Konum sensörleri

Android platformu, bir cihazın konumunu belirlemenize olanak tanıyan iki sensör sağlar: jeomanyetik alan sensörü ve ivme ölçer. Android platformu, bir cihazın ön yüzünün nesneye ne kadar yakın olduğunu belirlemenizi sağlayan bir sensör de (yakınlık sensörü olarak bilinir) sağlar. Jeomanyetik alan sensörü ve yakınlık sensörü donanım tabanlıdır. Çoğu cep telefonu ve tablet üreticisi, jeomanyetik alan sensörü kullanır. Benzer şekilde, cep telefonu üreticileri genellikle cep telefonunu kullanıcının yüzüne yakın tuttuğunda (ör. telefon görüşmesi sırasında) yakınlık sensörü kullanır. Bir cihazın yönünü belirlemek için cihazın ivme ölçerinden ve jeomanyetik alan sensöründen alınan ölçümleri kullanabilirsiniz.

Not: Yön sensörünün desteği Android 2.2'de (API düzeyi 8) ve yön sensörü türünün desteği Android 4.4W'da (API düzeyi 20) sonlandırılmıştır.

Konum sensörleri, bir cihazın dünya referans çerçevesindeki fiziksel konumunu belirlemek için kullanışlıdır. Örneğin, bir cihazın manyetik kuzey kutbuna göre konumunu belirlemek için ivme ölçerle birlikte jeomanyetik alan sensörünü kullanabilirsiniz. Bu sensörleri, bir cihazın uygulamanızın referans çerçevesindeki yönünü belirlemek için de kullanabilirsiniz. Konum sensörleri genellikle cihaz hareketini veya titreşim, eğim veya itme gibi hareketleri izlemek için kullanılmaz (daha fazla bilgi için Hareket sensörleri bölümüne bakın).

Coğrafi manyetik alan sensörü ve ivmeölçer, her SensorEvent için çok boyutlu sensör değeri dizileri döndürür. Örneğin, jeomanyetik alan sensörü tek bir sensör etkinliği sırasında üç koordinat ekseninin her biri için jeomanyetik alan gücü değerleri sağlar. Benzer şekilde, ivme ölçer sensörü de bir sensör etkinliği sırasında cihaza uygulanan ivmeyi ölçer. Sensörler tarafından kullanılan koordinat sistemleri hakkında daha fazla bilgi için Sensör koordinat sistemleri başlıklı makaleyi inceleyin. Yakınlık sensörü her sensör etkinliği için tek bir değer sağlar. Tablo 1'de, Android platformunda desteklenen konum sensörleri özetlenmiştir.

Tablo 1. Android platformunda desteklenen konum sensörleri.

¹Bu sensörün desteği Android 2.2'de (API düzeyi 8) ve bu sensör türünün desteği Android 4.4W'da (API düzeyi 20) sonlandırılmıştır. Sensör çerçevesi, cihaz yönünü elde etmek için alternatif yöntemler sunar. Bu yöntemler Cihazın yönünü hesaplama bölümünde ele alınmıştır.

² Bazı yakınlık sensörleri yalnızca yakın ve uzak mesafeyi temsil eden ikili değerler sağlar.

Oyun rotasyonu vektör sensörünü kullanma

Oyun dönüş vektörü sensörü, coğrafi manyetik alanı kullanmaması dışında dönme vektörü sensörü ile aynıdır. Bu nedenle Y ekseni kuzeyi değil, başka bir referansı gösterir. Bu referansın, jiroskopun Z ekseni etrafında kayması ile aynı büyüklükte kaymasına izin verilir.

Oyun dönüş vektörü sensörü manyetik alanı kullanmadığından, göreli dönüşler daha doğrudur ve manyetik alan değişikliklerinden etkilenmez. Kuzeyin nerede olduğunu önemsemiyorsanız ve normal dönme vektörü, manyetik alana bağlı olduğu için ihtiyaçlarınıza uygun değilse bu sensörü oyunlarda kullanın.

Aşağıdaki kodda, varsayılan oyun rotasyonu vektör sensörünün bir örneğinin nasıl alınacağı gösterilmektedir:

private lateinit var sensorManager: SensorManager
private var sensor: Sensor? = null
...
sensorManager = getSystemService(Context.SENSOR_SERVICE) as SensorManager
sensor = sensorManager.getDefaultSensor(Sensor.TYPE_GAME_ROTATION_VECTOR)

private SensorManager sensorManager;
private Sensor sensor;
...
sensorManager = (SensorManager) getSystemService(Context.SENSOR_SERVICE);
sensor = sensorManager.getDefaultSensor(Sensor.TYPE_GAME_ROTATION_VECTOR);

Coğrafi manyetik dönme vektörü sensörünü kullanma

Coğrafi manyetik dönme vektörü sensörü, dönme vektörü sensörüne benzer ancak jiroskop kullanmaz. Bu sensörün doğruluğu normal dönme vektörü sensöründen daha düşüktür ancak güç tüketimi azaltılmıştır. Bu sensörü yalnızca çok fazla pil kullanmadan arka planda döndürme bilgilerini toplamak istiyorsanız kullanın. Bu sensör, gruplandırmayla birlikte kullanıldığında en faydalı olur.

Aşağıdaki kodda, varsayılan jeomanyetik dönme vektörü sensörünün bir örneğinin nasıl alınacağı gösterilmektedir:

private lateinit var sensorManager: SensorManager
private var sensor: Sensor? = null
...
sensorManager = getSystemService(Context.SENSOR_SERVICE) as SensorManager
sensor = sensorManager.getDefaultSensor(Sensor.TYPE_GEOMAGNETIC_ROTATION_VECTOR)

private SensorManager sensorManager;
private Sensor sensor;
...
sensorManager = (SensorManager) getSystemService(Context.SENSOR_SERVICE);
sensor = sensorManager.getDefaultSensor(Sensor.TYPE_GEOMAGNETIC_ROTATION_VECTOR);

Cihazın yönünü hesaplama

Bir cihazın yönünü hesaplayarak cihazın dünyanın referans çerçevesine (özellikle de manyetik kuzey kutbuna) göre konumunu izleyebilirsiniz. Aşağıdaki kodda, bir cihazın yönünün nasıl hesaplanacağı gösterilmektedir:

private lateinit var sensorManager: SensorManager
...
// Rotation matrix based on current readings from accelerometer and magnetometer.
val rotationMatrix = FloatArray(9)
SensorManager.getRotationMatrix(rotationMatrix, null, accelerometerReading, magnetometerReading)

// Express the updated rotation matrix as three orientation angles.
val orientationAngles = FloatArray(3)
SensorManager.getOrientation(rotationMatrix, orientationAngles)

private SensorManager sensorManager;
...
// Rotation matrix based on current readings from accelerometer and magnetometer.
final float[] rotationMatrix = new float[9];
SensorManager.getRotationMatrix(rotationMatrix, null,
    accelerometerReading, magnetometerReading);

// Express the updated rotation matrix as three orientation angles.
final float[] orientationAngles = new float[3];
SensorManager.getOrientation(rotationMatrix, orientationAngles);

Sistem, cihazın jiroskopuyla birlikte jeomanyetik alan sensörünü kullanarak yön açılarını hesaplar. Sistem, bu iki donanım sensörünü kullanarak aşağıdaki üç yönelme açısı için veri sağlar:

• Azimut (-z ekseni etrafında dönme derecesi). Bu, cihazın mevcut pusula yönü ile manyetik kuzey arasındaki açıdır. Cihazın üst kenarı manyetik kuzeye bakıyorsa azimut 0 derece, üst kenarı güneye bakıyorsa azimut 180 derecedir. Benzer şekilde, üst kenar doğuya bakarsa azimut 90 derece, batıya bakarsa 270 derece olur.
• Eğim (x ekseni etrafında dönme derecesi). Bu, cihazın ekranına paralel bir düzlem ile zemine paralel bir düzlem arasındaki açıdır. Cihazı, alt kenarı size en yakın olacak şekilde yere paralel tutuyor ve cihazın üst kenarını yere doğru eğiyorsanız eğim açısı pozitif olur. Cihazın üst kenarını zeminden uzağa hareket ettirerek cihazı ters yönde eğmek, eğim açısının negatif olmasına neden olur. Değer aralığı -90 ile 90 derece arasındadır.
• Yuvarlama (y ekseni etrafında dönme derecesi). Bu, cihazın ekranına dik bir düzlem ile zemine dik bir düzlem arasındaki açıdır. Cihazı, alt kenarı size en yakın olacak şekilde yere paralel tutuyor ve cihazın sol kenarını yere doğru eğiyorsanız yuvarlanma açısı pozitif olur. Cihazın sağ kenarını yere doğru hareket ettirerek ters yönde eğildiğinizde rulo açısının negatif olması Değer aralığı -180 ile 180 derece arasındadır.

Not: Sensörün yuvarlanma tanımı, coğrafi sensör ekosistemindeki uygulamaların büyük çoğunluğunu yansıtacak şekilde değiştirildi.

Bu açıların, havacılıkta kullanılandan (yaw, pitch ve roll için) farklı bir koordinat sistemine göre çalıştığını unutmayın. Havacılık sisteminde x ekseni, kuyruktan buruna kadar uçağın uzun kenarıdır.

Yönlendirme sensörü, verilerini ivmeölçer ve jeomanyetik alan sensöründen gelen ham sensör verilerini işleyerek elde eder. Bu işlem çok fazla işlem gerektirdiğinden, yön sensörünün doğruluğu ve hassasiyeti azalır. Daha açık belirtmek gerekirse bu sensör yalnızca yuvarlanma açısı 0 olduğunda güvenilirdir. Bunun sonucunda, Android 2.2 (API düzeyi 8) sürümünde yön sensörünün ve Android 4.4W (API düzeyi 20) sürümünde yön sensörü türünün desteği sonlandırıldı. Yönlendirme sensöründen gelen ham verileri kullanmak yerine, aşağıdaki kod örneğinde gösterildiği gibi, yönelme değerlerini hesaplamak için getRotationMatrix() yöntemini getOrientation() yöntemiyle birlikte kullanmanızı öneririz. Bu sürecin bir parçası olarak, oryantasyon değerlerini uygulamanızın referans çerçevesine çevirmek için remapCoordinateSystem() yöntemini kullanabilirsiniz.

class SensorActivity : Activity(), SensorEventListener {

    private lateinit var sensorManager: SensorManager
    private val accelerometerReading = FloatArray(3)
    private val magnetometerReading = FloatArray(3)

    private val rotationMatrix = FloatArray(9)
    private val orientationAngles = FloatArray(3)

    public override fun onCreate(savedInstanceState: Bundle?) {
        super.onCreate(savedInstanceState)
        setContentView(R.layout.main)
        sensorManager = getSystemService(Context.SENSOR_SERVICE) as SensorManager
    }

    override fun onAccuracyChanged(sensor: Sensor, accuracy: Int) {
        // Do something here if sensor accuracy changes.
        // You must implement this callback in your code.
    }

    override fun onResume() {
        super.onResume()

        // Get updates from the accelerometer and magnetometer at a constant rate.
        // To make batch operations more efficient and reduce power consumption,
        // provide support for delaying updates to the application.
        //
        // In this example, the sensor reporting delay is small enough such that
        // the application receives an update before the system checks the sensor
        // readings again.
        sensorManager.getDefaultSensor(Sensor.TYPE_ACCELEROMETER)?.also { accelerometer ->
            sensorManager.registerListener(
                    this,
                    accelerometer,
                    SensorManager.SENSOR_DELAY_NORMAL,
                    SensorManager.SENSOR_DELAY_UI
            )
        }
        sensorManager.getDefaultSensor(Sensor.TYPE_MAGNETIC_FIELD)?.also { magneticField ->
            sensorManager.registerListener(
                    this,
                    magneticField,
                    SensorManager.SENSOR_DELAY_NORMAL,
                    SensorManager.SENSOR_DELAY_UI
            )
        }
    }

    override fun onPause() {
        super.onPause()

        // Don't receive any more updates from either sensor.
        sensorManager.unregisterListener(this)
    }

    // Get readings from accelerometer and magnetometer. To simplify calculations,
    // consider storing these readings as unit vectors.
    override fun onSensorChanged(event: SensorEvent) {
        if (event.sensor.type == Sensor.TYPE_ACCELEROMETER) {
            System.arraycopy(event.values, 0, accelerometerReading, 0, accelerometerReading.size)
        } else if (event.sensor.type == Sensor.TYPE_MAGNETIC_FIELD) {
            System.arraycopy(event.values, 0, magnetometerReading, 0, magnetometerReading.size)
        }
    }

    // Compute the three orientation angles based on the most recent readings from
    // the device's accelerometer and magnetometer.
    fun updateOrientationAngles() {
        // Update rotation matrix, which is needed to update orientation angles.
        SensorManager.getRotationMatrix(
                rotationMatrix,
                null,
                accelerometerReading,
                magnetometerReading
        )

        // "rotationMatrix" now has up-to-date information.

        SensorManager.getOrientation(rotationMatrix, orientationAngles)

        // "orientationAngles" now has up-to-date information.
    }
}

public class SensorActivity extends Activity implements SensorEventListener {

    private SensorManager sensorManager;
    private final float[] accelerometerReading = new float[3];
    private final float[] magnetometerReading = new float[3];

    private final float[] rotationMatrix = new float[9];
    private final float[] orientationAngles = new float[3];

    @Override
    public void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.main);
        sensorManager = (SensorManager) getSystemService(Context.SENSOR_SERVICE);
    }

    @Override
    public void onAccuracyChanged(Sensor sensor, int accuracy) {
        // Do something here if sensor accuracy changes.
        // You must implement this callback in your code.
    }

    @Override
    protected void onResume() {
        super.onResume();

        // Get updates from the accelerometer and magnetometer at a constant rate.
        // To make batch operations more efficient and reduce power consumption,
        // provide support for delaying updates to the application.
        //
        // In this example, the sensor reporting delay is small enough such that
        // the application receives an update before the system checks the sensor
        // readings again.
        Sensor accelerometer = sensorManager.getDefaultSensor(Sensor.TYPE_ACCELEROMETER);
        if (accelerometer != null) {
            sensorManager.registerListener(this, accelerometer,
                SensorManager.SENSOR_DELAY_NORMAL, SensorManager.SENSOR_DELAY_UI);
        }
        Sensor magneticField = sensorManager.getDefaultSensor(Sensor.TYPE_MAGNETIC_FIELD);
        if (magneticField != null) {
            sensorManager.registerListener(this, magneticField,
                SensorManager.SENSOR_DELAY_NORMAL, SensorManager.SENSOR_DELAY_UI);
        }
    }

    @Override
    protected void onPause() {
        super.onPause();

        // Don't receive any more updates from either sensor.
        sensorManager.unregisterListener(this);
    }

    // Get readings from accelerometer and magnetometer. To simplify calculations,
    // consider storing these readings as unit vectors.
    @Override
    public void onSensorChanged(SensorEvent event) {
        if (event.sensor.getType() == Sensor.TYPE_ACCELEROMETER) {
          System.arraycopy(event.values, 0, accelerometerReading,
              0, accelerometerReading.length);
        } else if (event.sensor.getType() == Sensor.TYPE_MAGNETIC_FIELD) {
            System.arraycopy(event.values, 0, magnetometerReading,
                0, magnetometerReading.length);
        }
    }

    // Compute the three orientation angles based on the most recent readings from
    // the device's accelerometer and magnetometer.
    public void updateOrientationAngles() {
        // Update rotation matrix, which is needed to update orientation angles.
        SensorManager.getRotationMatrix(rotationMatrix, null,
            accelerometerReading, magnetometerReading);

        // "rotationMatrix" now has up-to-date information.

        SensorManager.getOrientation(rotationMatrix, orientationAngles);

        // "orientationAngles" now has up-to-date information.
    }
}

Genellikle, sensörün koordinat sistemini uygulamanızın referans çerçevesine çevirmek dışında, cihazın ham yönelim açıları üzerinde veri işleme veya filtreleme yapmanız gerekmez.

Jeomanyetik alan sensörünü kullanma

Jeomanyetik alan sensörü, dünyanın manyetik alanındaki değişiklikleri izlemenize olanak tanır. Aşağıdaki kodda, varsayılan jeomanyetik alan sensörünün bir örneğinin nasıl alınacağı gösterilmektedir:

private lateinit var sensorManager: SensorManager
private var sensor: Sensor? = null
...
sensorManager = getSystemService(Context.SENSOR_SERVICE) as SensorManager
sensor = sensorManager.getDefaultSensor(Sensor.TYPE_MAGNETIC_FIELD)

private SensorManager sensorManager;
private Sensor sensor;
...
sensorManager = (SensorManager) getSystemService(Context.SENSOR_SERVICE);
sensor = sensorManager.getDefaultSensor(Sensor.TYPE_MAGNETIC_FIELD);

Not: Uygulamanız Android 12'yi (API düzeyi 31) veya daha yeni bir sürümü hedefliyorsa bu sensör hız sınırlıdır.

Bu sensör, üç koordinat ekseninin her biri için ham alan gücü verileri (μT cinsinden) sağlar. Genellikle bu sensörü doğrudan kullanmanız gerekmez. Bunun yerine, ham dönme hareketini belirlemek için dönme vektörü sensörünü kullanabilir veya dönme matrisini ve eğim matrisini elde etmek için getRotationMatrix() yöntemiyle birlikte ivme ölçer ve jeomanyetik alan sensörünü kullanabilirsiniz. Ardından, azimut ve jeomanyetik eğim verilerini elde etmek için bu matrisleri getOrientation() ve getInclination() yöntemleriyle kullanabilirsiniz.

Not: Uygulamanızı test ederken cihazı 8 rakamı şeklinde sallayarak sensörün doğruluğunu artırabilirsiniz.

Kalibre edilmemiş manyetometreyi kullanma

Kalibrasyon yapılmamış manyetometre, manyetik alana sert demir kalibrasyonunun uygulanmaması dışında jeomanyetik alan sensörüne benzer. Fabrika kalibrasyon ve sıcaklık dengelemesi, manyetik alana uygulanmaya devam eder. Kalibre edilmemiş manyetometre, kötü sert demir tahminlerini işlemek için yararlıdır. Genel olarak geomagneticsensor_event.values[0], uncalibrated_magnetometer_event.values[0] - uncalibrated_magnetometer_event.values[3]'e yakındır. Yani,

calibrated_x ~= uncalibrated_x - bias_estimate_x

Not: Kalibre edilmemiş sensörler daha ham sonuçlar sağlar ve bazı önyargılar içerebilir ancak ölçümlerinde kalibrasyon sırasında uygulanan düzeltmelerden kaynaklanan daha az sıçrama bulunur. Bazı uygulamalar, daha düzgün ve güvenilir oldukları için kalibre edilmemiş sonuçları tercih edebilir. Örneğin, bir uygulama kendi sensör füzyonunu gerçekleştirmeye çalışıyorsa kalibrasyonların uygulanması sonuçları bozabilir.

Kalibre edilmemiş manyetometre, manyetik alana ek olarak her eksende tahmini sert demir önyargısını da sağlar. Aşağıdaki kodda, varsayılan kalibre edilmemiş manyetometre örneğinin nasıl alınacağı gösterilmektedir:

private lateinit var sensorManager: SensorManager
private var sensor: Sensor? = null
...
sensorManager = getSystemService(Context.SENSOR_SERVICE) as SensorManager
sensor = sensorManager.getDefaultSensor(Sensor.TYPE_MAGNETIC_FIELD_UNCALIBRATED)

private SensorManager sensorManager;
private Sensor sensor;
...
sensorManager = (SensorManager) getSystemService(Context.SENSOR_SERVICE);
sensor = sensorManager.getDefaultSensor(Sensor.TYPE_MAGNETIC_FIELD_UNCALIBRATED);

Yakınlık sensörünü kullanma

Yakınlık sensörü, bir nesnenin cihazdan ne kadar uzakta olduğunu belirlemenize olanak tanır. Aşağıdaki kodda, varsayılan yakınlık sensörünün bir örneğinin nasıl alınacağı gösterilmektedir:

private lateinit var sensorManager: SensorManager
private var sensor: Sensor? = null
...
sensorManager = getSystemService(Context.SENSOR_SERVICE) as SensorManager
sensor = sensorManager.getDefaultSensor(Sensor.TYPE_PROXIMITY)

private SensorManager sensorManager;
private Sensor sensor;
...
sensorManager = (SensorManager) getSystemService(Context.SENSOR_SERVICE);
sensor = sensorManager.getDefaultSensor(Sensor.TYPE_PROXIMITY);

Yakınlık sensörü genellikle bir kişinin başının cep telefonu cihazının yüzüne ne kadar uzak olduğunu belirlemek için kullanılır (ör. kullanıcı telefon görüşmesi yaparken veya telefon görüşmesi alırken). Çoğu yakınlık sensörü mutlak mesafeyi cm cinsinden döndürür ancak bazıları yalnızca yakın ve uzak değerleri döndürür.

Not: Bazı cihaz modellerinde yakınlık sensörü ekranın altında bulunur. Bu durumda, ekran açıkken yakınlık sensörü etkinleştirilirse ekranda yanıp sönen bir nokta gösterilebilir.

Aşağıdaki kodda, yakınlık sensörünün nasıl kullanılacağı gösterilmektedir:

class SensorActivity : Activity(), SensorEventListener {

    private lateinit var sensorManager: SensorManager
    private var proximity: Sensor? = null

    public override fun onCreate(savedInstanceState: Bundle?) {
        super.onCreate(savedInstanceState)
        setContentView(R.layout.main)

        // Get an instance of the sensor service, and use that to get an instance of
        // a particular sensor.
        sensorManager = getSystemService(Context.SENSOR_SERVICE) as SensorManager
        proximity = sensorManager.getDefaultSensor(Sensor.TYPE_PROXIMITY)
    }

    override fun onAccuracyChanged(sensor: Sensor, accuracy: Int) {
        // Do something here if sensor accuracy changes.
    }

    override fun onSensorChanged(event: SensorEvent) {
        val distance = event.values[0]
        // Do something with this sensor data.
    }

    override fun onResume() {
        // Register a listener for the sensor.
        super.onResume()

        proximity?.also { proximity ->
            sensorManager.registerListener(this, proximity, SensorManager.SENSOR_DELAY_NORMAL)
        }
    }

    override fun onPause() {
        // Be sure to unregister the sensor when the activity pauses.
        super.onPause()
        sensorManager.unregisterListener(this)
    }
}

public class SensorActivity extends Activity implements SensorEventListener {
    private SensorManager sensorManager;
    private Sensor proximity;

    @Override
    public final void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.main);

        // Get an instance of the sensor service, and use that to get an instance of
        // a particular sensor.
        sensorManager = (SensorManager) getSystemService(Context.SENSOR_SERVICE);
        proximity = sensorManager.getDefaultSensor(Sensor.TYPE_PROXIMITY);
    }

    @Override
    public final void onAccuracyChanged(Sensor sensor, int accuracy) {
        // Do something here if sensor accuracy changes.
    }

    @Override
    public final void onSensorChanged(SensorEvent event) {
        float distance = event.values[0];
        // Do something with this sensor data.
    }

    @Override
    protected void onResume() {
        // Register a listener for the sensor.
        super.onResume();
        sensorManager.registerListener(this, proximity, SensorManager.SENSOR_DELAY_NORMAL);
      }

    @Override
    protected void onPause() {
        // Be sure to unregister the sensor when the activity pauses.
        super.onPause();
        sensorManager.unregisterListener(this);
    }
}

Not: Bazı yakınlık sensörleri "yakın" veya "uzak"ı temsil eden ikili değerler döndürür. Bu durumda sensör genellikle uzak durumda maksimum menzil değerini, yakın durumda ise daha düşük bir değeri bildirir. Uzak değer genellikle 5 cm'den büyük bir değerdir ancak bu değer senserden sensöre değişiklik gösterebilir. getMaximumRange() yöntemini kullanarak bir sensörün maksimum aralığını belirleyebilirsiniz.

Ayrıca

• Sensörler
• Sensörlere Genel Bakış
• Hareket Sensörleri
• Ortam Sensörleri