方向加速度傳感器：Android開發(fā)之傳感器（加速度傳感器、方向傳感器）

目前手機(jī)集成了多個(gè)不同用途的傳感器。最近項(xiàng)目中需要用到加速度傳感器和方向傳感器，故做一下筆記。
加速度傳感器，用于檢測(cè)手機(jī)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。
方向傳感器，用于檢測(cè)手機(jī)方向狀態(tài)。
傳感器調(diào)用方式：
1、初始化
2、注冊(cè)監(jiān)聽
3、實(shí)現(xiàn)OnSensorChange方法，獲取 x,y,z三軸的坐標(biāo)。
4、使用完畢，記得注銷
需要說明的是，不同手機(jī)的傳感器靈敏度不同，而且傳感器的調(diào)用是不間斷的，所以使結(jié)果更準(zhǔn)確，最好是取一段時(shí)間內(nèi)的傳感器變化，為適配大多數(shù)手機(jī)，需要設(shè)定一個(gè)閾值或者范圍。
例如調(diào)用加速度傳感器，檢測(cè)手機(jī)搖一搖：
關(guān)于方向傳感器坐標(biāo)軸
z是指向地心的方位角，x軸是仰俯角（由靜止?fàn)顟B(tài)開始前后反轉(zhuǎn)），y軸是翻轉(zhuǎn)角（由靜止?fàn)顟B(tài)開始左右反轉(zhuǎn)）。
方向傳感器結(jié)合地磁傳感器可以實(shí)現(xiàn)指南針功能。單獨(dú)使用，可以檢測(cè)手機(jī)的方向，例如豎屏橫屏狀態(tài)。
其實(shí)檢測(cè)豎屏橫屏有多種方式，但有些方法會(huì)存在適配問題，有些機(jī)子不管用，傳感器基本都適用，靈敏度會(huì)有差異而已

方向加速度傳感器：幾種常用的傳感器（加速度傳感器、重力傳感器、方向傳感器、陀螺儀）簡(jiǎn)介

現(xiàn)在的手機(jī)或者其他便攜設(shè)備中用到了越來越多的傳感器，什么加速度傳感器，方向傳感器、重力傳感器、陀螺儀、g-sensor、o-sensor等等，這些傳感器到底是干什么用的，各自有什么特點(diǎn)，彼此之間又有什么區(qū)分？本文就對(duì)他們進(jìn)行簡(jiǎn)單的對(duì)比介紹。

1、加速度傳感器
加速度傳感器又叫G-sensor，獲取的是x、y、z三軸的加速度數(shù)值。
該數(shù)值包含地心引力的影響，單位是m/s^2。
將手機(jī)平放在桌面上，x軸默認(rèn)為0，y軸默認(rèn)0，z軸默認(rèn)9.81。
將手機(jī)朝下放在桌面上，z軸為-9.81。

加速度傳感器可能是最為成熟的一種mems產(chǎn)品，市場(chǎng)上的加速度傳感器種類很多。手機(jī)中常用的加速度傳感器有BOSCH（博世）的BMA系列，AMK的897X系列，ST的LIS3X系列等。這些傳感器一般提供±2G至±16G的加速度測(cè)量范圍，采用I2C或SPI接口和MCU相連，數(shù)據(jù)精度小于16bit。

2、磁力傳感器
磁力傳感器簡(jiǎn)稱為M-sensor，返回x、y、z三軸的環(huán)境磁場(chǎng)數(shù)據(jù)。
該數(shù)值的單位是微特斯拉（micro-Tesla），用uT表示。也可以是高斯（Gauss），1Tesla=Gauss。
硬件上一般沒有獨(dú)立的磁力傳感器，磁力數(shù)據(jù)由電子羅盤傳感器提供（E-compass）。電子羅盤傳感器在提供磁力傳感器數(shù)據(jù)的同時(shí)，還能提供方向傳感器數(shù)據(jù)。

3、方向傳感器
方向傳感器簡(jiǎn)稱為O-sensor，返回三軸的角度數(shù)據(jù)，方向數(shù)據(jù)的單位是角度。
如上所述，電子羅盤E-compass在獲取到G-sensor的數(shù)據(jù)之后，經(jīng)過計(jì)算生產(chǎn)O-sensor數(shù)據(jù)以及M-sensor數(shù)據(jù)。

O-sensor提供三個(gè)數(shù)據(jù)，分別為azimuth、pitch和roll。

azimuth：方位，返回水平時(shí)磁北極和Y軸的夾角，范圍為0°至360°。0°=北，90°=東，180°=南，270°=西。pitch：x軸和水平面的夾角，范圍為-180°至180°。當(dāng)z軸向y軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，角度為正值。roll：y軸和水平面的夾角，由于歷史原因，范圍為-90°至90°。當(dāng)x軸向z軸移動(dòng)時(shí)，角度為正值。
電子羅盤在獲取正確的數(shù)據(jù)前需要進(jìn)行校準(zhǔn)，通常可用8字校準(zhǔn)法。8字校準(zhǔn)法要求用戶使用需要校準(zhǔn)的設(shè)備在空中做8字晃動(dòng)，原則上盡量多的讓設(shè)備法線方向指向空間的所有8個(gè)象限。

4、陀螺儀傳感器
陀螺儀傳感器叫做Gyro-sensor，返回x、y、z三軸的角加速度數(shù)據(jù)。
角加速度的單位是radians/second。

根據(jù)Nexus S手機(jī)實(shí)測(cè)：
水平逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，Z軸為正。
水平逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，z軸為負(fù)。
向左旋轉(zhuǎn)，y軸為負(fù)。
向右旋轉(zhuǎn)，y軸為正。
向上旋轉(zhuǎn)，x軸為負(fù)。
向下旋轉(zhuǎn)，x軸為正。

5、重力傳感器
重力傳感器簡(jiǎn)稱GV-sensor，輸出重力數(shù)據(jù)。
在地球上，重力數(shù)值為9.8，單位是m/s^2。
坐標(biāo)系統(tǒng)與加速度傳感器相同。
當(dāng)設(shè)備復(fù)位時(shí)，重力傳感器的輸出與加速度傳感器相同。

6、線性加速度傳感器
線性加速度傳感器簡(jiǎn)稱LA-sensor。
線性加速度傳感器是加速度傳感器減去重力影響獲取的數(shù)據(jù)。
單位是m/s^2，坐標(biāo)系統(tǒng)與加速度傳感器相同。
加速度傳感器、重力傳感器和線性加速度傳感器的計(jì)算公式如下：
加速度 = 重力 + 線性加速度。

7、旋轉(zhuǎn)矢量傳感器
旋轉(zhuǎn)矢量傳感器簡(jiǎn)稱RV-sensor。
旋轉(zhuǎn)矢量代表設(shè)備的方向，是一個(gè)將坐標(biāo)軸和角度混合計(jì)算得到的數(shù)據(jù)。
RV-sensor輸出三個(gè)數(shù)據(jù)：

x*sin(theta/2)y*sin(theta/2)z*sin(theta/2)
sin(theta/2)是RV的數(shù)量級(jí)。
RV的方向與軸旋轉(zhuǎn)的方向相同。
RV的三個(gè)數(shù)值，與cos(theta/2)組成一個(gè)四元組。

RV的數(shù)據(jù)沒有單位，使用的坐標(biāo)系與加速度相同。

舉例：

sensors_event_t.data[0] = xsin(theta/2)
sensors_event_t.data[1] = ysin(theta/2)
sensors_event_t.data[2] = z*sin(theta/2)
sensors_event_t.data[3] = cos(theta/2)

GV、LA和RV的數(shù)值沒有物理傳感器可以直接給出，需要G-sensor、O-sensor和Gyro-sensor經(jīng)過算法計(jì)算后得出。

方向加速度傳感器：加速度傳感器的安裝方向判定裝置和安裝方向判定方法

摘要：

[問題]提供一種能夠自動(dòng)地判定搭載于車輛的加速度傳感器的方向的,加速度傳感器的安裝方向判定裝置和安裝方向判定方法.[解決手段]該安裝方向判定裝置判定加速度傳感器相對(duì)于車輛安裝的安裝方向,所述加速度傳感器能夠檢測(cè)第一方向上的第一加速度和第二方向上的第二加速度.安裝方向判定部通過將加速度傳感器的實(shí)測(cè)值與判定基準(zhǔn)數(shù)據(jù)進(jìn)行比較來判定安裝方向.在判定基準(zhǔn)數(shù)據(jù)中規(guī)定了第一加速度和第二加速度的檢測(cè)結(jié)果與安裝方向的組合.

展開

方向加速度傳感器：如何判斷加速度傳感器的方向？

加速度傳感器是測(cè)量加速度的常用電子元器件。它可以用于檢測(cè)由于墜落、傾斜、運(yùn)動(dòng)、定位、振動(dòng)和沖擊等產(chǎn)生的力的變化。 安裝加速度傳感器時(shí)，有時(shí)可能難以確定加速度傳感器的正確傳感軸方向，以下提示應(yīng)該可以幫助您確定其軸方向。
1）從數(shù)據(jù)手冊(cè)中查找感測(cè)方向
例如，ADI公司ADXL344 加速度傳感器的數(shù)據(jù)手冊(cè)中，通過實(shí)際元器件的引腳分配顯示封裝中X、Y和Z軸的感測(cè)方向。 如果您知道引腳1在哪里，便可以從數(shù)據(jù)手冊(cè)中找到傳感軸在傳感器上的位置。
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2018-8-30 12:04 上傳
2)　用重力檢查輸出
通常加速度傳感器在感測(cè)重力時(shí)具有輸出響應(yīng)，包括地球的重力。
我們可以通過檢查實(shí)際芯片在不同方向受到地球重力而產(chǎn)生不同的輸出響應(yīng)，來識(shí)別加速度傳感器上的每個(gè)傳感軸方向。
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2018-8-30 12:10 上傳
圖片來源: AnalogDevice 的MEMS加速度傳感器