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。