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在 iOS 原型中，我使用 CMDeviceMotion.deviceMotion.yaw 和 CLHeading.trueHeading 的组合来制作响应准确的稳定罗盘航向。这在 iPhone 平放时效果很好，我有一个图形箭头指向一个稳定的指南针方向。

当 iPhone 在纵向模式下垂直放置时会出现此问题。UIDeviceOrientation 不断从 UIDeviceOrientationFaceDown 更改为 UIDeviceOrientationFaceUp 并返回。这使得偏航值根据俯仰的微小变化来回跳跃 +/-180 度。是否可以将设备锁定到一个提供稳定偏航值的方向，预测没有故障的变化或以其他方式计算陀螺偏航（或在该方向滚动）？

这个可怜的家伙有同样的问题，没有答案。双倍积分可能的人！:) https://stackoverflow.com/questions/10470938/euler-angle-yaw-not-working-when-iphone-orientation-changes

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我只是在寻找这个问题的答案。看到你在一年多前发布了这篇文章，我有点心碎，但我想也许你或其他人可以从这个解决方案中受益。

问题是万向节锁定。当俯仰大约为 90 度时，偏航和滚动匹配，陀螺仪失去了一个自由度。四元数是避免万向节锁定的一种方法，但老实说，我并不想为此纠结。相反，我注意到偏航和滚动实际上匹配并且可以简单地相加以解决问题（假设您只关心偏航）。

解决方案：

    float yawDegrees = currentAttitude.yaw * (180.0 / M_PI);
    float pitchDegrees = currentAttitude.pitch  * (180.0 / M_PI);
    float rollDegrees = currentAttitude.roll * (180.0 / M_PI);

    double rotationDegrees;
    if(rollDegrees < 0 && yawDegrees < 0) // This is the condition where simply
                                          // summing yawDegrees with rollDegrees
                                          // wouldn't work.
                                          // Suppose yaw = -177 and pitch = -165. 
                                          // rotationDegrees would then be -342, 
                                          // making your rotation angle jump all
                                          // the way around the circle.
    {
        rotationDegrees = 360 - (-1 * (yawDegrees + rollDegrees));
    }
    else
    {
        rotationDegrees = yawDegrees + rollDegrees;
    }

    // Use rotationDegrees with range 0 - 360 to do whatever you want.

我希望这对其他人有帮助！

于 2013-07-29T18:27:46.127 回答
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如果有人对 iOS Swift 中的实现感兴趣，代码如下：

    let queue = NSOperationQueue()
    motionManager.startDeviceMotionUpdatesToQueue(queue) {
        [weak self] (data: CMDeviceMotion!, error: NSError!) in
    var yawDegrees: Double = self!.motionManager.deviceMotion.attitude.yaw * (180.0 / M_PI)
        var pitchDegrees: Double = self!.motionManager.deviceMotion.attitude.pitch * (180.0 / M_PI)
        var rollDegrees: Double = self!.motionManager.deviceMotion.attitude.roll * (180.0 / M_PI)


        if(rollDegrees < 0 && yawDegrees < 0){
            self!.rotationDegrees = 360 - (-1 * (yawDegrees + rollDegrees))
        }
        else {
            self!.rotationDegrees = yawDegrees + rollDegrees
        }
   }

但是我遇到了一些问题，我希望@blkhp19 可以帮助我解决这个问题，因为在某些时候角度会变成负值，这会打乱整个计算，我无法弄清楚问题是什么。

于 2015-05-22T08:39:26.357 回答
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这个问题有点令人困惑，因为至少有两种不同的方式来考虑 Yaw。一种是从手机的角度，一种是从世界的角度。

我将使用Apple 的这张图片来进一步解释：

在此处输入图像描述

如果手机平放在桌子上：

  • 沿手机偏航（或 Z 轴）旋转：更改指南针航向。
  • 沿手机的滚动（或 Y 轴）旋转：不要更改指南针航向。
  • 沿手机的俯仰（或 X 轴）旋转：不要更改罗盘航向。

如果手机平贴在墙上：

  • 沿手机偏航（或 Z 轴）旋转：更改指南针航向。
  • 沿手机滚动（或 Y 轴）旋转：更改指南针航向。
  • 沿手机的俯仰（或 X 轴）旋转：不要更改罗盘航向。

对于这个答案的其余部分，我将假设手机是直立的，并且偏航、俯仰和滚动指的是上面照片中的内容。

偏航

您需要像本例atan2中那样使用和检查重力。

let yaw = -Angle(radians: .pi - atan2(motion.gravity.x, motion.gravity.y))

沥青

与上面类似，我主要只是交换了 x 和 z ，它似乎返回了正确的值：

let pitch = Angle(radians: .pi - atan2(motion.gravity.z, motion.gravity.y))

滚动（又名指南针航向）

使用上面 blkhp19 的代码总结了偏航和滚动的姿态。如果您 import SwiftUI，您可以利用该Angle结构使弧度 + 度数转换更容易：

  func roll(motion: CMDeviceMotion) -> Angle {
    let attitudeYaw = Angle(radians: motion.attitude.yaw)
    let attitudeRoll = Angle(radians: motion.attitude.roll)

    var compassHeading: Angle = attitudeYaw + attitudeRoll
    if attitudeRoll.degrees < 0 && attitudeYaw.degrees < 0 {
      compassHeading = Angle(degrees: 360 - (-1 * compassHeading.degrees))
    }
    return compassHeading
  }

另请注意，如果您不需要实际角度，而您只需要关系（例如 isPhoneUpright），您可以简单地读取这些的重力值。

extension CMDeviceMotion {
  var yaw: Angle {
    -Angle(radians: .pi - atan2(gravity.x, gravity.y))
  }

  var pitch: Angle {
    Angle(radians: .pi - atan2(gravity.z, gravity.y))
  }

  var roll: Angle {
    let attitudeYaw = Angle(radians: attitude.yaw)
    let attitudeRoll = Angle(radians: attitude.roll)

    var compassHeading: Angle = attitudeYaw + attitudeRoll
    if attitudeRoll.degrees < 0 && attitudeYaw.degrees < 0 {
      compassHeading = Angle(degrees: 360 - (-1 * compassHeading.degrees))
    }
    return compassHeading
  }
}
于 2020-12-09T17:59:16.373 回答