【转】磁场传感器和方位（上）
http://blog.csdn.net/flowingflying/article/details/43233315
磁场传感器（Magnetic Field Sensors）
磁场传感器可以用来检测磁场大小，和加速度传感器一样，有x、y、z轴三个方向，单位为uT（microteslas）。磁场传感器也称为compass（指南针），在uses-feature中使用android.hardware.sensor.compass作为其名字。说实在的，单看磁场数值也看不出所以然。
说个故事，单位部门调整，一拨同事到10楼，这是上下移动实验室的夹层，下面是移动网络（有4G小基站）实验室。一听要挪过去，各个忧心忡忡，这辐射如何办？按秘书的说法，怎么办，凉拌。正好玩磁场传感器，虽然magnetic不是electromagnetic，电场、磁场相互作用，在具体的都还给老师了。手头上也没有什么能够进行测试的，就用磁场传感器测一测。这种事情多半都是自己吓自己，智能手机将成为摸金校尉的必备工具。
下面是小例子代码片段：
public class MagneticFieldSensorActivity extends Activity implements SensorEventListener{
......
@Override
protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
......
sensorManager = (SensorManager)getSystemService(SENSOR_SERVICE);
sensor = sensorManager.getDefaultSensor(Sensor.TYPE_MAGNETIC_FIELD);
}
...... //注册和注销磁场传感器监听器
private int count = 1;
@Override
public void onSensorChanged(SensorEvent event) {
if( count++ == 20){ //磁场传感器很敏感，每20个变化，显示一次数值
double value = Math.sqrt(event.values[0]*event.values[0] + event.values[1]*event.values[1]
+event.values[2]*event.values[2]);
String str = String.format("X:%8.4f , Y:%8.4f , Z:%8.4f \n总值为：%8.4f",
event.values[0],event.values[1],event.values[2],value);
count = 1;
tv.setText(str);
}
}
@Override
public void onAccuracyChanged(Sensor sensor, int accuracy) {
// Nothing here
}
}
方位传感器（Orientation Sensors）
磁场传感器和加速度传感器结合可或者设备摆放角度，两者结合可以获取方位。这些计算由Android代劳了，SensorManager提供getRotationMatrix()，获得转动的矩阵，并进一步通过getOrientation()获得方位矩阵。Android还有方位传感器（orientation Sensors），不是物理实体，而是通过acceleration传感器和磁场感应器来获取方位，而在Android2.2开始方位传感器就被deprecated了。
设备摆放情况通过azimuth、pitch和roll来表示。
azimuth即方位角，就是手机方向和正北的夹角，百度百科这样描述方位角：是从某点的指北方向线起，依顺时针方向到目标方向线之间的水平夹角。pitch和roll可能是引用了航天的术语。azimuth，pitch和roll分别是z轴、X轴和Y轴的旋转角度。
老方法采用orientation传感器，azimuth从0~360。pitch是在x轴方向的转动角度，其实就是Y轴和水平面的仰角，范围为-180~180，正的为朝下（手机头低于水平面），负的为朝上，pitch的方向逆时针为正。roll是Y轴防线的转动角度，实际就是X轴和水平面的角度，范围在-90~90，同样逆时针为正，右轴高于左轴时为正，右轴高于左轴时为负。
新的方法，azimuth的范围是-180~180，当然我们可以进行适当的处理，如果小于零，则加360，这样就可以和orientation的得到的值一样。需要注意的是pitch的范围是-90~90，机头上翘为负；roll的范围是-180~180，和老方法相反，右轴高时为负。
这两种方式的数值可能会使人有些迷糊，我们在使用之前先查文档弄清楚就是了。我曾经有个疑惑为何有两个数值的范围是360度，其中一个数值只有180度。想想球面就知道了，以地球仪为例，经度范围是360°，维度范围是180°，就可以确定球面上的任何一点，以球心到该点假设是手机中轴线，还有一个围绕Y轴360°转的角度的第三维，这就可以确定所有的排放方式。
小例子
下面小例子我们将同时展现新旧两种方式。
public class VirtualJax extends Activity implements SensorEventListener{
... ... //注册和注销传感器监听器，本例涉及三个传感器（加速度传感器、地磁传感器和方位传感器），可以用sensorManager.unregister(this)注销监听器所涉及的全部传感器。
private Sensor accelSensor = null, compassSensor = null, orientSensor = null;
private float[] accelValues = new float[3], compassValues = new float[3],orientValues = new float[3];
private boolean ready = false; //检查传感器是否正常工作，即是否同时具有加速传感器和磁场传感器。
private float[] inR = new float[9];
private float[] inclineMatrix = new float[9];
private float[] prefValues = new float[3];
private double mInclination;
private int count = 1;
@SuppressWarnings("deprecation") //因为orientaion已经不再使用，为了不要显示warning，加上此标识
@Override
public void onSensorChanged(SensorEvent event) {
//【1】将相关传感器的数值分别读入accelValues，compassValues（磁力感应器的数值）和orientValues数组中
switch(event.sensor.getType()){
case Sensor.TYPE_ACCELEROMETER:
for(int i = 0 ; i < 3 ; i ++){
accelValues[i] = event.values[i];
}
if(compassValues[0] != 0) //如果accelerator和magnetic传感器都有数值，设置为真
ready = true;
break;
case Sensor.TYPE_MAGNETIC_FIELD:
for(int i = 0 ; i < 3 ; i ++){
compassValues[i] = event.values[i];
}
if(accelValues[2] != 0) //检查accelerator和magnetic传感器都有数值，只是换一个轴向检查
ready = true;
break;
case Sensor.TYPE_ORIENTATION:
for(int i = 0 ; i < 3 ; i ++){
orientValues[i] = event.values[i];
}
break;
}
if(!ready)
return;
//【2】根据加速传感器的数值accelValues[3]和磁力感应器的数值compassValues[3]，进行矩阵计算，获得方位
//【2.1】计算rotation matrix R(inR)和inclination matrix I(inclineMatrix)
if(SensorManager.getRotationMatrix(inR, inclineMatrix, accelValues, compassValues)){
/* 【2.2】根据rotation matrix计算设备的方位。，范围数组：
values[0]: azimuth, rotation around the Z axis.
values[1]: pitch, rotation around the X axis.
values[2]: roll, rotation around the Y axis.*/
SensorManager.getOrientation(inR, prefValues);
//【2.2】根据inclination matrix计算磁仰角，地球表面任一点的地磁场总强度的矢量方向与水平面的夹角。
mInclination = SensorManager.getInclination(inclineMatrix);
//【3】显示测量值
if(count++ % 100 == 0){
doUpdate(null);
count = 1;
}
}else{
Toast.makeText(this, "无法获得矩阵（SensorManager.getRotationMatrix）", Toast.LENGTH_LONG);
finish();
}
}
//【3】显示测量值
public void doUpdate(View v){
if(!ready)
return;
//preValues[0]是方位角，单位是弧度，范围是-pi到pi，通过Math.toDegrees()转换为角度
float mAzimuth = (float)Math.toDegrees(prefValues[0]);
/*//纠正为orientation的数值。
* if(mAzimuth < 0)
mAzimuth += 360.0;*/
String msg = String.format("推荐方式：\n方位角：%7.3f\npitch: %7.3f\nroll: %7.3f\n地磁仰角：%7.3f\n",
mAzimuth,Math.toDegrees(prefValues[1]),Math.toDegrees(prefValues[2]),
Math.toDegrees(mInclination));
nowOne.setText(msg);
msg = String.format("老方式：\n方位角：%7.3f\npitch: %7.3f\nroll: %7.3f",
orientValues[0],orientValues[1],orientValues[2]);
oldOne.setText(msg);
}
}
运行结果如下：
相关小例子代码：Pro Android学习：传感器小例子
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