iOS传感器开发——加速度传感器，螺旋仪传感器，磁力传感器的应用

通过加速度传感器，螺旋仪传感器和磁力传感，我们可以获取到手机在当前三维空间中的形态，加速度传感器也被称作重力感应。在一些赛车游戏中可以广泛得到应用。在ios5之前，iphone支持的传感器有限，关于加速度传感器的管理用uiaccelerometer这个类负责，ios5之后，有关设备空间信息的管理交由了coremotion这个框架，coremotion将多种传感器统一进行管理计算。

虽然在ios5之后这个类被弃用了，但是和其他大多被弃用的方法类似，在新的ios版本中，是兼容旧方法的，我们依然可以使用这个类来获取简单的设备空间信息。

我们主要使用到的类和代理方法如下：

<code>//设备信息对象类</code>

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

<code>//加速度传感器的时间戳</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类型。

加速度传感器获取的属性是设备在三维空间的角度属性，借用下面这张图：

如果将设备这样立在桌面上，设备的三维坐标器如图，我们将设备已z轴移动的时候，向右x为正，向左为负，其他两轴类似。

<code>//加速度管理类</code>

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

<code>//获取单例对象</code>

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

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

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

uiaccelerometer是管理类，通过单例方法获取到实例对象。

<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>

这个代理方法是刷新信息的回调，会以我们设置的帧率刷新。

举例代码如下：

<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框架十分强大，它不仅将加速度传感器和螺旋仪传感器进行了统一配置和管理，还为我们封装了许多算法，我们可以直接获取到设备的运动状态信息。

coremotion负责处理四种数据，一种是加速度数据，一种是螺旋仪数据，一种是磁感应数据，还有一种是前三种数据通过复杂运算得到的设备的运动数据。几个主要的类如下：

cmaccelerommterdata:设备的加速度数据

<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>//加速度的数据对象</code>

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

cmgyrodata:设备的螺旋仪数据

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

<code>} cmrotationrate;</code>

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

<code>//螺旋仪数据对象</code>

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

cmmagnetometerdata：磁感应信息

<code>} cmmagneticfield;</code>

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

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

cmdevicemotion:设备的运动状态数据

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

<code>//设备的状态对象</code>

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

<code>//设备的角速度</code>

<code>//设备的重力加速度</code>

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

<code>//用户嫁给设备的加速度设备的总加速度为重力加速度叫上用户给的加速度</code>

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

<code>//设备的磁场矢量对象</code>

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

相比之前两个类，这个就比较复杂了，attitude对象中又封装了许多设备的状态属性：

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

<code>//设备的欧拉角roll</code>

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

<code>//设备的欧拉角pitch</code>

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

<code>//设备的欧拉角yaw</code>

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

<code>//设备状态的旋转矩阵</code>

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

<code>//设备状态的四元数</code>

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

coremotion有两种使用方式，一种是我们主动向manager索取数据，一种是通过回调让manager将数据传给回调给我们，这两种方式分别称作pull方式和push方式。

pull方式：

<code> </code><code>//创建管理对象</code>

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

<code> </code><code>//开启加速度更新</code>

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

<code> </code><code>//开启螺旋仪更新</code>

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

<code> </code><code>//开启状态更新</code>

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

<code> </code><code>//创建定时器</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>//创建管理对象</code>

<code> </code><code>//在当前线程中回调</code>

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

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

<code>//设置加速度传感器更新帧率</code>

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

<code>//加速度传感器是否可用</code>

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

<code>//加速度传感器是否激活</code>

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

<code>//加速度传感器数据对象</code>

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

<code>//pull方式开始更新加速度数据</code>

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

<code>//push方式更新加速度数据</code>

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

<code>//停止更新加速度数据</code>

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

<code>//螺旋仪传感器刷新帧率</code>

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

<code>//螺旋仪是否可用</code>

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

<code>//螺旋仪是否激活</code>

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

<code>//螺旋仪数据</code>

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

<code>//pull方式开始更新螺旋仪</code>

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

<code>//push方式开始更新螺旋仪</code>

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

<code>//停止更新螺旋仪</code>

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

<code>//磁力传感更新帧率</code>

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

<code>//设备磁力传感器是否可用</code>

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

<code>//设备磁力传感器是否激活</code>

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

<code>//设备磁力状态数据</code>

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

<code>//pull方式更新设备磁力状态</code>

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

<code>//push方式更新设备磁力状态</code>

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

<code>//停止更新设备状态</code>

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

<code>//设备状态更新帧率</code>

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

<code>//参考器枚举</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>//设备运动信息是否可用</code>

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

<code>//设备运动信息是否激活</code>

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

<code>//设备运动信息对象</code>

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

<code>//pull方式开始刷新运动信息</code>

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

<code>//push方式开始刷新运动信息</code>

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

<code>//使用某个参考系</code>

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

<code>//push方式开始刷新设备运动信息</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>//停止刷新设备运动信息</code>

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

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