使用磁力计的简单指南针 - Android (Java)

Question

我正在使用 Sensortag CC2541（已连接到 Nexus 手机）

我正在使用这个传感器的磁力计来制作一个简单的指南针。我正在使用以下等式来查找北、南、西和东。

Direction (y>0) = 90 - [arcTAN(x/y)]*180/pi

Direction (y<0) = 270 - [arcTAN(x/y)]*180/pi

Direction (y=0, x<0) = 180.0

Direction (y=0, x>0) = 0.0

这是我在 updateMagnetometer 方法中使用的代码

    @Override
    public void onUpdateMagnetometer(SensorTagManager mgr, Point3D b) {
        super.onUpdateMagnetometer(mgr, b);

        double m=0;

        if(b.x < 0.0 && (b.y < 0.01 && b.y > 0.0))
            m = 180;
        else if(b.x > 0.0 && (b.y < 0.01 && b.y > 0.0))
            m = 0;
        else if(b.y > 0.0)
            m = 90 - (Math.atan(b.x/b.y))*(180/Math.PI);
        else if(b.y < 0.0)
            m = 270 - (Math.atan(b.x/b.y))*(180/Math.PI);

        final float rot = (float) m;

        runOnUiThread(new Runnable() {

            @Override
            public void run() {
                pointer.setRotation(-rot); //pointer is the image of my compass
            }
        });
    }

但是当我运行它时，无论我移动、旋转多少或改变传感器的位置，指南针总是卡在北方和西方之间。

我可能会犯什么错误？

而且，我在互联网上查看了很多关于指南针帮助的信息。但我什么也找不到。任何编码技巧、伪代码或使用磁力计、加速度计和/或陀螺仪制作指南针的提示？？？

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额外信息

所以这是我的主要课程。这些方法每x 秒调用一次以更新读数。 PS：我的传感器有 2 个按钮（左右）

    mStManager.enableSensor(Sensor.MAGNETOMETER,MAGNETOMETER_UPDATE_PERIOD);
    mStManager.enableSensor(Sensor.ACCELEROMETER,MAGNETOMETER_UPDATE_PERIOD);    

    @Override
    public void onUpdateAmbientTemperature(SensorTagManager mgr, double temp) {
        super.onUpdateAmbientTemperature(mgr, temp);
    }

    @Override
    public void onUpdateAccelerometer(SensorTagManager mgr, Point3D acc) {
        super.onUpdateAccelerometer(mgr, acc);

    }

    @Override
    public void onUpdateBarometer(SensorTagManager mgr, double pressure, double height) {
        super.onUpdateBarometer(mgr, pressure, height);
    }

    @Override
    public void onUpdateGyroscope(SensorTagManager mgr, Point3D ang) {
        super.onUpdateGyroscope(mgr, ang);
    }

    @Override
    public void onUpdateHumidity(SensorTagManager mgr, double rh) {
        super.onUpdateHumidity(mgr, rh);
    }

    @Override
    public void onUpdateInfraredTemperature(SensorTagManager mgr, double temp) {
        super.onUpdateInfraredTemperature(mgr, temp);
    }

    @Override
    public void onUpdateKeys(SensorTagManager mgr, boolean left, boolean right) {
        super.onUpdateKeys(mgr, left, right);

        if (right) {
            mgr.calibrateMagnetometer();
        }
    }

    @Override
    public void onUpdateMagnetometer(SensorTagManager mgr, Point3D b) {
        super.onUpdateMagnetometer(mgr, b);
    }

}

所以基本上在onUpdateMagnetometer 方法中，b 包含我的阅读。它属于Point3D 类，如下所示

public class Point3D {
public double x, y, z;

public Point3D(double x, double y, double z) {
    this.x = x;
    this.y = y;
    this.z = z;
}

public double norm() {
    return Math.sqrt(x*x + y*y + z*z);
}

@Override
public int hashCode() {
    final int prime = 31;
    int result = 1;
    long temp;
    temp = Double.doubleToLongBits(x);
    result = prime * result + (int) (temp ^ (temp >>> 32));
    temp = Double.doubleToLongBits(y);
    result = prime * result + (int) (temp ^ (temp >>> 32));
    temp = Double.doubleToLongBits(z);
    result = prime * result + (int) (temp ^ (temp >>> 32));
    return result;
}

@Override
public boolean equals(Object obj) {
    if (this == obj)
        return true;
    if (obj == null)
        return false;
    if (getClass() != obj.getClass())
        return false;
    Point3D other = (Point3D) obj;
    if (Double.doubleToLongBits(x) != Double.doubleToLongBits(other.x))
        return false;
    if (Double.doubleToLongBits(y) != Double.doubleToLongBits(other.y))
        return false;
    if (Double.doubleToLongBits(z) != Double.doubleToLongBits(other.z))
        return false;
    return true;
}

public String toString() {
    return "[" + this.x + ", " + this.y + ", " + this.z + "]";
}

}

Answer 1

您遇到的一个问题是将 3D 磁力计作为 2D 传感器处理。不是。

一种方法是使用来自磁力计和加速度计的数据：

1. 您从两个传感器获取读数，通过SensorManager.getRotationMatrix 运行这些值以获得初始旋转矩阵。 （请注意，在文档中，矩阵的描述已切换了单位矩阵和旋转矩阵。）
2. 您将结果通过SensorManager.getOrientation 获取设备在 3D 空间中的方向
3. 您使用方向数组中的第一个值作为罗盘方向

该最终值表示设备围绕指向地球中心的矢量的旋转，这正是您想要的指南针。使用该值，您可以计算出西、东和南的位置。

代码如下所示：（忽略传感器的设置）

// globals
private float[] gravityData = new float[3];
private float[] geomagneticData  = new float[3];
private boolean hasGravityData = false;
private boolean hasGeomagneticData = false;
private double rotationInDegrees;


@Override
public void onSensorChanged(SensorEvent event) {
    switch (event.sensor.getType()){
        case Sensor.TYPE_ACCELEROMETER:
            System.arraycopy(event.values, 0, gravityData, 0, 3);
            hasGravityData = true;
            break;
        case Sensor.TYPE_MAGNETIC_FIELD:
            System.arraycopy(event.values, 0, geomagneticData, 0, 3);
            hasGeomagneticData = true;
            break;
        default:
            return;
    }

    if (hasGravityData && hasGeomagneticData) {
        float identityMatrix[] = new float[9];
        float rotationMatrix[] = new float[9];
        boolean success = SensorManager.getRotationMatrix(rotationMatrix, identityMatrix,
            gravityData, geomagneticData);

        if (success) {
            float orientationMatrix[] = new float[3];
            SensorManager.getOrientation(rotationMatrix, orientationMatrix);
            float rotationInRadians = orientationMatrix[0];
            rotationInDegrees = Math.toDegrees(rotationInRadians);

            // do something with the rotation in degrees
        }
    }
}

希望对你有帮助！