安卓——检测向下加速度，尤其是电梯

Question

我希望能够检测到手机朝地面加速的情况（这可能意味着需要使用重力传感器）。我已经在Android文档中阅读了很多关于这个主题的内容，包括高通和低通滤波器以及其他帖子，现在我有一个代码示例，可以剥离重力后获取X，Y和Z轴上的加速度。

if (event.sensor.getType() == Sensor.TYPE_ACCELEROMETER) {

        final float alpha = (float) 0.8;

        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];  
}

所以，linear_acceleration 应该是不带重力的 X、Y、Z 轴加速度。这很好，但问题显然在于它取决于用户如何拿着手机，例如在电梯里 - 如果他将其平放，与地面平行 - Z 轴 将改变，如果他将其竖直拿起 - Y 轴 将改变等等。因此，例如，如果用户斜向持有手机，则加速度将在不同轴之间“分配”，需要进行某种数学计算，考虑重力方向在哪里，才能计算出实际方向上的加速度。如果我理解有误，请纠正我。有没有可靠的方法来检测向下（朝向地球）的加速度？也许可以使用其他传感器，比如陀螺仪？顺便说一下 - 关于 TYPE_LINEAR_ACCELERATION 类型，我读到了这个答案，说它实际上并不是很准确。

- Ofek Agmon

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你能使用变化最大的轴值吗？ - tallpaul

Answer 1

使用一些基本物理学。加速度是一个向量。向量v的大小总是等于（v.v）^ .5，或点积的平方根。或者用更简单的术语表示为（x ^ 2 + y ^ 2 + z ^ 2）^ .5。这将告诉您加速度的大小，但不知道它是朝向地球还是远离地球。

如果您需要知道它是朝向地球还是远离地球-您可以将其与SensorManager.getOrientation的数据结合使用。不过，您可能需要在他们进入电梯之前这样做-定位代码使用重力作为其输入之一，因此如果您尝试在电梯中使用它，则可能会出现问题。您需要测试一下。

如果您需要将其分解为地球x，y和z轴上的加速度-简单的几何。从定位结果中取得角度，并使用三角函数属性转换轴。如果您不知道所需的公式，您需要稍微阅读一下三角函数，否则即使我告诉您这些公式，您也会弄错它们。

- Gabe Sechan

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谢谢你的回答。我成功地使用了你的公式得到了总加速度，而且我也得到了方向的俯仰角、翻滚角和方位角 - 但是我真的不确定如何从这里继续并得到朝向地球的加速度。 - Ofek Agmon

你能分享公式吗？ - Barel elbaz

Answer 2

我也希望能够测量垂直运动。这是我做的，对我有效。第一次在此网站发布文章，我不知道如何正确格式化。

使用两种不同的Android传感器：Type_linear_Acceleration和Type_Gravity。

线性加速度将给出手机X、Y和Z轴的加速度，而重力将执行相同的操作，但仅适用于重力。您知道重力值的总和应该= 9.8，但这将根据手机方向在X、Y和Z坐标之间分配。

我不会过多地介绍数学问题，但以下内容将为您提供没有重力的垂直加速度。如果您想更好地理解它，请运行一些值，就好像手机是垂直或水平保持，即使手机是倾斜的也有效。

垂直加速度=（LinearAccelX * GravityX / 9.8）+（LinearAccelY * GravityY / 9.8）+（LinearAccelZ * GravityZ / 9.8）。

请参见下面的代码（已删除不相关部分）。

{public class MainActivity extends AppCompatActivity implements SensorEventListener {

SensorManager sm;
Sensor linearaccelerometer;
Sensor gravity;
double Yaccel;
double Xaccel;
double Zaccel;
double gravityY;
double gravityX;
double gravityZ;
double verticalAccel;

    sm = (SensorManager) getSystemService(SENSOR_SERVICE);
    linearaccelerometer = sm.getDefaultSensor(Sensor.TYPE_LINEAR_ACCELERATION);
    gravity = sm.getDefaultSensor(Sensor.TYPE_GRAVITY);

    sm.registerListener(this, linearaccelerometer, SensorManager.SENSOR_DELAY_NORMAL);
    sm.registerListener(this, gravity, SensorManager.SENSOR_DELAY_NORMAL);
}

public void onSensorChanged(SensorEvent event) {

    Sensor sensor = event.sensor;

    if (sensor.getType() == Sensor.TYPE_LINEAR_ACCELERATION) {
        Xaccel = (double) event.values[0];
        Yaccel = (double) event.values[1];
        Zaccel = (double) event.values[2];
    }

    if (sensor.getType() == Sensor.TYPE_GRAVITY) {
        gravityX = (double) event.values[0];
        gravityY = (double) event.values[1];
        gravityZ = (double) event.values[2];
    }

    verticalAccel = (Xaccel * gravityX / 9.8) + (Yaccel * gravityY / 9.8) +  (Zaccel *gravityZ /9.8);

}

- Lachlan