java - 我应该使用加速度计还是陀螺仪来测量 z 轴的角度

Question

我正在 Android 中编写一个应用程序，它需要知道后置摄像头相对于地平线的角度，而不是相对于它的最后一个位置。我为指南针和加速度计阅读的所有定义都没有说我可以做到这一点。有可能做到这一点吗？

Answer 1

您应该使用加速度计。

这个想法如下，在静态相机中，作用在相机上的唯一力（由加速度计看到）是重力。这应该可以告诉你哪个方向是“向下”。然后你需要做的是计算相机所面对的方向（这是一个常数，取决于你的加速度计的方向）和重力方向之间的角度。

两个向量的点积（http://en.wikipedia.org/wiki/Dot_product）应该给你向量的余弦（如果两个向量是单位向量），那么使用 arccos 你应该能够得到以弧度为单位的角度。

由于根据定义，（真实）水平线是向下 90º（pi/2 弧度），您应该从点积的结果中减去 pi/2，结果应该在 -pi/2 和 +pi/2 之间。

-x 的结果意味着相机“朝下”并与地平线成 x 角。+x 的结果意味着相机“向上”并与地平线成 x 角。

Answer 2

您要计算的是屏幕表面与地球表面（局部平坦）之间的角度。这可以使用 TYPE_GRAVITY 或 TYPE_ACCELEROMETER（不太准确）来计算。角度只是地球表面法线与屏幕法线之间的角度（z 值）

angle = (float) Math.acos(normalize z value);

在哪里

normalize z value = event.values[2] / Math.sqrt(event.values[0] * event.values[0] + event.values[1] * event.values[1] + event.values[2] * event.values[2]) 

Answer 3

如果已知相机是静态的，则可以使用重力，这必须通过应用程序实现，因为有水平仪应用程序可以做到这一点。 Cedric Garcias 的回答和Hoan Nguyens 的回答更详细地解释了这一点。

另一方面，如果相机可能正在移动，那么我认为您必须跟踪所有运动（使用陀螺仪）并将它们从相机固定的时间点整合到当前时间。这可能很有挑战性。