android - Android获得标准化加速

Question

我希望获得Android手机的加速度矢量。问题在于，加速度计的坐标是相对于手机的旋转而言的。我想要的是“绝对”加速度，即无论手机面对哪种方式，它都应返回相同的值。 (我想检测正在滑雪的用户是否在不使用GPS的情况下滑下斜坡。我还需要能够区分滑行和升降椅的上升。)

我可能可以通过将加速度计与陀螺仪结合使用来获得这些值，但是我不知道如何用陀螺仪的偏移量来抵消加速度计的值。

这可能吗？如果可以，怎么办？

Answer 1

您描述的内容无法完成，除非您重新定义问题。为了帮助您重新定义它，我将概述主要问题:

首先，我想您所说的“绝对加速度”是相对于地理引用的加速度。单靠加速度计是无法做到的，因为它不了解地理引用。如果您可以移动到足够大的距离，或者可以使用指南针，则可以解决此问题，但是每个问题都有其自身的问题(尽管至少是可以解决的)。

第二个问题是，仅使用加速度计就无法完全区分重力和加速度(这被称为“等效原理”)。因此，任何测得的加速度将始终是重力和加速度的矢量和，但是这些方程式始终存在多个解，并且在通常情况下加速度小于重力的情况下，您实际上无法确定任何有关加速度的信息。 。但是由于重力在某种程度上是恒定的，因此也有一些方法可以解决，例如使用陀螺仪，或者您的用户可以将手机固定在一个固定的方向上(例如，通过观察像地平线这样的外部提示)，并且这两种方式中的任何一种方法可能会让您减去重力的影响，但这通常是一个不重要的问题。

最后一点不是，您似乎在以固定地球的坐标系进行思考，而手机的加速度计仅是固定于手机的。那就是加速度计的z轴与地球的上下方向没有任何关系-而这种关系将取决于手机的方向。确实，很多人都喜欢固定在地上的系统，但电话根本不知道这一点。您可以使用外部线索(GPS，磁场，陀螺仪，重力，水平线等)来尝试对齐它们，但是仅从加速度计获得一个任意读数，该信息就不存在了。

定义:
加速度矢量:这是来自加速度计的x，y，z读数(每个读数取决于手机的方向)，有时写为A =(ax，ay，az)。
加速度幅度:这是a = sqrt(ax2 + ay2 + az2)，并且这不应取决于手机的方向(如果不同的轴被校准为相同)。如果手机是固定的，则基本上只是重力的读数。还请注意，使用此度量会丢失加速度矢量中的许多信息。
归一化加速度:具有方向1(即A/a)的加速度方向
在地球坐标系中的加速度:我认为这是您真正想要的，没有简单的方法可以得到它，而且即使您可以，我也不认为它会像最初看起来那样有用。

滑雪:
我认为您可以根据加速度计的测量值来确定某人何时滑雪。使用加速度计，颠簸和转弯之类的东西都应该非常有特色。对于这些，我将使用完整的加速度矢量。例如，反过来，加速度大小将保持大致恒定，并且方向将扫掠。还要注意自由落体(即，基本上，无论何时滑雪者没有将其天空/脚/臀部/地面等置于地面上，无论是在颠簸/跳下时还是在向上或从升降椅上掉下来时，他们都处于上升状态) ，自由落体的加速度幅度将为零。对于升降椅，似乎在大部分飞机上都可能具有独特的节奏摆动。

所有这些事情都可以弄清楚。如果您确实要解决此问题，我建议您在滑雪时记录来自加速度计的数据，并查看是否可以根据数据的特征确定何时进行滑雪。 (我的猜测是，您的主要绊脚石将是数学，因为想出一种可以区分滑雪特征的算法可能有点棘手，因此审查向量似乎是一个好主意数学以及诸如点积和叉积之类的东西，而且，我怀疑在另一个称为FFT或傅立叶变换的主题上，对整理滑雪缆车相对于秋千的时间和频率特征可能很有用)

您也可以折叠GPS测量，这可能不那么可靠，或者不能提供良好的时间分辨率，但至少可以用来仔细检查算法。