A plataforma Android oferece vários sensores que permitem monitorar o movimento de um dispositivo.
As possíveis arquiteturas dos sensores variam de acordo com o tipo de sensor:
- Os sensores de gravidade, aceleração linear, vetor de rotação, movimento significativo, contador de passos e detector de passos são baseados em hardware ou software.
- Os sensores de acelerômetro ou giroscópio sempre têm hardware como base.
A maioria dos dispositivos Android tem um acelerômetro e muitos agora incluem um giroscópio. A disponibilidade dos sensores baseados em software é mais variável, porque eles geralmente dependem de um ou mais sensores de hardware para derivar os dados. Dependendo do dispositivo, esses sensores baseados em software podem derivar os dados do acelerômetro e do magnetômetro ou do giroscópio.
Os sensores de movimento são úteis para monitorar o movimento do dispositivo, como inclinação, trepidação, rotação ou balanço. O movimento geralmente é um reflexo da entrada direta do usuário (por exemplo, um usuário dirigindo um carro em um jogo ou um usuário controlando uma bola em um jogo), mas também pode ser um reflexo do ambiente físico em que o dispositivo está (por exemplo, se movendo com você enquanto dirige o carro). No primeiro caso, você está monitorando o movimento em relação ao frame de referência do dispositivo ou do aplicativo. No segundo caso, você está monitorando o movimento em relação ao frame de referência do mundo. Os sensores de movimento por si só não são usados para monitorar a posição do dispositivo, mas podem ser usados com outros sensores, como o sensor de campo geomagnético, para determinar a posição de um dispositivo em relação ao frame de referência do mundo. Consulte Sensores de posição para mais informações.
Todos os sensores de movimento retornam matrizes multidimensionais de valores de sensor para cada SensorEvent
. Por exemplo, durante um único evento de sensor, o acelerômetro retorna dados de força de aceleração para os três eixos coordenados e o giroscópio retorna a taxa de dados de rotação para os três eixos. Esses valores de dados são retornados em uma matriz float
(values
) com outros parâmetros SensorEvent
. A tabela 1 resume os sensores de movimento disponíveis na plataforma Android.
Tabela 1. Sensores de movimento compatíveis com a plataforma Android.
Sensor | Dados de eventos do sensor | Descrição | Unidades de medida |
---|---|---|---|
TYPE_ACCELEROMETER |
SensorEvent.values[0] |
Força de aceleração ao longo do eixo X (incluindo a gravidade). | mês/s2 |
SensorEvent.values[1] |
Força de aceleração ao longo do eixo Y (incluindo a gravidade). | ||
SensorEvent.values[2] |
Força de aceleração ao longo do eixo Z (incluindo a gravidade). | ||
TYPE_ACCELEROMETER_UNCALIBRATED |
SensorEvent.values[0] |
Aceleração medida ao longo do eixo X sem nenhuma compensação de tendência. | mês/s2 |
SensorEvent.values[1] |
Aceleração medida ao longo do eixo Y sem nenhuma compensação de tendência. | ||
SensorEvent.values[2] |
Aceleração medida ao longo do eixo Z sem nenhuma compensação de tendência. | ||
SensorEvent.values[3] |
Aceleração medida ao longo do eixo X com estimativa de compensação de tendência. | ||
SensorEvent.values[4] |
Aceleração medida ao longo do eixo Y com estimativa de compensação de tendência. | ||
SensorEvent.values[5] |
Aceleração medida ao longo do eixo Z com estimativa de compensação de tendência. | ||
TYPE_GRAVITY |
SensorEvent.values[0] |
Força da gravidade ao longo do eixo X. | mês/s2 |
SensorEvent.values[1] |
Força da gravidade ao longo do eixo Y. | ||
SensorEvent.values[2] |
Força da gravidade ao longo do eixo Z. | ||
TYPE_GYROSCOPE |
SensorEvent.values[0] |
Taxa de rotação ao redor do eixo X. | rad/s |
SensorEvent.values[1] |
Taxa de rotação ao redor do eixo Y. | ||
SensorEvent.values[2] |
Taxa de rotação ao redor do eixo Z. | ||
TYPE_GYROSCOPE_UNCALIBRATED |
SensorEvent.values[0] |
Taxa de rotação (sem compensação de deslocamento) ao redor do eixo X. | rad/s |
SensorEvent.values[1] |
Taxa de rotação (sem compensação de deslocamento) ao redor do eixo Y. | ||
SensorEvent.values[2] |
Taxa de rotação (sem compensação de deslocamento) ao redor do eixo Z. | ||
SensorEvent.values[3] |
Deslocamento estimado ao redor do eixo X. | ||
SensorEvent.values[4] |
Deslocamento estimado ao redor do eixo Y. | ||
SensorEvent.values[5] |
Deslocamento estimado ao redor do eixo Z. | ||
TYPE_LINEAR_ACCELERATION |
SensorEvent.values[0] |
Força de aceleração ao longo do eixo X (excluindo a gravidade). | mês/s2 |
SensorEvent.values[1] |
Força de aceleração ao longo do eixo Y (excluindo a gravidade). | ||
SensorEvent.values[2] |
Força de aceleração ao longo do eixo Z (excluindo a gravidade). | ||
TYPE_ROTATION_VECTOR |
SensorEvent.values[0] |
Componente do vetor de rotação ao longo do eixo X (X * sen (θ / 2)). | Sem unidade |
SensorEvent.values[1] |
Componente do vetor de rotação ao longo do eixo Y (Y * sen (θ / 2)). | ||
SensorEvent.values[2] |
Componente do vetor de rotação ao longo do eixo Z (Z * sen (θ / 2)). | ||
SensorEvent.values[3] |
Componente escalar do vetor de rotação ((cos(HTTPS/2)).1 | ||
TYPE_SIGNIFICANT_MOTION |
N/A | N/A | N/A |
TYPE_STEP_COUNTER |
SensorEvent.values[0] |
Número de passos dados pelo usuário desde a última reinicialização enquanto o sensor estava ativado. | Etapas |
TYPE_STEP_DETECTOR |
N/A | N/A | N/A |
1 O componente escalar é um valor opcional.
Os sensores de vetor de rotação e de gravidade são os mais usados para detecção e monitoramento de movimento. O sensor vetorial rotacional é particularmente versátil e pode ser usado para uma ampla variedade de tarefas relacionadas a movimento, como detecção de gestos, monitoramento de mudanças angulares e monitoramento de mudanças de orientação relativa. Por exemplo, o sensor vetorial rotacional é ideal se você estiver desenvolvendo um jogo, um aplicativo de realidade aumentada, uma bússola bidimensional ou tridimensional ou um app de estabilização de câmera. Na maioria dos casos, usar esses sensores é uma opção melhor do que usar o acelerômetro e o sensor de campo geomagnético ou o sensor de orientação.
Sensores do Android Open Source Project
O Android Open Source Project (AOSP) oferece três sensores de movimento baseados em software: um sensor de gravidade, um sensor de aceleração linear e um sensor vetorial de rotação. Esses sensores foram atualizados no
Android 4.0 e agora usam o giroscópio do dispositivo (além de outros sensores) para melhorar a estabilidade e
o desempenho. Se você quiser testar esses sensores, poderá identificá-los usando os métodos getVendor()
e getVersion()
(o fornecedor é Google LLC, e o número da versão é 3). É necessário identificar esses sensores por fornecedor e
número de versão porque o sistema Android considera esses três sensores
secundários. Por exemplo, se um fabricante de dispositivo fornecer o próprio sensor de gravidade, o sensor de gravidade do AOSP
será exibido como secundário. Esses três sensores dependem de um
giroscópio: se um dispositivo não tiver esse recurso, os sensores não serão exibidos e não estarão
disponíveis para uso.
Usar o sensor de gravidade
O sensor de gravidade fornece um vetor tridimensional que indica a direção e a magnitude da gravidade. Normalmente, esse sensor é usado para determinar a orientação relativa do dispositivo no espaço. O código a seguir mostra como ter uma instância do sensor de gravidade padrão:
Kotlin
val sensorManager = getSystemService(Context.SENSOR_SERVICE) as SensorManager val sensor: Sensor? = sensorManager.getDefaultSensor(Sensor.TYPE_GRAVITY)
Java
private SensorManager sensorManager; private Sensor sensor; ... sensorManager = (SensorManager) getSystemService(Context.SENSOR_SERVICE); sensor = sensorManager.getDefaultSensor(Sensor.TYPE_GRAVITY);
As unidades são as mesmas usadas pelo sensor de aceleração (m/s2), e o sistema de coordenadas é o mesmo usado pelo sensor de aceleração.
Observação:quando um dispositivo está em repouso, a saída do sensor de gravidade precisa ser idêntica à do acelerômetro.
Usar o acelerômetro linear
O sensor de aceleração linear oferece um vetor tridimensional que representa a aceleração ao longo de cada eixo do dispositivo, excluindo a gravidade. É possível usar esse valor para realizar a detecção de gestos. O valor também pode servir como entrada para um sistema de navegação inercial, que usa reconhecimento morto. O código a seguir mostra como ter uma instância do sensor de aceleração linear padrão:
Kotlin
val sensorManager = getSystemService(Context.SENSOR_SERVICE) as SensorManager val sensor: Sensor? = sensorManager.getDefaultSensor(Sensor.TYPE_LINEAR_ACCELERATION)
Java
private SensorManager sensorManager; private Sensor sensor; ... sensorManager = (SensorManager) getSystemService(Context.SENSOR_SERVICE); sensor = sensorManager.getDefaultSensor(Sensor.TYPE_LINEAR_ACCELERATION);
Conceitualmente, esse sensor fornece dados de aceleração de acordo com esta relação:
linear acceleration = acceleration - acceleration due to gravity
Normalmente, esse sensor é usado quando você quer coletar dados de aceleração sem a influência da gravidade. Por exemplo, ele pode ser usado para verificar a velocidade do seu carro. O sensor de aceleração linear sempre tem um deslocamento que você precisa remover. A maneira mais simples de fazer isso é criar uma etapa de calibração no seu aplicativo. Durante a calibração, você pode pedir ao usuário para colocar o dispositivo em uma mesa e, em seguida, ler os deslocamentos dos três eixos. É possível subtrair esse deslocamento das leituras diretas do sensor de aceleração para ter a aceleração linear real.
O sistema de coordenadas do sensor é o mesmo usado pelo sensor de aceleração, assim como as unidades de medida (m/s2).
Usar o sensor de vetor de rotação
O vetor de rotação representa a orientação do dispositivo como uma combinação de um ângulo e um eixo, em que o dispositivo gira através de um ângulo ➔ ao redor de um eixo (x, y ou z). O código a seguir mostra como ter uma instância do sensor de vetor de rotação padrão:
Kotlin
val sensorManager = getSystemService(Context.SENSOR_SERVICE) as SensorManager val sensor: Sensor? = sensorManager.getDefaultSensor(Sensor.TYPE_ROTATION_VECTOR)
Java
private SensorManager sensorManager; private Sensor sensor; ... sensorManager = (SensorManager) getSystemService(Context.SENSOR_SERVICE); sensor = sensorManager.getDefaultSensor(Sensor.TYPE_ROTATION_VECTOR);
Os três elementos do vetor de rotação são expressados da seguinte forma:
![X * sen (θ / 2), Y * sen (θ / 2), Z * sen (θ / 2)](https://developer.android.google.cn/static/images/guide/topics/sensors/rotational_vec.png?authuser=5&hl=pt)
Em que a magnitude do vetor de rotação é igual a sen (’/2) e a direção do vetor de rotação é igual à direção do eixo de rotação.
![](https://developer.android.google.cn/static/images/axis_globe.png?authuser=5&hl=pt)
Figura 1. Sistema de coordenadas usado pelo sensor de vetor de rotação.
Os três elementos do vetor de rotação são iguais aos três últimos componentes de um quatérnio de unidade (cos(➔/2), x*sen (’/2), y*sen (’/2) e z*sen (’/2)). Os elementos do vetor de rotação não têm unidade. Os eixos X, Y e Z são definidos da mesma forma que o sensor de aceleração. O sistema de coordenadas de referência é definido como uma base ortonormal direta (veja a figura 1). Esse sistema de coordenadas tem as seguintes características:
- X é definido como o produto vetorial Y x Z. Ele é tangencial ao solo na localização atual do dispositivo e aponta aproximadamente para o Leste.
- Y é tangencial ao solo na localização atual do dispositivo e aponta em direção ao polo geomagnético norte.
- Z aponta em direção ao céu e é perpendicular ao plano do solo.
Para um aplicativo de exemplo que mostra como usar o sensor de vetor de rotação, consulte RotaçãoVectorDemo.java.
Usar o sensor de movimento significativo
O sensor de movimento significativo aciona um evento sempre que um movimento significativo é detectado e, em seguida, se desativa. Um movimento significativo pode levar a uma mudança no local do usuário, como caminhar, andar de bicicleta ou sentar em um carro em movimento. O código a seguir mostra como ter uma instância do sensor de movimento significativo padrão e registrar um listener de eventos:
Kotlin
val sensorManager = getSystemService(Context.SENSOR_SERVICE) as SensorManager val mSensor: Sensor? = sensorManager.getDefaultSensor(Sensor.TYPE_SIGNIFICANT_MOTION) val triggerEventListener = object : TriggerEventListener() { override fun onTrigger(event: TriggerEvent?) { // Do work } } mSensor?.also { sensor -> sensorManager.requestTriggerSensor(triggerEventListener, sensor) }
Java
private SensorManager sensorManager; private Sensor sensor; private TriggerEventListener triggerEventListener; ... sensorManager = (SensorManager) getSystemService(Context.SENSOR_SERVICE); sensor = sensorManager.getDefaultSensor(Sensor.TYPE_SIGNIFICANT_MOTION); triggerEventListener = new TriggerEventListener() { @Override public void onTrigger(TriggerEvent event) { // Do work } }; sensorManager.requestTriggerSensor(triggerEventListener, mSensor);
Para mais informações, consulte TriggerEventListener
.
Usar o sensor contador de passos
O contador de passos informa o número de passos dados pelo usuário desde a última reinicialização enquanto o sensor estava ativado. O contador de passos tem mais latência (até 10 segundos), mas mais precisão do que o sensor detector de passos.
Observação : é necessário declarar a permissão
ACTIVITY_RECOGNITION
para que o app use esse sensor em dispositivos com o
Android 10 (nível 29 da API) ou versões mais recentes.
O código a seguir mostra como ter uma instância do sensor contador de passos padrão:
Kotlin
val sensorManager = getSystemService(Context.SENSOR_SERVICE) as SensorManager val sensor: Sensor? = sensorManager.getDefaultSensor(Sensor.TYPE_STEP_COUNTER)
Java
private SensorManager sensorManager; private Sensor sensor; ... sensorManager = (SensorManager) getSystemService(Context.SENSOR_SERVICE); sensor = sensorManager.getDefaultSensor(Sensor.TYPE_STEP_COUNTER);
Para economizar a bateria dos dispositivos que executam seu app, use a classe
JobScheduler
para extrair o valor atual do
sensor do contador de passos em um intervalo específico. Embora diferentes tipos de apps
precisem diferentes intervalos de leitura do sensor, torne esse intervalo o
mais longo possível, a menos que o app exija dados em tempo real do sensor.
Usar o sensor detector de passos
O sensor detector de passos aciona um evento sempre que o usuário dá um passo. Espera-se que a latência seja inferior a 2 segundos.
Observação : é necessário declarar a permissão
ACTIVITY_RECOGNITION
para que o app use esse sensor em dispositivos com o
Android 10 (nível 29 da API) ou versões mais recentes.
O código a seguir mostra como ter uma instância do sensor detector de passos padrão:
Kotlin
val sensorManager = getSystemService(Context.SENSOR_SERVICE) as SensorManager val sensor: Sensor? = sensorManager.getDefaultSensor(Sensor.TYPE_STEP_DETECTOR)
Java
private SensorManager sensorManager; private Sensor sensor; ... sensorManager = (SensorManager) getSystemService(Context.SENSOR_SERVICE); sensor = sensorManager.getDefaultSensor(Sensor.TYPE_STEP_DETECTOR);
Trabalhar com dados brutos
Os sensores a seguir fornecem ao app dados brutos sobre as forças lineares e rotacionais aplicadas ao dispositivo. Para usar os valores desses sensores de forma eficaz, você precisa filtrar os fatores do ambiente, como a gravidade. Talvez também seja necessário aplicar um algoritmo de suavização à tendência de valores para reduzir o ruído.
Usar o acelerômetro
Um sensor de aceleração mede a aceleração aplicada ao dispositivo, incluindo a força da gravidade. O código a seguir mostra como ter uma instância do sensor de aceleração padrão:
Kotlin
val sensorManager = getSystemService(Context.SENSOR_SERVICE) as SensorManager val sensor: Sensor? = sensorManager.getDefaultSensor(Sensor.TYPE_ACCELEROMETER)
Java
private SensorManager sensorManager; private Sensor sensor; ... sensorManager = (SensorManager) getSystemService(Context.SENSOR_SERVICE); sensor = sensorManager.getDefaultSensor(Sensor.TYPE_ACCELEROMETER);
Observação : se o app for direcionado ao Android 12 (nível 31 da API) ou versões mais recentes, esse sensor terá limitação de taxa.
Conceitualmente, um sensor de aceleração determina a aceleração aplicada a um dispositivo (Ad) medindo as forças aplicadas ao próprio sensor (Fs) usando a seguinte relação:
![A_D=-(1/mass)∑F_S](https://developer.android.google.cn/static/images/guide/topics/sensors/acceleration.png?authuser=5&hl=pt)
No entanto, a força da gravidade sempre está influenciando a aceleração medida de acordo com a seguinte relação:
![A_D=-g-(1/mass)∑F_S](https://developer.android.google.cn/static/images/guide/topics/sensors/acceleration_with_grav.png?authuser=5&hl=pt)
Por esse motivo, quando o dispositivo está sobre uma mesa (e não está acelerando), o acelerômetro lê uma magnitude de g = 9,81 m/s2. Da mesma forma, quando o dispositivo está em queda livre e, portanto, acelera rapidamente em direção ao solo a 9,81 m/s2, o acelerômetro lê uma magnitude de g = 0 m/s2. Portanto, para medir a aceleração real do dispositivo, a contribuição da força da gravidade precisa ser removida dos dados do acelerômetro. Isso pode ser feito por meio da aplicação de um filtro de alta passagem. Por outro lado, um filtro de passagem baixa pode ser usado para isolar a força da gravidade. O exemplo abaixo mostra como fazer isso:
Kotlin
override fun onSensorChanged(event: SensorEvent) { // In this example, alpha is calculated as t / (t + dT), // where t is the low-pass filter's time-constant and // dT is the event delivery rate. val alpha: Float = 0.8f // Isolate the force of gravity with the low-pass filter. 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] // Remove the gravity contribution with the high-pass filter. linear_acceleration[0] = event.values[0] - gravity[0] linear_acceleration[1] = event.values[1] - gravity[1] linear_acceleration[2] = event.values[2] - gravity[2] }
Java
public void onSensorChanged(SensorEvent event){ // In this example, alpha is calculated as t / (t + dT), // where t is the low-pass filter's time-constant and // dT is the event delivery rate. final float alpha = 0.8; // Isolate the force of gravity with the low-pass filter. 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]; // Remove the gravity contribution with the high-pass filter. linear_acceleration[0] = event.values[0] - gravity[0]; linear_acceleration[1] = event.values[1] - gravity[1]; linear_acceleration[2] = event.values[2] - gravity[2]; }
Observação:é possível usar várias técnicas diferentes para filtrar os dados do sensor. O exemplo de código acima usa uma constante de filtro simples (Alfa) para criar um filtro de baixa passagem. Essa constante de filtro é derivada de uma constante de tempo (t), que é uma representação aproximada da latência que o filtro adiciona aos eventos do sensor e da taxa de entrega de eventos do sensor (dt). O exemplo de código usa um valor Alfa de 0,8 para fins de demonstração. Se você usar esse método de filtragem, poderá ser necessário escolher um valor Alfa diferente.
Os acelerômetros usam o sistema de coordenadas do sensor padrão. Na prática, isso significa que as condições a seguir se aplicam quando um dispositivo está posicionado sobre uma mesa na orientação natural:
- Se você empurrar o dispositivo no lado esquerdo (para que ele se mova para a direita), o valor de aceleração x será positivo.
- Se você empurrar o dispositivo na parte inferior (para que ele se afaste de você), o valor de aceleração y será positivo.
- Se você empurrar o dispositivo em direção ao céu com uma aceleração de A m/s2, o valor de aceleração Z será igual a A + 9,81, que corresponde à aceleração do dispositivo (+A m/s2) menos a força da gravidade (-9,81 m/s2).
- O dispositivo estacionário terá um valor de aceleração de +9,81, que corresponde à aceleração do dispositivo (0 m/s2 menos a força da gravidade, que é -9,81 m/s2).
Em geral, o acelerômetro é um bom sensor a ser usado, caso você esteja monitorando o movimento do dispositivo. Quase todos os smartphones e tablets Android têm um acelerômetro que usa cerca de 10 vezes menos energia do que outros sensores de movimento. Uma desvantagem é que talvez seja necessário implementar filtros de passagem baixa e alta para eliminar forças gravitacionais e reduzir o ruído.
Usar o giroscópio
O giroscópio mede a taxa de rotação em rad/s ao redor dos eixos x, y e z de um dispositivo. O código a seguir mostra como ter uma instância do giroscópio padrão:
Kotlin
val sensorManager = getSystemService(Context.SENSOR_SERVICE) as SensorManager val sensor: Sensor? = sensorManager.getDefaultSensor(Sensor.TYPE_GYROSCOPE)
Java
private SensorManager sensorManager; private Sensor sensor; ... sensorManager = (SensorManager) getSystemService(Context.SENSOR_SERVICE); sensor = sensorManager.getDefaultSensor(Sensor.TYPE_GYROSCOPE);
Observação : se o app for direcionado ao Android 12 (nível 31 da API) ou versões mais recentes, esse sensor terá limitação de taxa.
O sistema de coordenadas do sensor é o mesmo usado para o sensor de aceleração. A rotação é positiva no sentido anti-horário, ou seja, um observador que olha de algum local positivo no eixo x, y ou z em um dispositivo posicionado na origem relataria rotação positiva se o dispositivo parecesse estar girando no sentido anti-horário. Essa é a definição matemática padrão de rotação positiva e não é igual à definição de rolagem usada pelo sensor de orientação.
Normalmente, a saída do giroscópio é integrada ao longo do tempo para calcular uma rotação que descreve a mudança de ângulos ao longo do tempo. Por exemplo:
Kotlin
// Create a constant to convert nanoseconds to seconds. private val NS2S = 1.0f / 1000000000.0f private val deltaRotationVector = FloatArray(4) { 0f } private var timestamp: Float = 0f override fun onSensorChanged(event: SensorEvent?) { // This timestep's delta rotation to be multiplied by the current rotation // after computing it from the gyro sample data. if (timestamp != 0f && event != null) { val dT = (event.timestamp - timestamp) * NS2S // Axis of the rotation sample, not normalized yet. var axisX: Float = event.values[0] var axisY: Float = event.values[1] var axisZ: Float = event.values[2] // Calculate the angular speed of the sample val omegaMagnitude: Float = sqrt(axisX * axisX + axisY * axisY + axisZ * axisZ) // Normalize the rotation vector if it's big enough to get the axis // (that is, EPSILON should represent your maximum allowable margin of error) if (omegaMagnitude > EPSILON) { axisX /= omegaMagnitude axisY /= omegaMagnitude axisZ /= omegaMagnitude } // Integrate around this axis with the angular speed by the timestep // in order to get a delta rotation from this sample over the timestep // We will convert this axis-angle representation of the delta rotation // into a quaternion before turning it into the rotation matrix. val thetaOverTwo: Float = omegaMagnitude * dT / 2.0f val sinThetaOverTwo: Float = sin(thetaOverTwo) val cosThetaOverTwo: Float = cos(thetaOverTwo) deltaRotationVector[0] = sinThetaOverTwo * axisX deltaRotationVector[1] = sinThetaOverTwo * axisY deltaRotationVector[2] = sinThetaOverTwo * axisZ deltaRotationVector[3] = cosThetaOverTwo } timestamp = event?.timestamp?.toFloat() ?: 0f val deltaRotationMatrix = FloatArray(9) { 0f } SensorManager.getRotationMatrixFromVector(deltaRotationMatrix, deltaRotationVector); // User code should concatenate the delta rotation we computed with the current rotation // in order to get the updated rotation. // rotationCurrent = rotationCurrent * deltaRotationMatrix; }
Java
// Create a constant to convert nanoseconds to seconds. private static final float NS2S = 1.0f / 1000000000.0f; private final float[] deltaRotationVector = new float[4](); private float timestamp; public void onSensorChanged(SensorEvent event) { // This timestep's delta rotation to be multiplied by the current rotation // after computing it from the gyro sample data. if (timestamp != 0) { final float dT = (event.timestamp - timestamp) * NS2S; // Axis of the rotation sample, not normalized yet. float axisX = event.values[0]; float axisY = event.values[1]; float axisZ = event.values[2]; // Calculate the angular speed of the sample float omegaMagnitude = sqrt(axisX*axisX + axisY*axisY + axisZ*axisZ); // Normalize the rotation vector if it's big enough to get the axis // (that is, EPSILON should represent your maximum allowable margin of error) if (omegaMagnitude > EPSILON) { axisX /= omegaMagnitude; axisY /= omegaMagnitude; axisZ /= omegaMagnitude; } // Integrate around this axis with the angular speed by the timestep // in order to get a delta rotation from this sample over the timestep // We will convert this axis-angle representation of the delta rotation // into a quaternion before turning it into the rotation matrix. float thetaOverTwo = omegaMagnitude * dT / 2.0f; float sinThetaOverTwo = sin(thetaOverTwo); float cosThetaOverTwo = cos(thetaOverTwo); deltaRotationVector[0] = sinThetaOverTwo * axisX; deltaRotationVector[1] = sinThetaOverTwo * axisY; deltaRotationVector[2] = sinThetaOverTwo * axisZ; deltaRotationVector[3] = cosThetaOverTwo; } timestamp = event.timestamp; float[] deltaRotationMatrix = new float[9]; SensorManager.getRotationMatrixFromVector(deltaRotationMatrix, deltaRotationVector); // User code should concatenate the delta rotation we computed with the current rotation // in order to get the updated rotation. // rotationCurrent = rotationCurrent * deltaRotationMatrix; }
Os giroscópios padrão fornecem dados rotacionais brutos sem filtragem ou correção de ruído e desvio (viés). Na prática, o ruído e o deslocamento do giroscópio introduzirão erros que precisam ser compensados. Geralmente, o deslocamento (tendência) e o ruído são determinados pelo monitoramento de outros sensores, como o sensor de gravidade ou o acelerômetro.
Usar o giroscópio sem calibração
O giroscópio sem calibração é semelhante ao giroscópio,
exceto pelo fato de que nenhuma compensação de deslocamento do giroscópio é aplicada à taxa de rotação. A calibração de fábrica
e a compensação de temperatura ainda são aplicadas à taxa de rotação. O giroscópio
sem calibração é útil para o pós-processamento e a fusão de dados de orientação. Em geral,
gyroscope_event.values[0]
estará perto de
uncalibrated_gyroscope_event.values[0] - uncalibrated_gyroscope_event.values[3]
.
Ou seja,
calibrated_x ~= uncalibrated_x - bias_estimate_x
Observação:sensores não calibrados fornecem resultados mais brutos e podem incluir algumas tendências, mas as medições deles contêm menos saltos em relação às correções aplicadas pela calibragem. Alguns apps podem preferir esses resultados não calibrados como mais suaves e confiáveis. Por exemplo, se um aplicativo estiver tentando realizar a própria fusão de sensores, a introdução de calibrações pode distorcer os resultados.
Além das taxas de rotação, o giroscópio sem calibração também fornece o deslocamento estimado em torno de cada eixo. O código a seguir mostra como ter uma instância do giroscópio não calibrado padrão:
Kotlin
val sensorManager = getSystemService(Context.SENSOR_SERVICE) as SensorManager val sensor: Sensor? = sensorManager.getDefaultSensor(Sensor.TYPE_GYROSCOPE_UNCALIBRATED)
Java
private SensorManager sensorManager; private Sensor sensor; ... sensorManager = (SensorManager) getSystemService(Context.SENSOR_SERVICE); sensor = sensorManager.getDefaultSensor(Sensor.TYPE_GYROSCOPE_UNCALIBRATED);
Outros exemplos de código
A amostra BatchStepSensor demonstra com mais detalhes o uso das APIs abordadas nesta página.