Android 플랫폼은 기기의 위치를 확인할 수 있는 두 가지 센서, 즉 지자기장 센서와 가속도계를 제공합니다. Android 플랫폼은 기기의 표면이 객체와 얼마나 가까운지 알려주는 센서도 제공합니다 (근접 센서). 지자기장 센서와 근접 센서는 하드웨어 기반입니다. 대부분의 핸드셋 및 태블릿 제조사는 기기에 지자기장 센서를 내장합니다. 마찬가지로 핸드셋 제조사는 대개 핸드셋이 사용자의 얼굴과 가까이 있는지 확인하기 위해 근접 센서를 내장합니다 (예: 전화 통화 시). 기기의 방향을 확인하고자 할 경우, 기기의 가속도계와 지자기장 센서에서 얻은 값을 사용할 수 있습니다.
참고: 방향 센서는 Android 2.2(API 수준 8)에서 지원이 중단되었고 방향 센서 유형은 Android 4.4W(API 수준 20)에서 지원이 중단되었습니다.
위치 센서는 국제 기준계에서 기기의 물리적 위치를 확인하는 데 유용합니다. 예를 들어 지자기장 센서와 가속도계를 함께 사용하여 자북극에 대한 상대적인 기기 위치를 확인할 수 있습니다. 또한 이 센서를 사용해 애플리케이션의 기준계에서 기기의 방향을 확인할 수 있습니다. 일반적으로 위치 센서는 기기 이동이나 동작(예: 흔들기, 틸트, 밀기)을 모니터링하는 데 사용하지 않습니다(자세한 내용은 동작 센서 참고).
지자기장 센서와 가속도계는 각 SensorEvent
에 대한 센서 값을 다차원적 배열로 반환합니다. 예를 들어 지자기장 센서는 단일 센서 이벤트에서 3개의 좌표축 각각에 대한 지자기장 강도 값을 제공합니다. 마찬가지로 가속도계 센서는 센서 이벤트에서 기기에 적용되는 가속을 측정합니다. 센서가 사용하는 좌표계에 대한 자세한 내용은
센서 좌표계를 참고하세요. 근접 센서는 각 센서 이벤트에 하나의 값을 제공합니다. 표 1은 Android 플랫폼에서 지원되는 위치 센서를 요약한 것입니다.
센서 | 센서 이벤트 데이터 | 설명 | 측정 단위 |
---|---|---|---|
TYPE_GAME_ROTATION_VECTOR |
SensorEvent.values[0] |
x축의 회전 벡터 구성요소(x * sin(θ/2)). | 단위 없음 |
SensorEvent.values[1] |
y축의 회전 벡터 구성요소(y * sin(θ/2)). | ||
SensorEvent.values[2] |
z축의 회전 벡터 구성요소(z * sin(θ/2)). | ||
TYPE_GEOMAGNETIC_ROTATION_VECTOR |
SensorEvent.values[0] |
x축의 회전 벡터 구성요소(x * sin(θ/2)). | 단위 없음 |
SensorEvent.values[1] |
y축의 회전 벡터 구성요소(y * sin(θ/2)). | ||
SensorEvent.values[2] |
z축의 회전 벡터 구성요소(z * sin(θ/2)). | ||
TYPE_MAGNETIC_FIELD |
SensorEvent.values[0] |
x축의 지자기장 강도. | μT |
SensorEvent.values[1] |
y축의 지자기장 강도. | ||
SensorEvent.values[2] |
z축의 지자기장 강도. | ||
TYPE_MAGNETIC_FIELD_UNCALIBRATED |
SensorEvent.values[0] |
x축의 지자기장 강도(강철 보정 없음). | μT |
SensorEvent.values[1] |
y축의 지자기장 강도(강철 보정 없음). | ||
SensorEvent.values[2] |
z축의 지자기장 강도(강철 보정 없음). | ||
SensorEvent.values[3] |
x축의 철 편향 추정치. | ||
SensorEvent.values[4] |
y축의 철 편향 추정치. | ||
SensorEvent.values[5] |
z축의 철 편향 추정치. | ||
TYPE_ORIENTATION 1 |
SensorEvent.values[0] |
방위각(z축을 중심으로 한 각도). | 도 |
SensorEvent.values[1] |
경사(x축을 중심으로 한 각도). | ||
SensorEvent.values[2] |
롤(y축을 중심으로 한 각도). | ||
TYPE_PROXIMITY |
SensorEvent.values[0] |
물체와의 거리2 | cm |
1이 센서는 Android 2.2 (API 수준 8)에서 지원이 중단되었고 이 센서 유형은 Android 4.4W (API 수준 20)에서 지원이 중단되었습니다. 센서 프레임워크는 기기 방향을 알아내기 위한 대체 메서드를 제공하며, 이는 기기 방향 계산에서 설명합니다.
2 일부 근접 센서는 가깝고 먼 것을 나타내는 바이너리 값만 제공합니다.
게임 회전 벡터 센서 사용
게임 회전 벡터 센서는 회전 벡터 센서와 동일하지만 지자기장을 사용하지 않습니다. 따라서 Y축은 북쪽을 가리키는 대신 다른 참조를 가리킵니다. 이 기준점은 자이로스코프가 Z축을 중심으로 이동한 것과 동일한 수준으로 이동이 허용됩니다.
게임 회전 벡터 센서가 자기장을 사용하지 않기 때문에 상대적 회전이 더욱 정확하고 자기장의 변화에 영향을 받지 않습니다. 북쪽의 위치가 무관하고 자기장에 의존하는 일반 회전 벡터가 알맞지 않은 게임이라면 이 센서를 사용하세요.
다음 코드는 기본 게임 회전 벡터 센서의 인스턴스를 가져오는 방법을 보여줍니다.
Kotlin
private lateinit var sensorManager: SensorManager private var sensor: Sensor? = null ... sensorManager = getSystemService(Context.SENSOR_SERVICE) as SensorManager sensor = sensorManager.getDefaultSensor(Sensor.TYPE_GAME_ROTATION_VECTOR)
자바
private SensorManager sensorManager; private Sensor sensor; ... sensorManager = (SensorManager) getSystemService(Context.SENSOR_SERVICE); sensor = sensorManager.getDefaultSensor(Sensor.TYPE_GAME_ROTATION_VECTOR);
지자기 회전 벡터 센서 사용
지자기 회전 벡터 센서는 회전 벡터 센서와 유사하지만 자이로스코프를 사용하지 않습니다. 이 센서의 정확도는 일반 회전 벡터 센서보다 낮지만 전력 사용량이 감소합니다. 배터리를 지나치게 소모하지 않고 백그라운드에서 회전 정보를 수집하려는 경우에만 이 센서를 사용하세요. 이 센서는 일괄 처리와 함께 사용할 때 가장 유용합니다.
다음 코드는 기본 지자기 회전 벡터 센서의 인스턴스를 가져오는 방법을 보여줍니다.
Kotlin
private lateinit var sensorManager: SensorManager private var sensor: Sensor? = null ... sensorManager = getSystemService(Context.SENSOR_SERVICE) as SensorManager sensor = sensorManager.getDefaultSensor(Sensor.TYPE_GEOMAGNETIC_ROTATION_VECTOR)
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private SensorManager sensorManager; private Sensor sensor; ... sensorManager = (SensorManager) getSystemService(Context.SENSOR_SERVICE); sensor = sensorManager.getDefaultSensor(Sensor.TYPE_GEOMAGNETIC_ROTATION_VECTOR);
기기 방향 계산
기기 방향을 계산하면 지구의 기준계 (특히, 자북극)에 상대적인 기기의 위치를 모니터링할 수 있습니다. 다음 코드는 기기 방향을 계산하는 방법을 보여줍니다.
Kotlin
private lateinit var sensorManager: SensorManager ... // Rotation matrix based on current readings from accelerometer and magnetometer. val rotationMatrix = FloatArray(9) SensorManager.getRotationMatrix(rotationMatrix, null, accelerometerReading, magnetometerReading) // Express the updated rotation matrix as three orientation angles. val orientationAngles = FloatArray(3) SensorManager.getOrientation(rotationMatrix, orientationAngles)
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private SensorManager sensorManager; ... // Rotation matrix based on current readings from accelerometer and magnetometer. final float[] rotationMatrix = new float[9]; SensorManager.getRotationMatrix(rotationMatrix, null, accelerometerReading, magnetometerReading); // Express the updated rotation matrix as three orientation angles. final float[] orientationAngles = new float[3]; SensorManager.getOrientation(rotationMatrix, orientationAngles);
시스템은 기기의 지자기장 센서와 가속도계를 함께 사용하여 방향 각도를 계산합니다. 이 두 가지 하드웨어 센서를 사용하면 시스템이 다음의 세 가지 방향 각도에 대해 데이터를 제공합니다.
- 방위각(-z축을 중심으로 한 회전 각도). 기기의 현재 나침반 방향과 자북 사이의 각도입니다. 기기의 상단 가장자리가 자북을 향하면 방위각은 0도입니다. 상단 가장자리가 남쪽을 향하면 방위각은 180도입니다. 마찬가지로 상단 가장자리가 동쪽을 향하면 방위각은 90도이고 상단 가장자리가 서쪽을 향하면 270도입니다.
- 경사 (x축을 중심으로 한 회전 각도). 이는 기기 화면과 평행한 평면과 지면과 평행한 평면 사이의 각도입니다. 아래쪽 가장자리를 본인과 가장 가까이 둔 상태에서 지면과 평행하게 기기를 쥐고 기기 위쪽 가장자리를 지면 쪽으로 기울이면 경사각이 양수가 됩니다. 반대 방향으로 기울이면(기기의 위쪽 가장자리를 지면 반대로 기울이면) 경사각이 음수가 됩니다. 이 값의 범위는 -90 ~ 90도입니다.
- 롤 (y축을 중심으로 한 회전 각도). 이는 기기의 화면과 직각인 평면과 지면과 직각인 평면 사이의 각도입니다. 아래쪽 가장자리를 본인과 가장 가까이 둔 상태에서 지면과 평행하게 기기를 쥐고 기기 왼쪽 가장자리를 지면 쪽으로 기울이면 롤 각도가 양수가 됩니다. 반대 방향으로 기울이면(기기의 오른쪽 가장자리를 지면 쪽으로 기울이면) 롤 각도가 음수가 됩니다. 값의 범위는 -180도~180도입니다.
참고:센서의 롤 정의는 지오센서 생태계의 다양한 구현을 반영하여 변경되었습니다.
이런 각도는 항공에서 사용되는 좌표계 (요, 경사, 롤)와 다른 좌표계에서 작동합니다. 항공 시스템에서 x축은 테일에서 노즈까지 평면의 긴 변을 따라갑니다.
방향 센서는 가속도계와 지자기장 센서에서 얻은 원시 센서 데이터를 가공하여 데이터를 도출합니다. 처리 과정에 많은 부하가 발생하기 때문에 방향 센서의 정확도와 정밀도가 감소합니다. 특히 이 센서는 롤 각도가 0일 때만 신뢰할 수 있습니다. 따라서 방향 센서는 Android 2.2 (API 수준 8)에서 지원이 중단되었고 방향 센서 유형은 Android 4.4W (API 수준 20)에서 지원이 중단되었습니다.
방향 센서의 원시 데이터를 사용하는 대신 다음 코드 샘플과 같이 getRotationMatrix()
메서드와 getOrientation()
메서드를 함께 사용하여 방향 값을 계산하는 것이 좋습니다. 이 프로세스에서는 remapCoordinateSystem()
메서드를 사용하여 방향 값을 애플리케이션의 참조 프레임으로 변환할 수 있습니다.
Kotlin
class SensorActivity : Activity(), SensorEventListener { private lateinit var sensorManager: SensorManager private val accelerometerReading = FloatArray(3) private val magnetometerReading = FloatArray(3) private val rotationMatrix = FloatArray(9) private val orientationAngles = FloatArray(3) public override fun onCreate(savedInstanceState: Bundle?) { super.onCreate(savedInstanceState) setContentView(R.layout.main) sensorManager = getSystemService(Context.SENSOR_SERVICE) as SensorManager } override fun onAccuracyChanged(sensor: Sensor, accuracy: Int) { // Do something here if sensor accuracy changes. // You must implement this callback in your code. } override fun onResume() { super.onResume() // Get updates from the accelerometer and magnetometer at a constant rate. // To make batch operations more efficient and reduce power consumption, // provide support for delaying updates to the application. // // In this example, the sensor reporting delay is small enough such that // the application receives an update before the system checks the sensor // readings again. sensorManager.getDefaultSensor(Sensor.TYPE_ACCELEROMETER)?.also { accelerometer -> sensorManager.registerListener( this, accelerometer, SensorManager.SENSOR_DELAY_NORMAL, SensorManager.SENSOR_DELAY_UI ) } sensorManager.getDefaultSensor(Sensor.TYPE_MAGNETIC_FIELD)?.also { magneticField -> sensorManager.registerListener( this, magneticField, SensorManager.SENSOR_DELAY_NORMAL, SensorManager.SENSOR_DELAY_UI ) } } override fun onPause() { super.onPause() // Don't receive any more updates from either sensor. sensorManager.unregisterListener(this) } // Get readings from accelerometer and magnetometer. To simplify calculations, // consider storing these readings as unit vectors. override fun onSensorChanged(event: SensorEvent) { if (event.sensor.type == Sensor.TYPE_ACCELEROMETER) { System.arraycopy(event.values, 0, accelerometerReading, 0, accelerometerReading.size) } else if (event.sensor.type == Sensor.TYPE_MAGNETIC_FIELD) { System.arraycopy(event.values, 0, magnetometerReading, 0, magnetometerReading.size) } } // Compute the three orientation angles based on the most recent readings from // the device's accelerometer and magnetometer. fun updateOrientationAngles() { // Update rotation matrix, which is needed to update orientation angles. SensorManager.getRotationMatrix( rotationMatrix, null, accelerometerReading, magnetometerReading ) // "rotationMatrix" now has up-to-date information. SensorManager.getOrientation(rotationMatrix, orientationAngles) // "orientationAngles" now has up-to-date information. } }
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public class SensorActivity extends Activity implements SensorEventListener { private SensorManager sensorManager; private final float[] accelerometerReading = new float[3]; private final float[] magnetometerReading = new float[3]; private final float[] rotationMatrix = new float[9]; private final float[] orientationAngles = new float[3]; @Override public void onCreate(Bundle savedInstanceState) { super.onCreate(savedInstanceState); setContentView(R.layout.main); sensorManager = (SensorManager) getSystemService(Context.SENSOR_SERVICE); } @Override public void onAccuracyChanged(Sensor sensor, int accuracy) { // Do something here if sensor accuracy changes. // You must implement this callback in your code. } @Override protected void onResume() { super.onResume(); // Get updates from the accelerometer and magnetometer at a constant rate. // To make batch operations more efficient and reduce power consumption, // provide support for delaying updates to the application. // // In this example, the sensor reporting delay is small enough such that // the application receives an update before the system checks the sensor // readings again. Sensor accelerometer = sensorManager.getDefaultSensor(Sensor.TYPE_ACCELEROMETER); if (accelerometer != null) { sensorManager.registerListener(this, accelerometer, SensorManager.SENSOR_DELAY_NORMAL, SensorManager.SENSOR_DELAY_UI); } Sensor magneticField = sensorManager.getDefaultSensor(Sensor.TYPE_MAGNETIC_FIELD); if (magneticField != null) { sensorManager.registerListener(this, magneticField, SensorManager.SENSOR_DELAY_NORMAL, SensorManager.SENSOR_DELAY_UI); } } @Override protected void onPause() { super.onPause(); // Don't receive any more updates from either sensor. sensorManager.unregisterListener(this); } // Get readings from accelerometer and magnetometer. To simplify calculations, // consider storing these readings as unit vectors. @Override public void onSensorChanged(SensorEvent event) { if (event.sensor.getType() == Sensor.TYPE_ACCELEROMETER) { System.arraycopy(event.values, 0, accelerometerReading, 0, accelerometerReading.length); } else if (event.sensor.getType() == Sensor.TYPE_MAGNETIC_FIELD) { System.arraycopy(event.values, 0, magnetometerReading, 0, magnetometerReading.length); } } // Compute the three orientation angles based on the most recent readings from // the device's accelerometer and magnetometer. public void updateOrientationAngles() { // Update rotation matrix, which is needed to update orientation angles. SensorManager.getRotationMatrix(rotationMatrix, null, accelerometerReading, magnetometerReading); // "rotationMatrix" now has up-to-date information. SensorManager.getOrientation(rotationMatrix, orientationAngles); // "orientationAngles" now has up-to-date information. } }
일반적으로는 센서 좌표계를 애플리케이션의 기준계로 변환하는 것 외에 기기의 가공되지 않은 방향 각도에 대한 데이터를 처리하거나 필터링할 필요가 없습니다.
지자기장 센서 사용
지자기장 센서를 사용하면 지구 자기장의 변화를 모니터링할 수 있습니다. 다음 코드는 기본 지자기장 센서의 인스턴스를 가져오는 방법을 보여줍니다.
Kotlin
private lateinit var sensorManager: SensorManager private var sensor: Sensor? = null ... sensorManager = getSystemService(Context.SENSOR_SERVICE) as SensorManager sensor = sensorManager.getDefaultSensor(Sensor.TYPE_MAGNETIC_FIELD)
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private SensorManager sensorManager; private Sensor sensor; ... sensorManager = (SensorManager) getSystemService(Context.SENSOR_SERVICE); sensor = sensorManager.getDefaultSensor(Sensor.TYPE_MAGNETIC_FIELD);
참고: 앱이 Android 12 (API 수준 31) 이상을 타겟팅하는 경우 이 센서는 비율 제한됩니다.
이 센서는 각각의 세 가지 좌표축에 대해 가공되지 않은 자장 강도 데이터 (μT)를 제공합니다.
일반적으로는 이 센서를 직접 사용할 필요가 없습니다. 대신 회전 벡터 센서를 사용하여 원시 회전 이동을 확인하거나 가속도계 및 지자기장 센서와 getRotationMatrix()
메서드를 결합하여 회전 매트릭스 및 경사 매트릭스를 얻을 수 있습니다. 그런 다음 이 매트릭스를 getOrientation()
및 getInclination()
메서드와 사용하여 방위각 및 지자기적 경사 데이터를 얻을 수 있습니다.
참고: 앱을 테스트할 때 기기를 8자형 패턴으로 흔들면 센서의 정확도를 개선할 수 있습니다.
보정되지 않은 자기계 사용
보정되지 않은 자기계는 지자기장 센서와 유사하지만, 자기장에 강철 보정이 적용되지 않는다는 차이가 있습니다. 공장 보정과 온도 보상은 여전히 자기장에 적용됩니다. 보정되지 않은 자기계는 잘못된 강철 추정치를 처리하는 데 유용합니다. 일반적으로 geomagneticsensor_event.values[0]
는 uncalibrated_magnetometer_event.values[0] -
uncalibrated_magnetometer_event.values[3]
에 가깝습니다. 즉, 다음과 같습니다.
calibrated_x ~= uncalibrated_x - bias_estimate_x
참고: 보정되지 않은 센서는 더욱 원시적인 데이터를 제공하고 일부 편향이 포함될 수는 있으나, 측정값에는 보정을 통해 적용된 수정치에서 발생하는 이동이 적습니다. 일부 애플리케이션은 더욱 매끄럽고 신뢰할 수 있는 보정하지 않은 결과를 선호할 수 있습니다. 예를 들어 애플리케이션에서 자체 센서 융합을 수행하려고 시도하는 경우 보정을 도입하면 실제로는 결과가 왜곡될 수 있습니다.
자기장 외에도 보정되지 않은 자기계는 각 축에 추정된 강철 편향도 제공합니다. 다음 코드는 기본 무보정 자기계의 인스턴스를 가져오는 방법을 보여줍니다.
Kotlin
private lateinit var sensorManager: SensorManager private var sensor: Sensor? = null ... sensorManager = getSystemService(Context.SENSOR_SERVICE) as SensorManager sensor = sensorManager.getDefaultSensor(Sensor.TYPE_MAGNETIC_FIELD_UNCALIBRATED)
자바
private SensorManager sensorManager; private Sensor sensor; ... sensorManager = (SensorManager) getSystemService(Context.SENSOR_SERVICE); sensor = sensorManager.getDefaultSensor(Sensor.TYPE_MAGNETIC_FIELD_UNCALIBRATED);
근접 센서 사용
근접 센서를 통해 객체가 기기에서 얼마나 멀리 떨어져 있는지 확인할 수 있습니다. 다음 코드는 기본 근접 센서의 인스턴스를 가져오는 방법을 보여줍니다.
Kotlin
private lateinit var sensorManager: SensorManager private var sensor: Sensor? = null ... sensorManager = getSystemService(Context.SENSOR_SERVICE) as SensorManager sensor = sensorManager.getDefaultSensor(Sensor.TYPE_PROXIMITY)
자바
private SensorManager sensorManager; private Sensor sensor; ... sensorManager = (SensorManager) getSystemService(Context.SENSOR_SERVICE); sensor = sensorManager.getDefaultSensor(Sensor.TYPE_PROXIMITY);
일반적으로 근접 센서는 사람의 머리가 핸드셋 기기 면에서 얼마나 멀리 떨어져 있는지 확인하는 데 사용합니다 (예를 들어 사용자가 전화를 걸거나 받을 때). 대부분의 근접 센서는 절대 거리(cm)를 반환하지만 어떤 근접 센서는 가깝고 먼 것만 값으로 반환합니다.
참고: 일부 기기 모델의 경우 근접 센서가 화면 아래에 있어 화면이 켜져 있는 동안 사용 설정하면 화면에 깜박이는 점이 표시될 수 있습니다.
다음 코드는 근접 센서의 사용 방법을 나타냅니다.
Kotlin
class SensorActivity : Activity(), SensorEventListener { private lateinit var sensorManager: SensorManager private var proximity: Sensor? = null public override fun onCreate(savedInstanceState: Bundle?) { super.onCreate(savedInstanceState) setContentView(R.layout.main) // Get an instance of the sensor service, and use that to get an instance of // a particular sensor. sensorManager = getSystemService(Context.SENSOR_SERVICE) as SensorManager proximity = sensorManager.getDefaultSensor(Sensor.TYPE_PROXIMITY) } override fun onAccuracyChanged(sensor: Sensor, accuracy: Int) { // Do something here if sensor accuracy changes. } override fun onSensorChanged(event: SensorEvent) { val distance = event.values[0] // Do something with this sensor data. } override fun onResume() { // Register a listener for the sensor. super.onResume() proximity?.also { proximity -> sensorManager.registerListener(this, proximity, SensorManager.SENSOR_DELAY_NORMAL) } } override fun onPause() { // Be sure to unregister the sensor when the activity pauses. super.onPause() sensorManager.unregisterListener(this) } }
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public class SensorActivity extends Activity implements SensorEventListener { private SensorManager sensorManager; private Sensor proximity; @Override public final void onCreate(Bundle savedInstanceState) { super.onCreate(savedInstanceState); setContentView(R.layout.main); // Get an instance of the sensor service, and use that to get an instance of // a particular sensor. sensorManager = (SensorManager) getSystemService(Context.SENSOR_SERVICE); proximity = sensorManager.getDefaultSensor(Sensor.TYPE_PROXIMITY); } @Override public final void onAccuracyChanged(Sensor sensor, int accuracy) { // Do something here if sensor accuracy changes. } @Override public final void onSensorChanged(SensorEvent event) { float distance = event.values[0]; // Do something with this sensor data. } @Override protected void onResume() { // Register a listener for the sensor. super.onResume(); sensorManager.registerListener(this, proximity, SensorManager.SENSOR_DELAY_NORMAL); } @Override protected void onPause() { // Be sure to unregister the sensor when the activity pauses. super.onPause(); sensorManager.unregisterListener(this); } }
참고: 일부 근접 센서는 '가깝'거나 '멀'음을 나타내는 바이너리 값을 반환합니다. 이 경우 센서는 일반적으로 먼 상태에서는 최대 범위 값을 보고하고 가까운 상태에서는 그보다 적은 값을 보고합니다. 일반적으로 5cm가 넘으면 거리가 먼 값으로 간주되지만, 센서마다 다를 수 있습니다. getMaximumRange()
메서드를 사용하면 센서의 최대 범위를 확인할 수 있습니다.