Date de publication : 09/01/2012. Date de mise à jour : 09/01/2012.
1. Introduction
2. Les notions communes à tous les capteurs
2-A. Le repère utilisé
2-B. Lister les capteurs présents et écouter leur spécificité
2-C. Utiliser un capteur et écouter ses changements de valeurs
2-D. Comprendre le SensorEvent
2-D-1. Les méthodes d'écoute des changements des capteurs
2-D-2. Unités et structures des différents capteurs
2-E. Déclarer le capteur dans votre AndroidManifest
2-F. Gérer le changement d'orientation de l'écran (du portrait au landscape)
2-G. Les capteurs obsolètes
3. Le capteur de lumière
4. Le capteur de proximité
5. L'accéléromètre, l'accéléromètre linéaire et la gravité
6. Le capteur électromagnétique
7. Le capteur d'orientation
7-A. Écoute directe du capteur d'orientation
7-B. Récupération de l'orientation avec le champ magnétique et l'accélération
7-C. Digression graphique
7-D. La méthode remapCoordinateSystem
8. Le gyroscope
9. Le capteur vecteur d'orientation
10. Référence
11. Conclusion
12. Récupération des tutoriels
13. Contact
14. Android2ee vous propose des formations entreprise Android
15. Android2ee vous présente l'Ebook de programmation Android
16. Remerciements
1. Introduction
Pour être honnête depuis que j'ai douze ans, je rêve d'avoir un objet (une montre à l'époque) avec tout un tas de capteurs. Et voilà que vingt ans plus tard mon rêve est exaucé avec les smartphones Android.
C'est donc avec plaisir que je vais essayer d'expliquer comment les utiliser. Par nature, il y aura des notions mathématiques associées à ces explications.
Je vais tout d'abord me pencher sur deux capteurs simples, celui de la lumière et celui de la proximité.
J'expliquerai les capteurs d'accélération qui sont le capteur d'accélération, le capteur de gravité et le capteur d'accélération linéaire.
Nous aborderons le capteur magnétique, le capteur d'orientation (à se pendre), le gyroscope et le vecteur de rotation.
Les capteurs de pression atmosphérique et de température ne seront pas traités (vous n'en aurez pas besoin quand vous aurez fini de lire l'article).
À cet article sont associés neuf tutoriels vous expliquant chacune de ces notions. Vous pouvez les retrouver sur
android2ee.com.
Mais avant toute chose, le premier chapitre est dédié à ce qui est commun à l'ensemble des capteurs. Nous abordons ainsi les capteurs en eux-mêmes (l'objet Sensor). Nous montrons comment les instancier, les utiliser pour récupérer leur changement de valeurs. Ce qui nous amène à l'étude du SensorEvent. Et nous concluons ce chapitre par la correction des valeurs du capteur en fonction de l'orientation de l'écran.
2. Les notions communes à tous les capteurs
Ce chapitre rassemble l'ensemble des notions communes aux capteurs.
2-A. Le repère utilisé
La plupart des capteurs à trois dimensions sont associés au repère orthonormé suivant :

provenant de google http://developer.android.com/images/axis_device.png
Ce repère est celui utilisé par les capteurs accéléromètre, gyroscope, électromagnétisme. L'orientation n'utilise pas ce repère.
2-B. Lister les capteurs présents et écouter leur spécificité
Pour lister ou récupérer un capteur particulier, il suffit d'instancier le SensorManager et ses méthodes getSensorList ou getDefaultSensor.
SensorManager sensorManager;
@Override
protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
super.onCreate(savedInstanceState);
sensorManager = (SensorManager) getSystemService(SENSOR_SERVICE);
listSensor();
}
private void listSensor() {
List<Sensor> sensors = sensorManager.getSensorList(Sensor.TYPE_ALL);
StringBuffer sensorDesc = new StringBuffer();
for (Sensor sensor : sensors) {
sensorDesc.append("New sensor detected : \r\n");
sensorDesc.append("\tName: " + sensor.getName() + "\r\n");
sensorDesc.append("\tType: " + getType(sensor.getType()) + "\r\n");
sensorDesc.append("Version: " + sensor.getVersion() + "\r\n");
sensorDesc.append("Resolution (in the sensor unit): " + sensor.getResolution() + "\r\n");
sensorDesc.append("Power in mA used by this sensor while in use" + sensor.getPower() +
"\r\n");
sensorDesc.append("Vendor: " + sensor.getVendor() + "\r\n");
sensorDesc.append("Maximum range of the sensor in the sensor's unit." +
sensor.getMaximumRange() + "\r\n");
sensorDesc.append("Minimum delay allowed between two events in microsecond"
+ " or zero if this sensor only returns a value when the data it's measuring changes"
+ sensor.getMinDelay() + "\r\n");
}
Toast.makeText(this, sensorDesc.toString(), Toast.LENGTH_LONG).show();
Sensor gyroscopeDefault = sensorManager.getDefaultSensor(Sensor.TYPE_GYROSCOPE);
List<Sensor> gyroscopes = sensorManager.getSensorList(Sensor.TYPE_GYROSCOPE);
}
@param
@return
private String getType(int type) {
String strType;
switch (type) {
case Sensor.TYPE_ACCELEROMETER: strType = "TYPE_ACCELEROMETER";break;
case Sensor.TYPE_GRAVITY:strType = "TYPE_GRAVITY";break;
case Sensor.TYPE_GYROSCOPE: strType = "TYPE_GYROSCOPE"; break;
case Sensor.TYPE_LIGHT:strType = "TYPE_LIGHT";break;
case Sensor.TYPE_LINEAR_ACCELERATION:strType = "TYPE_LINEAR_ACCELERATION";
break;
case Sensor.TYPE_MAGNETIC_FIELD:strType = "TYPE_MAGNETIC_FIELD";break;
case Sensor.TYPE_ORIENTATION:strType = "TYPE_ORIENTATION";break;
case Sensor.TYPE_PRESSURE:strType = "TYPE_PRESSURE";break;
case Sensor.TYPE_PROXIMITY: strType = "TYPE_PROXIMITY"; break;
case Sensor.TYPE_ROTATION_VECTOR: strType = "TYPE_ROTATION_VECTOR";break;
case Sensor.TYPE_TEMPERATURE:strType = "TYPE_TEMPERATURE";break;
default: strType = "TYPE_UNKNOW";break;
}
return strType;
}
|
2-C. Utiliser un capteur et écouter ses changements de valeurs
Quand on souhaite travailler avec les capteurs, la première chose à faire est de savoir écouter leur changement d'état (de valeurs). Pour cela, c'est assez simple, il suffit de les instancier puis de s'enregistrer en tant qu'écouteur dans la méthode onResume et de se désenregistrer dans la méthode onPause. Pour les écouter il suffit d'implémenter l'interface SensorEventListener (souvent au niveau de votre activité).
Au lieu d'un long discours, quelques lignes de code éclaireront cette explication. Prenons l'exemple de l'accéléromètre :
publicclass SensorAccelerationTutoActivity extends Activity implements SensorEventListener {
SensorManager sensorManager;
Sensor accelerometer;
@Override
public void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
super.onCreate(savedInstanceState);
sensorManager = (SensorManager) getSystemService(SENSOR_SERVICE);
accelerometer = sensorManager.getDefaultSensor(Sensor.TYPE_ACCELEROMETER);
}
@Override
protected void onPause() {
sensorManager.unregisterListener(this, accelerometer);
super.onPause();
}
@Override
protected void onResume() {
sensorManager.registerListener(this, accelerometer, SensorManager.SENSOR_DELAY_UI);
super.onResume();
}
@Override
public void onAccuracyChanged(Sensor sensor, intaccuracy) {
}
@Override
public void onSensorChanged(SensorEvent event) {
floatx, y, z;
if (event.sensor.getType() == Sensor.TYPE_ACCELEROMETER) {
x = event.values[0];
y = event.values[1];
z = event.values[2];
}
}
|
Cet exemple est celui de l'accéléromètre, mais il s'applique à tous les capteurs.
2-D. Comprendre le SensorEvent
2-D-1. Les méthodes d'écoute des changements des capteurs
Dans l'exemple suivant, je montre comment utiliser les trois champs du SensorEvent qui sont utiles : accuracy, timestamp et values.
Dans les exemples qui suivent, le seul objectif est de présenter les différents champs.
@Override
public void onSensorChanged(SensorEvent event) {
if (event.sensor.equals(listenedSensor)) {
int accuracy = event.accuracy;
switch (accuracy) {
case SensorManager.SENSOR_STATUS_ACCURACY_LOW:
case SensorManager.SENSOR_STATUS_ACCURACY_MEDIUM:
case SensorManager.SENSOR_STATUS_ACCURACY_HIGH:
case SensorManager.SENSOR_STATUS_UNRELIABLE:
default: break;
}
longtimestamp = event.timestamp;
float[] val = event.values;
}
}
@Override
public void onAccuracyChanged(Sensor sensor, int accuracy) {
if(sensor.equals(listenedSensor)){
switch (accuracy) {
case SensorManager.SENSOR_STATUS_ACCURACY_LOW:
case SensorManager.SENSOR_STATUS_ACCURACY_MEDIUM:
case SensorManager.SENSOR_STATUS_ACCURACY_HIGH:
case SensorManager.SENSOR_STATUS_UNRELIABLE:
default:
break;
}
}
}
int rate=SensorManager.SENSOR_DELAY_NORMAL;
rate=SensorManager.SENSOR_DELAY_GAME;
rate=SensorManager.SENSOR_DELAY_FASTEST;
rate=SensorManager.SENSOR_DELAY_UI;
sensorManager.registerListener(sensorOrientationListener, listenedSensor, rate);
}
|
2-D-2. Unités et structures des différents capteurs
Chaque capteur renvoie un vecteur de données sous forme de flottant (ce vecteur peut être d'une à trois dimensions). Le tableau ci-dessous synthétise la sémantique associée à ses vecteurs :
|
Nom
|
Dimension du vecteur
|
Unité
|
Sémantique
|
Values[]
|
|
Accelerometer
|
3 |
m/s2 |
Mesure de l'accélération (gravité incluse) |
[0] axe x
[1] axe y
[2] axe z |
|
Gyroscope
|
3 |
Radian/seconde |
Mesure la rotation en termes de vitesse autour de chaque axe |
[0] vitesse angulaire autour de x
[1] vitesse angulaire autour de y
[2] vitesse angulaire autour de z |
|
Light
|
1 |
Lux |
Mesure de la luminosité |
[0]valeur |
|
Magnetic_Field
|
3 |
µTesla |
Mesure du champ magnétique |
[0] axe x
[1] axe y
[2] axe z |
|
Orientation
|
3 |
degrés |
Mesure l'angle entre le nord magnétique |
[0] Azimut entre l'axe y et le nord
[1] Rotation autour de l'axe x (-180,180)
[2] Rotation autour de l'axe y (-90,90) |
|
Pressure
|
1 |
KPascal |
Mesure la pression |
[0]valeur |
|
Proximity
|
1 |
mètre |
Mesure la distance entre l'appareil et un objet cible |
[0]valeur |
|
Temperature
|
1 |
Celsius |
Mesure la température |
[0]valeur |
Pour utiliser certains de ces capteurs un minimum de connaissance en physique est nécessaire.
2-E. Déclarer le capteur dans votre AndroidManifest
Ce détail est d'importance, en effet, l'Android Market analyse votre manifeste et proposera votre application uniquement aux appareils possédant le capteur que vous avez déclaré. Cette déclaration s'effectue comme suit :
<manifest xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
package="com.android2ee.android.tuto.sensor.light"android:versionCode="1"
android:versionName="1.0">
<uses-sdkandroid:minSdkVersion="10"/>
<uses-featureandroid:name="android.hardware.sensor.accelerometer"
android:required="true"/>
<uses-featureandroid:name="android.hardware.sensor.barometer"
android:required="true"/>
<uses-featureandroid:name="android.hardware.sensor.compass"
android:required="true"/>
<uses-featureandroid:name="android.hardware.sensor.gyroscope"
android:required="true"/>
<uses-featureandroid:name="android.hardware.sensor.light"
android:required="true"/>
<uses-featureandroid:name="android.hardware.sensor.proximity"
android:required="true"/>
…
</manifest>
|
L'exemple précédent déclare tous les capteurs connus mais spécifier uniquement celui dont vous avez besoin pour votre application.
2-F. Gérer le changement d'orientation de l'écran (du portrait au landscape)
Une problématique qui s'applique à la plupart des capteurs est la gestion du mode de l'écran (landscape ou portrait). L'idée est de savoir, quand on récupère les valeurs du capteur, l'état de l'orientation de l'écran. En fonction de cet état, on corrige les valeurs :
private Display mDisplay;
@Override
public void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
super.onCreate(savedInstanceState);
sensorManager = (SensorManager) getSystemService(SENSOR_SERVICE);
accelerometer = sensorManager.getDefaultSensor(Sensor.TYPE_ACCELEROMETER);
}
@Override
public void onSensorChanged(SensorEvent event) {
floatx, y, z;
if (event.sensor.getType() == Sensor.TYPE_ACCELEROMETER) {
switch (mDisplay.getRotation()) {
case Surface.ROTATION_0:
x = event.values[0];
y = event.values[1];
break;
case Surface.ROTATION_90:
x = -event.values[1];
y = event.values[0];
break;
case Surface.ROTATION_180:
x = -event.values[0];
y = -event.values[1];
break;
case Surface.ROTATION_270:
x = event.values[1];
y = -event.values[0];
break;
}
z = event.values[2];
Log.d(LOG_TAG, "Sensor's values ("+x+","+y+","+z+") and maxRange : "+maxRange);
}
}
|
Vous remarquerez qu'il n'y a pas deux états (landscape ou portrait) mais quatre, landscape, landscape inversé, portrait, portrait inversé. L'exemple s'appuie sur l'utilisation de l'accéléromètre qui est l'exemple typique.
2-G. Les capteurs obsolètes
Le capteur Sensor.Temperature est obsolète, il est préconisé d'utiliser Sensor. TYPE_AMBIENT_TEMPERATURE.
De même Sensor.Orientation, il est préconisé d'utiliser SensorManager.getOrientation(). Cela est expliqué au chapitre concernant ce capteur.
Cette obsolescence dépend de la version du SDK de votre application, à vous de le vérifier.
3. Le capteur de lumière
Ce capteur est extrêmement facile d'utilisation, mais sa sensibilité dépend du fabricant. Typiquement le mien ne renvoie que des puissances de 10 (10, 100, 1000, et ainsi de suite). Ce capteur permet de savoir quelle est l'intensité lumineuse détectée par votre téléphone (l'unité est le Lux).
Ainsi pour écouter les changements de valeur de ce capteur, il vous faut :
- le déclarer dans votre fichier AndroidManifest le capteur de lumière ;
- faire étendre votre activité (ou la classe qui écoute le capteur) de SensorListener ;
- déclarer et instancier un objet Sensor de type light ;
- s'enregistrer/se désenregistrer en tant qu'écouteur de ce capteur ;
- faire quelque chose lors d'un changement de valeur.
Ce qui donne :
public class SensorLightTutoActivity extends Activity implements SensorEventListener {
floatl;
…
SensorManager sensorManager;
Sensor light;
@Override
public void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
super.onCreate(savedInstanceState);
setContentView(R.layout.main);
sensorManager = (SensorManager) getSystemService(SENSOR_SERVICE);
light = sensorManager.getDefaultSensor(Sensor.TYPE_LIGHT);
…
}
@Override
protected void onPause() {
sensorManager.unregisterListener(this, light);
super.onPause();
}
@Override
protected void onResume() {
sensorManager.registerListener(this, light, SensorManager.SENSOR_DELAY_GAME);
super.onResume();
}
@see
@Override
public void onAccuracyChanged(Sensor sensor, intaccuracy) {
}
@see
@Override
public void onSensorChanged(SensorEvent event) {
if (event.sensor.getType() == Sensor.TYPE_LIGHT) {
l = event.values[0];
}
}
}
|
4. Le capteur de proximité
Ce capteur est extrêmement facile d'utilisation, mais sa sensibilité dépend du fabricant. Typiquement le mien ne renvoie que soit 0, soit 5 mètres. Pour comprendre pourquoi il faudrait le nommer « capteur qui détecte la présence du corps humain au niveau de l'écouteur de l'appareil ». S'il détecte une présence il renvoie 0 sinon il renvoie 5. Comment ça marche ? Il paraît que cela marche via la réflexion de la lumière ou du son….
Ainsi pour écouter les changements de valeur de ce capteur, il vous faut (comme d'habitude) :
- déclarer dans votre fichier AndroidManifest le capteur de proximité ;
- faire étendre votre activité (ou la classe qui écoute le capteur) de SensorListener ;
- déclarer et instancier un objet Sensor de type proximity ;
- s'enregistrer/se désenregistrer en tant qu'écouteur de ce capteur ;
- faire quelque chose lors d'un changement de valeur.
Bon, le principe est identique à celui de la lumière, ce qui donne :
public class SensorProximityTutoActivity extends Activity implements SensorEventListener {
floatp;
…
SensorManager sensorManager;
Sensor proximity;
@Override
public void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
super.onCreate(savedInstanceState);
setContentView(R.layout.main);
sensorManager = (SensorManager) getSystemService(SENSOR_SERVICE);
proximity = sensorManager.getDefaultSensor(Sensor.TYPE_PROXIMITY);
…
}
@Override
protected void onPause() {
sensorManager.unregisterListener(this, proximity);
super.onPause();
}
@Override
protected void onResume() {
sensorManager.registerListener(this, proximity, SensorManager.SENSOR_DELAY_GAME);
super.onResume();
}
@see
@Override
public void onAccuracyChanged(Sensor sensor, intaccuracy) {
}
@see
@Override
public void onSensorChanged(SensorEvent event) {
if (event.sensor.getType() == Sensor.TYPE_PROXIMITY) {
p = event.values[0];
}
}
}
|
5. L'accéléromètre, l'accéléromètre linéaire et la gravité
Ce capteur est celui qui me plait le plus, il est capable de donner le champ de forces qui s'appliquent sur l'appareil (je peux détecter la présence des Jedis… ok, je sors). À partir de ce capteur Android en dérive deux de plus, le Linear Acceleration et la Gravity.
L'accéléromètre fournit le vecteur de force (ou d'accélération, c'est la même chose) tridimensionnel (x,y,z). À partir de ce vecteur le système déduit la composante gravitationnelle (toujours un vecteur tridimensionnel). Celle-ci est celle renvoyée par le capteur Gravity. Le capteur Linear Acceleration déduit du champ de force cette composante fournissant un vecteur (tridimensionnel) épuré de la gravité. Cela explique pourquoi les capteurs Gravity et Linear Acceleration n'ont pas de numéro de série et sont fournis par Google.
Il est important de comprendre le repère utilisé par ce capteur :

provenant de google http://developer.android.com/images/axis_device.png
Ainsi le vecteur d'accélération (x,y,z) est toujours donné en fonction du repère de l'écran. Si vous bougez votre écran ces valeurs vont changer. L'axe des X est l'axe horizontal de l'écran, l'axe des Y est le vertical et l'axe des z est orthogonal à l'écran.
Au repos, la gravité est dans le repère terrestre (0,0,), dans le repère de l'appareil vous aurez donc des valeurs qui dépendent de l'inclinaison de l'appareil dans l'espace.
De ce capteur vous pouvez effectuer une multitude de chose (niveau à bulle, jeux contrôlés par l'accélération…)
Dans le tutoriel, j'ai mis en place deux balles qui sont manipulées par le champ de forces ; l'une considère ce champ comme son vecteur d'accélération, l'autre comme son vecteur vitesse. Si vous souhaitez faire un jeu dont les trajectoires des objets sont contrôlées par le champ de force, le mieux est d'inventer vos propres formules.
Le code permet d'écouter l'un des trois capteurs. Les trois capteurs sont enregistrés et un entier sensorType permet d'écouter spécifiquement l'un de ces capteurs.
Dans le fichier de l'activité (j'ai épuré le code, un copier-coller ne marchera pas, utiliser le tutorial plutôt) :
public class SensorAccelerationTutoActivity extends Activity implements SensorEventListener {
/…/
floatx, y, z;
private Display mDisplay;
SensorManager sensorManager;
Sensor accelerometer;
Sensor gravity;
Sensor linearAcc;
privateintsensorType;
privatestaticfinalintACCELE = 0;
privatestaticfinalintGravity = 1;
privatestaticfinalintLINEAR_ACCELE = 2;
@Override
public void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
super.onCreate(savedInstanceState);
setContentView(R.layout.main);
sensorManager = (SensorManager) getSystemService(SENSOR_SERVICE);
accelerometer = sensorManager.getDefaultSensor(Sensor.TYPE_ACCELEROMETER);
gravity = sensorManager.getDefaultSensor(Sensor.TYPE_GRAVITY);
linearAcc = sensorManager.getDefaultSensor(Sensor.TYPE_LINEAR_ACCELERATION);
mDisplay = ((WindowManager) getSystemService(WINDOW_SERVICE)).getDefaultDisplay();
}
@Override
protected void onPause() {
sensorManager.unregisterListener(this, accelerometer);
sensorManager.unregisterListener(this, gravity);
sensorManager.unregisterListener(this, linearAcc);
super.onPause();
}
@Override
protected void onResume() {
sensorManager.registerListener(this, accelerometer, SensorManager.SENSOR_DELAY_UI);
sensorManager.registerListener(this, gravity, SensorManager.SENSOR_DELAY_UI);
sensorManager.registerListener(this, linearAcc, SensorManager.SENSOR_DELAY_UI);
super.onResume();
}
@Override
public void onAccuracyChanged(Sensor sensor, intaccuracy) {
}
@Override
public void onSensorChanged(SensorEvent event) {
if (((event.sensor.getType() == Sensor.TYPE_ACCELEROMETER) && (sensorType == ACCELE))
|| ((event.sensor.getType() == Sensor.TYPE_GRAVITY) && (sensorType == Gravity))
|| ((event.sensor.getType() == Sensor.TYPE_LINEAR_ACCELERATION) && (sensorType == LINEAR_ACCELE))) {
switch (mDisplay.getRotation()) {
case Surface.ROTATION_0:
x = event.values[0];
y = event.values[1];
break;
case Surface.ROTATION_90:
x = -event.values[1];
y = event.values[0];
break;
case Surface.ROTATION_180:
x = -event.values[0];
y = -event.values[1];
break;
case Surface.ROTATION_270:
x = event.values[1];
y = -event.values[0];
break;
}
z = event.values[2];
}
}
}
|
Le tutoriel associé vous montre comment :
- mettre en place un spinner permettant de choisir quel type de capteur l'on souhaite écouter ;
- mettre en place trois progressBars présentant les valeurs x,y,z du vecteur de force ;
- afficher un point qui représente ce vecteur (et surtout comment mettre une thread qui re-dessine régulièrement l'écran) ;
- et deux points qui bougent en fonction des valeurs du capteur.
6. Le capteur électromagnétique
Le capteur électromagnétique permet de connaître les valeurs du vecteur électromagnétique qui s'applique à votre téléphone. Le référentiel est le même que celui utilisé par le capteur d'accélération.
Les valeurs sont en micro-tesla.
Au-delà du vecteur en lui-même, sa norme permet de savoir ce que l'on appelle la valeur électromagnétique.
Si vous placez votre appareil à proximité d'un aimant (par exemple des baffles) vous verrez les valeurs augmenter.
Mais place au code, ci-dessous la méthode onSensorChanged (les méthodes onCreate, onPause, onResume et onAccuracyChanged étant semblables je ne les répéterai plus) :
public void onSensorChanged(SensorEvent event) {
if (event.sensor.getType() == Sensor.TYPE_MAGNETIC_FIELD) {
xMagnetic = event.values[0];
yMagnetic = event.values[1];
zMagnetic = event.values[2];
magneticStrenght=Math.sqrt((double)
(xMagnetic*xMagnetic+
yMagnetic*yMagnetic+
zMagnetic*zMagnetic));
redraw();
}
}
|
7. Le capteur d'orientation
Comme son nom l'indique ce capteur donne l'orientation (le nord pour être grossier). Ce capteur est la boussole de votre appareil. Il y a trois notions à comprendre avec ce capteur :
- l'azimut : donne l'angle avec le Nord magnétique ;
- le pitch : donne l'angle autour de l'axe des x. En français cela se dit le tangage, mais comme cela embrouille plus qu'autre chose, je garde la nomenclature anglaise pour être en cohérence avec la SDK ;
- le roll : donne l'angle autour de l'axe des y. En français cela se dit le roulis, mais comme cela embrouille plus qu'autre chose, je garde la nomenclature anglaise pour être en cohérence avec la SDK.
L'azimut varie entre 0 et 360°, il représente l'angle avec le nord dans le sens des aiguilles d'une montre.
Le pitch varie entre -180 et 180, il représente l'inclinaison haut-bas de l'appareil selon l'axe Y (parallèle au sol, perpendiculaire au sol). On obtient les valeurs suivantes :
- la valeur 0, l'appareil est parallèle au sol, face vers le ciel ;
- la valeur +/- 180 est l'appareil parallèle au sol, face vers le sol ;
- la valeur 90 est l'appareil perpendiculaire au sol face, tête vers le bas ;
- la valeur -90 est l'appareil perpendiculaire au sol face, tête vers le haut.
Enfin le roll varie entre -90 et 90, il représente l'inclinaison droite-gauche de l'appareil selon l'axe des X (si l'appareil penche à gauche ou à droite). On obtient les valeurs suivantes (quand sa face est vers le haut) :
- la valeur 0, l'appareil ne penche pas ;
- la valeur 90 est l'appareil penche à gauche ;
- la valeur -90 est l'appareil penche à droite.
Il y a deux façons distinctes pour obtenir cette orientation, soit en écoutant directement le capteur d'orientation (ce qui n'a pas l'air d'être la bonne pratique), soit en utilisant le champ magnétique et le champ de force.
7-A. Écoute directe du capteur d'orientation
Il faut utiliser le capteur d'orientation :
sensorManager = (SensorManager) getSystemService(SENSOR_SERVICE);
orientation = sensorManager.getDefaultSensor(Sensor.TYPE_ORIENTATION);
…
@Override
public void onSensorChanged(SensorEvent event) {
if (event.sensor.getType() == Sensor.TYPE_ORIENTATION) {
x = event.values[0];
y = event.values[1];
z = event.values[2];
}
}
|
Cette méthode n'est pas conseillée et d'après Google n'est là que pour des raisons « legacy », c'est-à-dire provenant de l'histoire de la plateforme.
7-B. Récupération de l'orientation avec le champ magnétique et l'accélération
Cette méthode est celle conseillée par Google. Pour la mettre en place au lieu d'écouter le capteur d'orientation, il faut écouter les capteurs d'accélération et d'électromagnétisme.
float[] acceleromterVector=newfloat[3];
float[] magneticVector=newfloat[3];
float[] resultMatrix=newfloat[9];
float[] values=newfloat[3];
magnetic = sensorManager.getDefaultSensor(Sensor.TYPE_MAGNETIC_FIELD);
accelerometer = sensorManager.getDefaultSensor(Sensor.TYPE_ACCELEROMETER);
…
@Override
public void onSensorChanged(SensorEvent event) {
if (event.sensor.getType() == Sensor.TYPE_ACCELEROMETER) {
acceleromterVector=event.values;
} elseif (event.sensor.getType() == Sensor.TYPE_MAGNETIC_FIELD) {
magneticVector=event.values;
}
SensorManager.getRotationMatrix(resultMatrix, null, acceleromterVector, magneticVector);
SensorManager.getOrientation(resultMatrix, values);
x =(float) Math.toDegrees(values[0]);
y = (float) Math.toDegrees(values[1]);
z = (float) Math.toDegrees(values[2]);
}
|
En utilisant cette méthode, il faut être attentif, en effet le pitch et le roll ne sont plus les mêmes.
Le pitch varie entre -90 et 90, il représente l'inclinaison haut-bas de l'appareil selon l'axe Y (parallèle au sol, perpendiculaire au sol). On obtient les valeurs suivantes :
- la valeur 0, l'appareil est parallèle au sol, face vers le ciel ou l'appareil est parallèle au sol ; face vers le sol ;
- la valeur 90 l'appareil est perpendiculaire au sol face, tête vers le bas ;
- la valeur -90 l'appareil est perpendiculaire au sol face, tête vers le haut.
Enfin le roll varie entre -180 et 180, il représente l'inclinaison droite-gauche de l'appareil selon l'axe des X (si l'appareil penche à gauche ou à droite). On obtient les valeurs suivantes (quand sa face est vers le haut) :
- la valeur 0, l'appareil ne penche pas, il est face au ciel ;
- la valeur 90 est l'appareil penche à gauche ;
- la valeur -90 est l'appareil penche à droite ;
- La valeur 180, l'appareil ne penche pas, il est face contre sol.
7-C. Digression graphique
Ce capteur amène naturellement la question de dessiner ces valeurs. Pour cela quelques notions de dessins 2D sont nécessaires. Pour comprendre la philosophie de tels dessins, il faut comprendre les transformations de l'objet Canvas. En effet, on commence par tourner le Canvas (on lui applique la rotation qui correspond à la valeur que l'on affiche), ensuite on effectue le dessin (cercle, demi-cercle, flèche) dans ce nouveau référentiel. Ce qui nous permet de faire un dessin simple (toujours dessiner verticalement) qui sera tourné automatiquement par la rotation que nous appliquons au Canvas. L'idée étant de faire toujours le même dessin puis de tourner la feuille sur laquelle on a fait ce dessin, pour qu'il corresponde à notre souhait. Et ça c'est malin comme idée.
Le dessin à effectuer est le suivant :
Ainsi pour dessiner le roll, le code suivant est le bon :
canvas.save();
floatroll = activity.z;
canvas.rotate(roll, 0, 0);
RectF pitchOval = new RectF(0,0, lenght, lenght);
paint.setColor(backgroundCircleColor);
canvas.drawArc(pitchOval, 0, 360, false, paint);
paint.setColor(circleColor);
canvas.drawArc(pitchOval, 0, 180, false, paint);
canvas.restore();
Pour le pitch :
canvas.save();
floatpitch = activity.y;
canvas.translate(cx, cy + 3 * lenght / 2);
RectF pitchOval = new RectF(-lenght/2, -lenght/2, lenght/2, lenght/2);
paint.setColor(backgroundCircleColor);
canvas.drawCircle(0, 0, lenght / 2, paint);
paint.setColor(circleColor);
if(pitch<=0) {
canvas.drawArc(pitchOval, -90-pitch, 360+2*pitch, false, paint);
}else {
canvas.drawArc(pitchOval, 90+pitch, 360-2*pitch, false, paint);
}
canvas.restore();
Pour l'azimut, ou comment dessiner une boussole :
canvas.save();
Path northPath = new Path();
Path southPath = new Path();
northPath.moveTo(0, -60);
northPath.lineTo(-10, 0);
northPath.lineTo(10,0);
northPath.close();
southPath.moveTo(-10,0);
southPath.lineTo(0,60);
southPath.lineTo(10,0);
southPath.close();
floatfontHeight = paint.getFontMetrics().ascent + paint.getFontMetrics().descent;
floatazimut = -activity.x;
canvas.translate(cx, cy);
canvas.rotate(azimut);
paint.setColor(backgroundCircleColor);
canvas.drawCircle(0, 0, lenght / 2, paint);
paint.setColor(Color.WHITE);
floathText = - lenght/2 - fontHeight+3;
intstep = 15;
for (intdegree = 0; degree < 360; degree = degree + step) {
if ((degree % 90) != 0) {
canvas.drawText("|", 0, hText, paint);
}
canvas.rotate(-step);
}
canvas.drawText("N", 0, hText, paint);
canvas.rotate(-90);
canvas.drawText("W", 0, hText, paint);
canvas.rotate(-90);
canvas.drawText("S", 0, hText, paint);
canvas.rotate(-90);
canvas.drawText("E", 0, hText, paint);
canvas.rotate(-90);
paint.setStyle(Paint.Style.FILL);
paint.setColor(Color.RED);
canvas.drawPath(northPath, paint);
paint.setColor(circleColor);
canvas.drawPath(southPath, paint);
canvas.restore();
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Vous trouverez celui qui utilise le capteur d'orientation et celui qui utilise les capteurs d'accélération et de champ magnétique.
7-D. La méthode remapCoordinateSystem
Cette méthode permet de réorienter l'appareil. En d'autres termes, au lieu d'être dans le système de coordonnées usuel, il est possible de définir où se trouve l'axe des X, des Y et des Z.
vers celui-ci :
Ce changement correspond à dire à l'appareil que la position de repos (usuellement, à plat au sol, écran vers le haut) correspond maintenant à : sur le coté droit. Inverser les axes y et z signifiant que la position de repos est verticale, écran face à l'utilisateur.
Pour cela, il suffit de modifier sa méthode onSensorChanged ainsi :
@Override
public void onSensorChanged(SensorEvent event) {
if (event.sensor.getType() == Sensor.TYPE_ACCELEROMETER) {
acceleromterVector=event.values;
} elseif (event.sensor.getType() == Sensor.TYPE_MAGNETIC_FIELD) {
magneticVector=event.values;
}
SensorManager.getRotationMatrix(resultMatrix, null, acceleromterVector, magneticVector);
float[] outR=newfloat[9];
SensorManager.remapCoordinateSystem(resultMatrix, SensorManager.AXIS_Y,
SensorManager.AXIS_Z, outR);
SensorManager.getOrientation(outR, values);
x =(float) Math.toDegrees(values[0]);
y = (float) Math.toDegrees(values[1]);
z = (float) Math.toDegrees(values[2]);
}
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8. Le gyroscope
Le gyroscope est un capteur qui calcule la vitesse angulaire de votre téléphone. Pour cela rien de bien magique. Il suffit comme d'habitude avec les capteurs de le créer, s'enregistrer/se désenregistrer en tant qu'écouteur et d'implémenter la méthode onSensorChanged :
@Override
public void onSensorChanged(SensorEvent event) {
if (event.sensor.getType() == Sensor.TYPE_GYROSCOPE) {
xGyroscope = event.values[0];
yGyroscope = event.values[1];
zGyroscope = event.values[2];
redraw();
}
}
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9. Le capteur vecteur d'orientation
Ce capteur représente le vecteur de rotation de l'appareil, de la même manière que l'orientation. Ce n'est pas un capteur physique mais plus un capteur interpolé (comme Gravity). Pour finir ce capteur peut renvoyer quatre valeurs au lieu de trois.
Ce qu'en dit Google :
« Le vecteur de rotation représente l'orientation de l'appareil comme une combinaison d'un angle et d'un axe, dans laquelle l'appareil a pivoté d'un angle θ autour d'un axe <x, y, z>.
Les trois éléments du vecteur de rotation sont <x*sin(θ/2), y*sin(θ/2), z*sin(θ/2)>, tels que l'ampleur du vecteur de rotation est égale à sin (θ / 2) et sa direction est égale à la direction de l'axe de rotation.
Les trois éléments du vecteur de rotation sont égaux aux trois dernières composantes d'un quaternion unitaire <cos (θ / 2), x * sin (θ / 2), y * sin (θ / 2), z * sin (θ / 2)>.
Les éléments du vecteur de rotation sont sans unité. Les axes x, y et z sont définis de la même manière que le capteur d'accélération.
Le système de coordonnées de référence est défini comme une base orthonormée directe, où :
- X est défini comme étant le vecteur d'YZ produit (Il est tangentiel au sol à l'emplacement actuel de l'appareil et pointe à peu près vers l'est).
- Y est tangent à la terre à l'emplacement actuel de l'appareil et pointe vers le pôle nord magnétique.
- Z pointe vers le ciel et qui est perpendiculaire au sol.
values[0]: x*sin(θ/2)
values[1]: y*sin(θ/2)
values[2]: z*sin(θ/2)
values[3]: cos(θ/2) (optionnel: seulement si value.length = 4) »
Sinon, de la même manière que d'habitude, voilà la méthode onSensorChanged :
float[] mRotationMatrix;
@Override
public void onSensorChanged(SensorEvent event) {
if (event.sensor.getType() == Sensor.TYPE_ROTATION_VECTOR) {
xRotation = event.values[0];
yRotation = event.values[1];
zRotation = event.values[2];
if (event.values.length == 4) {
cosRotation = event.values[3];
}
redraw();
SensorManager.getRotationMatrixFromVector(mRotationMatrix, event.values);
}
}
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10. Référence
Une seule référence, le site officiel :
11. Conclusion
Les capteurs nous permettent d'avoir une interaction plus grande avec l'environnement, j'espère que maintenant ils n'ont plus de secret pour vous.
12. Récupération des tutoriels
Liste des tutoriels disponibles :
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Tutorial
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| SensorAccelerationTuto |
| SensorGyroscopeTuto |
| SensorLightTuto |
| SensorMagneticFieldTuto |
| SensorOrientationAMTuto |
| SensorOrientationTuto |
| SensorProximityTuto |
| SensorRotationVectorTuto |
| SensorList |
13. Contact
Mathias Séguy
Fondateur Android2EE, Formation Android
Docteur en Mathématiques Fondamentales
Expert Technique de l'Agence Nationale de la Recherche
14. Android2ee vous propose des formations entreprise Android
Android2EE vous propose des formations Android intra-entreprises adaptées à vos besoins.
- Formation Initiale : Devenir autonome (3j).
- Formation Approfondissement (2j).
- Formation Spécificité Tablette (2j).
- Formation Multimédia (2j).
- Formation Applications complexes (2j).
- Formation chef de projet - responsable technique (1j).
- Mais aussi la possibilité d'effectuer des formations d'approfondissement sur mesure (2-3j).
Nous contacter :
15. Android2ee vous présente l'Ebook de programmation Android
Le nouveau système d'exploitation de Google pour les téléphones portables et les nouvelles tablettes est là. Sa réputation est solide, il envahit le monde de la téléphonie, il est ouvert et offre des outils de développement Java au monde des programmeurs. Il ouvre les portes du développement mobile à tous les développeurs objets avec un coût minime pour la montée en compétence. Une seule question se pose :
êtes-vous prêts ?
L'objectif de ces livres est très clair : vous permettre en un temps record d'être autonome en programmation Android. Si vous êtes un programmeur Java (débutant ou confirmé), le but est que vous soyez autonome en moins de dix jours. C'est cet objectif qui est à l'origine de ce livre, permettre aux collaborateurs de mon entreprise de monter en compétence sur cette technologie avec rapidité et efficience. Vous serez alors à même de concevoir une application, de l'implémenter, de la tester, de l'internationaliser et de la livrer à votre client.
Lancez-vous dans la programmation Android et faites-vous plaisir !
Vous serez aussi capable de connaître et comprendre quelles sont les considérations à avoir lorsque l'on a à charge une application Android en tant que professionnel de l'informatique. Quelle est la stratégie de tests à utiliser ? Comment signer son application ? Comment la déployer ? Comment mettre en place la gestion du cycle de vie de l'application ? Comment implémenter l'intégration continue ?
Soyez efficient dans l'encadrement de vos projets Android d'entreprise.
16. Remerciements
J'adresse ici tous mes remerciements à
jacques_jean pour l'excellence de ses corrections orthographiques.
Je remercie Feanorin pour la pertinence de ses remarques, son aide et sa présence.
Je remercie spécialement Monsieur Adam Daniel, DRH de développez.com, pour ses mails nocturnes, ses encouragements et son aide qui m'est précieuse.
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et vous pouvez les utiliser à votre convenance. Par contre cette page de présentation de ces sources constitue une oeuvre intellectuelle protégée par les droits d'auteurs. Copyright © Mathias Seguy.
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