorManager.remapCoordinateSystem(rotationMatrix, SensorManager.AXIS_X,
            SensorManager.AXIS_Z, outRotationMatrix);   // Remap coordinate System to compensate for the landscape position of device
    SensorManager.getOrientation(outRotationMatrix, orientationValues);

    currentOrientation = (float) (Math.toDegrees(orientationValues[0]) + this.getDeclination()); //Azimuth; (Degrees);
    eyeLevelInclination = (float) Math.toDegrees(orientationValues[1]); //Pitch; (Degrees); down is 90 , up is -90.
    deviceOrientation = (float) Math.toDegrees(orientationValues[2]); // Roll;

    sendSensorBroadcast();  // Let other classes know of update to sensor data.

正如你在上面的问题中看到的，我使用一个低通滤波器来平滑方位角和俯仰值，但是这已经不需要了，因为没有任何滤波，这些值是非常平滑的。另外，方位角的晃动现在几乎消失了。我说这几乎是因为你可能还能看到一些它的发生，但它几乎不明显，也许大约半度。

我被这个问题困扰了一段时间，希望这也能帮助到其他人。

Answer 2

不管设备是什么方向(肖像或风景及其变化)，如果你对后面的摄像机方向感兴趣，那么你必须打电话给

SensorManager.remapCoordinateSystem(rotationMatrix, SensorManager.AXIS_X,
        SensorManager.AXIS_Z, outRotationMatrix);

上面的调用与getOrientation一起给出了后摄像头相对于磁北的方向，而不依赖于设备的方向(肖像、景观或两者之间的任何东西)。