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            可用于手機中的傳感器有多少種?各自有什么特點?

            2020-09-03 17:31:29分類:技術專題105

              手機中的指南針系統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識嗎?這些傳感器有什么特點?


            傳感器

              1、加速度傳感器

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

              該數值包含地心引力的影響,單位是m/s^2。

              將手機平放在桌面上,x軸默認為0,y軸默認0,z軸默認9.81。

              將手機朝下放在桌面上,z軸為-9.81。

              加速度傳感器可能是最為成熟的一種mems產品,市場上的加速度傳感器種類很多。手機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,數據精度小于16bit。

              2、磁力傳感器

              磁力傳感器簡稱為M-sensor,返回x、y、z三軸的環境磁場數據。

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

              硬件上一般沒有獨立的磁力傳感器,磁力數據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據的同時,還能提供方向傳感器數據。

              3、方向傳感器

              方向傳感器簡稱為O-sensor,返回三軸的角度數據,方向數據的單位是角度。

              如上所述,電子羅盤E-compass在獲取到G-sensor的數據之后,經過計算生產O-sensor數據以及M-sensor數據。

              O-sensor提供三個數據,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z軸向y軸轉動時,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x軸向z軸移動時,角度為正值。

              電子羅盤在獲取正確的數據前需要進行校準,通??捎?字校準法。8字校準法要求用戶使用需要校準的設備在空中做8字晃動,原則上盡量多的讓設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三軸的角加速度數據。

              角加速度的單位是radians/second。

              根據Nexus S手機實測:

              水平逆時針旋轉,Z軸為正。

              水平逆時針旋轉,z軸為負。

              向左旋轉,y軸為負。

              向右旋轉,y軸為正。

              向上旋轉,x軸為負。

              向下旋轉,x軸為正。

              5、重力傳感器

              重力傳感器簡稱GV-sensor,輸出重力數據。

              在地球上,重力數值為9.8,單位是m/s^2。

              坐標系統與加速度傳感器相同。

              當設備復位時,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據。

              單位是m/s^2,坐標系統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、旋轉矢量傳感器

              旋轉矢量傳感器簡稱RV-sensor。

              旋轉矢量代表設備的方向,是一個將坐標軸和角度混合計算得到的數據。

              RV-sensor輸出三個數據:

              x*sin(theta/2)

              y*sin(theta/2)

              z*sin(theta/2)

              sin(theta/2)是RV的數量級。

              RV的方向與軸旋轉的方向相同。

              RV的三個數值,與cos(theta/2)組成一個四元組。

              RV的數據沒有單位,使用的坐標系與加速度相同。

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

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