【智能手机室内定位】GetSensorData姿态求旋转矩阵-优快云博客

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GetSensorData AHRS求旋转矩阵

最近在学习智能手机室内定位的问题，苦于没有太多开源代码可以学习，只能自学，担心方向走偏，记录一下研究历程，也欢迎各位大佬批评指正。
并且本文基于GetSensorData2.1版本源码进行学习，也欢迎大佬分享高版本的app，不过好像最新版本安装之后经常闪退。

GetSensorData中AHRS接口

AHRS为航姿参考系统的缩写，在GetSensorData中对该接口进行了调用。
在这里插入图片描述首先，作者利用getRotationMatrixFromVector获得旋转矩阵。

在这里插入图片描述
接着，作者在地2511行对旋转矩阵提取了三个姿态角，但是这些姿态角是在西北地坐标系下，并在接下来两行代码将西北地坐标系转换至东北天坐标系下。

Android开发者文档中对getOrientation的描述

在这里插入图片描述
可以看出，三个values分别为航向、俯仰以及横滚，并且对旋转正向进行了规定（ps：我在实际操作的时候发现values[[2]]正向跟定义相反，也不知道为什么）。

欧拉角转换至旋转矩阵

从GetSensorData中得到了b系（右前上）到n系（东北天）的欧拉角，按照严恭敏老师《捷联惯导算法与组合导航原理》第245页附录B.2中的理解，此时欧拉角符合东北天三轴并且符合旋转正向。因为，GetSensorData中的取负号仅改变了坐标轴指向，并没有改变旋转方向（仍是逆时针旋转），因此直接可以使用严老师书中(B.3公式)
在这里插入图片描述
至此，欧拉角转换至方向余弦矩阵（b->n）结束！

磁场强度转换

利用磁场强度从b系到n系的转换来说明一下结果。
在这里插入图片描述
在n系下E方向磁场强度约为0，北向为正，基本符合，共走了200多米，采样频率50Hz，中间有一段存在较大的磁场干扰。

参考文献

1、GetSensorData2.1源码：https://github.com/lopsi/GetSensorData_Android。
（截止到2022.09.21，GitLab上有2.3.1源码，但是安装到小米手机上闪退，谷歌pixel3无法记录数据）
2、谷歌开发者文档：https://developer.android.google.cn/reference/android/hardware/SensorEvent?hl=en#values。（Reference->android.hardware->Classes->SensorEvent）
3、严恭敏，捷联惯导算法与组合导航原理[M]. 西北工业大学出版社。