lin
2025-08-01 633231e833e21d5b8b1c00cb15aedb62b3b78e8f
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
81
82
83
84
85
86
87
88
89
90
91
92
93
94
95
96
97
98
99
100
101
102
103
104
105
106
107
108
109
110
111
112
113
114
115
116
117
118
119
120
121
122
123
124
125
126
127
128
129
130
131
132
133
134
135
136
137
138
139
140
141
142
143
144
145
146
147
148
149
150
151
152
153
154
155
156
157
158
159
160
161
162
163
164
165
166
167
168
169
170
171
172
173
174
175
176
177
178
179
180
181
182
183
184
185
186
187
188
189
190
191
192
193
194
195
196
197
198
199
200
201
202
203
204
205
206
207
208
209
210
211
212
213
214
215
216
217
218
219
220
221
222
223
224
225
226
227
228
229
230
231
232
233
234
235
236
237
238
239
/*
 * Copyright (C) 2011 The Android Open Source Project
 *
 * Licensed under the Apache License, Version 2.0 (the "License");
 * you may not use this file except in compliance with the License.
 * You may obtain a copy of the License at
 *
 *      http://www.apache.org/licenses/LICENSE-2.0
 *
 * Unless required by applicable law or agreed to in writing, software
 * distributed under the License is distributed on an "AS IS" BASIS,
 * WITHOUT WARRANTIES OR CONDITIONS OF ANY KIND, either express or implied.
 * See the License for the specific language governing permissions and
 * limitations under the License.
 */
 
#include "SensorDevice.h"
#include "SensorFusion.h"
#include "SensorService.h"
 
namespace android {
// ---------------------------------------------------------------------------
 
ANDROID_SINGLETON_STATIC_INSTANCE(SensorFusion)
 
SensorFusion::SensorFusion()
    : mSensorDevice(SensorDevice::getInstance()),
      mAttitude(mAttitudes[FUSION_9AXIS]),
      mGyroTime(0), mAccTime(0)
{
    sensor_t const* list;
    Sensor uncalibratedGyro;
    ssize_t count = mSensorDevice.getSensorList(&list);
 
    mEnabled[FUSION_9AXIS] = false;
    mEnabled[FUSION_NOMAG] = false;
    mEnabled[FUSION_NOGYRO] = false;
 
    if (count > 0) {
        for (size_t i=0 ; i<size_t(count) ; i++) {
            if (list[i].type == SENSOR_TYPE_ACCELEROMETER) {
                mAcc = Sensor(list + i);
            }
            if (list[i].type == SENSOR_TYPE_MAGNETIC_FIELD) {
                mMag = Sensor(list + i);
            }
            if (list[i].type == SENSOR_TYPE_GYROSCOPE) {
                mGyro = Sensor(list + i);
            }
            if (list[i].type == SENSOR_TYPE_GYROSCOPE_UNCALIBRATED) {
                uncalibratedGyro = Sensor(list + i);
            }
        }
 
        // Use the uncalibrated gyroscope for sensor fusion when available
        if (uncalibratedGyro.getType() == SENSOR_TYPE_GYROSCOPE_UNCALIBRATED) {
            mGyro = uncalibratedGyro;
        }
 
        // 200 Hz for gyro events is a good compromise between precision
        // and power/cpu usage.
        mEstimatedGyroRate = 200;
        mTargetDelayNs = 1000000000LL/mEstimatedGyroRate;
 
        for (int i = 0; i<NUM_FUSION_MODE; ++i) {
            mFusions[i].init(i);
        }
    }
}
 
void SensorFusion::process(const sensors_event_t& event) {
 
    if (event.type == mGyro.getType()) {
        float dT;
        if ( event.timestamp - mGyroTime> 0 &&
             event.timestamp - mGyroTime< (int64_t)(5e7) ) { //0.05sec
 
            dT = (event.timestamp - mGyroTime) / 1000000000.0f;
            // here we estimate the gyro rate (useful for debugging)
            const float freq = 1 / dT;
            if (freq >= 100 && freq<1000) { // filter values obviously wrong
                const float alpha = 1 / (1 + dT); // 1s time-constant
                mEstimatedGyroRate = freq + (mEstimatedGyroRate - freq)*alpha;
            }
 
            const vec3_t gyro(event.data);
            for (int i = 0; i<NUM_FUSION_MODE; ++i) {
                if (mEnabled[i]) {
                    // fusion in no gyro mode will ignore
                    mFusions[i].handleGyro(gyro, dT);
                }
            }
        }
        mGyroTime = event.timestamp;
    } else if (event.type == SENSOR_TYPE_MAGNETIC_FIELD) {
        const vec3_t mag(event.data);
        for (int i = 0; i<NUM_FUSION_MODE; ++i) {
            if (mEnabled[i]) {
                mFusions[i].handleMag(mag);// fusion in no mag mode will ignore
            }
        }
    } else if (event.type == SENSOR_TYPE_ACCELEROMETER) {
        float dT;
        if ( event.timestamp - mAccTime> 0 &&
             event.timestamp - mAccTime< (int64_t)(1e8) ) { //0.1sec
            dT = (event.timestamp - mAccTime) / 1000000000.0f;
 
            const vec3_t acc(event.data);
            for (int i = 0; i<NUM_FUSION_MODE; ++i) {
                if (mEnabled[i]) {
                    mFusions[i].handleAcc(acc, dT);
                    mAttitudes[i] = mFusions[i].getAttitude();
                }
            }
        }
        mAccTime = event.timestamp;
    }
}
 
template <typename T> inline T min(T a, T b) { return a<b ? a : b; }
template <typename T> inline T max(T a, T b) { return a>b ? a : b; }
 
status_t SensorFusion::activate(int mode, void* ident, bool enabled) {
 
    ALOGD_IF(DEBUG_CONNECTIONS,
            "SensorFusion::activate(mode=%d, ident=%p, enabled=%d)",
            mode, ident, enabled);
 
    const ssize_t idx = mClients[mode].indexOf(ident);
    if (enabled) {
        if (idx < 0) {
            mClients[mode].add(ident);
        }
    } else {
        if (idx >= 0) {
            mClients[mode].removeItemsAt(idx);
        }
    }
 
    const bool newState = mClients[mode].size() != 0;
    if (newState != mEnabled[mode]) {
        mEnabled[mode] = newState;
        if (newState) {
            mFusions[mode].init(mode);
        }
    }
 
    mSensorDevice.activate(ident, mAcc.getHandle(), enabled);
    if (mode != FUSION_NOMAG) {
        mSensorDevice.activate(ident, mMag.getHandle(), enabled);
    }
    if (mode != FUSION_NOGYRO) {
        mSensorDevice.activate(ident, mGyro.getHandle(), enabled);
    }
 
    return NO_ERROR;
}
 
status_t SensorFusion::setDelay(int mode, void* ident, int64_t ns) {
    // Call batch with timeout zero instead of setDelay().
    if (ns > (int64_t)5e7) {
        ns = (int64_t)(5e7);
    }
    mSensorDevice.batch(ident, mAcc.getHandle(), 0, ns, 0);
    if (mode != FUSION_NOMAG) {
        mSensorDevice.batch(ident, mMag.getHandle(), 0, ms2ns(10), 0);
    }
    if (mode != FUSION_NOGYRO) {
        mSensorDevice.batch(ident, mGyro.getHandle(), 0, mTargetDelayNs, 0);
    }
    return NO_ERROR;
}
 
 
float SensorFusion::getPowerUsage(int mode) const {
    float power =   mAcc.getPowerUsage() +
                    ((mode != FUSION_NOMAG) ? mMag.getPowerUsage() : 0) +
                    ((mode != FUSION_NOGYRO) ? mGyro.getPowerUsage() : 0);
    return power;
}
 
int32_t SensorFusion::getMinDelay() const {
    return mAcc.getMinDelay();
}
 
void SensorFusion::dump(String8& result) {
    const Fusion& fusion_9axis(mFusions[FUSION_9AXIS]);
    result.appendFormat("9-axis fusion %s (%zd clients), gyro-rate=%7.2fHz, "
            "q=< %g, %g, %g, %g > (%g), "
            "b=< %g, %g, %g >\n",
            mEnabled[FUSION_9AXIS] ? "enabled" : "disabled",
            mClients[FUSION_9AXIS].size(),
            mEstimatedGyroRate,
            fusion_9axis.getAttitude().x,
            fusion_9axis.getAttitude().y,
            fusion_9axis.getAttitude().z,
            fusion_9axis.getAttitude().w,
            length(fusion_9axis.getAttitude()),
            fusion_9axis.getBias().x,
            fusion_9axis.getBias().y,
            fusion_9axis.getBias().z);
 
    const Fusion& fusion_nomag(mFusions[FUSION_NOMAG]);
    result.appendFormat("game fusion(no mag) %s (%zd clients), "
            "gyro-rate=%7.2fHz, "
            "q=< %g, %g, %g, %g > (%g), "
            "b=< %g, %g, %g >\n",
            mEnabled[FUSION_NOMAG] ? "enabled" : "disabled",
            mClients[FUSION_NOMAG].size(),
            mEstimatedGyroRate,
            fusion_nomag.getAttitude().x,
            fusion_nomag.getAttitude().y,
            fusion_nomag.getAttitude().z,
            fusion_nomag.getAttitude().w,
            length(fusion_nomag.getAttitude()),
            fusion_nomag.getBias().x,
            fusion_nomag.getBias().y,
            fusion_nomag.getBias().z);
 
    const Fusion& fusion_nogyro(mFusions[FUSION_NOGYRO]);
    result.appendFormat("geomag fusion (no gyro) %s (%zd clients), "
            "gyro-rate=%7.2fHz, "
            "q=< %g, %g, %g, %g > (%g), "
            "b=< %g, %g, %g >\n",
            mEnabled[FUSION_NOGYRO] ? "enabled" : "disabled",
            mClients[FUSION_NOGYRO].size(),
            mEstimatedGyroRate,
            fusion_nogyro.getAttitude().x,
            fusion_nogyro.getAttitude().y,
            fusion_nogyro.getAttitude().z,
            fusion_nogyro.getAttitude().w,
            length(fusion_nogyro.getAttitude()),
            fusion_nogyro.getBias().x,
            fusion_nogyro.getBias().y,
            fusion_nogyro.getBias().z);
}
 
// ---------------------------------------------------------------------------
}; // namespace android