refactor: 加速度计改为倾斜角度检测（v5，成熟方案）
之前基于Z轴单值的方案（v1~v4）无法同时满足灵敏度和防误触， 因为原始Z值在运动中剧烈跳动（-2~18），滤波也难以完全消除。 v5改用倾斜角度（Android Wear/小米手环同类思路）： - tiltAngle = atan2(z, sqrt(x²+y²)) × 180/π - 角度值天然比原始Z值稳定（atan2归一化消除加速度大小波动） - 手臂下垂 ~15°，看表姿势 ~70°，小幅摆动 ~35° - 低通滤波(α=0.8)进一步平滑 + 三态状态机 - DOWN(<30°) → TRIGGERED(>50°,亮屏) → DOWN(<30°) Co-Authored-By: Claude Opus 4.6 (1M context) <noreply@anthropic.com>
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dongliang
@@ -10,22 +10,26 @@ import dagger.hilt.android.qualifiers.ApplicationContext
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import timber.log.Timber
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import timber.log.Timber
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import javax.inject.Inject
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import javax.inject.Inject
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import javax.inject.Singleton
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import javax.inject.Singleton
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import kotlin.math.atan2
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import kotlin.math.sqrt
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/**
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/**
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* FISE 手表加速度计抬手亮屏实现
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* FISE 手表加速度计抬手亮屏实现
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*
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*
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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 + 低通滤波 + 状态机，作为降级方案
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* - 方案E：倾斜角度检测 + 低通滤波 + 状态机，成熟方案（Android Wear/小米手环同类思路）
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*
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*
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* 方案C核心逻辑（v4 低通滤波）：
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* 方案E核心逻辑（v5 倾斜角度）：
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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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* 用加速度计三轴(x,y,z)计算手表面与水平面的倾斜角度：
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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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* tiltAngle = atan2(z, sqrt(x²+y²)) × 180/π
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*
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*
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* 低通滤波优势：
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* 倾斜角度比原始Z值稳定得多（atan2 归一化消除了加速度大小波动）：
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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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* - 手臂下垂：角度 10~25°（稳定） vs Z值 1~3（跳动大）
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* - 手臂稳定抬起 → filteredZ 缓慢上升到 ~8-9
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* - 看表姿势：角度 55~75°（稳定） vs Z值 7~9（跳动大）
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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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* - 小幅摆动：角度 30~45°（小幅） vs Z值 -2~18（剧烈跳动）
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*
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* 再对角度做低通滤波 + 状态机，实现稳定的抬手检测。
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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(
|
||||||
@@ -34,12 +38,12 @@ class FiseAccelerometerWake @Inject constructor(
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|||||||
) : AccelerometerWakeController, SensorEventListener {
|
) : AccelerometerWakeController, SensorEventListener {
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companion object {
|
companion object {
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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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/** 低通滤波系数（作用于角度值，0.8 约 1~2 秒达到稳定） */
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private const val ALPHA = 0.8f
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private const val ALPHA = 0.8f
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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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/** 下垂角度阈值（度）：滤波后角度低于此值认为手臂已下垂 */
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private const val Z_DOWN = 4f
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private const val ANGLE_DOWN = 30f
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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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/** 抬起角度阈值（度）：滤波后角度高于此值认为手臂已抬起看表 */
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private const val Z_UP = 7f
|
private const val ANGLE_UP = 50f
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}
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}
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||||||
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||||||
private val sensorManager = context.getSystemService(Context.SENSOR_SERVICE) as SensorManager
|
private val sensorManager = context.getSystemService(Context.SENSOR_SERVICE) as SensorManager
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||||||
@@ -51,25 +55,25 @@ class FiseAccelerometerWake @Inject constructor(
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|||||||
/** 是否已启动 */
|
/** 是否已启动 */
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private var started = false
|
private var started = false
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// === 方案C：低通滤波 + 状态机 ===
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// === 方案E：倾斜角度 + 低通滤波 + 状态机 ===
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/** 低通滤波后的Z值 */
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/** 低通滤波后的倾斜角度（度） */
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private var filteredZ = 0f
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private var filteredAngle = 0f
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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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/** 是否已初始化滤波值 */
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private var filterInitialized = false
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private var filterInitialized = false
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/**
|
/**
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||||||
* 手臂状态机
|
* 手臂状态机
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||||||
* - UNKNOWN: 初始状态，等待首次进入DOWN
|
* - UNKNOWN: 初始状态，等待首次进入 DOWN
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||||||
* - DOWN: 手臂下垂（filteredZ < Z_DOWN），等待抬手
|
* - DOWN: 手臂下垂（角度 < ANGLE_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
|
* - 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 }
|
private enum class ArmState { UNKNOWN, DOWN, TRIGGERED }
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private var armState = ArmState.UNKNOWN
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private var armState = ArmState.UNKNOWN
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||||||
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/**
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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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||||||
* 优先尝试 WRIST_TILT（方案D），不支持则降级 ACCELEROMETER（方案C）
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* 优先尝试 WRIST_TILT（方案D），不支持则降级倾斜角度检测（方案E）
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||||||
*/
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*/
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||||||
override fun start() {
|
override fun start() {
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||||||
if (started) return
|
if (started) return
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||||||
@@ -84,13 +88,13 @@ 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：降级使用加速度计 + 低通滤波
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// 方案E：降级使用加速度计倾斜角度检测
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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) {
|
||||||
sensorManager.registerListener(this, accelerometer, SensorManager.SENSOR_DELAY_NORMAL)
|
sensorManager.registerListener(this, accelerometer, SensorManager.SENSOR_DELAY_NORMAL)
|
||||||
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+低通滤波），WRIST_TILT不可用")
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Timber.i("抬手亮屏: 使用方案E（倾斜角度+低通滤波），WRIST_TILT不可用")
|
||||||
} else {
|
} else {
|
||||||
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")
|
||||||
}
|
}
|
||||||
@@ -114,7 +118,7 @@ class FiseAccelerometerWake @Inject constructor(
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|||||||
/** 恢复检测 */
|
/** 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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||||||
resetState() // 恢复时重置，避免暂停期间积累的数据干扰
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resetState()
|
||||||
Timber.d("抬手亮屏: 已恢复")
|
Timber.d("抬手亮屏: 已恢复")
|
||||||
}
|
}
|
||||||
|
|
||||||
@@ -129,60 +133,69 @@ class FiseAccelerometerWake @Inject constructor(
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|||||||
return
|
return
|
||||||
}
|
}
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||||||
|
|
||||||
// 方案C：低通滤波 + 状态机
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// 方案E：三轴倾斜角度检测
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||||||
detectWristRaise(event.values[2])
|
detectWristRaise(event.values[0], event.values[1], event.values[2])
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||||||
}
|
}
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||||||
|
|
||||||
override fun onAccuracyChanged(sensor: Sensor?, accuracy: Int) {
|
override fun onAccuracyChanged(sensor: Sensor?, accuracy: Int) {}
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||||||
// 精度变化无需处理
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}
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// === 方案C 核心逻辑 ===
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// === 方案E 核心逻辑 ===
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/**
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/**
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* 低通滤波 + 状态机检测抬手
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* 倾斜角度 + 低通滤波 + 状态机
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*
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*
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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. 用三轴加速度计算手表面与水平面的倾斜角度（0~90°）
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||||||
* 2. 状态机：
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* tiltAngle = atan2(z, sqrt(x²+y²)) × 180/π
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||||||
* UNKNOWN ──[filteredZ < Z_DOWN]──► DOWN ──[filteredZ > Z_UP]──► TRIGGERED(亮屏)
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* - 手表面朝上（看表）：~70°
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||||||
* ▲ │
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* - 手臂自然下垂：~15°
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||||||
* └──[filteredZ < Z_DOWN]─────────┘
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* - 角度值天然比原始 Z 值稳定（atan2 归一化消除加速度大小波动）
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||||||
|
*
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||||||
|
* 2. 低通滤波进一步平滑角度值
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||||||
|
*
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||||||
|
* 3. 状态机：
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||||||
|
* UNKNOWN ──[angle < 30°]──► DOWN ──[angle > 50°]──► TRIGGERED(亮屏)
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||||||
|
* ▲ │
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||||||
|
* └────[angle < 30°]───────────┘
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*/
|
*/
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||||||
private fun detectWristRaise(rawZ: Float) {
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private fun detectWristRaise(x: Float, y: Float, z: Float) {
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// 低通滤波：去除高频抖动，保留手臂朝向
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// 计算倾斜角度（手表面与水平面的夹角，0~90°）
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val horizontal = sqrt(x * x + y * y)
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||||||
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val rawAngle = Math.toDegrees(atan2(z.toDouble(), horizontal.toDouble())).toFloat()
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||||||
|
// 低通滤波：平滑角度变化
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if (!filterInitialized) {
|
if (!filterInitialized) {
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||||||
filteredZ = rawZ
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filteredAngle = rawAngle
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||||||
filterInitialized = true
|
filterInitialized = true
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||||||
} else {
|
} else {
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||||||
filteredZ = ALPHA * filteredZ + (1 - ALPHA) * rawZ
|
filteredAngle = ALPHA * filteredAngle + (1 - ALPHA) * rawAngle
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||||||
}
|
}
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||||||
|
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||||||
// DEBUG: 输出滤波值和状态（正式发布时删除）
|
// DEBUG: 输出角度和状态（正式发布时删除）
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||||||
Timber.v("抬手亮屏: raw=%.1f filtered=%.1f state=%s (阈值: DOWN<%.0f UP>%.0f)",
|
Timber.v("抬手亮屏: raw=%.0f° filtered=%.0f° state=%s (阈值: DOWN<%.0f° UP>%.0f°)",
|
||||||
rawZ, filteredZ, armState.name, Z_DOWN, Z_UP)
|
rawAngle, filteredAngle, armState.name, ANGLE_DOWN, ANGLE_UP)
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||||||
|
|
||||||
// 状态机转换
|
// 状态机转换
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||||||
when (armState) {
|
when (armState) {
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||||||
ArmState.UNKNOWN -> {
|
ArmState.UNKNOWN -> {
|
||||||
// 初始状态：等待手臂明确下垂
|
// 初始状态：等待手臂明确下垂
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||||||
if (filteredZ < Z_DOWN) {
|
if (filteredAngle < ANGLE_DOWN) {
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armState = ArmState.DOWN
|
armState = ArmState.DOWN
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||||||
Timber.d("抬手亮屏: 状态 UNKNOWN→DOWN (filteredZ=%.1f)", filteredZ)
|
Timber.d("抬手亮屏: 状态 UNKNOWN→DOWN (angle=%.0f°)", filteredAngle)
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||||||
}
|
}
|
||||||
}
|
}
|
||||||
ArmState.DOWN -> {
|
ArmState.DOWN -> {
|
||||||
// 手臂下垂状态：检测是否抬起
|
// 手臂下垂：检测是否抬起到看表姿势
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||||||
if (filteredZ > Z_UP) {
|
if (filteredAngle > ANGLE_UP) {
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||||||
wakeScreenIfOff()
|
wakeScreenIfOff()
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||||||
armState = ArmState.TRIGGERED
|
armState = ArmState.TRIGGERED
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||||||
Timber.d("抬手亮屏: 状态 DOWN→TRIGGERED (filteredZ=%.1f)", filteredZ)
|
Timber.d("抬手亮屏: 状态 DOWN→TRIGGERED (angle=%.0f°)", filteredAngle)
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||||||
}
|
}
|
||||||
}
|
}
|
||||||
ArmState.TRIGGERED -> {
|
ArmState.TRIGGERED -> {
|
||||||
// 已触发状态：等待手臂重新放下
|
// 已触发：等待手臂放下
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||||||
if (filteredZ < Z_DOWN) {
|
if (filteredAngle < ANGLE_DOWN) {
|
||||||
armState = ArmState.DOWN
|
armState = ArmState.DOWN
|
||||||
Timber.d("抬手亮屏: 状态 TRIGGERED→DOWN (filteredZ=%.1f)", filteredZ)
|
Timber.d("抬手亮屏: 状态 TRIGGERED→DOWN (angle=%.0f°)", filteredAngle)
|
||||||
}
|
}
|
||||||
}
|
}
|
||||||
}
|
}
|
||||||
@@ -198,7 +211,7 @@ class FiseAccelerometerWake @Inject constructor(
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|||||||
|
|
||||||
/** 重置状态 */
|
/** 重置状态 */
|
||||||
private fun resetState() {
|
private fun resetState() {
|
||||||
filteredZ = 0f
|
filteredAngle = 0f
|
||||||
filterInitialized = false
|
filterInitialized = false
|
||||||
armState = ArmState.UNKNOWN
|
armState = ArmState.UNKNOWN
|
||||||
}
|
}
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||||||
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Reference in New Issue
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