关于Android传感器坐标与读数的进一步讨论剖析.docx

传感器分类　　总体来说，传感器分为运动传感器和位置传感器两种。（此处忽略了一些温度、光照等环境传感器）。　　运动传感器用来监测设备的运动，比如倾斜、震动和摇摆。运动传感器包括：加速度计、陀螺仪、重力感应器、线性加速度计、旋转向量传感器。　　位置传感器用来监测设备的位置，即相对于世界坐标系的位置。包括地磁场传感器、接近传感器和方向传感器。　　（方向传感器是基于软件的，根据加速度计和地磁场传感器导出）。　　可以看出，手机的上述传感器读数，需要涉及到两个坐标系，一个是相对于手机自身，一个是相对于世界位置。　　上面很多传感器是测量手机自身姿态的，那么它们读出的数是相对于手机坐标系的；　　另一些传感器和方法，目的是测量手机在世界坐标系中的位置，那么它们的读数就是相对于世界坐标系的。?手机的自然坐标系　　当一个设备被放在其默认的方向上时，X轴是水平指向右的，Y轴是垂直向上的，Z轴是指向屏幕正面之外的，即屏幕背面是Z的负值。　　?　　当设备运动或者旋转的时候，这些坐标轴是不会改变的，即它们是跟随手机的。　　即是说，手机坐标系是跟随设备的自然方向的（但是请记住自然方向不一定是竖直，比如平板它的自然方向就很有可能是横向）。　　使用这个坐标系的传感器：?Acceleration sensorGravity sensorGyroscopeLinear acceleration sensorGeomagnetic field sensor　　即是说它们的度数显示了在手机的这三个轴上的数字大小。　?屏幕旋转　　常常要考虑屏幕的旋转，即屏幕画面相对于自然方向的旋转。　　于是就需要使用?getRotation()方法来获取屏幕的旋转值。　　这个方法是Display类中的，跟传感器不相关。　　这个方法的返回值只对应0，90,180,270四种旋转情况，它说明屏幕显示区域的旋转情况。?世界坐标系　　有一些传感器和方法使用相对于世界的坐标系，因为它们返回的数据反映设备相对于地球及真实环境的位置信息。　　请见getOrientation()?方法，getRotationMatrix()?方法，Orientation Sensor, 和?Rotation Vector Sensor。下面各自介绍。?getRotationMatrix()　　getRotationMatrix()方法说明中，定义的世界坐标系如下：????　　X轴平行于地面，指向东方。　　Y轴平行于地面，指向北极方向。　　Z轴垂直于地面，指向天空。?getOrientation()　　getOrientation()?方法中所用的坐标系与上面的不同：????　　X轴平行于地面，指向西方；　　Y轴平行于地面，指向地磁场北极。　　Z轴垂直于地面，指向地心。　　getOrientation方法的返回值表示：　　values[0]: azimuth, rotation around the Z axis.　　values[1]: pitch, rotation around the X axis.　　values[2]: roll, rotation around the Y axis.　　并且这三个角度值都是以弧度做单位，逆时针方向为正。?方向传感器的返回值说明?　　方向传感器是利用加速度计和地磁场传感器得到自己的数据。　　方向传感器比较特殊，因为它的数值是相对于绝对方向的。它得到的是手机设备的绝对姿态值。　　一个方向传感器得到的三维数据如下：　　（参见/guide/topics/sensors/sensors_position.html#sensors-pos-orient）?　　方向传感器返回的都是角度值，以度数为单位。　　注意下面说的x、y、z轴均是手机自身的坐标轴。　　第一个角度：Azimuth?(degrees of rotation around the z axis).　　表示手机自身的y轴与地磁场北极方向的角度，即手机顶部朝向与正北方向的角度。　　（This is the angle between magnetic north and the devices y axis. ）　　当手机绕着自身的z轴旋转时，该角度值将发生改变。　　例如该角度值为0时，表示手机顶部指向正北；该角度为90度时，代表手机顶部指向正东；该角度为180度时，代表手机顶部指向正南；该角度为270度时，代表手机顶部指向正西。?　　第二个角度：Pitch?(degrees of rotation around the x axis).　　表示手机顶部或尾部翘起的角度。　　当手机绕着自身的x轴旋转，该角度会发生变化，值的范围是-180到180度。　　当z轴正向朝着y轴正向旋转时，该角度是正值；当z轴正向朝着y轴负向旋转时，该