手机传感器简述

实习任务要求弄一个陀螺仪的算法，所以就翻看了一下android相关传感器，此文作为一个笔记。

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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。

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

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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。

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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。

逆时针方向为正

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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。

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。

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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

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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)

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GV、LA和RV的数值没有物理传感器可以直接给出，需要G-sensor(重力传感器)、O-sensor（方向传感器）和Gyro-sensor（陀螺仪传感器）经过算法计算后得出。