用安卓手机在空中绘图

Question

我正在开发一款用安卓手机可以在空中绘画的应用。由于我的手机有加速度计，所以当我移动手机时，我会获取到每个轴向的加速度ax、ay、az。我感兴趣的是：x、y和z坐标。

从论坛和一些教程中得知，对加速度进行两次积分会产生很大误差。

那么对我来说，最好的解决方案是什么，以便获取关于手机位置变化的信息呢？

谢谢您的帮助。

- user1068400

---

我对Android编程一无所知，但据我所知，集成两次是唯一的数学可能方法来确定手机的位置。 - Juan

如果您将起始位置定义为（0，0，0），并进行一次积分以获得速度，然后在每次加速度计更新时将该速度添加到向量以确定新位置，会怎样呢？ - Mitch Lindgren

嗨！这就是我正在尝试做的事情，但加速度计的值变化得太快了，以至于我的绘图变得一团糟！ - user1068400

你是如何得到合理的数值的？由于必须使用高通滤波器来消除重力向量，我的积分结果在几分钟内就比光速快，即使我的电话没有移动！ - Michael

Answer 1

不完全符合您的要求：

将方向存储到数组中-并进行比较

跟踪方向效果很好。也许您可以使用加速度计数据做类似的事情（无需任何积分）。

正如您在帖子中提到的那样，两次积分加速度并不能起作用。

更新：

如果精度完全不重要，则双重积分可能会持续几秒钟，但结果非常糟糕。

然而，在我看来，陀螺仪鼠标是更好的选择。请参见
Android设备上的传感器融合：运动处理中的革命 中的37:00-38:25。

- Ali

---

你觉得我能用陀螺仪记录手机的运动吗？包括俯仰、翻滚和偏航？ - user1068400

目前的传感器无法准确跟踪手机的移动。请参见这里的第6.2.3小节中的误差传播部分。不管是跟踪移动还是方向，您都需要陀螺仪，即使它在SensorManager中很好地隐藏着也是如此。 - Ali

我是学生助理，我的学期作业就是完成这个项目！我现在感到非常有压力，因为我已经卡在这个问题上几个星期了！即使跟踪不准确，我也只是（起初）想制作一个可以绘制一些涂鸦的应用程序！没有什么很精确的要求。你真的认为这是不可能的吗？有一款iPhone应用程序已经实现了它！ - user1068400

Answer 2

请看：

http://www.youtube.com/watch?v=C7JQ7Rpwn2k

http://www.freescale.com/files/sensors/doc/app_note/AN3397.pdf

我也在做一个类似的项目，我认为你不需要对加速度进行双重积分并计算移动距离。相反，可以直接使用加速度来移动。

但是如果你坚持要使用距离，可以通过在短时间间隔（t0，t1，...，tn）内采样加速度（a0，a1，...，an），并假设这些间隔内的加速度是边界的平均值，你可以得到类似以下的结果：

 Vs=(t1-t0)*(a1+a0)/2 + (t2-t1)*(a2+a1)/2 + ... + (t[n]-t[n-1])(a[n]+a[n-1])/2

 T=t[n]-t[0]

 Xs=Vs*T

这与双重积分有些不同。祝好运。

- kubudi

---

非常感谢您的建议。您在应用程序中使用什么？我之前提到了距离，因为我认为这可能是检索用户绘图的唯一方法。您所说的“使用加速度本身移动”是什么意思？您是如何做到的？ - user1068400

但是如何将这些变化映射到像素上呢？ 例如，我的手机向左加速1G，我如何在屏幕上沿着这个方向画一条长度为10像素的线？ - user1068400

@kubudi，您所写的是双重积分。您无法通过加速度得出距离，而不进行双重积分。 - Ali

一旦你计算出要绘制多少像素，剩下的就是简单的绘图了。请看： http://developer.android.com/guide/topics/graphics/index.html@Ali 这不是双重积分，而是求和。正如我所说，这有点不同。当你这样做时，你将忽略这段时间内的变化。只有样本才有意义。我希望你能理解其中的区别。 - kubudi

我使用“onSensorChanged”函数，每次传感器变化时存储(ax,ay)。然而，由于“ax”可以很快地从3.65变为-1，所以我得到了非常奇怪的图形！因此，如果我将手机指向右侧，我会得到一条线（例如加速度从1到4），但是当我停止绘制时，加速度会回到0，并且另一条线会被绘制！ 你说“将笔向左移动10像素，直到加速度发生变化”，但加速度一直在变化！ 虽然在手机上画出了一些东西，但它并不准确，我无法选择我想要绘制的内容！ - user1068400