Android 平台提供多種傳感器，可讓您監視(shì)設備的運動。
傳感器的可能(néng)架構因傳感器類型而異：
重力、線性加速度、旋轉矢量、有效運動、計(jì)步器和(hé)步測器傳感器可能(néng)基于硬件，也(yě)可能(néng)基于軟件。
加速度計(jì)傳感器和(hé)陀螺儀傳感器始終基于硬件。
大(dà)多數 Android 設備都配有加速度計(jì)，而現(xiàn)在許多設備都帶有陀螺儀。基于軟件的傳感器的可用(yòng)性更具可變性，因爲其通常依賴一個或多個硬件傳感器來(lái)獲取其數據。根據設備的不同，這(zhè)些(xiē)基于軟件的傳感器可以從(cóng)加速度計(jì)和(hé)磁力計(jì)或陀螺儀中獲取其數據。
運動傳感器在監控設備運動方面（例如傾斜、晃動、旋轉或擺動）非常有用(yòng)。該移動通常是用(yòng)戶直接輸入的反映（例如，用(yòng)戶在遊戲中駕駛汽車，或在遊戲中控制球），但(dàn)也(yě)可能(néng)反映設備所處的物理(lǐ)環境（例如，在開(kāi)車時(shí)與您一起移動）。在第一種情況下(xià)，您正在監控相對(duì)于設備參照系或應用(yòng)參照系的運動；在第二種情況下(xià)，您正在監控相對(duì)于世界參照系的運動。運動傳感器本身通常不用(yòng)于監視(shì)設備位置，但(dàn)可以與其他(tā)傳感器（例如地磁場傳感器）一起使用(yòng)，以确定設備相對(duì)于世界參照系的位置（如需了(le)解詳細信息，請(qǐng)參閱位置傳感器）。
所有運動傳感器都爲每個 SensorEvent 返回傳感器值的多維數組。例如，在單個傳感器事(shì)件期間，加速度計(jì)返回三個坐(zuò)标軸的加速力數據，而陀螺儀返回三個坐(zuò)标軸的旋轉速率數據。這(zhè)些(xiē)數據值與其他(tā) SensorEvent 參數一起在 float 數組中 (values) 返回。表 1 總結了(le)在 Android 平台上(shàng)可用(yòng)的運動傳感器。
表 1. Android 平台支持的運動傳感器。
| 傳感器 | 傳感器事(shì)件數據 | 說明(míng) | 度量單位 |
|---|---|---|---|
| TYPE_ACCELEROMETER< | SensorEvent.values[0]< | 沿 x 軸的加速力（包括重力）。 | 米/秒2 |
| SensorEvent.values[1]< | 沿 y 軸的加速力（包括重力）。 | ||
| SensorEvent.values[2]< | 沿 z 軸的加速力（包括重力）。 | ||
| TYPE_ACCELEROMETER_UNCALIBRATED< | SensorEvent.values[0]< | 沿 X 軸測量的加速度，沒有任何偏差補償。 | 米/秒2 |
| SensorEvent.values[1]< | 沿 Y 軸測量的加速度，沒有任何偏差補償。 | ||
| SensorEvent.values[2]< | 沿 Z 軸測量的加速度，沒有任何偏差補償。 | ||
| SensorEvent.values[3]< | 沿 X 軸測量的加速度，并帶有估算(suàn)的偏差補償。 | ||
| SensorEvent.values[4]< | 沿 Y 軸測量的加速度，并帶有估算(suàn)的偏差補償。 | ||
| SensorEvent.values[5]< | 沿 Z 軸測量的加速度，并帶有估算(suàn)的偏差補償。 | ||
| TYPE_GRAVITY< | SensorEvent.values[0]< | 沿 x 軸的重力。 | 米/秒2 |
| SensorEvent.values[1]< | 沿 y 軸的重力。 | ||
| SensorEvent.values[2]< | 沿 z 軸的重力。 | ||
| TYPE_GYROSCOPE< | SensorEvent.values[0]< | 繞 x 軸的旋轉速率。 | 弧度/秒 |
| SensorEvent.values[1]< | 繞 y 軸的旋轉速率。 | ||
| SensorEvent.values[2]< | 繞 z 軸的旋轉速率。 | ||
| TYPE_GYROSCOPE_UNCALIBRATED< | SensorEvent.values[0]< | 繞 x 軸的旋轉速率（無漂移補償）。 | 弧度/秒 |
| SensorEvent.values[1]< | 繞 y 軸的旋轉速率（無漂移補償）。 | ||
| SensorEvent.values[2]< | 繞 z 軸的旋轉速率（無漂移補償）。 | ||
| SensorEvent.values[3]< | 繞 x 軸的估算(suàn)漂移。 | ||
| SensorEvent.values[4]< | 繞 y 軸的估算(suàn)漂移。 | ||
| SensorEvent.values[5]< | 繞 z 軸的估算(suàn)漂移。 | ||
| TYPE_LINEAR_ACCELERATION< | SensorEvent.values[0]< | 沿 x 軸的加速力（不包括重力）。 | 米/秒2 |
| SensorEvent.values[1]< | 沿 y 軸的加速力（不包括重力）。 | ||
| SensorEvent.values[2]< | 沿 z 軸的加速力（不包括重力）。 | ||
| TYPE_ROTATION_VECTOR< | SensorEvent.values[0]< | 沿 x 軸的旋轉矢量分量 (x * sin(θ/2))。 | 無單位 |
| SensorEvent.values[1]< | 沿 y 軸的旋轉矢量分量 (y * sin(θ/2))。 | ||
| SensorEvent.values[2]< | 沿 z 軸的旋轉矢量分量 (z * sin(θ/2))。 | ||
| SensorEvent.values[3]< | 旋轉矢量的标量分量 ((cos(θ/2))。1 | ||
| TYPE_SIGNIFICANT_MOTION< | 不适用(yòng) | 不适用(yòng) | 不适用(yòng) |
| TYPE_STEP_COUNTER< | SensorEvent.values[0]< | 已激活傳感器最後一次重新啓動以來(lái)用(yòng)戶邁出的步數。 | 步數 |
| TYPE_STEP_DETECTOR< | 不适用(yòng) | 不适用(yòng) | 不适用(yòng) |
旋轉矢量傳感器和(hé)重力傳感器是運動檢測和(hé)監控的最常用(yòng)傳感器。旋轉矢量傳感器極具通用(yòng)性，可用(yòng)于各種與運動有關的任務，例如檢測手勢，監控角度變化，以及監控相對(duì)屏幕方向變化。例如，旋轉矢量傳感器是您開(kāi)發遊戲、增強現(xiàn)實應用(yòng)、二維或三維指南針，或者相機穩定應用(yòng)的理(lǐ)想選擇。在大(dà)多數情況下(xià)，使用(yòng)這(zhè)些(xiē)傳感器比使用(yòng)加速度計(jì)和(hé)地磁場傳感器或方向傳感器更好(hǎo)。
Android 開(kāi)源項目傳感器
Android 開(kāi)源項目 (AOSP) 提供以下(xià)三個基于軟件的運動傳感器：重力傳感器、線性加速傳感器和(hé)旋轉矢量傳感器。這(zhè)些(xiē)傳感器已 Android 4.0 中完成更新，現(xiàn)在使用(yòng)設備的陀螺儀（除其他(tā)傳感器之外(wài)）來(lái)提高(gāo)穩定性和(hé)性能(néng)。如果您要試用(yòng)這(zhè)些(xiē)傳感器，則可以使用(yòng) getVendor() 方法和(hé) getVersion() 方法（供應商爲 Google LLC；版本号爲 3）來(lái)識别它們。您必須通過供應商和(hé)版本号來(lái)識别這(zhè)些(xiē)傳感器，因爲 Android 系統将這(zhè)三個傳感器視(shì)爲輔助傳感器。例如，如果設備制造商提供其自(zì)己的重力傳感器，則 AOSP 重力傳感器将顯示爲輔助重力傳感器。所有這(zhè)三個傳感器都依賴陀螺儀：如果設備沒有陀螺儀，這(zhè)些(xiē)傳感器将不會(huì)顯示并且無法使用(yòng)。
使用(yòng)重力傳感器
重力傳感器提供指示重力方向和(hé)大(dà)小(xiǎo)的三維矢量。通常，此傳感器用(yòng)于确定設備在空(kōng)間中的相對(duì)屏幕方向。
單位與加速度傳感器所用(yòng)的單位 (m/s2) 相同，坐(zuò)标系與加速傳感器使用(yòng)的坐(zuò)标系相同。
注意：當設備處于靜止狀态時(shí)，重力傳感器的輸出應與加速度計(jì)的輸出相同。
使用(yòng)線性加速度計(jì)
線性加速傳感器爲您提供了(le)一個三維矢量，表示沿着每個設備軸的加速度（不包括重力）。您可以使用(yòng)此值執行手勢檢測。該值還可以用(yòng)作(zuò)慣性導航系統的輸入值，該系統使用(yòng)航位推測法。
當您想獲取加速度數據而不受重力影響時(shí)，通常會(huì)使用(yòng)此傳感器。例如，您可以使用(yòng)此傳感器查看(kàn)汽車行駛的速度。線性加速度傳感器始終具有一個偏移量，您需要将其删除。最簡單的方法是在應用(yòng)中構建一個校準步驟。在校準期間，您可以要求用(yòng)戶将設備放(fàng)在桌子上(shàng)，然後讀取所有三個軸的偏移量。然後，您可以從(cóng)加速傳感器的直接讀數中減去該偏移量，以獲得實際的線性加速度。
傳感器坐(zuò)标系與加速度傳感器使用(yòng)的坐(zuò)标系相同，計(jì)量單位 (m/s2) 也(yě)相同。
使用(yòng)旋轉矢量傳感器
旋轉矢量将設備的屏幕方向表示爲角度和(hé)軸的組合，其中設備已圍繞軸（x、y 或 z）旋轉了(le) θ 度。
使用(yòng)計(jì)步器傳感器
計(jì)步器傳感器提供自(zì)已激活傳感器後最後一次重啓以來(lái)用(yòng)戶邁出的步數。與步測器傳感器相比，計(jì)步器的延遲時(shí)間更長（最多 10 秒），但(dàn)精确度更高(gāo)。
如要保護運行應用(yòng)的設備上(shàng)的電池，您應使用(yòng) JobScheduler 類，從(cóng)而以特定的時(shí)間間隔從(cóng)計(jì)步器傳感器檢索當前值。盡管不同類型的應用(yòng)需要不同的傳感器讀取間隔，但(dàn)是除非您的應用(yòng)需要來(lái)自(zì)傳感器的實時(shí)數據，否則應盡可能(néng)延長此間隔。
使用(yòng)步測器傳感器
每次用(yòng)戶邁步時(shí)，步測器傳感器都會(huì)觸發事(shì)件。延遲時(shí)間預計(jì)将低(dī)于 2 秒。
注意：您必須聲明(míng) ACTIVITY_RECOGNITION 權限，以便您的應用(yòng)在運行 Android 10 (API 級别 29) 或更高(gāo)版本的設備上(shàng)使用(yòng)此傳感器。
使用(yòng)原始數據
以下(xià)傳感器可爲您的應用(yòng)提供有關施加到(dào)設備的線性力和(hé)旋轉力的原始數據。爲了(le)有效使用(yòng)這(zhè)些(xiē)傳感器的值，您需要從(cóng)環境中濾除重力等因素。您可能(néng)還需要對(duì)值趨勢應用(yòng)平滑算(suàn)法以減少噪聲。
使用(yòng)加速度計(jì)
加速度傳感器測量施加到(dào)設備的加速度，包括重力。
加速度計(jì)使用(yòng)标準的傳感器坐(zuò)标系。實際上(shàng)，這(zhè)意味着當設備以自(zì)然屏幕方向平放(fàng)在桌子上(shàng)時(shí)，以下(xià)條件适用(yòng)：
如果将設備推向左側（因此向右移動），則 x 加速度值爲正。
如果将設備推到(dào)底部（因此它向遠離您的方向移動），則 y 加速度值爲正。
如果您以 A m/s2 的加速度将設備推向天空(kōng)，則 z 加速度值等于 A + 9.81，該值對(duì)應設備的加速度 (+A m/s2) 減去重力 (-9.81 m/s2)。
固定設備的加速度值爲 +9.81，該值對(duì)應設備的加速度（0 m/s2 減去重力 -9.81 m/s2)。
通常，如果要監控設備的運動，加速度計(jì)是一個很(hěn)好(hǎo)的傳感器。幾乎所有運行 Android 的手機和(hé)平闆電腦(nǎo)都具有加速度計(jì)，其功耗比其他(tā)運動傳感器低(dī)約 10 倍。一個缺點是您可能(néng)必須實現(xiàn)低(dī)通和(hé)高(gāo)通濾波器，以消除重力并降低(dī)噪聲。
使用(yòng)陀螺儀
陀螺儀測量圍繞設備的 x、y 和(hé) z 軸的旋轉速率（弧度/秒）。
傳感器的坐(zuò)标系與用(yòng)于加速傳感器的坐(zuò)标系相同。逆時(shí)針方向旋轉爲正；也(yě)就是說，如果觀察者從(cóng) x、y 或 z 軸上(shàng)某個正位置看(kàn)向位于原點的設備，則在該設備看(kàn)起來(lái)是逆時(shí)針旋轉的情況下(xià)，該觀察者将報(bào)告正旋轉。這(zhè)是正向旋轉的标準數學定義，與方向傳感器使用(yòng)的側傾定義不同。
通常，陀螺儀的輸出會(huì)随時(shí)間積分，以計(jì)算(suàn)描述角度随時(shí)間步長變化的旋轉。
标準陀螺儀可提供原始旋轉數據，而無需對(duì)噪聲和(hé)漂移（偏差）進行任何過濾或校正。實際上(shàng)，陀螺儀的噪聲和(hé)漂移會(huì)引入需要補償的誤差。通常，您可以通過監控其他(tā)傳感器（例如重力傳感器或加速度計(jì)）來(lái)确定漂移（偏差）和(hé)噪聲。
使用(yòng)未經校準的陀螺儀
未經校準的陀螺儀與陀螺儀類似，不同之處在于沒有陀螺漂移補償應用(yòng)于旋轉速率。出廠(chǎng)校準和(hé)溫度補償仍應用(yòng)于旋轉速率。未經校準的陀螺儀可用(yòng)于後期處理(lǐ)和(hé)融合屏幕方向數據。通常，gyroscope_event.values[0] 将接近 uncalibrated_gyroscope_event.values[0] - uncalibrated_gyroscope_event.values[3]。即，
calibrated_x ~= uncalibrated_x - bias_estimate_x
注意：未經校準的傳感器可提供更多的原始結果，并且可能(néng)會(huì)包含一定偏差，但(dàn)其測量值包含的從(cóng)應用(yòng)的校正到(dào)校準的跳躍次數更少。某些(xiē)應用(yòng)可能(néng)更喜歡這(zhè)些(xiē)未經校準的結果，因爲它們更平滑、更可靠。例如，如果應用(yòng)嘗試進行自(zì)己的傳感器融合，則引入校準實際上(shàng)可能(néng)會(huì)扭曲結果。
除了(le)旋轉速率外(wài)，未經校準的陀螺儀還會(huì)提供圍繞每個軸的估算(suàn)漂移。
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