Android实现自定义方向盘-3添加平滑处理

2024-08-29 17:04

本文主要是介绍Android实现自定义方向盘-3添加平滑处理,希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值,需要的开发者们随着小编来一起学习吧!

为了使陀螺仪数据更加平滑和稳定,可以通过应用低通滤波器或使用滑动平均法来减少噪声。以下是如何在现有的代码基础上添加平滑处理的详细步骤。

1. 添加低通滤波器

低通滤波器是一种常用的平滑算法,用来过滤掉高频噪声,保留低频信号。我们可以在陀螺仪数据处理中使用低通滤波器来平滑旋转速度。

Step 1: 添加滤波器系数

GameActivity中添加一个低通滤波器系数。通常,alpha值在0到1之间,越接近1平滑效果越强。

private static final float ALPHA = 0.1f;
Step 2: 应用低通滤波器

onSensorChanged方法中应用低通滤波器:

private float[] gyroscopeRotationRate = new float[3];@Override
public void onSensorChanged(SensorEvent event) {if (event.sensor.getType() == Sensor.TYPE_GYROSCOPE) {// 低通滤波器:过滤旋转速率gyroscopeRotationRate[0] = lowPassFilter(event.values[0], gyroscopeRotationRate[0]);gyroscopeRotationRate[1] = lowPassFilter(event.values[1], gyroscopeRotationRate[1]);gyroscopeRotationRate[2] = lowPassFilter(event.values[2], gyroscopeRotationRate[2]);float rotationRateZ = gyroscopeRotationRate[2];// 使用过滤后的rotationRateZ更新方向盘角度float newAngle = steeringWheelView.getCurrentAngle() + rotationRateZ * 10;steeringWheelView.updateSteeringWheelAngle(newAngle);}
}private float lowPassFilter(float current, float previous) {return previous + ALPHA * (current - previous);
}

2. 添加滑动平均法

滑动平均法也是一种平滑数据的技术,可以通过记录一定数量的历史数据并计算其平均值来减少噪声。

Step 1: 初始化滑动窗口

GameActivity中使用一个队列来存储最近的陀螺仪数据:

private static final int WINDOW_SIZE = 10;
private LinkedList<Float> rotationRateZWindow = new LinkedList<>();
Step 2: 计算滑动平均值

onSensorChanged方法中,将每个新的陀螺仪数据添加到窗口中,并计算滑动平均值:

@Override
public void onSensorChanged(SensorEvent event) {if (event.sensor.getType() == Sensor.TYPE_GYROSCOPE) {float rotationRateZ = event.values[2];// 更新滑动窗口if (rotationRateZWindow.size() >= WINDOW_SIZE) {rotationRateZWindow.poll(); // 移除最早的数据}rotationRateZWindow.add(rotationRateZ);// 计算滑动平均值float averageRotationRateZ = calculateMovingAverage(rotationRateZWindow);// 使用平均值更新方向盘角度float newAngle = steeringWheelView.getCurrentAngle() + averageRotationRateZ * 10;steeringWheelView.updateSteeringWheelAngle(newAngle);}
}private float calculateMovingAverage(LinkedList<Float> window) {float sum = 0;for (float value : window) {sum += value;}return sum / window.size();
}

3. 结合低通滤波器和滑动平均法

你可以同时使用低通滤波器和平滑平均法,以便进一步平滑传感器数据。这将减少数据中的高频噪声,并使其更加稳定。

@Override
public void onSensorChanged(SensorEvent event) {if (event.sensor.getType() == Sensor.TYPE_GYROSCOPE) {// 低通滤波器:过滤旋转速率gyroscopeRotationRate[0] = lowPassFilter(event.values[0], gyroscopeRotationRate[0]);gyroscopeRotationRate[1] = lowPassFilter(event.values[1], gyroscopeRotationRate[1]);gyroscopeRotationRate[2] = lowPassFilter(event.values[2], gyroscopeRotationRate[2]);float rotationRateZ = gyroscopeRotationRate[2];// 更新滑动窗口if (rotationRateZWindow.size() >= WINDOW_SIZE) {rotationRateZWindow.poll();}rotationRateZWindow.add(rotationRateZ);// 计算滑动平均值float averageRotationRateZ = calculateMovingAverage(rotationRateZWindow);// 使用平滑处理后的平均值更新方向盘角度float newAngle = steeringWheelView.getCurrentAngle() + averageRotationRateZ * 10;steeringWheelView.updateSteeringWheelAngle(newAngle);}
}

4. 完整代码

以下是集成了低通滤波器和平滑平均法的完整GameActivity代码:

package com.example.gamecontrol;import android.content.Context;
import android.hardware.Sensor;
import android.hardware.SensorEvent;
import android.hardware.SensorEventListener;
import android.hardware.SensorManager;
import android.os.Bundle;
import android.util.Log;
import androidx.appcompat.app.AppCompatActivity;
import java.util.LinkedList;public class GameActivity extends AppCompatActivity implements SensorEventListener {private static final float ALPHA = 0.1f; // 低通滤波器系数private static final int WINDOW_SIZE = 10; // 滑动窗口大小private SensorManager sensorManager;private Sensor gyroscopeSensor;private SteeringWheelView steeringWheelView;private float[] gyroscopeRotationRate = new float[3];private LinkedList<Float> rotationRateZWindow = new LinkedList<>();@Overrideprotected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {super.onCreate(savedInstanceState);setContentView(R.layout.activity_game);steeringWheelView = findViewById(R.id.steeringWheelView);sensorManager = (SensorManager) getSystemService(Context.SENSOR_SERVICE);if (sensorManager != null) {gyroscopeSensor = sensorManager.getDefaultSensor(Sensor.TYPE_GYROSCOPE);if (gyroscopeSensor != null) {sensorManager.registerListener(this, gyroscopeSensor, SensorManager.SENSOR_DELAY_GAME);} else {Log.e("GameActivity", "Gyroscope sensor not available.");}}steeringWheelView.setOnSteeringWheelChangeListener(angle -> {Log.d("SteeringWheel", "Angle: " + angle);});}@Overrideprotected void onResume() {super.onResume();if (gyroscopeSensor != null) {sensorManager.registerListener(this, gyroscopeSensor, SensorManager.SENSOR_DELAY_GAME);}}@Overrideprotected void onPause() {super.onPause();sensorManager.unregisterListener(this);}@Overridepublic void onSensorChanged(SensorEvent event) {if (event.sensor.getType() == Sensor.TYPE_GYROSCOPE) {// 低通滤波器gyroscopeRotationRate[0] = lowPassFilter(event.values[0], gyroscopeRotationRate[0]);gyroscopeRotationRate[1] = lowPassFilter(event.values[1], gyroscopeRotationRate[1]);gyroscopeRotationRate[2] = lowPassFilter(event.values[2], gyroscopeRotationRate[2]);float rotationRateZ = gyroscopeRotationRate[2];// 更新滑动窗口if (rotationRateZWindow.size() >= WINDOW_SIZE) {rotationRateZWindow.poll();}rotationRateZWindow.add(rotationRateZ);// 计算滑动平均值float averageRotationRateZ = calculateMovingAverage(rotationRateZWindow);// 更新方向盘角度float newAngle = steeringWheelView.getCurrentAngle() + averageRotationRateZ * 10;steeringWheelView.updateSteeringWheelAngle(newAngle);}}@Overridepublic void onAccuracyChanged(Sensor sensor, int accuracy) {// 不需要处理精度变化}private float lowPassFilter(float current, float previous) {return previous + ALPHA * (current - previous);}private float calculateMovingAverage(LinkedList<Float> window) {float sum = 0;for (float value : window) {sum += value;}return sum / window.size();}
}

5. 测试与调整

运行项目,检查方向盘响应的平滑程度。如果方向盘移动太缓慢或不够稳定,可以根据实际情况调整ALPHA值和WINDOW_SIZE

通过这种方式,你可以显著提升陀螺仪控制的稳定性,使游戏中的方向盘控制更加流畅。

相关文章:
链接: Android实现自定义方向盘
链接: Android实现自定义方向盘-2添加陀螺仪
链接: Android实现自定义方向盘-3添加平滑处理
链接: Android实现自定义方向盘-4解决触摸时指针跳跃的问题
链接: Android实现自定义方向盘-5livedata实现

这篇关于Android实现自定义方向盘-3添加平滑处理的文章就介绍到这儿,希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助!



http://www.chinasem.cn/article/1118448

相关文章

SpringBoot+RustFS 实现文件切片极速上传的实例代码

《SpringBoot+RustFS实现文件切片极速上传的实例代码》本文介绍利用SpringBoot和RustFS构建高性能文件切片上传系统,实现大文件秒传、断点续传和分片上传等功能,具有一定的参考... 目录一、为什么选择 RustFS + SpringBoot?二、环境准备与部署2.1 安装 RustF

Nginx部署HTTP/3的实现步骤

《Nginx部署HTTP/3的实现步骤》本文介绍了在Nginx中部署HTTP/3的详细步骤,文中通过示例代码介绍的非常详细,对大家的学习或者工作具有一定的参考学习价值,需要的朋友们下面随着小编来一起学... 目录前提条件第一步:安装必要的依赖库第二步:获取并构建 BoringSSL第三步:获取 Nginx

MyBatis Plus实现时间字段自动填充的完整方案

《MyBatisPlus实现时间字段自动填充的完整方案》在日常开发中,我们经常需要记录数据的创建时间和更新时间,传统的做法是在每次插入或更新操作时手动设置这些时间字段,这种方式不仅繁琐,还容易遗漏,... 目录前言解决目标技术栈实现步骤1. 实体类注解配置2. 创建元数据处理器3. 服务层代码优化填充机制详

Python实现Excel批量样式修改器(附完整代码)

《Python实现Excel批量样式修改器(附完整代码)》这篇文章主要为大家详细介绍了如何使用Python实现一个Excel批量样式修改器,文中的示例代码讲解详细,感兴趣的小伙伴可以跟随小编一起学习一... 目录前言功能特性核心功能界面特性系统要求安装说明使用指南基本操作流程高级功能技术实现核心技术栈关键函

Java实现字节字符转bcd编码

《Java实现字节字符转bcd编码》BCD是一种将十进制数字编码为二进制的表示方式,常用于数字显示和存储,本文将介绍如何在Java中实现字节字符转BCD码的过程,需要的小伙伴可以了解下... 目录前言BCD码是什么Java实现字节转bcd编码方法补充总结前言BCD码(Binary-Coded Decima

SpringBoot全局域名替换的实现

《SpringBoot全局域名替换的实现》本文主要介绍了SpringBoot全局域名替换的实现,文中通过示例代码介绍的非常详细,对大家的学习或者工作具有一定的参考学习价值,需要的朋友们下面随着小编来一... 目录 项目结构⚙️ 配置文件application.yml️ 配置类AppProperties.Ja

Python实现批量CSV转Excel的高性能处理方案

《Python实现批量CSV转Excel的高性能处理方案》在日常办公中,我们经常需要将CSV格式的数据转换为Excel文件,本文将介绍一个基于Python的高性能解决方案,感兴趣的小伙伴可以跟随小编一... 目录一、场景需求二、技术方案三、核心代码四、批量处理方案五、性能优化六、使用示例完整代码七、小结一、

Python中 try / except / else / finally 异常处理方法详解

《Python中try/except/else/finally异常处理方法详解》:本文主要介绍Python中try/except/else/finally异常处理方法的相关资料,涵... 目录1. 基本结构2. 各部分的作用tryexceptelsefinally3. 执行流程总结4. 常见用法(1)多个e

Java实现将HTML文件与字符串转换为图片

《Java实现将HTML文件与字符串转换为图片》在Java开发中,我们经常会遇到将HTML内容转换为图片的需求,本文小编就来和大家详细讲讲如何使用FreeSpire.DocforJava库来实现这一功... 目录前言核心实现:html 转图片完整代码场景 1:转换本地 HTML 文件为图片场景 2:转换 H

C#使用Spire.Doc for .NET实现HTML转Word的高效方案

《C#使用Spire.Docfor.NET实现HTML转Word的高效方案》在Web开发中,HTML内容的生成与处理是高频需求,然而,当用户需要将HTML页面或动态生成的HTML字符串转换为Wor... 目录引言一、html转Word的典型场景与挑战二、用 Spire.Doc 实现 HTML 转 Word1