iOS傳感器開發——加速度傳感器，螺旋儀傳感器，磁力傳感器的應用

通過加速度傳感器，螺旋儀傳感器和磁力傳感，我們可以擷取到手機在目前三維空間中的形态，加速度傳感器也被稱作重力感應。在一些賽車遊戲中可以廣泛得到應用。在ios5之前，iphone支援的傳感器有限，關于加速度傳感器的管理用uiaccelerometer這個類負責，ios5之後，有關裝置空間資訊的管理交由了coremotion這個架構，coremotion将多種傳感器統一進行管理計算。

雖然在ios5之後這個類被棄用了，但是和其他大多被棄用的方法類似，在新的ios版本中，是相容舊方法的，我們依然可以使用這個類來擷取簡單的裝置空間資訊。

我們主要使用到的類和代理方法如下：

<code>//裝置資訊對象類</code>

<code>@interface uiacceleration : nsobject</code>

<code>//加速度傳感器的時間戳</code>

<code>@property(nonatomic,readonly) nstimeinterval timestamp;</code>

<code>@property(nonatomic,readonly) uiaccelerationvalue x;</code>

<code>@property(nonatomic,readonly) uiaccelerationvalue y;</code>

<code>@property(nonatomic,readonly) uiaccelerationvalue z;</code>

上面的uiaccelerationvalue就是double類型。

加速度傳感器擷取的屬性是裝置在三維空間的角度屬性，借用下面這張圖：

如果将裝置這樣立在桌面上，裝置的三維坐标器如圖，我們将裝置已z軸移動的時候，向右x為正，向左為負，其他兩軸類似。

<code>//加速度管理類</code>

<code>@interface uiaccelerometer : nsobject </code>

<code>//擷取單例對象</code>

<code>+ (uiaccelerometer *)sharedaccelerometer;</code>

<code>//重新整理頻率</code>

<code>@property(nonatomic) nstimeinterval updateinterval;</code>

<code>@property(nullable,nonatomic,weak) id<uiaccelerometerdelegate> delegate;</code>

uiaccelerometer是管理類，通過單例方法擷取到執行個體對象。

<code>@protocol uiaccelerometerdelegate<nsobject></code>

<code>@optional</code>

<code>- (</code><code>void</code><code>)accelerometer:(uiaccelerometer *)accelerometer didaccelerate:(uiacceleration *)acceleration ns_deprecated_ios(2_0, 5_0) __tvos_prohibited;</code>

這個代理方法是重新整理資訊的回調，會以我們設定的幀率重新整理。

舉例代碼如下：

<code>@interface viewcontroller ()<uiaccelerometerdelegate></code>

<code>@implementation viewcontroller</code>

<code>- (</code><code>void</code><code>)viewdidload {</code>

<code> </code><code>[super viewdidload];</code>

<code> </code><code>// do any additional setup after loading the view, typically from a nib.</code>

<code> </code><code>[uiaccelerometer sharedaccelerometer].delegate=self;</code>

<code> </code><code>[uiaccelerometer sharedaccelerometer].updateinterval=1/60.0;</code>

<code>-(</code><code>void</code><code>)accelerometer:(uiaccelerometer *)accelerometer didaccelerate:(uiacceleration *)acceleration{</code>

<code> </code><code>nslog(@</code><code>"\n%f\n%f\n%f"</code><code>,acceleration.x,acceleration.y,acceleration.z);</code>

<code> </code><code>// nslog(@"%f",acceleration.timestamp);</code>

coremotion架構十分強大，它不僅将加速度傳感器和螺旋儀傳感器進行了統一配置和管理，還為我們封裝了許多算法，我們可以直接擷取到裝置的運動狀态資訊。

coremotion負責處理四種資料，一種是加速度資料，一種是螺旋儀資料，一種是磁感應資料，還有一種是前三種資料通過複雜運算得到的裝置的運動資料。幾個主要的類如下：

cmaccelerommterdata:裝置的加速度資料

<code>typedef</code> <code>struct</code> <code>{</code>

<code> </code><code>double</code> <code>x;</code>

<code> </code><code>double</code> <code>y;</code>

<code> </code><code>double</code> <code>z;</code>

<code>} cmacceleration;</code>

<code>@interface cmaccelerometerdata : cmlogitem</code>

<code>@</code><code>private</code>

<code> </code><code>id _internal;</code>

<code>//加速度的資料對象</code>

<code>@property(readonly, nonatomic) cmacceleration acceleration;</code>

cmgyrodata:裝置的螺旋儀資料

<code> </code><code>double</code> <code>z; </code>

<code>} cmrotationrate;</code>

<code>@interface cmgyrodata : cmlogitem</code>

<code>//螺旋儀資料對象</code>

<code>@property(readonly, nonatomic) cmrotationrate rotationrate;</code>

cmmagnetometerdata：磁感應資訊

<code>} cmmagneticfield;</code>

<code>@interface cmmagnetometerdata : cmlogitem</code>

<code>@property(readonly, nonatomic) cmmagneticfield magneticfield;</code>

cmdevicemotion:裝置的運動狀态資料

<code>@interface cmdevicemotion : cmlogitem</code>

<code>//裝置的狀态對象</code>

<code>@property(readonly, nonatomic) cmattitude *attitude;</code>

<code>//裝置的角速度</code>

<code>//裝置的重力加速度</code>

<code>@property(readonly, nonatomic) cmacceleration gravity;</code>

<code>//使用者嫁給裝置的加速度裝置的總加速度為重力加速度叫上使用者給的加速度</code>

<code>@property(readonly, nonatomic) cmacceleration useracceleration;</code>

<code>//裝置的磁場矢量對象</code>

<code>@property(readonly, nonatomic) cmcalibratedmagneticfield magneticfield ns_available(na,5_0);</code>

相比之前兩個類，這個就比較複雜了，attitude對象中又封裝了許多裝置的狀态屬性：

<code>@interface cmattitude : nsobject <nscopying, nssecurecoding></code>

<code>//裝置的歐拉角roll</code>

<code>@property(readonly, nonatomic) </code><code>double</code> <code>roll;</code>

<code>//裝置的歐拉角pitch</code>

<code>@property(readonly, nonatomic) </code><code>double</code> <code>pitch;</code>

<code>//裝置的歐拉角yaw</code>

<code>@property(readonly, nonatomic) </code><code>double</code> <code>yaw;</code>

<code>//裝置狀态的旋轉矩陣</code>

<code>@property(readonly, nonatomic) cmrotationmatrix rotationmatrix;</code>

<code>//裝置狀态的四元數</code>

<code>@property(readonly, nonatomic) cmquaternion quaternion;</code>

coremotion有兩種使用方式，一種是我們主動向manager索取資料，一種是通過回調讓manager将資料傳給回調給我們，這兩種方式分别稱作pull方式和push方式。

pull方式：

<code> </code><code>//建立管理對象</code>

<code> </code><code>manager= [[cmmotionmanager alloc]init];</code>

<code> </code><code>//開啟加速度更新</code>

<code> </code><code>[manager startaccelerometerupdates];</code>

<code> </code><code>//開啟螺旋儀更新</code>

<code> </code><code>[manager startgyroupdates];</code>

<code> </code><code>//開啟狀态更新</code>

<code> </code><code>[manager startmagnetometerupdates];</code>

<code> </code><code>//建立定時器</code>

<code> </code><code>nstimer * </code><code>time</code> <code>= [nstimer scheduledtimerwithtimeinterval:1 target:self selector:@selector(updata) userinfo:nil repeats:yes];</code>

<code> </code><code>time</code><code>.firedate = [nsdate distantpast];</code>

<code>-(</code><code>void</code><code>)updata{</code>

<code> </code><code>nslog(@</code><code>"%f,%f,%f\n%f,%f,%f"</code><code>,manager.accelerometerdata.acceleration.x,manager.accelerometerdata.acceleration.y,manager.accelerometerdata.acceleration.z,manager.gyrodata.rotationrate.x,manager.gyrodata.rotationrate.y,manager.gyrodata.rotationrate.z);</code>

push方式：

<code> </code><code>//建立管理對象</code>

<code> </code><code>//在目前線程中回調</code>

<code> </code><code>[manager startaccelerometerupdatestoqueue:[nsoperationqueue currentqueue] withhandler:^(cmaccelerometerdata * _nullable accelerometerdata, nserror * _nullable error) {</code>

<code>@interface cmmotionmanager : nsobject</code>

<code>//設定加速度傳感器更新幀率</code>

<code>@property(assign, nonatomic) nstimeinterval accelerometerupdateinterval __tvos_prohibited;</code>

<code>//加速度傳感器是否可用</code>

<code>@property(readonly, nonatomic, getter=isaccelerometeravailable) </code><code>bool</code> <code>accelerometeravailable __tvos_prohibited;</code>

<code>//加速度傳感器是否激活</code>

<code>@property(readonly, nonatomic, getter=isaccelerometeractive) </code><code>bool</code> <code>accelerometeractive __tvos_prohibited;</code>

<code>//加速度傳感器資料對象</code>

<code>@property(readonly, nullable) cmaccelerometerdata *accelerometerdata __tvos_prohibited;</code>

<code>//pull方式開始更新加速度資料</code>

<code>- (</code><code>void</code><code>)startaccelerometerupdates __tvos_prohibited;</code>

<code>//push方式更新加速度資料</code>

<code>- (</code><code>void</code><code>)startaccelerometerupdatestoqueue:(nsoperationqueue *)queue withhandler:(cmaccelerometerhandler)handler __tvos_prohibited;</code>

<code>//停止更新加速度資料</code>

<code>- (</code><code>void</code><code>)stopaccelerometerupdates __tvos_prohibited;</code>

<code>//螺旋儀傳感器重新整理幀率</code>

<code>@property(assign, nonatomic) nstimeinterval gyroupdateinterval __tvos_prohibited;</code>

<code>//螺旋儀是否可用</code>

<code>@property(readonly, nonatomic, getter=isgyroavailable) </code><code>bool</code> <code>gyroavailable __tvos_prohibited;</code>

<code>//螺旋儀是否激活</code>

<code>@property(readonly, nonatomic, getter=isgyroactive) </code><code>bool</code> <code>gyroactive __tvos_prohibited;</code>

<code>//螺旋儀資料</code>

<code>@property(readonly, nullable) cmgyrodata *gyrodata __tvos_prohibited;</code>

<code>//pull方式開始更新螺旋儀</code>

<code>- (</code><code>void</code><code>)startgyroupdates __tvos_prohibited;</code>

<code>//push方式開始更新螺旋儀</code>

<code>- (</code><code>void</code><code>)startgyroupdatestoqueue:(nsoperationqueue *)queue withhandler:(cmgyrohandler)handler __tvos_prohibited;</code>

<code>//停止更新螺旋儀</code>

<code>- (</code><code>void</code><code>)stopgyroupdates __tvos_prohibited;</code>

<code>//磁力傳感更新幀率</code>

<code>@property(assign, nonatomic) nstimeinterval magnetometerupdateinterval ns_available(na,5_0) __tvos_prohibited;</code>

<code>//裝置磁力傳感器是否可用</code>

<code>@property(readonly, nonatomic, getter=ismagnetometeravailable) </code><code>bool</code> <code>magnetometeravailable ns_available(na,5_0) __tvos_prohibited;</code>

<code>//裝置磁力傳感器是否激活</code>

<code>@property(readonly, nonatomic, getter=ismagnetometeractive) </code><code>bool</code> <code>magnetometeractive ns_available(na,5_0) __tvos_prohibited;</code>

<code>//裝置磁力狀态資料</code>

<code>@property(readonly, nullable) cmmagnetometerdata *magnetometerdata ns_available(na,5_0) __tvos_prohibited;</code>

<code>//pull方式更新裝置磁力狀态</code>

<code>- (</code><code>void</code><code>)startmagnetometerupdates ns_available(na,5_0) __tvos_prohibited;</code>

<code>//push方式更新裝置磁力狀态</code>

<code>- (</code><code>void</code><code>)startmagnetometerupdatestoqueue:(nsoperationqueue *)queue withhandler:(cmmagnetometerhandler)handler ns_available(na,5_0) __tvos_prohibited;</code>

<code>//停止更新裝置狀态</code>

<code>- (</code><code>void</code><code>)stopmagnetometerupdates ns_available(na,5_0) __tvos_prohibited;</code>

<code>//裝置狀态更新幀率</code>

<code>@property(assign, nonatomic) nstimeinterval devicemotionupdateinterval __tvos_prohibited;</code>

<code>//參考器枚舉</code>

<code>+ (cmattitudereferenceframe)availableattitudereferenceframes ns_available(na,5_0) __tvos_prohibited;</code>

<code>@property(readonly, nonatomic) cmattitudereferenceframe attitudereferenceframe ns_available(na,5_0) __tvos_prohibited;</code>

<code>//裝置運動資訊是否可用</code>

<code>@property(readonly, nonatomic, getter=isdevicemotionavailable) </code><code>bool</code> <code>devicemotionavailable __tvos_prohibited;</code>

<code>//裝置運動資訊是否激活</code>

<code>@property(readonly, nonatomic, getter=isdevicemotionactive) </code><code>bool</code> <code>devicemotionactive __tvos_prohibited;</code>

<code>//裝置運動資訊對象</code>

<code>@property(readonly, nullable) cmdevicemotion *devicemotion __tvos_prohibited;</code>

<code>//pull方式開始重新整理運動資訊</code>

<code>- (</code><code>void</code><code>)startdevicemotionupdates __tvos_prohibited;</code>

<code>//push方式開始重新整理運動資訊</code>

<code>- (</code><code>void</code><code>)startdevicemotionupdatestoqueue:(nsoperationqueue *)queue withhandler:(cmdevicemotionhandler)handler __tvos_prohibited;</code>

<code>//使用某個參考系</code>

<code>- (</code><code>void</code><code>)startdevicemotionupdatesusingreferenceframe:(cmattitudereferenceframe)referenceframe ns_available(na,5_0) __tvos_prohibited;</code>

<code>//push方式開始重新整理裝置運動資訊</code>

<code>- (</code><code>void</code><code>)startdevicemotionupdatesusingreferenceframe:(cmattitudereferenceframe)referenceframe toqueue:(nsoperationqueue *)queue withhandler:(cmdevicemotionhandler)handler ns_available(na,5_0) __tvos_prohibited;</code>

<code>//停止重新整理裝置運動資訊</code>

<code>- (</code><code>void</code><code>)stopdevicemotionupdates __tvos_prohibited;</code>

iOS傳感器開發——加速度傳感器，螺旋儀傳感器，磁力傳感器的應用

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