refactor: 加速度计改为低通滤波+状态机方案（v4）
之前的最小值+连续高值方案在原始值剧烈跳动（-2~18）下无法同时 满足灵敏度和防误触发，阈值怎么调都有问题。 v4方案： - 低通滤波(α=0.8)去除运动尖峰，只保留重力方向 - 三态状态机：UNKNOWN→DOWN(Z<4)→TRIGGERED(Z>7,亮屏)→DOWN - 小幅摆动：滤波值收敛到振荡均值~6，不超过7，不误触发 - 快速抬手：~0.8秒触发；缓慢抬手：~2秒触发 - 代码从复杂的窗口/最小值/连续计数简化为滤波+状态机 Co-Authored-By: Claude Opus 4.6 (1M context) <noreply@anthropic.com>
This commit is contained in:
dongliang
@@ -16,18 +16,16 @@ import javax.inject.Singleton
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* 双模式策略：
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* 双模式策略：
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* - 方案D：TYPE_WRIST_TILT_GESTURE（type=26），系统级手势识别，最省电最准确
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* - 方案D：TYPE_WRIST_TILT_GESTURE（type=26），系统级手势识别，最省电最准确
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* - 方案C：TYPE_ACCELEROMETER Z轴变化趋势检测，作为降级方案
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* - 方案C：TYPE_ACCELEROMETER + 低通滤波 + 状态机，作为降级方案
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* 方案C核心逻辑（v3 最小值跳变检测）：
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* 方案C核心逻辑（v4 低通滤波）：
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* 追踪近期5个采样（≈1秒）的最小Z值。当近期有低值（<5，手臂曾下垂）
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* 对原始Z轴数据做低通滤波，去除运动抖动/尖峰，只保留重力方向（手臂朝向）。
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* 且当前Z值高（≥7，手臂已抬起）时判定为抬手。
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* 用状态机跟踪手臂姿态：DOWN（下垂）→ 滤波值超过阈值 → 亮屏。
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* 只需1个低值采样即可触发，比均值方案灵敏得多。
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* 触发后2秒冷却期防连续触发。
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* 与旧版和v1/v2方案的改进：
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* 低通滤波优势：
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* - 旧版Z≥5：平放桌面常亮、走路闪烁
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* - 原始值跳动 2→12→3→10 → 滤波后平滑 5.2→6.2→5.7→6.3
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* - v1/v2均值对比：需要连续3个低值，抬手动作太快时漏触发
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* - 手臂稳定抬起 → filteredZ 缓慢上升到 ~8-9
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* - v3最小值：只需1个低值，更符合真实抬手动作的数据特征
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* - 小幅摆动 → filteredZ 收敛到振荡均值 ~5-6，不超过触发阈值
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*/
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*/
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@Singleton
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@Singleton
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class FiseAccelerometerWake @Inject constructor(
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class FiseAccelerometerWake @Inject constructor(
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@@ -36,16 +34,12 @@ class FiseAccelerometerWake @Inject constructor(
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) : AccelerometerWakeController, SensorEventListener {
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) : AccelerometerWakeController, SensorEventListener {
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companion object {
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companion object {
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/** 方案C：近期最小值窗口大小（5个采样≈1秒，用于追踪"手臂曾经放下过"） */
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/** 低通滤波系数（0~1，越大越平滑。0.8在SENSOR_DELAY_NORMAL下约1.5秒达到稳定值） */
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private const val MIN_WINDOW_SIZE = 5
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private const val ALPHA = 0.8f
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/** 方案C：最小值阈值，近期有采样低于此值才认为"手臂曾明确下垂"（实测：小幅摆动Z≈5-6，下垂Z≈1-3） */
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/** 下垂阈值：滤波后Z低于此值认为手臂已下垂，进入DOWN状态 */
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private const val Z_MIN_THRESHOLD = 3f
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private const val Z_DOWN = 4f
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/** 方案C：当前值阈值，超过此值认为"手臂已明确抬起"（实测：抬手稳定Z≈7.5-9，偶尔波动到7.5） */
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/** 抬起阈值：滤波后Z高于此值认为手臂已抬起，触发亮屏 */
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private const val Z_CURRENT_THRESHOLD = 7.5f
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private const val Z_UP = 7f
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/** 方案C：连续高值计数要求（需连续N个采样≥阈值才触发，防摆动尖峰误触发） */
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private const val HIGH_COUNT_REQUIRED = 3
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/** 方案C：触发后冷却采样数（防连续触发，10个≈2秒） */
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private const val COOLDOWN_SAMPLES = 10
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}
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}
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private val sensorManager = context.getSystemService(Context.SENSOR_SERVICE) as SensorManager
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private val sensorManager = context.getSystemService(Context.SENSOR_SERVICE) as SensorManager
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@@ -57,17 +51,21 @@ class FiseAccelerometerWake @Inject constructor(
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/** 是否已启动 */
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/** 是否已启动 */
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private var started = false
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private var started = false
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// === 方案C：最小值追踪 ===
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// === 方案C：低通滤波 + 状态机 ===
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/** 环形缓冲区，存储最近N个Z轴采样值，用于找最小值 */
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private val zWindow = FloatArray(MIN_WINDOW_SIZE) { Float.MAX_VALUE }
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/** 低通滤波后的Z值 */
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/** 当前写入位置 */
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private var filteredZ = 0f
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private var windowIndex = 0
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/** 是否已初始化滤波值（第一个采样直接赋值，不做滤波） */
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/** 窗口是否已填满 */
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private var filterInitialized = false
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private var windowFilled = false
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/** 触发后冷却计数器 */
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/**
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private var cooldownCount = 0
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* 手臂状态机
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/** 连续高值计数器（Z >= 阈值的连续采样数） */
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* - UNKNOWN: 初始状态，等待首次进入DOWN
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private var highCount = 0
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* - DOWN: 手臂下垂（filteredZ < Z_DOWN），等待抬手
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* - TRIGGERED: 已触发亮屏，等待手臂放下后重新进入DOWN
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*/
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private enum class ArmState { UNKNOWN, DOWN, TRIGGERED }
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private var armState = ArmState.UNKNOWN
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/**
|
/**
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||||||
* 开始监听传感器
|
* 开始监听传感器
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||||||
@@ -86,13 +84,13 @@ class FiseAccelerometerWake @Inject constructor(
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|||||||
return
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return
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}
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}
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// 方案C：降级使用加速度计Z轴变化趋势检测
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// 方案C：降级使用加速度计 + 低通滤波
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val accelerometer = sensorManager.getDefaultSensor(Sensor.TYPE_ACCELEROMETER)
|
val accelerometer = sensorManager.getDefaultSensor(Sensor.TYPE_ACCELEROMETER)
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||||||
if (accelerometer != null) {
|
if (accelerometer != null) {
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||||||
sensorManager.registerListener(this, accelerometer, SensorManager.SENSOR_DELAY_NORMAL)
|
sensorManager.registerListener(this, accelerometer, SensorManager.SENSOR_DELAY_NORMAL)
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||||||
useWristTilt = false
|
useWristTilt = false
|
||||||
started = true
|
started = true
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||||||
Timber.i("抬手亮屏: 使用方案C（加速度计Z轴变化趋势），WRIST_TILT不可用")
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Timber.i("抬手亮屏: 使用方案C（加速度计+低通滤波），WRIST_TILT不可用")
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||||||
} else {
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} else {
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||||||
Timber.w("抬手亮屏: 无可用传感器，功能不可用")
|
Timber.w("抬手亮屏: 无可用传感器，功能不可用")
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||||||
}
|
}
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||||||
@@ -103,7 +101,7 @@ class FiseAccelerometerWake @Inject constructor(
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|||||||
if (!started) return
|
if (!started) return
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||||||
sensorManager.unregisterListener(this)
|
sensorManager.unregisterListener(this)
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||||||
started = false
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started = false
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||||||
resetWindow()
|
resetState()
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||||||
Timber.d("抬手亮屏: 已停止")
|
Timber.d("抬手亮屏: 已停止")
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}
|
}
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||||||
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||||||
@@ -116,7 +114,7 @@ class FiseAccelerometerWake @Inject constructor(
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|||||||
/** 恢复检测 */
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/** 恢复检测 */
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override fun resume() {
|
override fun resume() {
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paused = false
|
paused = false
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resetWindow() // 恢复时清空窗口，避免暂停期间积累的数据干扰判断
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resetState() // 恢复时重置，避免暂停期间积累的数据干扰
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||||||
Timber.d("抬手亮屏: 已恢复")
|
Timber.d("抬手亮屏: 已恢复")
|
||||||
}
|
}
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||||||
|
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||||||
@@ -131,7 +129,7 @@ class FiseAccelerometerWake @Inject constructor(
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|||||||
return
|
return
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||||||
}
|
}
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||||||
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||||||
// 方案C：Z轴变化趋势检测
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// 方案C：低通滤波 + 状态机
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detectWristRaise(event.values[2])
|
detectWristRaise(event.values[2])
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}
|
}
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||||||
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||||||
@@ -142,57 +140,51 @@ class FiseAccelerometerWake @Inject constructor(
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// === 方案C 核心逻辑 ===
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// === 方案C 核心逻辑 ===
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/**
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/**
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* 最小值 + 连续高值检测
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* 低通滤波 + 状态机检测抬手
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*
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*
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* 两个条件同时满足才触发：
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* 1. 对原始Z值做低通滤波，去除运动尖峰，保留重力方向
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* 1. 近期5个采样中有值 < 3（手臂曾明确下垂）
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* 2. 状态机：
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* 2. 当前连续 3 个采样都 ≥ 8（手臂已抬起并稳定，非瞬间尖峰）
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* UNKNOWN ──[filteredZ < Z_DOWN]──► DOWN ──[filteredZ > Z_UP]──► TRIGGERED(亮屏)
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*
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* ▲ │
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* 连续高值要求可区分：
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* └──[filteredZ < Z_DOWN]─────────┘
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* - 真正抬手：Z 稳定在 8-9 持续多个采样 → 连续 3 个 ≥ 8 ✅
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* - 小幅摆动：Z 在 0-10 间剧烈跳动，尖峰后立即回落 → 连续不到 3 个 ❌
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*/
|
*/
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private fun detectWristRaise(z: Float) {
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private fun detectWristRaise(rawZ: Float) {
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// 冷却期：刚触发过，等待冷却结束
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// 低通滤波：去除高频抖动，保留手臂朝向
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if (cooldownCount > 0) {
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if (!filterInitialized) {
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cooldownCount--
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filteredZ = rawZ
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return
|
filterInitialized = true
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}
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||||||
// 写入环形缓冲区（追踪近期最小值）
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val pos = windowIndex % MIN_WINDOW_SIZE
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zWindow[pos] = z
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windowIndex++
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||||||
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||||||
if (!windowFilled && windowIndex >= MIN_WINDOW_SIZE) {
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windowFilled = true
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}
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||||||
if (!windowFilled) return
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||||||
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||||||
// 更新连续高值计数
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if (z >= Z_CURRENT_THRESHOLD) {
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||||||
highCount++
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||||||
} else {
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} else {
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highCount = 0
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filteredZ = ALPHA * filteredZ + (1 - ALPHA) * rawZ
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}
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}
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// 找近期最小值
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// DEBUG: 输出滤波值和状态（正式发布时删除）
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var recentMin = Float.MAX_VALUE
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Timber.v("抬手亮屏: raw=%.1f filtered=%.1f state=%s (阈值: DOWN<%.0f UP>%.0f)",
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||||||
for (i in 0 until MIN_WINDOW_SIZE) {
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rawZ, filteredZ, armState.name, Z_DOWN, Z_UP)
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||||||
if (zWindow[i] < recentMin) recentMin = zWindow[i]
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}
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||||||
// DEBUG: 输出每次计算结果，用于调参（正式发布时删除）
|
// 状态机转换
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||||||
Timber.v("抬手亮屏: Z=%.1f recentMin=%.1f highCount=%d (阈值: min<%.0f AND %d连续>=%.0f)",
|
when (armState) {
|
||||||
z, recentMin, highCount, Z_MIN_THRESHOLD, HIGH_COUNT_REQUIRED, Z_CURRENT_THRESHOLD)
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ArmState.UNKNOWN -> {
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||||||
|
// 初始状态：等待手臂明确下垂
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||||||
// 判断：近期有低值（手臂曾下垂）且连续高值达标（手臂已稳定抬起）
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if (filteredZ < Z_DOWN) {
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||||||
if (recentMin < Z_MIN_THRESHOLD && highCount >= HIGH_COUNT_REQUIRED) {
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armState = ArmState.DOWN
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||||||
wakeScreenIfOff()
|
Timber.d("抬手亮屏: 状态 UNKNOWN→DOWN (filteredZ=%.1f)", filteredZ)
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||||||
// 触发后进入冷却期 + 清空状态
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}
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||||||
cooldownCount = COOLDOWN_SAMPLES
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}
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||||||
highCount = 0
|
ArmState.DOWN -> {
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||||||
resetWindow()
|
// 手臂下垂状态：检测是否抬起
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||||||
|
if (filteredZ > Z_UP) {
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||||||
|
wakeScreenIfOff()
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||||||
|
armState = ArmState.TRIGGERED
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||||||
|
Timber.d("抬手亮屏: 状态 DOWN→TRIGGERED (filteredZ=%.1f)", filteredZ)
|
||||||
|
}
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||||||
|
}
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||||||
|
ArmState.TRIGGERED -> {
|
||||||
|
// 已触发状态：等待手臂重新放下
|
||||||
|
if (filteredZ < Z_DOWN) {
|
||||||
|
armState = ArmState.DOWN
|
||||||
|
Timber.d("抬手亮屏: 状态 TRIGGERED→DOWN (filteredZ=%.1f)", filteredZ)
|
||||||
|
}
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||||||
|
}
|
||||||
}
|
}
|
||||||
}
|
}
|
||||||
|
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||||||
@@ -204,10 +196,10 @@ class FiseAccelerometerWake @Inject constructor(
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}
|
}
|
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}
|
}
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||||||
/** 重置窗口 */
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/** 重置状态 */
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private fun resetWindow() {
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private fun resetState() {
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windowIndex = 0
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filteredZ = 0f
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windowFilled = false
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filterInitialized = false
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zWindow.fill(Float.MAX_VALUE)
|
armState = ArmState.UNKNOWN
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}
|
}
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}
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}
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