Ios 相对于世界的设备运动-倍数与振幅

使用Cmatitude的正确方法是什么：multiplyByInverseOfAttitude

假设iOS5设备平放在桌子上，在启动CMMotionManager后：

CMMotionManager *motionManager = [[CMMotionManager alloc]init];
[motionManager startDeviceMotionUpdatesUsingReferenceFrame:
    CMAttitudeReferenceFrameXTrueNorthZVertical];

稍后，将获取CMDeviceMotion对象：

CMDeviceMotion *deviceMotion = [motionManager deviceMotion];

我希望[设备运动姿态]反映设备从正北方向的旋转

通过观察，[deviceMotion userAcceleration]报告设备参考框架中的加速度。也就是说，将设备左右移动（使其平放在工作台上）会记录x轴上的加速度。将设备旋转90°（仍为平面）并将设备左右移动，仍报告x加速度

转换[deviceMotion userAcceleration]以获得南北/东西加速而不是左右/前后加速的正确方法是什么

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Cmatitude multiplyByVerseOfattude似乎是不必要的，因为已经指定了一个参考坐标系，并且文档中不清楚如何将姿态应用于Cmax加速度。

参考坐标系与姿态值相关，请查看偏航角的姿态值；如果不使用参考帧，则在启动应用程序时，该值始终为零，而如果使用参考帧CmatitureReferenceFramextrueNorthzVertical，则偏航值指示x轴与正北之间的角度。

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通过这些信息，您可以确定手机在地球坐标系中的姿态，从而确定加速度计轴相对于基点的位置。

在阅读了上面链接的文章后，我尝试实施一个解决方案

步骤如下：

• 每次更新时获取姿态旋转矩阵
• 计算逆矩阵
• 乘以用户加速度向量的逆矩阵

结果向量将是向量的投影

-x北+x南

-y东，+y西

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我的代码还不完善，我正在研究它。

如果CMDeviceMotion在参考坐标系的坐标中有一个userAcceleration的访问器，这个问题就不会出现。因此，我使用了一个类别来添加所需的方法：

在CMDeviceMotion+TransformToReferenceName.h中：

#import <CoreMotion/CoreMotion.h>

@interface CMDeviceMotion (TransformToReferenceFrame)
-(CMAcceleration)userAccelerationInReferenceFrame;
@end

在斯威夫特3

extension CMDeviceMotion {

    var userAccelerationInReferenceFrame: CMAcceleration {
        let acc = self.userAcceleration
        let rot = self.attitude.rotationMatrix

        var accRef = CMAcceleration()
        accRef.x = acc.x*rot.m11 + acc.y*rot.m12 + acc.z*rot.m13;
        accRef.y = acc.x*rot.m21 + acc.y*rot.m22 + acc.z*rot.m23;
        accRef.z = acc.x*rot.m31 + acc.y*rot.m32 + acc.z*rot.m33;

        return accRef;
    }
}

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现在，以前使用[deviceMotion userAcceleration]的代码可以改为使用[deviceMotion UserAccelerationReferenceFrame]。

根据苹果的文档，

Cmatitude

指的是身体相对于给定参考框架的方向。

userAcceleration

或

gravity

是设备帧的值。所以为了得到参考系的值。我们应该照@Batti说的做

每次更新时获取姿态旋转矩阵

计算逆矩阵

乘以用户加速度向量的逆矩阵

这是Swift版本

import CoreMotion
import GLKit

extension CMDeviceMotion {

    func userAccelerationInReferenceFrame() -> CMAcceleration {

        let origin = userAcceleration
        let rotation = attitude.rotationMatrix
        let matrix = rotation.inverse()

        var result = CMAcceleration()
        result.x = origin.x * matrix.m11 + origin.y * matrix.m12 + origin.z * matrix.m13;
        result.y = origin.x * matrix.m21 + origin.y * matrix.m22 + origin.z * matrix.m23;
        result.z = origin.x * matrix.m31 + origin.y * matrix.m32 + origin.z * matrix.m33;

        return result
    }

    func gravityInReferenceFrame() -> CMAcceleration {

        let origin = self.gravity
        let rotation = attitude.rotationMatrix
        let matrix = rotation.inverse()

        var result = CMAcceleration()
        result.x = origin.x * matrix.m11 + origin.y * matrix.m12 + origin.z * matrix.m13;
        result.y = origin.x * matrix.m21 + origin.y * matrix.m22 + origin.z * matrix.m23;
        result.z = origin.x * matrix.m31 + origin.y * matrix.m32 + origin.z * matrix.m33;

        return result
    }
}

extension CMRotationMatrix {

    func inverse() -> CMRotationMatrix {

        let matrix = GLKMatrix3Make(Float(m11), Float(m12), Float(m13), Float(m21), Float(m22), Float(m23), Float(m31), Float(m32), Float(m33))
        let invert = GLKMatrix3Invert(matrix, nil)

        return CMRotationMatrix(m11: Double(invert.m00), m12: Double(invert.m01), m13: Double(invert.m02),
                            m21: Double(invert.m10), m22: Double(invert.m11), m23: Double(invert.m12),
                            m31: Double(invert.m20), m32: Double(invert.m21), m33: Double(invert.m22))

    }

}

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希望对你有所帮助

谢谢@batti，我理解几何，问题是关于编码。API似乎不支持应用转换的简单方法。在Cmatitude中，euler角、四元数表示和旋转矩阵都很容易访问，但没有明显的方法将它们应用于Cmatitude加速度。更糟糕的是，CMAcceleration是只读的，所以我不能自己转换它并在发送之前更新对象。问题是加速度计的le轴与设备固定，因此加速度计可以在设备框架中测量加速度。如果传感器没有那么嘈杂，你应该找到加速度的水平面，垂直于重力矢量的平面，看看这个平面上的矢量，计算矢量和北方之间的角度，知道基数坐标系中加速度的方向。你的应用程序是做什么的？这应该是有帮助的，第3节。这是一个有趣的，很好的工作。我假设您正在将其与指南针（CLHeading）一起使用。你怎么处理从加速中得到的数字？你的答案不正确。为了将矢量从参考帧a移动到参考帧B，当给出从B到a的旋转矩阵时，该矢量应乘以逆旋转矩阵。下面是如何计算Vitaly的逆矩阵，感谢您的反馈。守则运作良好，运作良好；你试过了吗？您的链接提供了一种反转任意矩阵的方法，但“旋转矩阵的逆矩阵只是其转置”（）。这很微妙，但代码在计算中转换了旋转矩阵。@Zaq，我收回我的话，你说得对。看一下我的旋转矩阵求逆代码，这是一个任意矩阵求逆代码，它产生了转置矩阵。显然，旋转矩阵逆是它的转置，因为有两个事实：a）行列式总是1，因为旋转时向量不缩放；b）旋转矩阵是正交矩阵。@xmkevinchen，谢谢你的兴趣。代码完全按照您的建议执行。正如VitalyStakhov逐渐意识到的那样，代码在计算中转换了旋转矩阵。我可以对俯仰和滚动也这么做吗>？你能分享代码吗？或者解释上述步骤。。我得到的只是存储你想要创建的姿态作为参考，计算当前姿态的倒数

import CoreMotion
import GLKit

extension CMDeviceMotion {

    func userAccelerationInReferenceFrame() -> CMAcceleration {

        let origin = userAcceleration
        let rotation = attitude.rotationMatrix
        let matrix = rotation.inverse()

        var result = CMAcceleration()
        result.x = origin.x * matrix.m11 + origin.y * matrix.m12 + origin.z * matrix.m13;
        result.y = origin.x * matrix.m21 + origin.y * matrix.m22 + origin.z * matrix.m23;
        result.z = origin.x * matrix.m31 + origin.y * matrix.m32 + origin.z * matrix.m33;

        return result
    }

    func gravityInReferenceFrame() -> CMAcceleration {

        let origin = self.gravity
        let rotation = attitude.rotationMatrix
        let matrix = rotation.inverse()

        var result = CMAcceleration()
        result.x = origin.x * matrix.m11 + origin.y * matrix.m12 + origin.z * matrix.m13;
        result.y = origin.x * matrix.m21 + origin.y * matrix.m22 + origin.z * matrix.m23;
        result.z = origin.x * matrix.m31 + origin.y * matrix.m32 + origin.z * matrix.m33;

        return result
    }
}

extension CMRotationMatrix {

    func inverse() -> CMRotationMatrix {

        let matrix = GLKMatrix3Make(Float(m11), Float(m12), Float(m13), Float(m21), Float(m22), Float(m23), Float(m31), Float(m32), Float(m33))
        let invert = GLKMatrix3Invert(matrix, nil)

        return CMRotationMatrix(m11: Double(invert.m00), m12: Double(invert.m01), m13: Double(invert.m02),
                            m21: Double(invert.m10), m22: Double(invert.m11), m23: Double(invert.m12),
                            m31: Double(invert.m20), m32: Double(invert.m21), m33: Double(invert.m22))

    }

}