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android - 旋转设备时磁场测量的奇怪行为

coder 2023-12-05 原文

情况:

我正在尝试通过指纹识别利用建筑物内部的磁场变化来创建室内定位系统。作为传感器，我使用我的手机 Galaxy Nexus。

基本上，获取指纹的想法是分别测量 x、y 和 z 方向的磁场，然后根据移动设备的方向旋转矢量，将矢量带入世界坐标系。为了定位某人，他还测量了磁场、旋转矢量并将其发送到服务器，我将在服务器上运行我的定位算法。

我的问题:

当我在不同方向测量同一点的磁场时，旋转矢量后我没有得到相同的结果。甚至场强也不一样。

为了证明这一点，我在同一位置进行了四次测量，并将手机绕其 z 轴 ( standard Android specification) 分别逆时针旋转 90、180 和 270 度。 结果可以在那个“表格”和下面的 Matlab 图(点击链接)上看到(如果你想要其他 View ，请告诉我)

编辑: 更准确地说:我真正做的是我定义了我自己的坐标系，让我们说房间坐标系。我拿了房间的一面墙并将其定义为北面。我的电话外星人的 y 轴与那堵墙(在第一个位置)平放在 table 上。因此，正 z 轴指向天空，x 轴定义为 90 度角的墙壁。 以“Raw”命名的向量是手机的原始值，因此它们位于手机的坐标系中。以“旋转”命名的向量被旋转到那个“房间坐标系”中。在图中，虚线向量是原始向量，实线向量是旋转后的向量。

╔═════════════╦════════╦════════╦════════╦══════════╗
║ Vector      ║    X   ║   Y    ║    Z   ║ Strength ║
╠═════════════╬════════╬════════╬════════╬══════════╣
║ 0°Raw       ║  17.55 ║   8.21 ║ -36.83 ║  41.62   ║
║ 0°Rotated   ║  17.55 ║   8.21 ║ -36.83 ║  41.62   ║
║ 90°Raw      ║  15.74 ║ -11.36 ║ -36.86 ║  41.66   ║
║ 90°Rotated  ║  11.36 ║  15.74 ║ -36.86 ║  41.66   ║
║ 180°Raw     ║ -65.06 ║ -16.18 ║ -44.79 ║  80.63   ║
║ 180°Rotated ║  65.06 ║  16.18 ║ -44.79 ║  80.63   ║
║ 270°Raw     ║   6.38 ║  61.95 ║ -46.37 ║  77.64   ║
║ 270°Rotated ║  61.95 ║  -6.38 ║ -46.37 ║  77.64   ║
╚═════════════╩════════╩════════╩════════╩══════════╝

如您所见，即使在旋转它们之后它们也并不真正匹配。你知道为什么会这样吗？有什么我可能还没有考虑过的吗？ 非常感谢!

编辑2:

第二个实验

我做了另一个实验，结果更好，但仍然没有我预期的那么好。这次方向不像它应该的那样恒定。 这次我在户外进行了测量。我将 y 轴移到真正的北方，并将其平放在地面上。我将它逆时针旋转了大约 3 次 90 度。我用另一台相机拍了一张手机位置的照片，并用 photoshop 测量了真实的旋转。您可以在表格和下图中看到的结果:

╔═════════════╦════════╦════════╦════════╦══════════╗
║ Vector      ║    X   ║   Y    ║    Z   ║ Strength ║
╠═════════════╬════════╬════════╬════════╬══════════╣
║ 0°Raw       ║   1.22 ║  20.31 ║ -57.53 ║  61.02   ║
║ 0°Rotated   ║   1.22 ║  20.31 ║ -57.53 ║  61.02   ║
║ 104°Raw     ║  25.92 ║   5.66 ║ -57.53 ║  63.35   ║
║ 104°Rotated ║ -11.93 ║  23.70 ║ -57.53 ║  63.35   ║
║ 204°Raw     ║   5.42 ║ -16.86 ║ -59.67 ║  62.24   ║
║ 204°Rotated ║ -11.90 ║  13.12 ║ -59.67 ║  62.24   ║
║ 290°Raw     ║ -12.18 ║   0.73 ║ -57.85 ║  59.12   ║
║ 290°Rotated ║  -3.64 ║  11.64 ║ -57.85 ║  59.12   ║
╚═════════════╩════════╩════════╩════════╩══════════╝

补充说明:

这些值是几秒钟内的平均值。所以这不是噪音的问题。

我知道我不能使用 getOrientation 函数，因为它使用磁场来计算方向，这没有意义，因为我想找到磁场的变化。对于上面的示例，我手动创建了旋转四元数。

最佳答案

确保您正在通过 onAccuracyChanged(Sensor sensor, int accuracy) 方法监控传感器的准确性。我发现使用 Nexus 10 平板电脑时，准确度会定期变化，当准确度较低或不可靠时，我得到的结果与您的相似。

关于android - 旋转设备时磁场测量的奇怪行为，我们在Stack Overflow上找到一个类似的问题： https://stackoverflow.com/questions/15731877/

android旋转strongsectionRotatedorientationandroid-sensorsmagnetometerindoor-positioning-system

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