#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。
参考文献:
android source code hardware\libhardware\include\hardwaresensor.h
http://www.dzsc.com/data/html/2010-11-29/87454.html