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位置传感器

Android 平台提供了两个传感器，可用于确定设备：地磁场传感器和加速度计。Android 平台还提供一款传感器，可让您确定设备与物体接触（称为近程传感器）。通过地磁场传感器和近程传感器均基于硬件。大多数人手机和平板电脑制造商配备了地磁场传感器。同样，手机制造商通常包含一个近程传感器，用于确定手机靠近用户的脸部（例如，在手机屏幕上）调用）。要确定设备的屏幕方向，您可以使用设备的加速度计和地磁场传感器。

注意：Android 2.2 中已废弃方向传感器（API 级别 8），并且 Android 4.4W 中已废弃屏幕方向传感器类型（API 级别 20）。

位置传感器对于确定设备在世界的参照系例如，您可以使用地磁场传感器结合加速度计，以确定设备的位置相对于磁性北极您还可以使用这些传感器在应用的参照系中确定设备的屏幕方向。位置传感器通常不用于监控设备的移动情况，例如摇晃、倾斜或推力（有关详情，请参阅移动传感器）。

地磁场传感器和加速度计返回多维数组每个 SensorEvent 的传感器值。例如：地磁场传感器可提供三个坐标轴中的每个坐标轴。同样，加速度计传感器测量在运动期间施加到设备的加速度传感器事件。如需详细了解所使用的坐标系传感器，请参见传感器坐标系。近程传感器提供单个值每个传感器事件触发表 1 总结了 Android 平台支持这一功能。

表 1. Android 平台支持的位置传感器。

传感器	传感器事件数据	说明	度量单位
`TYPE_GAME_ROTATION_VECTOR`	`SensorEvent.values[0]`	沿 x 轴的旋转矢量分量 (x * sin(θ/2))。	无单位
	`SensorEvent.values[1]`	沿 y 轴的旋转矢量分量 (y * sin(θ/2))。
	`SensorEvent.values[2]`	沿 z 轴的旋转矢量分量 (z * sin(θ/2))。
`TYPE_GEOMAGNETIC_ROTATION_VECTOR`	`SensorEvent.values[0]`	沿 x 轴的旋转矢量分量 (x * sin(θ/2))。	无单位
	`SensorEvent.values[1]`	沿 y 轴的旋转矢量分量 (y * sin(θ/2))。
	`SensorEvent.values[2]`	沿 z 轴的旋转矢量分量 (z * sin(θ/2))。
`TYPE_MAGNETIC_FIELD`	`SensorEvent.values[0]`	沿 x 轴的地磁场强度。	微秒
	`SensorEvent.values[1]`	沿 y 轴的地磁场强度。
	`SensorEvent.values[2]`	沿 z 轴的地磁场强度。
`TYPE_MAGNETIC_FIELD_UNCALIBRATED`	`SensorEvent.values[0]`	沿 x 轴的地磁场强度（无硬铁校准功能）。	微秒
	`SensorEvent.values[1]`	沿 y 轴的地磁场强度（无硬铁校准功能）。
	`SensorEvent.values[2]`	沿 z 轴的地磁场强度（无硬铁校准功能）。
	`SensorEvent.values[3]`	沿 x 轴的铁偏差估算。
	`SensorEvent.values[4]`	沿 y 轴的铁偏差估算。
	`SensorEvent.values[5]`	沿 z 轴的铁偏差估算。
`TYPE_ORIENTATION`¹	`SensorEvent.values[0]`	方位角（绕 z 轴的角度）。	度数
	`SensorEvent.values[1]`	俯仰角（绕 x 轴的角度）。
	`SensorEvent.values[2]`	倾侧角（绕 y 轴的角度）。
`TYPE_PROXIMITY`	`SensorEvent.values[0]`	与物体的距离。²	厘米

¹此传感器在 Android 2.2 (API) 中已废弃级别 8），且此传感器类型在 Android 4.4W（API 级别 20）中已废弃。传感器框架提供了用于获取设备的替代方法 Compute Engine 中的设备的屏幕方向。

² 有些近程传感器仅提供二进制值分别代表近远和远近

使用游戏旋转矢量传感器

游戏旋转矢量传感器与轮播矢量传感器，但它不使用地磁场。因此，Y 轴而是指向其他参考该引用可按与陀螺仪绕 Z 轴漂移的位置相同数量级。

由于游戏旋转矢量传感器不使用磁场，因此相对旋转角度更加准确，不受磁场变化的影响。在以下情况下，请在游戏中使用此传感器：您并不在意北方是什么，而且正常旋转矢量不符合您的需求因为它依赖于磁场。

以下代码展示了如何获取默认游戏旋转矢量的实例传感器：

Kotlin

private lateinit var sensorManager: SensorManager
private var sensor: Sensor? = null
...
sensorManager = getSystemService(Context.SENSOR_SERVICE) as SensorManager
sensor = sensorManager.getDefaultSensor(Sensor.TYPE_GAME_ROTATION_VECTOR)

Java

private SensorManager sensorManager;
private Sensor sensor;
...
sensorManager = (SensorManager) getSystemService(Context.SENSOR_SERVICE);
sensor = sensorManager.getDefaultSensor(Sensor.TYPE_GAME_ROTATION_VECTOR);

使用地磁旋转矢量传感器

地磁旋转矢量传感器类似于旋转矢量传感器，而它不使用陀螺仪。此传感器的准确度低于正常旋转矢量传感器但功耗有所降低。仅在需要收集旋转信息时使用此传感器在后台获取信息，同时又不会消耗太多电量。使用此传感器时最有用结合使用。

以下代码展示如何获取默认地磁旋转的实例矢量传感器：

Kotlin

private lateinit var sensorManager: SensorManager
private var sensor: Sensor? = null
...
sensorManager = getSystemService(Context.SENSOR_SERVICE) as SensorManager
sensor = sensorManager.getDefaultSensor(Sensor.TYPE_GEOMAGNETIC_ROTATION_VECTOR)

Java

private SensorManager sensorManager;
private Sensor sensor;
...
sensorManager = (SensorManager) getSystemService(Context.SENSOR_SERVICE);
sensor = sensorManager.getDefaultSensor(Sensor.TYPE_GEOMAGNETIC_ROTATION_VECTOR);

计算设备的屏幕方向

通过计算设备的屏幕方向，您可以监控相对于地球参照系（具体来讲，北极）。以下代码展示了如何计算设备的屏幕方向：

Kotlin

private lateinit var sensorManager: SensorManager
...
// Rotation matrix based on current readings from accelerometer and magnetometer.
val rotationMatrix = FloatArray(9)
SensorManager.getRotationMatrix(rotationMatrix, null, accelerometerReading, magnetometerReading)

// Express the updated rotation matrix as three orientation angles.
val orientationAngles = FloatArray(3)
SensorManager.getOrientation(rotationMatrix, orientationAngles)

Java

private SensorManager sensorManager;
...
// Rotation matrix based on current readings from accelerometer and magnetometer.
final float[] rotationMatrix = new float[9];
SensorManager.getRotationMatrix(rotationMatrix, null,
    accelerometerReading, magnetometerReading);

// Express the updated rotation matrix as three orientation angles.
final float[] orientationAngles = new float[3];
SensorManager.getOrientation(rotationMatrix, orientationAngles);

系统使用设备的地磁学来计算屏幕方向角现场传感器与设备的加速度计结合使用。使用这两种系统会为以下三大平台提供数据：屏幕方向角度：

方位角（绕 -z 轴的旋转角度）。这是设备当前罗盘方向与磁北方向之间的角度。如果设备的顶部边缘朝向磁北方向，则方位角为 0 学位；如果上边缘朝南，则方位角为 180 度。同样，如果上边缘朝东，则方位角为 90 度；如果上边缘朝西，方位角为 270 度。
俯仰角（绕 x 轴旋转的角度）。这是平行于设备屏幕的平面与平行平面之间的夹角如果将设备放在与地面平行的位置，并将设备的顶部边缘向地面倾斜，俯仰角将变为正。反方向倾斜 - 使设备的顶部边缘远离地面— 俯仰角变为负值。值的范围是 -90 度到 90 度。
滚转（绕 y 轴旋转的角度）。这是垂直于设备屏幕的平面与平面之间的角度与地面垂直如果将设备与地面平行放置使底部边缘最靠近您，并倾斜设备的左侧边缘旋转角度将变为正值。向相反方向倾斜方向—即设备的右边缘向地面移动— 导致侧倾角变为负值。值的范围为 -180 度设为 180 度。

注意：传感器的滚转定义已发生变化，以反映地理传感器生态系统中的绝大多数实现。

请注意，这些角度使用的坐标系与一种用于航空航天飞机（用于偏航、俯仰和翻滚）。在航空系统中， X 轴是沿着飞机长边（从机尾到机头）的。

方向传感器通过处理原始传感器数据来获取其数据来自加速度计和地磁场传感器的传感器。由于云量较大，屏幕方向的精确度和精确度、传感器就变小了。具体来说，该传感器只有在发生滚转时，角度为 0。因此，Android 中已废弃方向传感器 2.2（API 级别 8），Android 中废弃了屏幕方向传感器类型 4.4W（API 级别 20）。我们建议您不要使用来自方向传感器的原始数据，请使用 getRotationMatrix() 方法与 getOrientation() 方法计算屏幕方向值，如以下代码示例所示。作为可以使用 remapCoordinateSystem() 方法将屏幕方向值转换为应用的参考。

Kotlin

class SensorActivity : Activity(), SensorEventListener {

    private lateinit var sensorManager: SensorManager
    private val accelerometerReading = FloatArray(3)
    private val magnetometerReading = FloatArray(3)

    private val rotationMatrix = FloatArray(9)
    private val orientationAngles = FloatArray(3)

    public override fun onCreate(savedInstanceState: Bundle?) {
        super.onCreate(savedInstanceState)
        setContentView(R.layout.main)
        sensorManager = getSystemService(Context.SENSOR_SERVICE) as SensorManager
    }

    override fun onAccuracyChanged(sensor: Sensor, accuracy: Int) {
        // Do something here if sensor accuracy changes.
        // You must implement this callback in your code.
    }

    override fun onResume() {
        super.onResume()

        // Get updates from the accelerometer and magnetometer at a constant rate.
        // To make batch operations more efficient and reduce power consumption,
        // provide support for delaying updates to the application.
        //
        // In this example, the sensor reporting delay is small enough such that
        // the application receives an update before the system checks the sensor
        // readings again.
        sensorManager.getDefaultSensor(Sensor.TYPE_ACCELEROMETER)?.also { accelerometer ->
            sensorManager.registerListener(
                    this,
                    accelerometer,
                    SensorManager.SENSOR_DELAY_NORMAL,
                    SensorManager.SENSOR_DELAY_UI
            )
        }
        sensorManager.getDefaultSensor(Sensor.TYPE_MAGNETIC_FIELD)?.also { magneticField ->
            sensorManager.registerListener(
                    this,
                    magneticField,
                    SensorManager.SENSOR_DELAY_NORMAL,
                    SensorManager.SENSOR_DELAY_UI
            )
        }
    }

    override fun onPause() {
        super.onPause()

        // Don't receive any more updates from either sensor.
        sensorManager.unregisterListener(this)
    }

    // Get readings from accelerometer and magnetometer. To simplify calculations,
    // consider storing these readings as unit vectors.
    override fun onSensorChanged(event: SensorEvent) {
        if (event.sensor.type == Sensor.TYPE_ACCELEROMETER) {
            System.arraycopy(event.values, 0, accelerometerReading, 0, accelerometerReading.size)
        } else if (event.sensor.type == Sensor.TYPE_MAGNETIC_FIELD) {
            System.arraycopy(event.values, 0, magnetometerReading, 0, magnetometerReading.size)
        }
    }

    // Compute the three orientation angles based on the most recent readings from
    // the device's accelerometer and magnetometer.
    fun updateOrientationAngles() {
        // Update rotation matrix, which is needed to update orientation angles.
        SensorManager.getRotationMatrix(
                rotationMatrix,
                null,
                accelerometerReading,
                magnetometerReading
        )

        // "rotationMatrix" now has up-to-date information.

        SensorManager.getOrientation(rotationMatrix, orientationAngles)

        // "orientationAngles" now has up-to-date information.
    }
}

Java

public class SensorActivity extends Activity implements SensorEventListener {

    private SensorManager sensorManager;
    private final float[] accelerometerReading = new float[3];
    private final float[] magnetometerReading = new float[3];

    private final float[] rotationMatrix = new float[9];
    private final float[] orientationAngles = new float[3];

    @Override
    public void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.main);
        sensorManager = (SensorManager) getSystemService(Context.SENSOR_SERVICE);
    }

    @Override
    public void onAccuracyChanged(Sensor sensor, int accuracy) {
        // Do something here if sensor accuracy changes.
        // You must implement this callback in your code.
    }

    @Override
    protected void onResume() {
        super.onResume();

        // Get updates from the accelerometer and magnetometer at a constant rate.
        // To make batch operations more efficient and reduce power consumption,
        // provide support for delaying updates to the application.
        //
        // In this example, the sensor reporting delay is small enough such that
        // the application receives an update before the system checks the sensor
        // readings again.
        Sensor accelerometer = sensorManager.getDefaultSensor(Sensor.TYPE_ACCELEROMETER);
        if (accelerometer != null) {
            sensorManager.registerListener(this, accelerometer,
                SensorManager.SENSOR_DELAY_NORMAL, SensorManager.SENSOR_DELAY_UI);
        }
        Sensor magneticField = sensorManager.getDefaultSensor(Sensor.TYPE_MAGNETIC_FIELD);
        if (magneticField != null) {
            sensorManager.registerListener(this, magneticField,
                SensorManager.SENSOR_DELAY_NORMAL, SensorManager.SENSOR_DELAY_UI);
        }
    }

    @Override
    protected void onPause() {
        super.onPause();

        // Don't receive any more updates from either sensor.
        sensorManager.unregisterListener(this);
    }

    // Get readings from accelerometer and magnetometer. To simplify calculations,
    // consider storing these readings as unit vectors.
    @Override
    public void onSensorChanged(SensorEvent event) {
        if (event.sensor.getType() == Sensor.TYPE_ACCELEROMETER) {
          System.arraycopy(event.values, 0, accelerometerReading,
              0, accelerometerReading.length);
        } else if (event.sensor.getType() == Sensor.TYPE_MAGNETIC_FIELD) {
            System.arraycopy(event.values, 0, magnetometerReading,
                0, magnetometerReading.length);
        }
    }

    // Compute the three orientation angles based on the most recent readings from
    // the device's accelerometer and magnetometer.
    public void updateOrientationAngles() {
        // Update rotation matrix, which is needed to update orientation angles.
        SensorManager.getRotationMatrix(rotationMatrix, null,
            accelerometerReading, magnetometerReading);

        // "rotationMatrix" now has up-to-date information.

        SensorManager.getOrientation(rotationMatrix, orientationAngles);

        // "orientationAngles" now has up-to-date information.
    }
}

您通常不需要对设备原始方向角，而不是平移传感器的方向角坐标系。

使用地磁场传感器

借助地磁场传感器，您可以监测地球磁场的变化。通过以下代码展示如何获取默认地磁场传感器的实例：

Kotlin

private lateinit var sensorManager: SensorManager
private var sensor: Sensor? = null
...
sensorManager = getSystemService(Context.SENSOR_SERVICE) as SensorManager
sensor = sensorManager.getDefaultSensor(Sensor.TYPE_MAGNETIC_FIELD)

Java

private SensorManager sensorManager;
private Sensor sensor;
...
sensorManager = (SensorManager) getSystemService(Context.SENSOR_SERVICE);
sensor = sensorManager.getDefaultSensor(Sensor.TYPE_MAGNETIC_FIELD);

注意：如果您的应用以 Android 12（API 级别 31）或这个传感器就是有速率限制。

该传感器提供三个坐标轴中每个坐标轴的原始场强数据（以 μT 为单位）。通常，您无需直接使用此传感器。您可以改用旋转矢量传感器来确定原始旋转运动，也可以使用加速度计和地磁场传感器与 getRotationMatrix() 方法结合使用，以获取旋转矩阵和倾斜矩阵。然后，您可以将这些矩阵与 getOrientation() 搭配使用和 getInclination() 方法以获取方位角以及地磁倾角数据

注意：在测试应用时，您可以改进以 8 字形图案挥动设备，了解传感器的准确度。

使用未经校准的磁力计

未经校准的磁力计类似于地磁场传感器，只不过没有对磁场应用硬铁校准。出厂校准仍会对磁场施加温度补偿。未经校准的磁力计有助于处理不良的硬铁估算。一般来说，geomagneticsensor_event.values[0] 将接近 uncalibrated_magnetometer_event.values[0] - uncalibrated_magnetometer_event.values[3]。即，

calibrated_x ~= uncalibrated_x - bias_estimate_x

注意：未校准传感器可提供更多原始结果，包含一些偏差，但它们的测量结果包含从应用校正到校准。某些应用可能更喜欢这些未经校准的结果，因为它们更平滑、更流畅可靠性。例如，如果应用尝试自行进行传感器融合，引入校准可能会使结果失真。

除了磁场以外，未经校准的磁力计还提供估算硬铁偏差。以下代码展示了如何获取默认的未校准磁力计：

Kotlin

private lateinit var sensorManager: SensorManager
private var sensor: Sensor? = null
...
sensorManager = getSystemService(Context.SENSOR_SERVICE) as SensorManager
sensor = sensorManager.getDefaultSensor(Sensor.TYPE_MAGNETIC_FIELD_UNCALIBRATED)

Java

private SensorManager sensorManager;
private Sensor sensor;
...
sensorManager = (SensorManager) getSystemService(Context.SENSOR_SERVICE);
sensor = sensorManager.getDefaultSensor(Sensor.TYPE_MAGNETIC_FIELD_UNCALIBRATED);

使用近程传感器

借助近程传感器，您可以确定物体与设备之间的距离。以下代码展示了如何获取默认近程传感器的实例：

Kotlin

private lateinit var sensorManager: SensorManager
private var sensor: Sensor? = null
...
sensorManager = getSystemService(Context.SENSOR_SERVICE) as SensorManager
sensor = sensorManager.getDefaultSensor(Sensor.TYPE_PROXIMITY)

Java

private SensorManager sensorManager;
private Sensor sensor;
...
sensorManager = (SensorManager) getSystemService(Context.SENSOR_SERVICE);
sensor = sensorManager.getDefaultSensor(Sensor.TYPE_PROXIMITY);

近程传感器通常用于确定头部与面部之间的距离（例如，当用户拨打或接听电话时）。大多数人近程传感器返回绝对距离（以厘米为单位），但有些传感器只返回远距离值。

注意：在某些设备型号上，近程传感器隐藏屏幕时，屏幕下方可能会出现闪烁的点。

以下代码展示如何使用近程传感器：

Kotlin

class SensorActivity : Activity(), SensorEventListener {

    private lateinit var sensorManager: SensorManager
    private var proximity: Sensor? = null

    public override fun onCreate(savedInstanceState: Bundle?) {
        super.onCreate(savedInstanceState)
        setContentView(R.layout.main)

        // Get an instance of the sensor service, and use that to get an instance of
        // a particular sensor.
        sensorManager = getSystemService(Context.SENSOR_SERVICE) as SensorManager
        proximity = sensorManager.getDefaultSensor(Sensor.TYPE_PROXIMITY)
    }

    override fun onAccuracyChanged(sensor: Sensor, accuracy: Int) {
        // Do something here if sensor accuracy changes.
    }

    override fun onSensorChanged(event: SensorEvent) {
        val distance = event.values[0]
        // Do something with this sensor data.
    }

    override fun onResume() {
        // Register a listener for the sensor.
        super.onResume()

        proximity?.also { proximity ->
            sensorManager.registerListener(this, proximity, SensorManager.SENSOR_DELAY_NORMAL)
        }
    }

    override fun onPause() {
        // Be sure to unregister the sensor when the activity pauses.
        super.onPause()
        sensorManager.unregisterListener(this)
    }
}

Java

public class SensorActivity extends Activity implements SensorEventListener {
    private SensorManager sensorManager;
    private Sensor proximity;

    @Override
    public final void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.main);

        // Get an instance of the sensor service, and use that to get an instance of
        // a particular sensor.
        sensorManager = (SensorManager) getSystemService(Context.SENSOR_SERVICE);
        proximity = sensorManager.getDefaultSensor(Sensor.TYPE_PROXIMITY);
    }

    @Override
    public final void onAccuracyChanged(Sensor sensor, int accuracy) {
        // Do something here if sensor accuracy changes.
    }

    @Override
    public final void onSensorChanged(SensorEvent event) {
        float distance = event.values[0];
        // Do something with this sensor data.
    }

    @Override
    protected void onResume() {
        // Register a listener for the sensor.
        super.onResume();
        sensorManager.registerListener(this, proximity, SensorManager.SENSOR_DELAY_NORMAL);
      }

    @Override
    protected void onPause() {
        // Be sure to unregister the sensor when the activity pauses.
        super.onPause();
        sensorManager.unregisterListener(this);
    }
}

注意：有些近程传感器会返回代表 “附近”还是“远”？在这种情况下，传感器通常会在远距离状态下报告其最大范围值在接近状态下的较小值。通常，远距离值为 >5 厘米，但这可能有所不同从传感器到传感器。您可以使用 getMaximumRange() 方法确定传感器的最大范围。

另请阅读

移动传感器

环境传感器