Ускорение из системы координат устройства в абсолютную систему координат

Наконец-то мне удалось ее решить! Таким образом, чтобы получить вектор ускорения в земной системе координат, вам необходимо:

1. получить матрицу вращения (float[16], чтобы позже ее мог использовать класс android.opengl.Matrix) из SensorManager.getRotationMatrix() (используя значения датчиков SENSOR.TYPE_GRAVITY и SENSOR.TYPE_MAGNETIC_FIELD в качестве параметров),
2. используйте android.opengl.Matrix.invertM() в матрице вращения, чтобы инвертировать ее (не транспонировать!),
3. используйте датчик Sensor.TYPE_LINEAR_ACCELERATION, чтобы получить вектор линейного ускорения (в системе координат устройства),
4. используйте android.opengl.Matrix.multiplyMV(), чтобы умножить матрицу вращения на вектор линейного ускорения.

И вот оно! Надеюсь, я сэкономлю драгоценное время для других.

Спасибо Эдварду Фальку и Али за подсказки!!

Основываясь на ответе @alex, вот фрагмент кода:

private float[] gravityValues = null;
private float[] magneticValues = null;

 @Override
    public void onSensorChanged(SensorEvent event) {
        if ((gravityValues != null) && (magneticValues != null) 
            && (event.sensor.getType() == Sensor.TYPE_ACCELEROMETER)) {

            float[] deviceRelativeAcceleration = new float[4];
            deviceRelativeAcceleration[0] = event.values[0];
            deviceRelativeAcceleration[1] = event.values[1];
            deviceRelativeAcceleration[2] = event.values[2];
            deviceRelativeAcceleration[3] = 0;

            // Change the device relative acceleration values to earth relative values
            // X axis -> East
            // Y axis -> North Pole
            // Z axis -> Sky

            float[] R = new float[16], I = new float[16], earthAcc = new float[16];

            SensorManager.getRotationMatrix(R, I, gravityValues, magneticValues);

            float[] inv = new float[16];

            android.opengl.Matrix.invertM(inv, 0, R, 0);
            android.opengl.Matrix.multiplyMV(earthAcc, 0, inv, 0, deviceRelativeAcceleration, 0);
           Log.d("Acceleration", "Values: (" + earthAcc[0] + ", " + earthAcc[1] + ", " + earthAcc[2] + ")");                

        } else if (event.sensor.getType() == Sensor.TYPE_GRAVITY) {
            gravityValues = event.values;
        } else if (event.sensor.getType() == Sensor.TYPE_MAGNETIC_FIELD) {
            magneticValues = event.values;
        } 
   }

Согласно документации вы получаете линейное ускорение в система координат телефона.

Вы можете преобразовать любой вектор из системы координат телефона в систему координат Земли, умножив его на матрицу вращения. Вы можете получить матрицу вращения из getRotationMatrix().

(Возможно, для вас уже есть функция, выполняющая это умножение, но я не занимаюсь программированием для Android и не знаком с ее API.)

Хорошим учебным пособием по матрице вращения является рукопись Direction Cosine Matrix IMU: Theory. Удачи!

Хорошо, во-первых, если вы пытаетесь сделать реальную инерциальную навигацию на Android, у вас есть работа. Дешевый маленький датчик, используемый в смартфонах, просто недостаточно точен. Хотя была проделана интересная работа по внутренней навигации на небольших расстояниях, например, внутри здания. Наверняка есть статьи на эту тему, которые можно раскопать. Поищите в Google «Motion Interface Developers Conference» и вы найдете что-нибудь полезное — это конференция, которую Invensense организовала пару месяцев назад.

Во-вторых, нет, линейное ускорение находится в координатах устройства, а не в мировых координатах. Вам придется конвертировать себя, что означает знание трехмерной ориентации устройства.

Что вам нужно сделать, так это использовать версию Android, которая поддерживает виртуальные датчики TYPE_GRAVITY и TYPE_LINEAR_ACCELERATION. Вам понадобится устройство с гироскопами, чтобы получить достаточно точные и точные показания.

Внутри система объединяет гироскопы, акселерометры и магнитометры, чтобы получить истинные значения для ориентации устройства. Это эффективно разделяет устройство акселерометра на компоненты гравитации и ускорения.

Итак, что вам нужно сделать, так это настроить прослушиватели датчиков для TYPE_GRAVITY, TYPE_LINEAR_ACCELERATION и TYPE_MAGNETOMETER. Используйте данные гравитации и магнитометра в качестве входных данных для SensorManager. getRotationMatrix(), чтобы получить матрицу вращения, которая преобразует мировые координаты в координаты устройства или наоборот. В этом случае вам понадобится «обратная» часть. То есть преобразуйте ввод линейного ускорения в мировые координаты, умножив их на транспонирование матрицы ориентации.