CoreMotion (加速仪与陀螺仪)

CoreMotion (加速仪与陀螺仪)

主要是使用CMMotionManager

iOS中的主要传感器:

image.png

加速仪 (类型：CMAcceleration)

简介：

加速仪可以检测三维空间中的加速度 ，坐标对应如下：

o_coremotion1.png

例如：当垂直手持手机且顶部向上，Y坐标上回收到 -1G的加速度。

陀螺仪 (类型：CMRotationRate)

简介：

陀螺仪用于检测设备绕XYZ轴转动的速度,坐标对应如下：

o_coremotion2.png

deviceMotion

包含下面四种数据：

attitude(类型：CMAttitude)

返回设备的方位信息，包含roll 、pitch、yaw三个欧拉角的值

roll: 设备绕 Z 轴转过的角度

pitch: 设备绕 X 轴转过的角度

yaw: 设备绕 Y 轴转过的角度

rotationRate(类型：CMRotationRate)

经过滤波操作之后的陀螺仪数据，即 静止时，三个方向的转动速度接近于0；

gravity(类型：CMAcceleration)

返回重力对设备在三个方向上的加速度

即重力加速度矢量在当前设备的参考坐标系中的表达，开发中不再需要通过滤波来提取这个信息

userAcceleration(类型：CMAcceleration)

返回用户对设备在三个方向上的加速度

不再需要滤波，但根据程序需求而加的滤波算法可以保留

示例：

数据获取方式有两种：主动获取（pull），基于代码块获取（push）

主动获取

-(void)viewDidLoad
{
[super viewDidLoad];
// 创建CMMotionManager对象
self.motionManager = [[CMMotionManager alloc] init];  // ①
// 如果CMMotionManager的支持获取加速度数据
if (self.motionManager.accelerometerAvailable)
{
    [self.motionManager startAccelerometerUpdates];
}
else
{
    NSLog(@"该设备不支持获取加速度数据！");
}
// 如果CMMotionManager的支持获取陀螺仪数据
if (self.motionManager.gyroAvailable)
{
    [self.motionManager startGyroUpdates];
}
else
{
    NSLog(@"该设备不支持获取陀螺仪数据！");
}
// 如果CMMotionManager的支持获取磁场数据
if (self.motionManager.magnetometerAvailable)
{
    [self.motionManager startMagnetometerUpdates];
}
else
{
    NSLog(@"该设备不支持获取磁场数据！");
}
}
-(void)viewWillAppear:(BOOL)animated
{
[super viewWillAppear:animated];
// 启动定时器来周期性地轮询加速度、陀螺仪、磁场数据
updateTimer = [NSTimer scheduledTimerWithTimeInterval:0.1
    target:self selector:@selector(updateDisplay)
    userInfo:nil repeats:YES];  // ②
}
-(void)updateDisplay
{
// 如果CMMotionManager的加速度数据可用
if (self.motionManager.accelerometerAvailable)
{
    // 主动请求获取加速度数据
    CMAccelerometerData* accelerometerData = self.motionManager.accelerometerData;
    self.accelerometerLabel.text  = [NSString stringWithFormat:
        @"加速度为\n-----------\nX轴: %+.2f\nY轴: %+.2f\nZ轴: %+.2f",
        accelerometerData.acceleration.x,
        accelerometerData.acceleration.y,
        accelerometerData.acceleration.z];
}
// 如果CMMotionManager的陀螺仪数据可用
if (self.motionManager.gyroAvailable)
{
    // 主动请求获取陀螺仪数据
    CMGyroData* gyroData = self.motionManager.gyroData;
    self.gyroLabel.text = [NSString stringWithFormat:
        @"绕各轴的转速为\n--------\nX轴: %+.2f\nY轴: %+.2f\nZ轴: %+.2f",
        gyroData.rotationRate.x,
        gyroData.rotationRate.y,
        gyroData.rotationRate.z];
}
// 如果CMMotionManager的磁场数据可用
if (self.motionManager.magnetometerAvailable)
{
    // 主动请求获取磁场数据
    CMMagnetometerData* magnetometerData = self.motionManager.magnetometerData;
    self.magnetometerLabel.text =  [NSString stringWithFormat:
        @"磁场数据为\n--------\nX轴: %+.2f\nY轴: %+.2f\nZ轴: %+.2f",
        magnetometerData.magneticField .x,
        magnetometerData.magneticField .y,
        magnetometerData.magneticField .z];
}
}

结果如下：

o_coremotion3.png

基于代码块获取

 self.motionManager = [[CMMotionManager alloc]init];
    if (_motionManager.isDeviceMotionAvailable) {
        
        //更新数据频率
        _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
            }];
        }];
    }

简单应用

图片无论在设备如何倾斜的情况下都保持水平

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);
}];
}  

结果如下：

o_coremotion4.gif

敲击手掌的时候实现导航返回

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];
    }
}];
}

结果如下：

o_1414740568323269.gif

旋转改变页面

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];
    }
}];
}

结果如下：

o_1414740631251562.gif

计算设备的位移

理论上设备一开始静止，就可以通过加速度和时间的值来计算设备的位移，（时间越长 误差越大），然是尝试了一下 做不到，误差太大，看来加速计做不了这么精细的活。。

参考：https://www.cnblogs.com/sunyanyan/p/5213854.html

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