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:
- 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 e giroscópio são sempre baseados em hardware.
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, vibração, rotação ou oscilação. O movimento geralmente é um reflexo da entrada direta do usuário (por exemplo, um usuário dirigindo um carro em um jogo ou controlando uma bola em um jogo), mas também pode ser um reflexo do ambiente físico em que o dispositivo está (por exemplo, movendo-se com você enquanto você dirige seu carro). No primeiro caso, você monitora o movimento em relação ao frame de referência do dispositivo ou do aplicativo. No segundo caso, você monitora o movimento em relação ao frame de referência do mundo. Os sensores de movimento por si só não costumam ser 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 de coordenadas, e o giroscópio retorna dados de taxa de rotação
para os três eixos de coordenadas. 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 com suporte na 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). | m/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 compensação de viés. | m/s2 |
SensorEvent.values[1] |
Aceleração medida ao longo do eixo Y sem compensação de viés. | ||
SensorEvent.values[2] |
Aceleração medida ao longo do eixo Z sem compensação de viés. | ||
SensorEvent.values[3] |
Aceleração medida ao longo do eixo X com compensação de viés estimada. | ||
SensorEvent.values[4] |
Aceleração medida ao longo do eixo Y com compensação de viés estimada. | ||
SensorEvent.values[5] |
Aceleração medida ao longo do eixo Z com compensação de viés estimada. | ||
TYPE_GRAVITY |
SensorEvent.values[0] |
Força da gravidade ao longo do eixo x. | m/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 em torno do eixo x. | rad/s |
SensorEvent.values[1] |
Taxa de rotação em torno do eixo Y. | ||
SensorEvent.values[2] |
Taxa de rotação em torno do eixo Z. | ||
TYPE_GYROSCOPE_UNCALIBRATED |
SensorEvent.values[0] |
Taxa de rotação (sem compensação de desvio) em torno do eixo x. | rad/s |
SensorEvent.values[1] |
Taxa de rotação (sem compensação de desvio) em torno do eixo Y. | ||
SensorEvent.values[2] |
Taxa de rotação (sem compensação de desvio) em torno do eixo Z. | ||
SensorEvent.values[3] |
Desvio estimado em torno do eixo x. | ||
SensorEvent.values[4] |
Desvio estimado em torno do eixo y. | ||
SensorEvent.values[5] |
Desvio estimado em torno do eixo Z. | ||
TYPE_LINEAR_ACCELERATION |
SensorEvent.values[0] |
Força de aceleração ao longo do eixo x (excluindo a gravidade). | m/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 * sin(θ/2)). | ||
SensorEvent.values[2] |
Componente do vetor de rotação ao longo do eixo z (z * sin(θ/2)). | ||
SensorEvent.values[3] |
Componente escalar do vetor de rotação ((cos(θ/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.
O sensor de vetor de rotação e o sensor de gravidade são os mais usados para detecção e monitoramento de movimento. O sensor de vetor de rotação é particularmente versátil e pode ser usado para uma ampla variedade de tarefas relacionadas a movimento, como detectar gestos, monitorar mudanças angulares e monitorar mudanças de orientação relativa. Por exemplo, o sensor de vetor de rotação 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 de vetor 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, identifique-os usando os métodos getVendor() e getVersion()
(o fornecedor é o 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 como
secundários. Por exemplo, se um fabricante de dispositivos fornecer o próprio sensor de gravidade, o sensor de gravidade do AOSP
vai aparecer como um sensor de gravidade secundário. Todos os três sensores dependem de um
giroscópio. Se um dispositivo não tiver um giroscópio, esses sensores não vão aparecer 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 receber 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 fornece 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 navegação estimada. O código a seguir mostra como acessar 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 a seguinte relação:
linear acceleration = acceleration - acceleration due to gravity
Normalmente, esse sensor é usado quando você quer receber dados de aceleração sem a influência da gravidade. Por exemplo, você pode usar esse sensor para ver a velocidade do seu carro. O sensor de aceleração linear sempre tem um deslocamento, que precisa ser removido. A maneira mais simples de fazer isso é criar uma etapa de calibragem no aplicativo. Durante a calibração, você pode pedir ao usuário para colocar o dispositivo em uma mesa e ler os deslocamentos dos três eixos. Em seguida, você pode subtrair esse deslocamento das leituras diretas do sensor de aceleração para receber 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 girou em um ângulo θ em torno de um eixo (x, y ou z). O código a seguir mostra como receber 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 expressos da seguinte forma:
Em que a magnitude do vetor de rotação é igual a sin(θ/2), e a direção do vetor de rotação é igual à direção do eixo de rotação.
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 unitário (cos(θ/2), x*sin(θ/2), y*sin(θ/2), z*sin(θ/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 (consulte 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 para o polo norte geomagnético.
- Z aponta para o céu e é perpendicular ao plano do solo.
Para ver um aplicativo de exemplo que mostra como usar o sensor de vetor de rotação, consulte RotationVectorDemo.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 é aquele que pode levar a uma mudança no local do usuário, como caminhar, andar de bicicleta ou estar em um carro em movimento. O código a seguir mostra como receber uma instância do sensor de movimento significativo padrão e como 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 do contador de passos
O sensor de contador de passos fornece 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 é mais preciso 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 acessar uma instância do sensor de 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 preservar a bateria em dispositivos que executam seu app, use a
classe JobScheduler para recuperar o valor atual do
sensor do contador de passos em um intervalo específico. Embora diferentes tipos de apps
exijam diferentes intervalos de leitura do sensor, é recomendável que esse intervalo seja o mais
longo possível, a menos que o app exija dados em tempo real do sensor.
Usar o sensor detector de passos
O sensor de detecção de passos aciona um evento sempre que o usuário dá um passo. A latência deve ser 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 acessar uma instância do sensor de detecção 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 que estão sendo aplicadas ao dispositivo. Para usar os valores desses sensores de maneira eficaz, é necessário filtrar fatores do ambiente, como a gravidade. Também pode ser 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 acessar 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 da API 31) ou versões mais recentes, esse sensor terá uma 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:
No entanto, a força da gravidade sempre influencia a aceleração medida de acordo com a seguinte relação:
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, acelerando 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. Para isso, aplique um filtro de alta frequência. Por outro lado, um filtro passa-baixa pode ser usado para isolar a força da gravidade. O exemplo a seguir 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 dados do sensor. O exemplo de código acima usa uma constante de filtro simples (alfa) para criar um filtro passa-baixa. 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, talvez seja necessário escolher um valor alfa diferente.
Os acelerômetros usam o sistema de coordenadas padrão do sensor. Na prática, isso significa que as seguintes condições se aplicam quando um dispositivo está deitado em 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 de baixo (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 para monitorar o movimento do dispositivo. Quase todos os smartphones e tablets com tecnologia Android têm um acelerômetro, que usa cerca de 10 vezes menos energia do que os 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 em torno dos eixos x, y e z de um dispositivo. O código a seguir mostra como conseguir 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 da API 31) ou versões mais recentes, esse sensor terá uma 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 para um dispositivo posicionado na origem relata uma rotação positiva se o dispositivo parece 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 período. 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 qualquer filtragem ou correção de ruído e desvio (polarização). Na prática, o ruído e o desvio do giroscópio introduzem erros que precisam ser compensados. Normalmente, você determina o desvio (viés) e o ruído monitorando outros sensores, como o sensor de gravidade ou o acelerômetro.
Usar o giroscópio não calibrado
O giroscópio não calibrado é semelhante ao giroscópio,
mas nenhuma compensação de desvio de 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 não calibrado
é útil para pós-processamento e combinação de dados de orientação. Em geral, gyroscope_event.values[0] será próximo de uncalibrated_gyroscope_event.values[0] - uncalibrated_gyroscope_event.values[3].
Ou seja,
calibrated_x ~= uncalibrated_x - bias_estimate_x
Observação:os sensores não calibrados fornecem resultados mais brutos e podem incluir algum viés, mas as medições deles contêm menos saltos de correções aplicadas por meio da calibragem. Alguns aplicativos podem preferir esses resultados não calibrados por serem mais suaves e confiáveis. Por exemplo, se um aplicativo estiver tentando realizar a própria fusão de sensores, as calibrações podem distorcer os resultados.
Além das taxas de rotação, o giroscópio não calibrado também fornece o desvio estimado em torno de cada eixo. O código a seguir mostra como acessar 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
O exemplo BatchStepSensor (link em inglês) demonstra o uso das APIs abordadas nesta página.