从 DeviceOrientation 事件 API 计算罗盘航向

Question

对于智能手机的增强现实网络应用，我试图在用户手持设备、屏幕处于垂直平面且屏幕顶部朝上时计算指南针航向。

我从http://dev.w3.org/geo/api/spec-source-orientation（参见工作示例）中获取了建议的公式并实现了以下功能：

function compassHeading(alpha, beta, gamma) {
    var a1, a2, b1, b2;
    if ( beta !== 0 || gamma !== 0 ) {
        a1 = -Math.cos(alpha) * Math.sin(gamma);
        a2 = Math.sin(alpha) * Math.sin(beta) * Math.cos(gamma);
        b1 = -Math.sin(alpha) * Math.sin(gamma);
        b2 = Math.cos(alpha) * Math.sin(beta) * Math.cos(gamma);
        return Math.atan((a1 - a2) / (b1 + b2)).toDeg();
    }
    else {
        return 0;
    }
}

而 .toDeg() 是 Number 对象扩展，礼貌http://www.movable-type.co.uk/scripts/latlong.html

/** Converts radians to numeric (signed) degrees */
if (typeof Number.prototype.toDeg == 'undefined') {
    Number.prototype.toDeg = function() {
        return this * 180 / Math.PI;
    };
}  

但是，问题在于，即使将设备 (Google Galaxy Nexus) 安装为保持静止位置，计算出的罗盘航向值也会从大约 -75 跳到 80。这似乎发生在 Google Chrome BETA 和 FF BETA 23 中。

是否有人发现我的方法有错误或知道计算指南针航向的更可靠方法？

Answer 1

您需要根据规范中提供的工作示例确定罗盘航向的步骤*如下：

• 将返回的 DeviceOrientation alpha、beta 和 gamma 值从度数转换为弧度为 alphaRad、betaRad、gammaRad。
• 使用alphaRad、betaRad 和gammaRad（如下面的示例代码所示）按照规范中的工作示例计算rotationA (rA) 和rotationB (rB) 组件。
• 计算compassHeading = Math.atan(rA / rB)。
• 将返回的半单位圆航向转换为 [0-360) 度范围内的整个单位圆航向。
• 将 compassHeading 从弧度转换回度数（可选）。

这是用 JavaScript 实现的worked example from the specification：

function compassHeading(alpha, beta, gamma) {

  // Convert degrees to radians
  var alphaRad = alpha * (Math.PI / 180);
  var betaRad = beta * (Math.PI / 180);
  var gammaRad = gamma * (Math.PI / 180);

  // Calculate equation components
  var cA = Math.cos(alphaRad);
  var sA = Math.sin(alphaRad);
  var cB = Math.cos(betaRad);
  var sB = Math.sin(betaRad);
  var cG = Math.cos(gammaRad);
  var sG = Math.sin(gammaRad);

  // Calculate A, B, C rotation components
  var rA = - cA * sG - sA * sB * cG;
  var rB = - sA * sG + cA * sB * cG;
  var rC = - cB * cG;

  // Calculate compass heading
  var compassHeading = Math.atan(rA / rB);

  // Convert from half unit circle to whole unit circle
  if(rB < 0) {
    compassHeading += Math.PI;
  }else if(rA < 0) {
    compassHeading += 2 * Math.PI;
  }

  // Convert radians to degrees
  compassHeading *= 180 / Math.PI;

  return compassHeading;

}

window.addEventListener('deviceorientation', function(evt) {

  var heading = null;

  if(evt.absolute === true && evt.alpha !== null) {
    heading = compassHeading(evt.alpha, evt.beta, evt.gamma);
  }

  // Do something with 'heading'...

}, false);

你也可以view a demo of the code provided above。

截至撰写本文时（2014 年 2 月 17 日），目前适用于：

• Android 版谷歌浏览器
• Opera Mobile for Android
• 适用于 Android 的 Firefox 测试版

其他浏览器尚不符合 DeviceOrientation 事件规范中描述的 DeviceOrientation 校准和/或不提供 absolute DeviceOrientation 数据值，因此无法通过不完整的数据确定 compassHeading。

* 确定与设备屏幕正交并指向屏幕背面的向量水平分量的罗盘航向。

Answer 2

我也玩过一些DeviceOrientationEvent（可能会采用你的公式......）并且不时看到类似的问题。您可能想像video 那样尝试校准。您可以在 youtube 上搜索更多示例。

Answer 3

似乎不推荐从设备方向事件中获取指南针方向，这可能是出于隐私原因。您应该查看需要权限的Geolocation API。事件有Coordinates.heading。