手機(jī)中的指南針系統(tǒng)你知道用了多少種傳感器組合嗎?從安卓5.0開始，羅盤系統(tǒng)就開始在方向傳感器上增加其他傳感器，到目前為止，羅盤不受到干擾，手機(jī)羅盤中使用到了越來越多的傳感器，包括那么這些傳感器你認(rèn)識嗎?這些傳感器有什么特點(diǎn)?

　　1、加速度傳感器

　　加速度傳感器又叫G-sensor，獲取的是x、y、z三軸的加速度數(shù)值。

　　該數(shù)值包含地心引力的影響，單位是m/s^2。

　　將手機(jī)平放在桌面上，x軸默認(rèn)為0，y軸默認(rèn)0，z軸默認(rèn)9.81。

　　將手機(jī)朝下放在桌面上，z軸為-9.81。

　　加速度傳感器可能是最為成熟的一種mems產(chǎn)品，市場上的加速度傳感器種類很多。手機(jī)中常用的加速度傳感器有BOSCH(博世)的BMA系列，AMK的897X系列，ST的LIS3X系列等。這些傳感器一般提供±2G至±16G的加速度測量范圍，采用I2C或SPI接口和MCU相連，數(shù)據(jù)精度小于16bit。

　　2、磁力傳感器

　　磁力傳感器簡稱為M-sensor，返回x、y、z三軸的環(huán)境磁場數(shù)據(jù)。

　　該數(shù)值的單位是微特斯拉(micro-Tesla)，用uT表示。也可以是高斯(Gauss)，1Tesla=10000Gauss。

　　硬件上一般沒有獨(dú)立的磁力傳感器，磁力數(shù)據(jù)由電子羅盤傳感器提供(E-compass)。電子羅盤傳感器在提供磁力傳感器數(shù)據(jù)的同時，還能提供方向傳感器數(shù)據(jù)。

　　3、方向傳感器

　　方向傳感器簡稱為O-sensor，返回三軸的角度數(shù)據(jù)，方向數(shù)據(jù)的單位是角度。

　　如上所述，電子羅盤E-compass在獲取到G-sensor的數(shù)據(jù)之后，經(jīng)過計算生產(chǎn)O-sensor數(shù)據(jù)以及M-sensor數(shù)據(jù)。

　　O-sensor提供三個數(shù)據(jù)，分別為azimuth、pitch和roll。

　　azimuth：方位，返回水平時磁北極和Y軸的夾角，范圍為0°至360°。0°=北，90°=東，180°=南，270°=西。

　　pitch：x軸和水平面的夾角，范圍為-180°至180°。當(dāng)z軸向y軸轉(zhuǎn)動時，角度為正值。

　　roll：y軸和水平面的夾角，由于歷史原因，范圍為-90°至90°。當(dāng)x軸向z軸移動時，角度為正值。

　　電子羅盤在獲取正確的數(shù)據(jù)前需要進(jìn)行校準(zhǔn)，通?？捎?字校準(zhǔn)法。8字校準(zhǔn)法要求用戶使用需要校準(zhǔn)的設(shè)備在空中做8字晃動，原則上盡量多的讓設(shè)備法線方向指向空間的所有8個象限。

　　4、陀螺儀傳感器

　　陀螺儀傳感器叫做Gyro-sensor，返回x、y、z三軸的角加速度數(shù)據(jù)。

　　角加速度的單位是radians/second。

　　根據(jù)Nexus S手機(jī)實(shí)測：

　　水平逆時針旋轉(zhuǎn)，Z軸為正。

　　水平逆時針旋轉(zhuǎn)，z軸為負(fù)。

　　向左旋轉(zhuǎn)，y軸為負(fù)。

　　向右旋轉(zhuǎn)，y軸為正。

　　向上旋轉(zhuǎn)，x軸為負(fù)。

　　向下旋轉(zhuǎn)，x軸為正。

　　5、重力傳感器

　　重力傳感器簡稱GV-sensor，輸出重力數(shù)據(jù)。

　　在地球上，重力數(shù)值為9.8，單位是m/s^2。

　　坐標(biāo)系統(tǒng)與加速度傳感器相同。

　　當(dāng)設(shè)備復(fù)位時，重力傳感器的輸出與加速度傳感器相同。

　　6、線性加速度傳感器

　　線性加速度傳感器簡稱LA-sensor。

　　線性加速度傳感器是加速度傳感器減去重力影響獲取的數(shù)據(jù)。

　　單位是m/s^2，坐標(biāo)系統(tǒng)與加速度傳感器相同。

　　加速度傳感器、重力傳感器和線性加速度傳感器的計算公式如下：

　　加速度 = 重力 + 線性加速度。

　　7、旋轉(zhuǎn)矢量傳感器

　　旋轉(zhuǎn)矢量傳感器簡稱RV-sensor。

　　旋轉(zhuǎn)矢量代表設(shè)備的方向，是一個將坐標(biāo)軸和角度混合計算得到的數(shù)據(jù)。

　　RV-sensor輸出三個數(shù)據(jù)：

　　x*sin(theta/2)

　　y*sin(theta/2)

　　z*sin(theta/2)

　　sin(theta/2)是RV的數(shù)量級。

　　RV的方向與軸旋轉(zhuǎn)的方向相同。

　　RV的三個數(shù)值，與cos(theta/2)組成一個四元組。

　　RV的數(shù)據(jù)沒有單位，使用的坐標(biāo)系與加速度相同。

　　舉例：

　　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的數(shù)值沒有物理傳感器可以直接給出，需要G-sensor、O-sensor和Gyro-sensor經(jīng)過算法計算后得出。