如何提高加速度计和指南针传感器的准确性？

Question

我正在创建一个增强现实应用程序，当手机对准一个已存储在手机上的 Point of Interest（GPS位置）时，简单地可视化一个 TextView。TextView 会被绘制在屏幕上 Point of Interest 位置。

它可以正常工作，唯一的问题是指南针和加速度计非常“变幻莫测”，由于传感器的不准确性，TextView 不断地上下左右移动。

是否有解决这个问题的方法？

- NullPointerException

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https://dev59.com/z1PTa4cB1Zd3GeqPkIzJ - Farhan

Answer 1

我们的问题是相同的。当我创建简单的增强现实项目时，我也遇到了相同的问题。解决方法是使用指数平滑或移动平均函数。我推荐使用指数平滑，因为它只需要存储一个先前的值。下面提供了示例实现：

private float[] exponentialSmoothing( float[] input, float[] output, float alpha ) {
        if ( output == null ) 
            return input;
        for ( int i=0; i<input.length; i++ ) {
             output[i] = output[i] + alpha * (input[i] - output[i]);
        }
        return output;
}

Alpha是平滑因子（0 <= alpha <= 1）。如果您将alpha设置为1，则输出与输入相同（根本没有平滑）。如果您将alpha设置为0，则输出永远不会改变。为了消除噪音，您可以简单地平滑加速度计和磁力计值。

在我的情况下，我使用加速度计alpha值=0.2和磁力计alpha值=0.5。物体将更加稳定，移动也非常流畅。

- variant-45

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我可以问一下，这个input[i]是加速度计的x、y、z值吗？ - Dawood Awan

@DawoodAwan 不，它们是“onSensorChanged”事件的“event.values”参数。 - wanam

Answer 2

如果你想更进一步，可以查看关于低通滤波器的相关资料，以应用于方向数据或传感器融合。

祝你的应用好运。

JQCorreia

- JQCorreia

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你好，请问你能再解释一下吗？我不太明白你在说什么，但听起来很不错。 - NullPointerException

看看我在这里的答案https://dev59.com/KGw05IYBdhLWcg3w9mrd#6912977以及里面的链接。 - Kay

Answer 3

我用一个简单的技巧解决了这个问题。这会稍微延迟你的结果，但它们肯定可以避免指南针和加速度计的不准确性。

创建最近 N 个值的历史记录（将值保存到数组中，增加索引，当达到 N 时再从零开始）。然后你只需使用存储值的算术平均值即可。

- Knickedi

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嗨，谢谢您的提议，我会尝试的。顺便问一下，为了比较您的代码，您是否有执行该操作的代码示例？ - NullPointerException

我很久以前为iPhone做过这个，所以不幸的是没有；-) 但它非常简单。你只需要建立数组的总和，除以N，并使用这个值代替你从指南针或加速度计得到的直接值。 - Knickedi

谢谢，我测试了一下，它能够有所作用，但TextView 仍然在各个方向上移动了几个像素 :/ - NullPointerException

你永远不会找到完美的值，因为你的指南针和加速度计都不是完美的。你可以增加 N 并选择一个让你满意的延迟/视图跳转比率的值。 - Knickedi

请注意，您正在执行输入信号的低通滤波器。 - Aderstedt

我明白了，你是对的。我只是没有考虑使用权重并保持线性。谢谢你的提示。 - Knickedi

Answer 4

将陀螺仪传感器读数整合起来，可以极大地提高方向最终估计的稳定性。如果您的设备具有陀螺仪，请查看steady compass应用程序；如果您没有陀螺仪，请观看视频。

使用互补滤波器可以相对简单地完成陀螺仪的整合。

- jap1968