• Android常用传感器用法一览(2)


    在Android2.3 gingerbread系统中,google提供了11种传感器供应用层使用。
     
    #define SENSOR_TYPE_ACCELEROMETER       1 //加速度
    #define SENSOR_TYPE_MAGNETIC_FIELD      2 //磁力

    #define SENSOR_TYPE_ORIENTATION         3 //方向
    #define SENSOR_TYPE_GYROSCOPE           4 //陀螺仪
    #define SENSOR_TYPE_LIGHT               5 //光线感应
    #define SENSOR_TYPE_PRESSURE            6 //压力
    #define SENSOR_TYPE_TEMPERATURE         7 //温度
    #define SENSOR_TYPE_PROXIMITY           8 //接近
    #define SENSOR_TYPE_GRAVITY             9 //重力
    #define SENSOR_TYPE_LINEAR_ACCELERATION 10//线性加速度
    #define SENSOR_TYPE_ROTATION_VECTOR     11//旋转矢量
     
    我们依次看看这十一种传感器
     
    1 加速度传感器
    加速度传感器又叫G-sensor,返回x、y、z三轴的加速度数值。
    该数值包含地心引力的影响,单位是m/s^2。
    将手机平放在桌面上,x轴默认为0,y轴默认0,z轴默认9.81。
    将手机朝下放在桌面上,z轴为-9.81。
    将手机向左倾斜,x轴为正值。
    将手机向右倾斜,x轴为负值。
    将手机向上倾斜,y轴为负值。
    将手机向下倾斜,y轴为正值。
     
    加速度传感器可能是最为成熟的一种mems产品,市场上的加速度传感器种类很多。
    手机中常用的加速度传感器有BOSCH(博世)的BMA系列,AMK的897X系列,ST的LIS3X系列等。
    这些传感器一般提供±2G至±16G的加速度测量范围,采用I2C或SPI接口和MCU相连,数据精度小于16bit。
     
    2 磁力传感器
    磁力传感器简称为M-sensor,返回x、y、z三轴的环境磁场数据。
    该数值的单位是微特斯拉(micro-Tesla),用uT表示。
    单位也可以是高斯(Gauss),1Tesla=10000Gauss。
    硬件上一般没有独立的磁力传感器,磁力数据由电子罗盘传感器提供(E-compass)。
    电子罗盘传感器同时提供下文的方向传感器数据。
     
    3 方向传感器
    方向传感器简称为O-sensor,返回三轴的角度数据,方向数据的单位是角度。
    为了得到精确的角度数据,E-compass需要获取G-sensor的数据,
    经过计算生产O-sensor数据,否则只能获取水平方向的角度。
    方向传感器提供三个数据,分别为azimuth、pitch和roll。
    azimuth:方位,返回水平时磁北极和Y轴的夹角,范围为0°至360°。
    0°=北,90°=东,180°=南,270°=西。
    pitch:x轴和水平面的夹角,范围为-180°至180°。
    当z轴向y轴转动时,角度为正值。
    roll:y轴和水平面的夹角,由于历史原因,范围为-90°至90°。
    当x轴向z轴移动时,角度为正值。
     
    电子罗盘在获取正确的数据前需要进行校准,通常可用8字校准法。
    8字校准法要求用户使用需要校准的设备在空中做8字晃动,
    原则上尽量多的让设备法线方向指向空间的所有8个象限。
     
    手机中使用的电子罗盘芯片有AKM公司的897X系列,ST公司的LSM系列以及雅马哈公司等等。
    由于需要读取G-sensor数据并计算出M-sensor和O-sensor数据,
    因此厂商一般会提供一个后台daemon来完成工作,电子罗盘算法一般是公司私有产权。
     
    4 陀螺仪传感器
    陀螺仪传感器叫做Gyro-sensor,返回x、y、z三轴的角加速度数据。
    角加速度的单位是radians/second。
    根据Nexus S手机实测:
    水平逆时针旋转,Z轴为正。
    水平逆时针旋转,z轴为负。
    向左旋转,y轴为负。
    向右旋转,y轴为正。
    向上旋转,x轴为负。
    向下旋转,x轴为正。
     
    ST的L3G系列的陀螺仪传感器比较流行,iphone4和google的nexus s中使用该种传感器。
     
    5 光线感应传感器
    光线感应传感器检测实时的光线强度,光强单位是lux,其物理意义是照射到单位面积上的光通量。
    光线感应传感器主要用于Android系统的LCD自动亮度功能。
    可以根据采样到的光强数值实时调整LCD的亮度。
     
    6 压力传感器
    压力传感器返回当前的压强,单位是百帕斯卡hectopascal(hPa)。
     
    7 温度传感器
    温度传感器返回当前的温度。
     
    8 接近传感器
    接近传感器检测物体与手机的距离,单位是厘米。
    一些接近传感器只能返回远和近两个状态,
    因此,接近传感器将最大距离返回远状态,小于最大距离返回近状态。
    接近传感器可用于接听电话时自动关闭LCD屏幕以节省电量。
    一些芯片集成了接近传感器和光线传感器两者功能。
     
     
    下面三个传感器是Android2新提出的传感器类型,目前还不太清楚有哪些应用程序使用。
    9 重力传感器
    重力传感器简称GV-sensor,输出重力数据。
    在地球上,重力数值为9.8,单位是m/s^2。
    坐标系统与加速度传感器相同。
    当设备复位时,重力传感器的输出与加速度传感器相同。
     
    10 线性加速度传感器
    线性加速度传感器简称LA-sensor。
    线性加速度传感器是加速度传感器减去重力影响获取的数据。
    单位是m/s^2,坐标系统与加速度传感器相同。
    加速度传感器、重力传感器和线性加速度传感器的计算公式如下:
    加速度 = 重力 + 线性加速度
     
    11 旋转矢量传感器
    旋转矢量传感器简称RV-sensor。
    旋转矢量代表设备的方向,是一个将坐标轴和角度混合计算得到的数据。
    RV-sensor输出三个数据:
    x*sin(theta/2)
    y*sin(theta/2)
    z*sin(theta/2)
    sin(theta/2)是RV的数量级。
    RV的方向与轴旋转的方向相同。
    RV的三个数值,与cos(theta/2)组成一个四元组。
    RV的数据没有单位,使用的坐标系与加速度相同。
    举例:
    sensors_event_t.data[0] = x*sin(theta/2)
    sensors_event_t.data[1] = y*sin(theta/2)
    sensors_event_t.data[2] = z*sin(theta/2)
    sensors_event_t.data[3] =   cos(theta/2)
     
    GV、LA和RV的数值没有物理传感器可以直接给出,
    需要G-sensor、O-sensor和Gyro-sensor经过算法计算后得出。
    算法一般是传感器公司的私有产权。

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