android加速度傳感器：android 三軸加速度傳感器【轉(zhuǎn)】
一、手機中常用的傳感器
在Android2.3 gingerbread系統(tǒng)中，google提供了11種傳感器供應用層使用，具體如下：（Sensor類）
#define SENSOR_TYPE_ACCELEROMETER 1 //加速度
#define SENSOR_TYPE_MAGNETIC_FIELD 2 //磁力
#define SENSOR_TYPE_ORIENTATION 3 //方向
#define SENSOR_TYPE_GYROSCOPE 4 //陀螺儀
#define SENSOR_TYPE_LIGHT 5 //光線感應
#define SENSOR_TYPE_PRESSURE 6 //壓力
#define SENSOR_TYPE_TEMPERATURE 7 //溫度
#define SENSOR_TYPE_PROXIMITY 8 //接近
#define SENSOR_TYPE_GRAVITY 9 //重力
#define SENSOR_TYPE_LINEAR_ACCELERATION 10//線性加速度
#define SENSOR_TYPE_ROTATION_VECTOR 11//旋轉(zhuǎn)矢量
1-1加速度傳感器
加速度傳感器又叫G-sensor，返回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。
將手機平放在桌面上，x軸默認為0，y軸默認0，z軸默認9.81。
將手機朝下放在桌面上，z軸為-9.81。
將手機向左傾斜，x軸為正值。
將手機向右傾斜，x軸為負值。
將手機向上傾斜，y軸為負值。
將手機向下傾斜，y軸為正值。
加速度傳感器可能是最為成熟的一種mems產(chǎn)品，市場上的加速度傳感器種類很多。
手機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的加速度測量范圍，采用I2C或SPI接口和MCU相連，數(shù)據(jù)精度小于16bit。
1-2 磁力傳感器
磁力傳感器簡稱為M-sensor，返回x、y、z三軸的環(huán)境磁場數(shù)據(jù)。
該數(shù)值的單位是微特斯拉（micro-Tesla），用uT表示。
單位也可以是高斯（Gauss），1Tesla=Gauss。
硬件上一般沒有獨立的磁力傳感器，磁力數(shù)據(jù)由電子羅盤傳感器提供（E-compass）。
電子羅盤傳感器同時提供下文的方向傳感器數(shù)據(jù)。
1-3 方向傳感器
方向傳感器簡稱為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。
為了得到精確的角度數(shù)據(jù)，E-compass需要獲取G-sensor的數(shù)據(jù)，
經(jīng)過計算生產(chǎn)O-sensor數(shù)據(jù)，否則只能獲取水平方向的角度。
方向傳感器提供三個數(shù)據(jù)，分別為azimuth、pitch和roll。
azimuth：方位，返回水平時磁北極和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z軸向y軸轉(zhuǎn)動時，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x軸向z軸移動時，角度為正值。
電子羅盤在獲取正確的數(shù)據(jù)前需要進行校準，通?？捎?字校準法。
8字校準法要求用戶使用需要校準的設(shè)備在空中做8字晃動，
原則上盡量多的讓設(shè)備法線方向指向空間的所有8個象限。
手機中使用的電子羅盤芯片有AKM公司的897X系列，ST公司的LSM系列以及雅馬哈公司等等。
由于需要讀取G-sensor數(shù)據(jù)并計算出M-sensor和O-sensor數(shù)據(jù)，
因此廠商一般會提供一個后臺daemon來完成工作，電子羅盤算法一般是公司私有產(chǎn)權(quán)。
1-4 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手機實測：
水平逆時針旋轉(zhuǎn)，Z軸為正。
水平逆時針旋轉(zhuǎn)，z軸為負。
向左旋轉(zhuǎn)，y軸為負。
向右旋轉(zhuǎn)，y軸為正。
向上旋轉(zhuǎn)，x軸為負。
向下旋轉(zhuǎn)，x軸為正。
ST的L3G系列的陀螺儀傳感器比較流行，iphone4和google的nexus s中使用該種傳感器。
1-5 光線感應傳感器
光線感應傳感器檢測實時的光線強度，光強單位是lux，其物理意義是照射到單位面積上的光通量。
光線感應傳感器主要用于Android系統(tǒng)的LCD自動亮度功能。
可以根據(jù)采樣到的光強數(shù)值實時調(diào)整LCD的亮度。
1-6 壓力傳感器
壓力傳感器返回當前的壓強，單位是百帕斯卡hectopascal（hPa）。
1-7 溫度傳感器
溫度傳感器返回當前的溫度。
1-8 接近傳感器
接近傳感器檢測物體與手機的距離，單位是厘米。
一些接近傳感器只能返回遠和近兩個狀態(tài)，
因此，接近傳感器將最大距離返回遠狀態(tài)，小于最大距離返回近狀態(tài)。
接近傳感器可用于接聽電話時自動關(guān)閉LCD屏幕以節(jié)省電量。
一些芯片集成了接近傳感器和光線傳感器兩者功能。
下面三個傳感器是Android2新提出的傳感器類型，目前還不太清楚有哪些應用程序使用。
1-9 重力傳感器
重力傳感器簡稱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。
坐標系統(tǒng)與加速度傳感器相同。
當設(shè)備復位時，重力傳感器的輸出與加速度傳感器相同。
1-10 線性加速度傳感器
線性加速度傳感器簡稱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算公式如下：
加速度=重力 + 線性加速度
1-11 旋轉(zhuǎn)矢量傳感器
旋轉(zhuǎn)矢量傳感器簡稱RV-sensor。
旋轉(zhuǎn)矢量代表設(shè)備的方向，是一個將坐標軸和角度混合計算得到的數(shù)據(jù)。
RV-sensor輸出三個數(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。
RV的方向與軸旋轉(zhuǎn)的方向相同。
RV的三個數(shù)值，與cos(theta/2)組成一個四元組。
RV的數(shù)據(jù)沒有單位，使用的坐標系與加速度相同。
舉例：
sensors_event_t.data[0]=x*sin(theta/2)
sensors_event_t.data[1]=y*sin(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)過算法計算后得出。
算法一般是傳感器公司的私有產(chǎn)權(quán)。
二、Android感應檢測管理---SensorManager
1、取得SensorManager
使用感應檢測Sensor首要先獲取感應設(shè)備的檢測信號，你可以調(diào)用Context.getSysteService(SENSER_SERVICE)方法來取得感應檢測的服務
2、實現(xiàn)取得感應檢測Sensor狀態(tài)的監(jiān)聽功能
實現(xiàn)以下兩個SensorEventListener方法來監(jiān)聽，并取得感應檢測Sensor狀態(tài)：
//在感應檢測到Sensor的精密度有變化時被調(diào)用到。
public void onAccuracyChanged(Senso sensor,int accuracy);
//在感應檢測到Sensor的值有變化時會被調(diào)用到。
public void onSensorChanged(SensorEvent event);
3、實現(xiàn)取得感應檢測Sensor目標各類的值
實現(xiàn)下列g(shù)etSensorList()方法來取得感應檢測Sensor的值；
List
4、注冊SensorListener
sm.regesterListener(SensorEventListener listener, Sensor sensor, int rate);
第一個參數(shù)：監(jiān)聽Sensor事件，第二個參數(shù)是Sensor目標種類的值，第三個參數(shù)是延遲時間的精度密度。延遲時間的精密度參數(shù)如下：
參數(shù)
延遲時間
SensorManager.SENSOR_DELAY_FASTEST
0ms
SensorManager.SENSOR_DELAY_GAME
20ms
SensorManager.SENSOR_DELAY_UI
60ms
SensorManager.SENSOR_DELAY_NORMAL
200ms
因為感應檢測Sensor的服務是否頻繁和快慢都與電池參量的消耗有關(guān)，同時也會影響處理的效率，所以兼顧到消耗電池和處理效率的平衡，設(shè)置感應檢測Sensor的延遲時間是一門重要的學問，需要根據(jù)應用系統(tǒng)的需求來做適當?shù)脑O(shè)置。
感應檢測Sensor的硬件檢測組件受不同的廠商提供。你可以采用Sensor的getVendor(),Sensor()的getName()和Sensor的getVeesrion()方法來取得 廠商的名稱、產(chǎn)品和版本。
5、取消注冊
sm.unregisterListener(SensorEventListener listener)
6、感應檢測
加速度感應檢測——Accelerometer
Accelerometer Sensor測量的是所有施加在設(shè)備上的力所產(chǎn)生的加速度的負值（包括重力加速度）。加速度所使用的單位是m/sec^2，數(shù)值是加速度的負值。
SensorEvent.values[0]：加速度在X軸的負值
SensorEvent.values[1]：加速度在Y軸的負值
SensorEvent.values[2]：加速度在Z軸的負值
例如：
當手機Z軸朝上平放在桌面上，并且從左到右推動手機，此時X軸上的加速度是正數(shù)。
當手機Z軸朝上靜止放在桌面上，此時Z軸的加速度是+9.81m/sec^2。
當手機從空中自由落體，此時加速度是0
當手機向上以Am/sec^2的加速度向空中拋出，此時加速度是A+9.81m/sec^2
重力加速度感應檢測——Gravity
重力加速度，其單位是m/sec^2，其坐標系與Accelerometer使用的一致。當手機靜止時，gravity的值和Accelerometer的值是一致的。
線性加速度感應檢測——Linear-Acceleration
Accelerometer、Gravity和Linear-Acceleration三者的關(guān)系如下公式：
accelerometer=gravity + linear-acceleration
地磁場感應檢測——Magnetic-field
地磁場的單位是micro-Tesla(uT)，檢測的是X、Y、Z軸上的絕對地磁場。
陀螺儀感應檢測——Gyroscope
陀螺儀的單位是弧度/秒，測量的是物體分別圍繞X，Y，Z軸旋轉(zhuǎn)的角速度。它的坐標系與加速度傳感器的坐標系相同。逆時針方向旋轉(zhuǎn)的角度正的。也就是說，如果設(shè)備逆時針旋轉(zhuǎn)，觀察者向X，Y，Z軸的正方向看去，就報告設(shè)備是正轉(zhuǎn)的。請注意，這是標準的正旋轉(zhuǎn)的數(shù)學定義。
光線感應檢測——Light
values[0]:表示環(huán)境光照的水平，單位是SI lux。
位置逼近感應檢測——Proximity
values[0]:逼近的距離，單位是厘米(cm)。有一些傳感器只能支持近和遠兩種狀態(tài)，這種情況下，傳感器必須報告它在遠狀態(tài)下的maximum_range值和在近狀態(tài)下的小值。
旋轉(zhuǎn)矢量感應檢測——Rotation Vector
旋轉(zhuǎn)向量是用來表示設(shè)備的方向，它是由角度和軸組成，就是設(shè)備圍繞x,y,z軸之一旋轉(zhuǎn)θ角度。旋轉(zhuǎn)向量的三個要素是，這樣旋轉(zhuǎn)向量的大小等于sin(θ/2)，旋轉(zhuǎn)向量的方向等于旋轉(zhuǎn)軸的方向。
values[0]: x*sin(θ/2)
values[1]: y*sin(θ/2)
values[2]: z*sin(θ/2)
values[3]: cos(θ/2) (optional: only if value.length=4)
方向感應檢測——Orientation
其單位是角度
values[0]: Azimuth(方位)，地磁北方向與y軸的角度，圍繞z軸旋轉(zhuǎn)(0到359)。0=North, 90=East, 180=South, 270=West
values[1]: Pitch(俯仰),圍繞X軸旋轉(zhuǎn)(-180 to 180), 當Z軸向Y軸運動時是正值
values[2]: Roll(滾)，圍繞Y軸旋轉(zhuǎn)(-90 to 90)，當X軸向Z軸運動時是正值
三、舉例之-Gsensor
1，圖示三軸方向
Android重力感應系統(tǒng)的坐標系以屏幕的左下方為原點(【注意】2d編程的時候，是以屏幕左上方為原點的)，箭頭指向的方向為正。從-10到10，以浮點數(shù)為等級單位，想象一下以下情形：
手機屏幕向上(z軸朝天)水平放置的時侯，(x，y，z)的值分別為(0，0，10);
手機屏幕向下(z軸朝地)水平放置的時侯，(x，y，z)的值分別為(0，0，-10);
手機屏幕向左側(cè)放(x軸朝天)的時候，(x，y，z)的值分別為(10，0，0);
手機豎直(y軸朝天)向上的時候，(x，y，z)的值分別為(0，10，0);
其他的如此類推，規(guī)律就是：朝天的就是正數(shù)，朝地的就是負數(shù)。利用x,y,z三個值求三角函數(shù)，就可以精確檢測手機的運動狀態(tài)了。
2，通過監(jiān)測Gsensor判斷手機處于靜止/移動狀態(tài)
public class MainActivity extends Activity implements SensorEventListener {
private static final String TAG=MainActivity.class.getSimpleName();
private SensorManager mSensorManager;
private Sensor mSensor;
private TextView textviewX;
private TextView textviewY;
private TextView textviewZ;
private TextView textviewF;
private int mX, mY, mZ;
private long lasttimestamp=0;
Calendar mCalendar;
@Override
protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
super.onCreate(savedInstanceState);
setContentView(R.layout.activity_main);
textviewX = (TextView) findViewById(R.id.textView1);
textviewY = (TextView) findViewById(R.id.textView3);
textviewZ = (TextView) findViewById(R.id.textView4);
textviewF = (TextView) findViewById(R.id.textView2);
mSensorManager = (SensorManager) getSystemService(SENSOR_SERVICE);
mSensor =mSensorManager.getDefaultSensor(Sensor.TYPE_ACCELEROMETER);// TYPE_GRAVITY
if (null== mSensorManager) {
Log.d(TAG, "deveice not support SensorManager");
}
// 參數(shù)三，檢測的精準度
mSensorManager.registerListener(this, mSensor,
SensorManager.SENSOR_DELAY_NORMAL);// SENSOR_DELAY_GAME
}
@Override
public void onAccuracyChanged(Sensor sensor, int accuracy) {
}
@Override
public void onSensorChanged(SensorEvent event) {
if (event.sensor==null) {
return;
}
if (event.sensor.getType()== Sensor.TYPE_ACCELEROMETER) {
int x=(int) event.values[0];
int y=(int) event.values[1];
int z=(int) event.values[2];
mCalendar = Calendar.getInstance();
long stamp=mCalendar.getTimeInMillis() / 1000l;//
textviewX.setText(String.valueOf(x));
textviewY.setText(String.valueOf(y));
textviewZ.setText(String.valueOf(z));
int second=mCalendar.get(Calendar.SECOND);// 53
int px=Math.abs(mX - x);
int py=Math.abs(mY - y);
int pz=Math.abs(mZ - z);
Log.d(TAG, "pX:" + px + " pY:" + py + " pZ:" + pz + " stamp:"
+ stamp + " second:" + second);
int maxvalue= getMaxValue(px, py, pz);
if (maxvalue > 2 && (stamp - lasttimestamp) > 30) {
lasttimestamp = stamp;
Log.d(TAG, " sensor isMoveorchanged....");
textviewF.setText("檢測手機在移動..");
}
mX = x;
mY = y;
mZ = z;
}
}
public int getMaxValue(int px, int py, int pz) {
int max=0;
if (px > py && px > pz) {
max = px;
} else if (py > px && py > pz) {
max = py;
} else if (pz > px && pz > py) {
max = pz;
}
return max;
}
}
原理就是通過每次得到的x,y,z三軸的值，和下一次的值作比較，它們每個差值中絕對值最大的如果超過某一個閥值（自己定義），并且這種狀態(tài)持續(xù)了x秒，我們就視為手機處于（顛簸）移動狀態(tài)，當然這種判斷肯定是不科學的，有時候也會產(chǎn)生誤判，比較理想的場景就是：攜帶手機坐在公交上或是開車。
其它可供參考資料：
android加速度傳感器：Android中使用加速度傳感器
主要功能
記錄行走的步數(shù)，行走的時間
根據(jù)錄入的體重，步長可以計算出每天行走的歷程，消耗的熱量
對每天行走的歷程進行記錄，并給出星級評價
軟件原理
判斷人是否處于行走中，主要從以下幾個方面判斷：
人如果走起來了，一般會連續(xù)多走幾步。因此，如果沒有連續(xù)4-5個波動，那么就極大可能是干擾。
人走動的波動，比坐車產(chǎn)生的波動要大，因此可以看波峰波谷的高度，只檢測高于某個高度的波峰波谷。
人的反射神經(jīng)決定了人快速動的極限，怎么都不可能兩步之間小于0.2秒，因此間隔小于0.2秒的波峰波谷直接跳過通過重力加速計感應，重力變化的方向，大小。與正常走路或跑步時的重力變化比對，達到一定相似度時認為是在走路或跑步。實現(xiàn)起來很簡單，只要手機有重力感應器就能實現(xiàn)。
軟件記步數(shù)的精準度跟用戶的補償以及體重有關(guān)，也跟用戶設(shè)置的傳感器的靈敏度有關(guān)系，在設(shè)置頁面可以對相應的參數(shù)進行調(diào)節(jié)。一旦調(diào)節(jié)結(jié)束，可以重新開始。手機QQ早就加入了計算步幅功能，還能和好友PK“炫步”。本項目可以作為一個獨立的模塊放到合適的項目里面。
android加速度傳感器：Android中的傳感器之---加速度傳感器
加速度傳感器
加速度傳感器又叫G-sensor，返回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。
將手機平放在桌面上，x軸默認為0，y軸默認0，z軸默認9.81（由于地球的固有重力）。
將手機朝下放在桌面上，z軸為-9.81。
將手機向左傾斜，x軸為正值。
將手機向右傾斜，x軸為負值。
將手機向上傾斜，y軸為負值。
將手機向下傾斜，y軸為正值。
Android 加速度傳感器的類型是? Sensor.TYPE_ACCELEROMETER
通過 android.hardware.SensorEvent 返回加速度傳感器值。
加速度傳感器在手機中應用非常的廣泛，在開發(fā)的過程當中也非常的簡單，（獲取到值是真的非常的簡單，想要實現(xiàn)某種功能還是需要自己想想怎么加判斷吧）
舉個栗子：手機搖一搖的功能：
這個算是比較簡單的判斷了，獲取到x，y，z的值之后，對這三個值進行判斷，搖一搖手機的話這些值肯定會發(fā)生變化，我們定一個閾值，當它們的值超過某一個數(shù)字之后就進行了搖一搖，配合代碼實現(xiàn)更容易理解
手機搖一搖功能實現(xiàn)
上面代碼可以看到，通過x，y，z的值的變化來判斷手機是否進行了搖一搖，這個判斷是比較簡單的，思路就是這么個思路，這種判斷有缺點，上面判斷的是xyz的值不管是哪一個超過了20就認定手機進行了搖一搖，但是忽略了一點，就是用戶往一個方向甩動手機也能觸發(fā)，最好的就是只判斷zy，并且判斷的xy必須同時超過20才能認定是搖一搖，以下是改過的代碼
抬手亮屏
還有相對搖一搖來說復雜一點的功能--抬手亮屏，這個也是對xyz進行判斷，這里就不放代碼了，簡單說一下思路，當我們拿起手機的時候，加速度傳感器xyz的值肯定會發(fā)生變化，我們可以判斷它的結(jié)束值，就是手機對著我們的臉的時候傳感器的值是個什么樣的狀態(tài)（我低著頭對著手機的時候是x:0,y:8,z:5），我們可以對這個值進行判斷，在手機200ms內(nèi)達到這個值就被認定抬手亮屏
代碼部分
下面是獲取加速度傳感器的值以及手機搖一搖的代碼
更多手機傳感器使用請看Android中的傳感器（總）
android加速度傳感器：Android傳感器SensorEventListener之加速度傳感器
這個類（我的是Activity中）繼承SensorEventListener接口
先獲取傳感器對象，再獲取傳感器對象的類型
//獲取傳感器管理對象
SensorManager mSensorManager=(SensorManager)getSystemService(Context.SENSOR_SERVICE);
// 獲取傳感器的類型(TYPE_ACCELEROMETER:加速度傳感器)
Sensor mSensor=mSensorManager.getDefaultSensor(Sensor.TYPE_ACCELEROMETER);
這里我們除了可以獲取加速度傳感器之外，還可以獲取其他類型的傳感器，如：
* Sensor.TYPE_ORIENTATION：方向傳感器。
* Sensor.TYPE_GYROSCOPE：陀螺儀傳感器。
* Sensor.TYPE_MAGNETIC_FIELD：磁場傳感器。
* Sensor.TYPE_GRAVITY：重力傳感器。
* Sensor.TYPE_LINEAR_ACCELERATION：線性加速度傳感器。
* Sensor.TYPE_AMBIENT_TEMPERATURE：溫度傳感器。
* Sensor.TYPE_LIGHT：光傳感器。
* Sensor.TYPE_PRESSURE：壓力傳感器。
重寫注冊方法
@Override
protected void onResume(){
super.onResume();
//為加速度傳感器注冊監(jiān)聽器
mSensorManager.registerListener(this, mSensor, SensorManager.SENSOR_DELAY_GAME);
}
重寫onSensorChanged方法
@Override
public void onSensorChanged(SensorEvent event){
values=event.values;
StringBuilder sb=new StringBuilder();
sb.append("X方向的加速度：");
sb.append(values[0]);
sb.append("/nY方向的加速度：");
sb.append(values[1]);
sb.append("/nZ方向的加速度：");
sb.append(values[2]);
mTextValue.setText(sb.toString());//輸出到Imageview上，就可看見加速度的變化
}
重寫取消監(jiān)聽的方法
@Override
protected void onStop(){
super.onStop();
//取消監(jiān)聽
mSensorManager.unregisterListener(this);
}
這樣就能獲取加速啦。
將values[]數(shù)組傳給需要使用的對象就能使用了。
總結(jié)
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