当手机倾斜时，Android getOrientation 方位角会被污染

Question

我遇到了一个非常烦人的问题，即 AR 视图就像指南针一样。所以当我竖着拿着手机时（让屏幕指向我的脸），然后我打电话给remapCoordinateSystem，当竖着它时，音高为0。然后方位角（罗盘功能）是完美的，但是一旦我倾斜手机，方位角就会被破坏，如果我向前弯曲，方位角会增加，如果我向后弯曲，它会减小。

我使用 2 个传感器来获取读数，Sensor.TYPE_MAGNETIC_FIELD 和 Sensor.TYPE_GRAVITY。

我使用了一个非常基础的低通滤波器，它使用 alpha 常量实现，并直接用于传感器的读取值。

这是我的代码：

float[] rotationMatrix = new float[9];
SensorManager.getRotationMatrix(rotationMatrix, null, gravitymeterValues,
    magnetometerValues);

float[] remappedRotationMatrix = new float[9];

SensorManager.remapCoordinateSystem(rotationMatrix, SensorManager.AXIS_X,
    SensorManager.AXIS_Z, remappedRotationMatrix);

float results[] = new float[3];
SensorManager.getOrientation(remappedRotationMatrix, results);

float azimuth = (float) (results[0] * 180 / Math.PI);
if (azimuth < 0) {
    azimuth += 360;
}

float pitch = (float) (results[1] * 180 / Math.PI);
float roll = (float) (results[2] * 180 / Math.PI);

如您所见，这里没有魔法。当gravitymeterValues和magnetometerValues都可以使用时，我调用这段代码。

我的问题是，当我倾斜手机时，如何防止方位角变得疯狂？

我在 Google Play 商店中查看了一个免费的应用程序，Compass，它并没有解决这个问题，但我希望有一个解决方案。

我有两个解决方案：

1. 让 AR 视图只在非常受限的俯仰角度下工作，现在我有类似 pitch >= -5 && pitch <= 30 的东西。如果这未完成，则会向用户显示一个屏幕，要求他/她将手机旋转到纵向。

2. 以某种方式使用俯仰角来抑制方位角，虽然这似乎是一个非常适合特定设备的解决方案，但我当然愿意接受建议。

我还可以补充一点，我已经花了几个小时寻找一个体面的解决方案，但我没有找到任何比 2) 更好的解决方案。

提前致谢！

Answer 1

完整代码见https://github.com/hoananguyen/dsensor
保持历史和平均值，我不知道俯仰和滚动的正确解释，所以以下代码仅用于方位角。

班级成员

private List<float[]> mRotHist = new ArrayList<float[]>();
private int mRotHistIndex;
// Change the value so that the azimuth is stable and fit your requirement
private int mHistoryMaxLength = 40;
float[] mGravity;
float[] mMagnetic;
float[] mRotationMatrix = new float[9];
// the direction of the back camera, only valid if the device is tilted up by
// at least 25 degrees.
private float mFacing = Float.NAN;

public static final float TWENTY_FIVE_DEGREE_IN_RADIAN = 0.436332313f;
public static final float ONE_FIFTY_FIVE_DEGREE_IN_RADIAN = 2.7052603f;

onSensorChanged

@Override
public void onSensorChanged(SensorEvent event)
{
     if (event.sensor.getType() == Sensor.TYPE_GRAVITY)
     {
         mGravity = event.values.clone();
     }
     else
     {
        mMagnetic = event.values.clone();
     }

     if (mGravity != null && mMagnetic != null)
     {
          if (SensorManager.getRotationMatrix(mRotationMatrix, null, mGravity, mMagnetic))
          {
              // inclination is the degree of tilt by the device independent of orientation (portrait or landscape)
              // if less than 25 or more than 155 degrees the device is considered lying flat
              float inclination = (float) Math.acos(mRotationMatrix[8]);
              if (inclination < TWENTY_FIVE_DEGREE_IN_RADIAN 
                      || inclination > ONE_FIFTY_FIVE_DEGREE_IN_RADIAN)
              {
                  // mFacing is undefined, so we need to clear the history
                  clearRotHist();
                  mFacing = Float.NaN;
              }
              else
              {
                  setRotHist();
                  // mFacing = azimuth is in radian
                  mFacing = findFacing(); 
              }
          }
     }
}

private void clearRotHist()
{
    if (DEBUG) {Log.d(TAG, "clearRotHist()");}
    mRotHist.clear();
    mRotHistIndex = 0;
}

private void setRotHist()
{
    if (DEBUG) {Log.d(TAG, "setRotHist()");}
    float[] hist = mRotationMatrix.clone();
    if (mRotHist.size() == mHistoryMaxLength)
    {
        mRotHist.remove(mRotHistIndex);
    }   
    mRotHist.add(mRotHistIndex++, hist);
    mRotHistIndex %= mHistoryMaxLength;
}

private float findFacing()
{
    if (DEBUG) {Log.d(TAG, "findFacing()");}
    float[] averageRotHist = average(mRotHist);
    return (float) Math.atan2(-averageRotHist[2], -averageRotHist[5]);
}

public float[] average(List<float[]> values)
{
    float[] result = new float[9];
    for (float[] value : values)
    {
        for (int i = 0; i < 9; i++)
        {
            result[i] += value[i];
        }
    }

    for (int i = 0; i < 9; i++)
    {
        result[i] = result[i] / values.size();
    }

    return result;
}