iOS的加速計和陀螺儀

一搓侄、CoreMotion框架介紹

我們知道有一些iOS的應用瞄桨,會有一些特殊的要求话速,比如:

  • 電子羅盤指南針之類的應用:讓我們知道方向。
  • 運動類型軟件:讓我們知道我們跑步多少公里芯侥。
  • 社交軟件中的搖一搖功能泊交。
  • 游戲中扮演角色類中根據(jù)設備的晃動等進行操作。

其實柱查,他們多半是使用了iOS中的一個核心運動框架CoreMotion.framework

使用iOS提供給我們的CoreMotion框架廓俭,主要是為了訪問加速度計和陀螺儀的相關數(shù)據(jù)。
它不僅僅提供給你獲得實時的加速度值和旋轉速度值唉工,更重要的是研乒,蘋果在其中集成了很多算法,可以直接給你輸出把重力加速度分量剝離的加速度淋硝,省去你的高通濾波操作雹熬,以及提供給你一個專門的設備的三維位置信息。

傳感器介紹:

加速度計:
加速度計的原理很簡單谣膳,現(xiàn)在手機里面基本配備的都是3維線傳感器竿报,也就是說,用來測量x继谚,y烈菌,z三個軸上的加速力。加速力就是當物體在加速過程中作用在物體上的力花履,就好比地球引力芽世,也就是重力。

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陀螺儀:
陀螺儀的主要作用诡壁,是基于角動量守恒的理論捂襟,沿著某個特定的坐標軸測量旋轉速率。在使用中欢峰,陀螺儀的轉子在高速旋轉時葬荷,始終指向一個固定的方向,當運動物體的運動方向偏離預定方向時纽帖,陀螺儀就可以感受出來宠漩。

1795722-b93020a639168c7e.png

二、CoreMotion使用

1795722-9605df29bea6ec95.png

CoreMotion主要負責三種數(shù)據(jù):

加速度值CMAccelerometerData
陀螺儀值CMGyroData
設備motion值CMDeviceMotion

實際上懊直,這個設備motion值就是通過加速度和旋轉速度進行變換算出來的

1795722-84bdecb1d5734900.png

CMDeviceMotion屬性介紹:

attitude:通俗來講扒吁,就是告訴你手機在當前空間的位置和姿勢
gravity:重力信息,其本質(zhì)是重力加速度矢量在當前設備的參考坐標系中的表達
userAcceleration:加速度信息
rotationRate:即時的旋轉速率室囊,是陀螺儀的輸出

使用CoreMotion的步驟:

初始化CMMotionManager管理對象
調(diào)用管理對象的對象方法獲取數(shù)據(jù)雕崩,有2種方式
處理數(shù)據(jù)
當你不需要使用的時候魁索,停止獲取數(shù)據(jù)

-(void)stopAccelerometerUpdates;//停止獲取加速度計數(shù)據(jù)
-(void)stopGyroUpdates;//停止獲取陀螺儀數(shù)據(jù)
-(void)stopDeviceMotionUpdates;//停止獲取設備motion數(shù)據(jù)

在CoreMotion中有2種獲取數(shù)據(jù)方式:

  • Push方式:
    提供一個線程管理器NSOperationQueue和一個回調(diào)Block,CoreMotion自動在每一個采樣數(shù)據(jù)到來的時候回調(diào)這個Block盼铁,進行處理粗蔚。在這種情況下,Block中的操作會在你自己的主線程內(nèi)執(zhí)行饶火。
  • Pull方式:
    你必須主動去向CMMotionManager要數(shù)據(jù)鹏控,這個數(shù)據(jù)就是最近一次的采樣數(shù)據(jù)。你不去要肤寝,CMMotionManager就不會給你当辐。

加速度計使用Pull方式獲取:

- (void)useAccelerometerPull{
    //初始化全局管理對象
    CMMotionManager *manager = [[CMMotionManager alloc] init];
    self.motionManager = manager;
    //判斷加速度計可不可用鲤看,判斷加速度計是否開啟
    if ([manager isAccelerometerAvailable] && [manager isAccelerometerActive]){
        //告訴manager缘揪,更新頻率是100Hz
        manager.accelerometerUpdateInterval = 0.01;
        //開始更新,后臺線程開始運行义桂。這是Pull方式找筝。
        [manager startAccelerometerUpdates];
    }
    //獲取并處理加速度計數(shù)據(jù)
    CMAccelerometerData *newestAccel = self.motionManager.accelerometerData;
    NSLog(@"X = %.04f",newestAccel.acceleration.x);
    NSLog(@"Y = %.04f",newestAccel.acceleration.y);
    NSLog(@"Z = %.04f",newestAccel.acceleration.z);
}

加速度計使用Push方式獲取:

- (void)useAccelerometerPush{
    //初始化全局管理對象
    CMMotionManager *manager = [[CMMotionManager alloc] init];
    self.motionManager = manager;
    //判斷加速度計可不可用澡刹,判斷加速度計是否開啟
    if ([manager isAccelerometerAvailable] && [manager isAccelerometerActive]){
        //告訴manager呻征,更新頻率是100Hz
        manager.accelerometerUpdateInterval = 0.01;
        NSOperationQueue *queue = [[NSOperationQueue alloc] init];
        //Push方式獲取和處理數(shù)據(jù)
        [manager startAccelerometerUpdatesToQueue:queue
                 withHandler:^(CMAccelerometerData *accelerometerData, NSError *error)
         {
             NSLog(@"X = %.04f",accelerometerData.acceleration.x);
             NSLog(@"Y = %.04f",accelerometerData.acceleration.y);
             NSLog(@"Z = %.04f",accelerometerData.acceleration.z);
         }];
    }
}

陀螺儀使用Push方式獲取,Pull方式就不列出來了罢浇,和加速度計使用相似:

- (void)useGyroPush{
    //初始化全局管理對象
    CMMotionManager *manager = [[CMMotionManager alloc] init];
    self.motionManager = manager;
    //判斷陀螺儀可不可以陆赋,判斷陀螺儀是不是開啟
    if ([manager isGyroAvailable] && [manager isGyroActive]){

        NSOperationQueue *queue = [[NSOperationQueue alloc] init];
        //告訴manager,更新頻率是100Hz
        manager.gyroUpdateInterval = 0.01;
        //Push方式獲取和處理數(shù)據(jù)
        [manager startGyroUpdatesToQueue:queue
                             withHandler:^(CMGyroData *gyroData, NSError *error)
        {
            NSLog(@"Gyro Rotation x = %.04f", gyroData.rotationRate.x);
            NSLog(@"Gyro Rotation y = %.04f", gyroData.rotationRate.y);
            NSLog(@"Gyro Rotation z = %.04f", gyroData.rotationRate.z);
        }];
    }
}
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