快速移動後漂移偏航角

Question

在我當前的項目中，我遇到了有關Core Motion CMAttitude提供的四元數的問題。我將iPhone 5（iOS 6.0.1）放在明確的起始位置。然後，我開始快速移動設備，就像在快速步調遊戲中一樣。當我在10-30秒後返回起始位置時，報告的偏航角度與起始位置相差10-20度（大部分時間≈11°）。

我用舊的（可悲的是不再可用）Core Motion茶壺樣本來驗證效果。歐拉角的記錄是從CMAttitude直接讀取：

 NSLog(@"pitch: %f, roll: %f, yaw: %f", attitude.pitch * 180/M_PI, attitude.roll * 180/M_PI, attitude.yaw * 180/M_PI); 

，我發現這個在不同時間在不同的工廠生產兩種不同的iPhone 5的設備。但真奇怪的是，我的運行iOS 5.1.1的iPhone 4按預期工作。在我看來，這是一個iOS bug，我已經提交了一個bug報告，但另一方面，我很難想象沒有人會發現它。我懷疑它可能與重新設計的Core Motion API有關。從版本5開始，磁力計（指南針）也被用於傳感器融合。控制檯顯示，從locationd偏置估計被提供給CoreMotion：

locationd[41] <Notice>: GYTT inserted: bias,-0.196419,1.749323,-1.828088,variance,0.002644,0.004651,0.002527,temperature,31.554688 

我的問題（S）：是否有機會使用設備到運動時阻止磁力計讀數？我嘗試停用位置服務，但它不影響Core Motion。如果不可能，替代/解決方法是什麼，基於加速度計的重力估計？

PS：由於我們面對的是基於四元數模型，這是關係到萬向鎖

編輯不： 做一些更多的測量它似乎很清楚，只有偏航受到影響後。無論起始位置如何，在偏航漂移的情況下，俯仰和側傾顯示偏差在公差內（< = 1°）。 CMDeviceMotion.gravity看起來也很乾淨。

編輯（2）： 我可以重現最新的XCode版本附帶的MotionGraphs示例的問題。偏航圖可重現地偏離原點。

Answer 1

不是最終的解決方案，但至少是我自己的問題的解決方法（我把它留作未回答邀請你）。原來，至少DeviceMotion.gravity不受此錯誤影響。所以我決定重新設計這個非常簡單的運動檢測部分，並在傾斜設備時使用arcsin (gravity.x/||gravity||)將主要玩家角色移動到側面。

這絕對是第二個最好的解決方案，因爲它破壞了關於四元數中包含的完整旋轉狀態的信息。我決定給它的戰略考慮，道：

1. 我想大多數開發人員傾斜，運動檢測與重力矢量，而不是CMAttitude.quaternion，因爲大多數人都不是好玩的約四元數的數學;-)因此有關未來的任何錯誤由於用戶數量較多，重力矢量可能在beta階段被固定。
2. 如果這是一個軟件錯誤，並且與硬件問題無關，我認爲，如果該錯誤將盡快修復，仍然有許多設備可能因爲什麼原因而無法更新。因此潛在的未來客戶會遇到麻煩的風險很小，但> 0。因此，第二個最佳解決方案有時可能是最好的。

Answer 2

我在自己的代碼中做了類似的事情，發現相同的z軸旋轉漂移（偏航）。我已經應用了一個平衡過濾器。在每個運動管理器時間間隔中，我抓取當前四元數（z-分量），然後在計算之後將其保存爲oldZ，以用於下一組計算。我的過濾器只是將新的z值與緊接其前面的z值平衡，防止它太快地移動得太快。根據您的硬件和程序中的精確容差，您可以通過這種方式很好地管理漂移。你會看到陀螺儀稍微漂移，但隨着濾波器繼續動作，開始糾正。我的過濾器看起來像這樣，並防止超過0.5度的「流浪」：

filtZ = 0.65 * oldZ + 0.35 * z;

0.65和0.35的數值是通過實驗確定的，我建議你在有空的時候和那些玩家一起玩。輸出仍然會按比例縮小0-1，然後可以按照您一直使用的方式使用（或者如果您必須保留全部4個維度，則重新引入四元數）。