直线加速方向跟踪手机的上下运动

Question

我试图仅在垂直方向上跟踪设备的运动，即向上和向下运动。这应该与设备的方向无关。我已经知道或尝试过的就是这些

1. 线性加速度由传感器 TYPE_LINEAR_ACCELERATION 给出，轴是手机轴，因此跟踪任何特定轴都没有区别。

2. 我尝试应用转置或旋转矢量的逆（旋转矢量的逆或转置相同），然后尝试跟踪线性加速度矢量的 z 方向。似乎没有帮助。

3. 我正在尝试使用重力值 (TYPE_GRAVITY) 进行点积来获取加速度的方向，但它似乎容易出错。即使我将设备快速向上移动，它也会显示正在下降。

我将在这里概述此方法

dotProduct = vectorA[0]*vectorB[0]+vectorA[1]*vectorB[1] + vectorA[2]*vectorB[2];    
cosineVal = dotProduct/(|vectorA|*|vectorB|)    
if(cosineVal > 0 ) down else Up.

该方法有什么缺陷？请帮忙，我已经坚持了一段时间了。

Answer 1

在我看来，在第三种方法中，您试图找到两个向量（重力向量和加速度向量）之间的角度余弦。这个想法是，如果角度接近 180 度，您就有向上运动，如果角度接近 0 度，您就有向下运动。余弦是角度在 -90 到 90 度时具有正值的函数。因此，当您的 cosineVal 值为正时，这意味着手机正在下降，即使 cosineVal 接近 1 运动也是直线下降。所以反之亦然。当余弦为负时（从 90 度到 270 度），您将向上移动。

也许你可以从Sensor.TYPE_ACCELEROMETER 和https://developer.android.com/reference/android/hardware/SensorEvent.html#values 获得矢量，那里有重力矢量和加速度矢量。
我在下面做了一个代码sn-p你可以试试。

public class MainActivity extends AppCompatActivity implements SensorEventListener {
    private float[] gravity = new float[3];
    private float[] linear_acceleration = new float[3];

    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.activity_main);
        SensorManager mSensorManager = (SensorManager) getSystemService(SENSOR_SERVICE);
        Sensor mAccelerometer = mSensorManager.getDefaultSensor(Sensor.TYPE_ACCELEROMETER);
        mSensorManager.registerListener(this, mAccelerometer, SensorManager.SENSOR_DELAY_NORMAL);
    }

    @Override
    public void onSensorChanged(SensorEvent event) {
        // alpha is calculated as t / (t + dT)
        // with t, the low-pass filter's time-constant
        // and dT, the event delivery rate

        final float alpha = 0.8f;

        gravity[0] = alpha * gravity[0] + (1 - alpha) * event.values[0];
        gravity[1] = alpha * gravity[1] + (1 - alpha) * event.values[1];
        gravity[2] = alpha * gravity[2] + (1 - alpha) * event.values[2];

        linear_acceleration[0] = event.values[0] - gravity[0];
        linear_acceleration[1] = event.values[1] - gravity[1];
        linear_acceleration[2] = event.values[2] - gravity[2];

        float scalarProduct = gravity[0] * linear_acceleration[0] +
                gravity[1] * linear_acceleration[1] +
                gravity[2] * linear_acceleration[2];
        float gravityVectorLength = (float) Math.sqrt(gravity[0] * gravity[0] +
                gravity[1] * gravity[1] + gravity[2] * gravity[2]);
        float lianearAccVectorLength = (float) Math.sqrt(linear_acceleration[0] * linear_acceleration[0] +
                linear_acceleration[1] * linear_acceleration[1] + linear_acceleration[2] * linear_acceleration[2]);

        float cosVectorAngle = scalarProduct / (gravityVectorLength * lianearAccVectorLength);

        TextView tv = (TextView) findViewById(R.id.tv);
        if (lianearAccVectorLength > 2) {//increase to detect only bigger accelerations, decrease to make detection more sensitive but noisy
            if (cosVectorAngle > 0.5) {
                tv.setText("Down");
            } else if (cosVectorAngle < -0.5) {
                tv.setText("Up");
            }
        }
    }

    @Override
    public void onAccuracyChanged(Sensor sensor, int i) {

    }
}