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在我目前的项目中，我遇到了关于 Core Motion 的 CMAttitude 提供的四元数的麻烦。我将 iPhone 5 (iOS 6.0.1) 放在了一个明确的起始位置。然后我开始像在快节奏游戏中一样快速移动设备。当我在 10-30 秒后返回起始位置时，报告的偏航角与起始位置相差 10-20 度（大部分时间≈11°）。

我使用旧的（遗憾的是不再可用）Core Motion Teapot 样本来验证效果。用于测井的欧拉角直接从 CMAttitude 读取：

起始位置 15秒后同一个地方

        NSLog(@"pitch: %f, roll: %f, yaw: %f",  attitude.pitch * 180 / M_PI, attitude.roll * 180 / M_PI, attitude.yaw * 180 / M_PI);

我在不同工厂在不同时间生产的两种不同的 iPhone 5 设备上发现了这一点。但真正奇怪的是，我运行 iOS 5.1.1 的 iPhone 4 运行正常。在我看来，这是一个 iOS 错误，我已经提交了错误报告，但另一方面，我很难想象没有人偶然发现它。我怀疑这可能与重新设计的 Core Motion API 有关。从版本 5 开始，磁力计（罗盘）也被考虑用于传感器融合。控制台显示来自 location 的偏差估计被提供给 CoreMotion：

locationd[41] <Notice>: GYTT inserted: bias,-0.196419,1.749323,-1.828088,variance,0.002644,0.004651,0.002527,temperature,31.554688

我的问题：使用 Device Motion 时是否有机会阻止磁力计读数？我尝试停用定位服务，但它不影响 Core Motion。如果不可能，替代/解决方法是什么，基于加速度计的重力估计？

PS：由于我们正在处理基于四元数的模型，这与 Gimbal Lock无关

编辑： 在做了更多的测量之后，似乎很明显只有偏航受到影响。无论起始位置如何，偏航都在漂移时，俯仰和横滚显示偏差在公差范围内 (<= 1°)。CMDeviceMotion.gravity看起来也很干净。

编辑 (2)： 我可以使用附加到最新 XCode 版本的 MotionGraphs 示例重现问题。偏航图可重复地偏离原点。

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不是最终的解决方案，但至少是我自己的问题的解决方法（我将其保留为未回答以邀请您）。事实证明，至少DeviceMotion.gravity不受该错误的影响。所以我决定重新设计这个非常简单的运动检测部分，并arcsin (gravity.x/||gravity||)用于在倾斜设备时将主要玩家角色移动到一边。

这绝对是第二好的解决方案，因为它破坏了四元数中包含的完整旋转状态的信息。出于战略考虑，我决定这样做：

  1. 我认为大多数开发人员使用重力矢量进行倾斜运动检测，而不是CMAttitude.quaternion因为大多数人对四元数数学不感兴趣 ;-) 因此，任何与重力矢量相关的未来错误都可能在 beta 阶段得到修复，因为大量的用户。
  2. 如果它是软件错误并且与硬件问题无关，我假设，如果错误将尽快修复，那么仍然有许多设备可能由于某种原因而无法更新。因此，潜在的未来客户遇到麻烦的风险很小，但 > 0。因此，次优的解决方案有时可能是最好的。
于 2012-11-29T20:57:23.207 回答
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我在自己的代码中做了类似的事情，发现了相同的 z 轴旋转漂移（偏航）。我应用了平衡过滤器。在每个运动管理器时间间隔，我抓取当前四元数（z 分量），然后在计算后将其保存为 oldZ，以用于下一组计算。我的过滤器只是平衡了新的 z 值和它之前的 z 值，防止它移动得太快。根据您的硬件和程序中的精确容差，您可以通过这种方式很好地管理漂移。您会看到陀螺仪略有漂移，但随后随着过滤器的继续作用开始被纠正。我的过滤器看起来像这样，可以防止超过 0.5 度的“杂散”：

filtZ = 0.65 * oldZ + 0.35 * z；

0.65 和 0.35 值是通过实验确定的，我建议您在有时间的时候使用它们。输出仍将按 0-1 缩放，然后可以以您一直在做的相同方式使用（或者如果您必须始终保留所有 4 个维度，则重新引入四元数）。

于 2013-01-30T18:37:13.987 回答