CoreMotion (加速儀與陀螺儀)
主要是使用 CMMotionManager
iOS中的主要傳感器:
@ | 加速度傳感器 | 電子羅盤 | 陀螺儀 | 接近傳感器
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功能 | 通過測量三個軸的加速度大小來判斷人體運動 | 通過測量設備周圍地磁場的強度和方向來判斷朝向 | 通過測量三個軸的旋轉速率來判斷朝向 | 無須物理接觸就判斷附近物體的存在
主要局限性 | 受重力干擾大，瞬時誤差大 | 誤差大， 容易受其他磁場和金屬物體影響。主要用於校正其他設備 | 誤差會累積，長時間讀數的准確性差 |不通用，大多數只針對幾種材質
應用 | 活動測量 | 導航 | 導航 | 智能省電
加速儀 (類型：CMAcceleration)
簡介：
加速儀可以檢測三維空間中的加速度 ，坐標對應如下：
例如：當垂直手持手機且頂部向上，Y坐標上回收到 -1G的加速度。
陀螺儀 (類型：CMRotationRate)
簡介：
陀螺儀用於檢測設備繞XYZ軸轉動的速度,坐標對應如下：
deviceMotion
包含下面四種數據：
attitude(類型：CMAttitude)- 返回設備的方位信息，包含roll 、pitch、yaw三個歐拉角的值
roll: 設備繞 Z 軸轉過的角度pitch: 設備繞 X 軸轉過的角度yaw: 設備繞 Y 軸轉過的角度
-
rotationRate(類型：CMRotationRate)- 經過濾波操作之后的陀螺儀數據，即 靜止時，三個方向的轉動速度接近於0；
-
gravity(類型：CMAcceleration)- 返回重力對設備在三個方向上的加速度
- 即重力加速度矢量在當前設備的參考坐標系中的表達，開發中不再需要通過濾波來提取這個信息
-
userAcceleration(類型：CMAcceleration)- 返回用戶對設備在三個方向上的加速度
- 不再需要濾波，但根據程序需求而加的濾波算法可以保留
示例：
數據獲取方式有兩種：主動獲取（pull），基於代碼塊獲取（push）
主動獲取
-(void)viewDidLoad
{
[super viewDidLoad];
// 創建CMMotionManager對象
self.motionManager = [[CMMotionManager alloc] init]; // ①
// 如果CMMotionManager的支持獲取加速度數據
if (self.motionManager.accelerometerAvailable)
{
[self.motionManager startAccelerometerUpdates];
}
else
{
NSLog(@"該設備不支持獲取加速度數據！");
}
// 如果CMMotionManager的支持獲取陀螺儀數據
if (self.motionManager.gyroAvailable)
{
[self.motionManager startGyroUpdates];
}
else
{
NSLog(@"該設備不支持獲取陀螺儀數據！");
}
// 如果CMMotionManager的支持獲取磁場數據
if (self.motionManager.magnetometerAvailable)
{
[self.motionManager startMagnetometerUpdates];
}
else
{
NSLog(@"該設備不支持獲取磁場數據！");
}
}
-(void)viewWillAppear:(BOOL)animated
{
[super viewWillAppear:animated];
// 啟動定時器來周期性地輪詢加速度、陀螺儀、磁場數據
updateTimer = [NSTimer scheduledTimerWithTimeInterval:0.1
target:self selector:@selector(updateDisplay)
userInfo:nil repeats:YES]; // ②
}
-(void)updateDisplay
{
// 如果CMMotionManager的加速度數據可用
if (self.motionManager.accelerometerAvailable)
{
// 主動請求獲取加速度數據
CMAccelerometerData* accelerometerData = self.motionManager.accelerometerData;
self.accelerometerLabel.text = [NSString stringWithFormat:
@"加速度為\n-----------\nX軸: %+.2f\nY軸: %+.2f\nZ軸: %+.2f",
accelerometerData.acceleration.x,
accelerometerData.acceleration.y,
accelerometerData.acceleration.z];
}
// 如果CMMotionManager的陀螺儀數據可用
if (self.motionManager.gyroAvailable)
{
// 主動請求獲取陀螺儀數據
CMGyroData* gyroData = self.motionManager.gyroData;
self.gyroLabel.text = [NSString stringWithFormat:
@"繞各軸的轉速為\n--------\nX軸: %+.2f\nY軸: %+.2f\nZ軸: %+.2f",
gyroData.rotationRate.x,
gyroData.rotationRate.y,
gyroData.rotationRate.z];
}
// 如果CMMotionManager的磁場數據可用
if (self.motionManager.magnetometerAvailable)
{
// 主動請求獲取磁場數據
CMMagnetometerData* magnetometerData = self.motionManager.magnetometerData;
self.magnetometerLabel.text = [NSString stringWithFormat:
@"磁場數據為\n--------\nX軸: %+.2f\nY軸: %+.2f\nZ軸: %+.2f",
magnetometerData.magneticField .x,
magnetometerData.magneticField .y,
magnetometerData.magneticField .z];
}
}
結果如下：
基於代碼塊獲取
self.motionManager = [[CMMotionManager alloc]init];
if (_motionManager.isDeviceMotionAvailable) {
//更新數據頻率
_motionManager.deviceMotionUpdateInterval = 1/60 ;
TestViewController * __weak weakSelf = self;
NSOperationQueue *queue = [[ NSOperationQueue alloc]init];
[_motionManager startDeviceMotionUpdatesToQueue:queue withHandler:^(CMDeviceMotion * _Nullable motion, NSError * _Nullable error) {
double userX = motion.userAcceleration.x;
double userY = motion.userAcceleration.y;
//...
[[NSOperationQueue mainQueue] addOperationWithBlock:^{
//更新UI
}];
}];
}
簡單應用
圖片無論在設備如何傾斜的情況下都保持水平
RotationViewController * __weak weakSelf = self;if (manager.accelerometerAvailable) {
manager.accelerometerUpdateInterval = 0.01f;
[manager startAccelerometerUpdatesToQueue:[NSOperationQueue mainQueue]
withHandler:^(CMAccelerometerData *data, NSError *error) {
double rotation = atan2(data.acceleration.x, data.acceleration.y) - M_PI;
weakSelf.imageView.transform = CGAffineTransformMakeRotation(rotation);
}];
}
結果如下：
敲擊手掌的時候實現導航返回
ClunkViewController * __weak weakSelf = self;if (manager.deviceMotionAvailable) {
manager.deviceMotionUpdateInterval = 0.01f;
[manager startDeviceMotionUpdatesToQueue:[NSOperationQueue mainQueue]
withHandler:^(CMDeviceMotion *data, NSError *error) {
if (data.userAcceleration.x < -2.5f) {
[weakSelf.navigationController popViewControllerAnimated:YES];
}
}];
}
結果如下：
旋轉改變頁面
double showPromptTrigger = 1.0f;
double showAnswerTrigger = 0.8f;
+(double)magnitudeFromAttitude:(CMAttitude *)attitude {
return sqrt(pow(attitude.roll, 2.0f) + pow(attitude.yaw, 2.0f) + pow(attitude.pitch, 2.0f));
}
FacingViewController * __weak weakSelf = self;if (manager.deviceMotionAvailable) {
[manager startDeviceMotionUpdatesToQueue:[NSOperationQueue mainQueue]
withHandler:^(CMDeviceMotion *data, NSError *error) {
// translate the attitude
[data.attitude multiplyByInverseOfAttitude:initialAttitude];
// calculate magnitude of the change from our initial attitude
double magnitude = [FacingViewController magnitudeFromAttitude:data.attitude];
// show the prompt
if (!showingPrompt && (magnitude > showPromptTrigger)) {
showingPrompt = YES;
PromptViewController *promptViewController = [weakSelf.storyboard instantiateViewControllerWithIdentifier:@"PromptViewController"];
promptViewController.modalTransitionStyle = UIModalTransitionStyleCrossDissolve;
[weakSelf presentViewController:promptViewController animated:YES completion:nil];
}
// hide the prompt
if (showingPrompt && (magnitude < showAnswerTrigger)) {
showingPrompt = NO;
[weakSelf dismissViewControllerAnimated:YES completion:nil];
}
}];
}
結果如下：
計算設備的位移
理論上設備一開始靜止，就可以通過加速度和時間的值來計算設備的位移，（時間越長 誤差越大），然是嘗試了一下 做不到，誤差太大，看來加速計做不了這么精細的活。。