Android获得相对于地平线的角度

Question

我一直在尝试相对于水平线获取Android设备的角度（我假设该设备的背面与地面平行）。 我一直在使用“旋转矢量”传感器，但是得到的值太模糊而无法使用。

例如，当我将设备向右倾斜（从上述位置，在其他方向上几乎没有倾斜）时，得到以下值：

X = 0.4
Y = -0.4
Z = -0.06

对于类似的测试（例如，向左倾斜，倾斜使得手机顶部朝下/朝上），我得到的结果同样令人困惑。

要具体说明我的期望：我希望我会看到一个轴的显着变化（因为我仅在一个轴上旋转），而在其他轴上则几乎没有变化。 这样，我可以弄清楚一个人是在向左，向右，向上，向下还是组合倾斜（例如，向右/向下，向左/向上等）。 有了这些值，我几乎无法确定这些数据。

我用math标签标记了这个问题，因为可能我需要使用旋转矢量矩阵或进行其他数学转换才能以所需的格式获取值。如果是这种情况，我将不胜感激有关我需要哪种算法/公式的指导，因此也提供了标签。

如果您想自己进行测试，以下是我的原型代码（该代码在运行Android 5.0.1的Nexus 5上运行）：

MainActivity.xml：

<TextView
    android:textAppearance="?android:attr/textAppearanceMedium"
    android:id="@+id/xAxis"
    android:text="Medium Text"
    android:layout_width="wrap_content"
    android:layout_height="wrap_content" />

<TextView
    android:layout_width="wrap_content"
    android:layout_height="wrap_content"
    android:textAppearance="?android:attr/textAppearanceMedium"
    android:text="Medium Text"
    android:id="@+id/yAxis"
    android:layout_gravity="center" />
<TextView
    android:layout_width="wrap_content"
    android:layout_height="wrap_content"
    android:textAppearance="?android:attr/textAppearanceMedium"
    android:text="Medium Text"
    android:id="@+id/zAxis"
    android:layout_gravity="center" />
<TextView
    android:layout_width="wrap_content"
    android:layout_height="wrap_content"
    android:id="@+id/dir"/>
<Button
    android:layout_width="wrap_content"
    android:layout_height="wrap_content"
    android:id="@+id/calibrate"
    android:text="Calibrate"/>

</LinearLayout>

MainActivity.java：

包com.example.rotationvectortest;

import android.app.Activity;
import android.hardware.Sensor;
import android.hardware.SensorEvent;
import android.hardware.SensorEventListener;
import android.hardware.SensorManager;
import android.os.Bundle;
import android.view.Menu;
import android.view.MenuItem;
import android.view.View;
import android.widget.Button;
import android.widget.TextView;

import java.text.DecimalFormat;


public class MainActivity extends Activity implements SensorEventListener     {

private SensorManager sensorManager;
private Sensor sensor;
private TextView xAxisView;
private TextView yAxisView;
private TextView zAxisView;
private TextView mDir;
private Button mCalibrate;

float x = 0;
float y = 0;
float z = 0;

boolean cal = false;


@Override
protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
    super.onCreate(savedInstanceState);
    setContentView(R.layout.activity_main);
    xAxisView = (TextView) findViewById(R.id.xAxis);
    yAxisView = (TextView) findViewById(R.id.yAxis);
    zAxisView = (TextView) findViewById(R.id.zAxis);
    mDir = (TextView) findViewById(R.id.dir);
    mCalibrate = (Button) findViewById(R.id.calibrate);
    mCalibrate.setOnClickListener(new View.OnClickListener() {
        @Override
        public void onClick(View v) {
            cal = true;
        }
    });
    xAxisView.setText("X = 0.0");
    yAxisView.setText("Y = 0.0");
    zAxisView.setText("Z = 0.0");
    sensorManager = (SensorManager) getSystemService(SENSOR_SERVICE);
    sensor = sensorManager.getDefaultSensor(Sensor.TYPE_ROTATION_VECTOR);
    sensorManager.registerListener(this, sensor, 50000);

}


@Override
public boolean onCreateOptionsMenu(Menu menu) {
    // Inflate the menu; this adds items to the action bar if it is present.
    getMenuInflater().inflate(R.menu.menu_main, menu);
    return true;
}

@Override
public boolean onOptionsItemSelected(MenuItem item) {
    // Handle action bar item clicks here. The action bar will
    // automatically handle clicks on the Home/Up button, so long
    // as you specify a parent activity in AndroidManifest.xml.
    int id = item.getItemId();

    //noinspection SimplifiableIfStatement
    if (id == R.id.action_settings) {
        return true;
    }

    return super.onOptionsItemSelected(item);
}

@Override
public void onSensorChanged(SensorEvent event) {

    if (cal) {
        x = event.values[0];
        y = event.values[1];
        z = event.values[2];
        cal = false;
    }

    DecimalFormat format = new DecimalFormat("#.##");
    xAxisView.setText("X = " + format.format(event.values[0] - x));
    yAxisView.setText("Y = " + format.format(event.values[1] - y));
    zAxisView.setText("Z = " + format.format(event.values[2] - z));

}

@Override
public void onAccuracyChanged(Sensor sensor, int accuracy) {

}
}

AndroidManifest.xml中：

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<manifest xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
package="com.example.rotationvectortest" >
<application
    android:allowBackup="true"
    android:icon="@drawable/ic_launcher"
    android:label="@string/app_name"
    android:theme="@style/AppTheme" >
    <activity
        android:name=".MainActivity"
        android:label="@string/app_name"
        android:screenOrientation="portrait">
        <intent-filter>
            <action android:name="android.intent.action.MAIN" />

            <category android:name="android.intent.category.LAUNCHER" />
        </intent-filter>
    </activity>
</application>

</manifest>

Answer 1

因此，您从旋转矢量获得的值是基于内部坐标的，对于了解设备相对于地面（或世界上其他固定点）的角度而言，实际上是没有用的。

如果您在SensorManager的getRotationMatrixFromVector()调用中传递由旋转矢量传感器提供的数据，则前三个值分别是传感器的方位角，俯仰和横滚（即分别在x，y和z轴上的角度）。设备。