之前看到一个外国人用iPhone做了一个追踪磁铁的Demo感觉不错(参考视频:http://v.youku.com/v_show/id_XODM2MjczNzE2.html),然后我就参考做了一个Android上的,视频如下http://v.youku.com/v_show/id_XODQ3MDgzMTUy.html(这个视频并非最终的效果)。下面是算法的介绍,希望有兴趣的朋友可以参考或者提出意见。

1:原理介绍:

现在基本上每一款智能手机都配有磁感应计,所以只要利用磁感应计记录当前手机位置的磁场强度,然后就可以根据磁场强度计算出磁铁的位置进行追踪。因此追踪磁铁就是找出磁场强度和位置的关系。

2:磁场强度公式:

因为磁场强度的分布和磁铁的形状等各种因素有关,为了便于计算一般把一块磁铁等价看作为一个"磁偶极子",当手机和磁铁的距离远大于磁铁本身时才可以这么等价。我的理解 "磁偶极子"就是一段电流围绕着一个"轴"做不停地旋转,然后产生的磁场(不知对不对有知道的可以给出意见,但是不理解并不影响最终的效果)。而"磁偶极子"的磁场强度和位置的关系是已经知道的,如下图:图1是磁场强度和位置的关系公式(感兴趣的可以查看推导:http://www.physicsinsights.org/dipole_field_1.html,或者查阅各种论文)。其中为磁场强度,为对应的空间位置,为磁偶极矩矢量方向为z轴向上,表示磁铁的北极朝上,是磁铁的属性针对每一块磁铁为常数。是常数(具体什么忘了,不影响最终结果)。图2位磁铁和位置的空间关系图。

图1

图2

根据上述的矢量关系可以得出以下的公式,如图3,图4:图4的公式是从图3变换过来的。其中为对应的与z轴正方向的夹角。

图3

图4

3:解方程:

知道了位置和磁场强度的关系,下面就是根据公式解出向量对应的x,y,z的值。首先根据图4中的公式,利用表示,然后消去得到的值(具体方法可以自行推导,需要注意换元后是一个关于的一元二次方程有两个解,又因为是距离大于0,所以只需要取一个正值)。接出来的值如图5,其中

图5

根据和图4的公式可以得出的值(这里假设,一下会说明为什么),然后根据的值可以得出z值,再根据图3的公式可以得出x,y的值。所以最终的结果如图6。其中为常数,。根据这个公式就可以计算出磁铁相对于手机(传感器)的位置。

图6

4:补充说明:

如图7,由于磁铁的磁感应线是轴对称和中心对称的所以A和B两个点的磁感应强度是一样的,即磁感应的方向和大小均相同。所以根据磁感应强度计算的位置应该是两个即A和B的坐标,但是我们只需要一个坐标,所以将设即可。

假如手机(传感器)只在x轴的正方区域,那么根据磁感应线的方向可以判断的大小。比如,如果Bx大于0表示,Bx小于0表示。从而可以判断的正负从而得到准确的坐标。

图7

如图7中的C点在x-y平面上表明C点的磁场强度为(0,0,Bz),即xy轴上的磁场强度均为0。这是从z轴的上方向下看,可以看到图8的情形,叉号磁感应线向下插入。在图8中x-y平面圆上的所有点的磁场强度均相同即为(0,0,Bz),所以磁场强度(0,0,Bz)对应着无数个坐标点,因此在平面x-y上是没办法利用上述公式的!!!。

图8

5:结论:

按理说依照上述公式就可以定位磁铁的位置了,但是代码阶段还是遇到了一些问题。在下篇博客中将说明遇到的问题和解决办法。有兴趣和问题的可以给出意见。

利用智能手机(Android)追踪一块磁铁(一)的更多相关文章

  1. 利用智能手机(Android)追踪一块磁铁(转)

    利用智能手机(Android)追踪一块磁铁(一) 利用智能手机(Android)追踪一块磁铁(二) 利用智能手机(Android)追踪一块磁铁(三)

  2. 利用智能手机(Android)追踪一块磁铁(二)

    在上一篇博客中提到了利用磁场强度推算传感器位置坐标的公式,下面就介绍怎么利用智能手机完成磁铁的追踪(任何具有磁感应器的装置均可以),这里主要是利用Android手机. 1:程序步骤: 首先将磁铁放置在 ...

  3. 利用智能手机(Android)追踪一块磁铁(三)

    更新磁铁追踪算法的源代码,Android Studio项目工程 github地址:https://github.com/amazingyyc/MagnetLocate 说明:将磁铁的位置信息封装成消息 ...

  4. 如何利用php+android+新浪sae服务器做一个app下载应用

    功能简介:提供一个app下载的平台,类似于appstore,上面有很多app可供下载 实现基本思路:利用android,在手机桌面建立一个图标,点击该图标不是打开app应用,而是跳转到一个web页面, ...

  5. 利用神器BTrace 追踪线上 Spring Boot应用运行时信息

    概述 生产环境中的服务可能会出现各种问题,但总不能让服务下线来专门排查错误,这时候最好有一些手段来获取程序运行时信息,比如 接口方法参数/返回值.外部调用情况 以及 函数执行时间等信息以便定位问题.传 ...

  6. 利用SQL Profiler 追踪数据库操作

    SQL Server 事件探查器 是一个界面,用于创建和管理跟踪并分析和重播跟踪结果. 这些事件保存在一个跟踪文件中,稍后试图诊断问题时,可以对该文件进行分析或用它来重播一系列特定的步骤. SQL S ...

  7. Uber能知道你是不是在开车的时候玩手机

    滴快车单单2.5倍,注册地址:http://www.udache.com/ 如何注册Uber司机(全国版最新最详细注册流程)/月入2万/不用抢单:http://www.cnblogs.com/mfry ...

  8. TaintDroid:智能手机监控实时隐私信息流跟踪系统(一)

    1.1     摘要 现今,智能手机操作系统不能有效的提供给用户足够的控制权并且很清楚的了解到第三方的应用程序是如何使用其的隐私数据.我们使用了TaintDroid来阐明这个缺点,其是一个高效的,全系 ...

  9. 掘金 Android 文章精选合集

    掘金 Android 文章精选合集 掘金官方 关注 2017.07.10 16:42* 字数 175276 阅读 50053评论 13喜欢 669 用两张图告诉你,为什么你的 App 会卡顿? - A ...

随机推荐

  1. Web开发之RSET API

    REST介绍 如果要说什么是REST的话,那最好先从Web(万维网)说起. 什么是Web呢?读者可以查看维基百科的词条(http://zh.wikipedia.org/zh-cn/Web),具体的我就 ...

  2. Oracle Database 12c Using duplicate standby database from active database Created Active DataGuard

    primary database db_name=zwc, db_unique_name=zwc standby database db_name=zwc, db_unique_name=standb ...

  3. ShellSort Shell排序

    希尔排序(Shell Sort)又称为“缩小增量排序”.是1959年由D.L.Shell提出来的.该方法的基本思想是:先将整个待排元素序列分割成若干个子序列(由相隔某个“增量”的元素组成的)分别进行直 ...

  4. 使用css框架的优缺点

    使用css框架的优点 1.加速开发 CSS框架提供通用的代码(如reset,和移动端开发的一些常用设置)和许多丰富的UI组件样式——因此我们不需要从头开始写. 2.无兼容性烦恼 CSS框架解决了各个浏 ...

  5. jQuery获取select option

    jQuery的一些方法理出一些常用的方法: //获取第一个option的值 $('#test option:first').val(); //最后一个option的值 $('#test option: ...

  6. (转载)XML Tutorial for iOS: How To Choose The Best XML Parser for Your iPhone Project

    There are a lot of options when it comes to parsing XML on the iPhone. The iPhone SDK comes with two ...

  7. 通过BulkLoad的方式快速导入海量数据

    摘要 加载数据到HBase的方式有多种,通过HBase API导入或命令行导入或使用第三方(如sqoop)来导入或使用MR来批量导入(耗费磁盘I/O,容易在导入的过程使节点宕机),但是这些方式不是慢就 ...

  8. Hexo博客搭建图文教程

    准备 你需要准备好以下软件: Node.js环境 Git Windows 配置Node.js环境 下载Node.js安装文件: Windows Installer 32-bit Windows Ins ...

  9. 关于C语言中的inline

    在c中,为了解决一些频繁调用的小函数大量消耗栈空间或是叫栈内存的问题,特别的引入了inline修饰符,表示为内联函数.栈空间就是指放置程式的局部数据也就是函数内数据的内存空间,在系统下,栈空间是有限的 ...

  10. sqlite命令

    .databases //显示所有数据库 .tables //显示所有表 .schema test //显示创建 test 表的 sql 语句 )备份和还原数据库 .backup E:/db/Stud ...