[Android] Gyroscope ジャイロセンサー

スマホのスピンやターンを検知するセンサーとしてGyroscopeがあります。
gyro driftを補正した TYPE_GYROSCOPE と
gyro drift補正の無いTYPE_GYROSCOPE_UNCALIBRATED があります。
　

Android Studio
2021.2.1

Gyroscope

　
Gyroscopeの座標系は加速度センサーと同じです。端末x, y, z軸の反時計方向での回転速度、角速度を計測します。単位は[rad/s]
Gyroscopeには２タイプあります

TYPE_GYROSCOPE
TYPE_GYROSCOPE_UNCALIBRATED

TYPE_GYROSCOPE_UNCALIBRATED はジャイロドリフトの補正がないセンサー出力です。ジャイロドリフトの補正がないと放置しておくとバイアスがかかったように徐々にずれていきます。
　
ただキャリブレーションによる値のジャンプがより滑らかで、この他のセンサー値との合算を考えるケースではこのセンサー値を使う方が一般的には役に立ちます。但し、工場出荷補正と温度補正は適用されます。
　
加速度センサーはAndroid Studioのemulatorを使ってemulateできましたが、Gyroscopeは使えないようです。
　

目次
1. TYPE_GYROSCOPE
2. TYPE_GYROSCOPE_UNCALIBRATED

TYPE_GYROSCOPE

　
実装を簡単に説明すると

SensorEventListener の設定
SensorManager のインスタンス生成
registerListener の登録
onSensorChanged でセンサー値の受け取り

となります。実際ににやって見ましょう。
　
MainActivity.java

//package your.package.name;

import androidx.appcompat.app.AppCompatActivity;
import android.os.Bundle;
import android.hardware.Sensor;
import android.hardware.SensorEvent;
import android.hardware.SensorEventListener;
import android.hardware.SensorManager;
import android.util.Log;
import android.widget.TextView;
import java.util.Locale;

public class MainActivity extends AppCompatActivity implements SensorEventListener {

    private SensorManager sensorManager;
    private TextView textView, textInfo;

    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.activity_main);

        // Get an instance of the SensorManager
        sensorManager = (SensorManager) getSystemService(SENSOR_SERVICE);

        textInfo = findViewById(R.id.text_info);

        // Get an instance of the TextView
        textView = findViewById(R.id.text_view);

    }

    @Override
    protected void onResume() {
        super.onResume();
        // Listenerの登録
        Sensor gyro = sensorManager.getDefaultSensor(Sensor.TYPE_GYROSCOPE);

        if(gyro != null){
            sensorManager.registerListener(this, gyro, SensorManager.SENSOR_DELAY_UI);
        }
        else{
            String ns = "No Support";
            textView.setText(ns);
        }
    }

    // 解除するコードも入れる!
    @Override
    protected void onPause() {
        super.onPause();
        // Listenerを解除
        sensorManager.unregisterListener(this);
    }


    @Override
    public void onSensorChanged(SensorEvent event) {
        Log.d("debug","onSensorChanged");

        if (event.sensor.getType() == Sensor.TYPE_GYROSCOPE) {
            float sensorX = event.values[0];
            float sensorY = event.values[1];
            float sensorZ = event.values[2];

            String strTmp = String.format(Locale.US, "Gyroscope\n " +
                    " X: %f\n Y: %f\n Z: %f",sensorX, sensorY, sensorZ);
            textView.setText(strTmp);

            showInfo(event);
        }

    }

    // センサーの各種情報を表示する
    private void showInfo(SensorEvent event){
        // センサー名
        StringBuffer info = new StringBuffer("Name: ");
        info.append(event.sensor.getName());
        info.append("\n");

        // ベンダー名
        info.append("Vendor: ");
        info.append(event.sensor.getVendor());
        info.append("\n");

        // 型番
        info.append("Type: ");
        info.append(event.sensor.getType());
        info.append("\n");

        // 最小遅れ
        int data = event.sensor.getMinDelay();
        info.append("Mindelay: ");
        info.append(data);
        info.append(" usec\n");

        // 最大遅れ
        data = event.sensor.getMaxDelay();
        info.append("Maxdelay: ");
        info.append(data);
        info.append(" usec\n");

        // レポートモード
        data = event.sensor.getReportingMode();
        String stinfo = "unknown";
        if(data == 0){
            stinfo = "REPORTING_MODE_CONTINUOUS";
        }else if(data == 1){
            stinfo = "REPORTING_MODE_ON_CHANGE";
        }else if(data == 2){
            stinfo = "REPORTING_MODE_ONE_SHOT";
        }
        info.append("ReportingMode: ");
        info.append(stinfo);
        info.append("\n");

        // 最大レンジ
        info.append("MaxRange: ");
        float fData = event.sensor.getMaximumRange();
        info.append(fData);
        info.append("\n");

        // 分解能
        info.append("Resolution: ");
        fData = event.sensor.getResolution();
        info.append(fData);
        info.append(" m/s^2\n");

        // 消費電流
        info.append("Power: ");
        fData = event.sensor.getPower();
        info.append(fData);
        info.append(" mA\n");

        textInfo.setText(info);
    }

    @Override
    public void onAccuracyChanged(Sensor sensor, int accuracy) {

    }
}

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//package your.package.name;

import androidx.appcompat.app.AppCompatActivity;

import android.os.Bundle;

import android.hardware.Sensor;

import android.hardware.SensorEvent;

import android.hardware.SensorEventListener;

import android.hardware.SensorManager;

import android.util.Log;

import android.widget.TextView;

import java.util.Locale;

public class MainActivity extends AppCompatActivity implements SensorEventListener {

private SensorManager sensorManager;

private TextView textView, textInfo;

@Override

protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {

super.onCreate(savedInstanceState);

setContentView(R.layout.activity_main);

// Get an instance of the SensorManager

sensorManager = (SensorManager) getSystemService(SENSOR_SERVICE);

textInfo = findViewById(R.id.text_info);

// Get an instance of the TextView

textView = findViewById(R.id.text_view);

}

@Override

protected void onResume() {

super.onResume();

// Listenerの登録

Sensor gyro = sensorManager.getDefaultSensor(Sensor.TYPE_GYROSCOPE);

if(gyro != null){

sensorManager.registerListener(this, gyro, SensorManager.SENSOR_DELAY_UI);

}

else{

String ns = "No Support";

textView.setText(ns);

}

// 解除するコードも入れる!

@Override

protected void onPause() {

super.onPause();

// Listenerを解除

sensorManager.unregisterListener(this);

}

@Override

public void onSensorChanged(SensorEvent event) {

Log.d("debug","onSensorChanged");

if (event.sensor.getType() == Sensor.TYPE_GYROSCOPE) {

float sensorX = event.values[0];

float sensorY = event.values[1];

float sensorZ = event.values[2];

String strTmp = String.format(Locale.US, "Gyroscope\n " +

" X: %f\n Y: %f\n Z: %f",sensorX, sensorY, sensorZ);

textView.setText(strTmp);

showInfo(event);

}

// センサーの各種情報を表示する

private void showInfo(SensorEvent event){

// センサー名

StringBuffer info = new StringBuffer("Name: ");

info.append(event.sensor.getName());

info.append("\n");

// ベンダー名

info.append("Vendor: ");

info.append(event.sensor.getVendor());

info.append("\n");

// 型番

info.append("Type: ");

info.append(event.sensor.getType());

info.append("\n");

// 最小遅れ

int data = event.sensor.getMinDelay();

info.append("Mindelay: ");

info.append(data);

info.append(" usec\n");

// 最大遅れ

data = event.sensor.getMaxDelay();

info.append("Maxdelay: ");

info.append(data);

info.append(" usec\n");

// レポートモード

data = event.sensor.getReportingMode();

String stinfo = "unknown";

if(data == 0){

stinfo = "REPORTING_MODE_CONTINUOUS";

}else if(data == 1){

stinfo = "REPORTING_MODE_ON_CHANGE";

}else if(data == 2){

stinfo = "REPORTING_MODE_ONE_SHOT";

}

info.append("ReportingMode: ");

info.append(stinfo);

info.append("\n");

// 最大レンジ

info.append("MaxRange: ");

float fData = event.sensor.getMaximumRange();

info.append(fData);

info.append("\n");

// 分解能

info.append("Resolution: ");

fData = event.sensor.getResolution();

info.append(fData);

info.append(" m/s^2\n");

// 消費電流

info.append("Power: ");

fData = event.sensor.getPower();

info.append(fData);

info.append(" mA\n");

textInfo.setText(info);

}

@Override

public void onAccuracyChanged(Sensor sensor, int accuracy) {

}

activity_main.xml

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<LinearLayout xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
    xmlns:tools="http://schemas.android.com/tools"
    android:id="@+id/activity_main"
    android:layout_width="match_parent"
    android:layout_height="match_parent"
    android:orientation="vertical"
    android:background="#dfe"
    tools:context=".MainActivity">

    <TextView
        android:id="@+id/text_info"
        android:layout_marginTop="40dp"
        android:layout_marginStart="20dp"
        android:layout_width="wrap_content"
        android:layout_height="wrap_content" />

    <TextView
        android:id="@+id/text_view"
        android:layout_marginTop="20dp"
        android:layout_marginStart="20dp"
        android:textSize="20sp"
        android:textColor="#00f"
        android:layout_width="wrap_content"
        android:layout_height="wrap_content" />

</LinearLayout>

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>

<LinearLayout xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"

xmlns:tools="http://schemas.android.com/tools"

android:id="@+id/activity_main"

android:layout_width="match_parent"

android:layout_height="match_parent"

android:orientation="vertical"

android:background="#dfe"

tools:context=".MainActivity">

<TextView

android:id="@+id/text_info"

android:layout_marginTop="40dp"

android:layout_marginStart="20dp"

android:layout_width="wrap_content"

android:layout_height="wrap_content" />

<TextView

android:id="@+id/text_view"

android:layout_marginTop="20dp"

android:layout_marginStart="20dp"

android:textSize="20sp"

android:textColor="#00f"

android:layout_width="wrap_content"

android:layout_height="wrap_content" />

</LinearLayout>

　
また、スクリーンが回転すると面倒なので固定しておきます。
AndroidManifest.xml

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<manifest xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
    ...

    <application
        ...
        <activity android:name=".MainActivity"
            android:screenOrientation="portrait"
            ... >
            ...
        </activity>
    </application>

</manifest>

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>

<manifest xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"

...

<application

...

<activity android:name=".MainActivity"

android:screenOrientation="portrait"

... >

...

</activity>

</application>

</manifest>

　
実機で動かしてみましょう

TYPE_GYROSCOPE_UNCALIBRATED

　
実装はTYPE_GYROSCOPEと同様です。
センサー出力にestimated driftがそれぞれx, y, z軸についてリポートされますが、その関係性はこのようになります。
　
calibrated_x ~= uncalibrated_x – bias_estimate_x
　
MainActivity.java

//package your.package.name;

import androidx.appcompat.app.AppCompatActivity;
import android.os.Bundle;
import android.hardware.SensorEvent;
import android.hardware.Sensor;
import android.hardware.SensorEventListener;
import android.hardware.SensorManager;
import android.widget.TextView;


public class MainActivity extends AppCompatActivity
        implements SensorEventListener {

    private SensorManager sensorManager;
    private TextView textView, textInfo;

    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.activity_main);

        // Get an instance of the SensorManager
        sensorManager = (SensorManager) getSystemService(SENSOR_SERVICE);

        textInfo = findViewById(R.id.text_info);

        // Get an instance of the TextView
        textView = findViewById(R.id.text_view);
    }

    @Override
    protected void onResume() {
        super.onResume();
        // Listenerの登録
        Sensor gyro = sensorManager.getDefaultSensor(
                Sensor.TYPE_GYROSCOPE_UNCALIBRATED);

        if(gyro != null){
            sensorManager.registerListener(this,
                    gyro, SensorManager.SENSOR_DELAY_UI);
        }
        else{
            String ns = "No Support";
            textView.setText(ns);
        }
    }

    // 解除するコードも入れる!
    @Override
    protected void onPause() {
        super.onPause();
        // Listenerを解除
        sensorManager.unregisterListener(this);
    }


    @Override
    public void onSensorChanged(SensorEvent event) {

        if (event.sensor.getType() == Sensor.TYPE_GYROSCOPE_UNCALIBRATED) {
            float sensorX = event.values[0];
            float sensorY = event.values[1];
            float sensorZ = event.values[2];
            float sensorEDX = event.values[3];
            float sensorEDY = event.values[4];
            float sensorEDZ = event.values[5];

            String strTmp = "Gyroscope\n"
                    + " X: " + sensorX + "\n"
                    + " Y: " + sensorY + "\n"
                    + " Z: " + sensorZ + "\n\n"

                    + " ドリフト予測\n"
                    + " driftX: " + sensorEDX + "\n"
                    + " driftY: " + sensorEDY + "\n"
                    + " driftZ: " + sensorEDZ + "\n" ;

            textView.setText(strTmp);

            showInfo(event);
        }

    }

    // センサーの各種情報を表示する
    private void showInfo(SensorEvent event){
        // センサー名
        StringBuffer info = new StringBuffer("Name: ");
        info.append(event.sensor.getName());
        info.append("\n");

        // ベンダー名
        info.append("Vendor: ");
        info.append(event.sensor.getVendor());
        info.append("\n");

        // 型番
        info.append("Type: ");
        info.append(event.sensor.getType());
        info.append("\n");

        // 最小遅れ
        int data = event.sensor.getMinDelay();
        info.append("Mindelay: ");
        info.append(data);
        info.append(" usec\n");

        // 最大遅れ
        data = event.sensor.getMaxDelay();
        info.append("Maxdelay: ");
        info.append(data);
        info.append(" usec\n");

        // レポートモード
        data = event.sensor.getReportingMode();
        String stinfo = "unknown";
        if(data == 0){
            stinfo = "REPORTING_MODE_CONTINUOUS";
        }else if(data == 1){
            stinfo = "REPORTING_MODE_ON_CHANGE";
        }else if(data == 2){
            stinfo = "REPORTING_MODE_ONE_SHOT";
        }
        info.append("ReportingMode: ");
        info.append(stinfo);
        info.append("\n");

        // 最大レンジ
        info.append("MaxRange: ");
        float fData = event.sensor.getMaximumRange();
        info.append(fData);
        info.append("\n");

        // 分解能
        info.append("Resolution: ");
        fData = event.sensor.getResolution();
        info.append(fData);
        info.append(" m/s^2\n");

        // 消費電流
        info.append("Power: ");
        fData = event.sensor.getPower();
        info.append(fData);
        info.append(" mA\n");

        textInfo.setText(info);
    }

    @Override
    public void onAccuracyChanged(Sensor sensor, int accuracy) {

    }
}

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//package your.package.name;

import androidx.appcompat.app.AppCompatActivity;

import android.os.Bundle;

import android.hardware.SensorEvent;

import android.hardware.Sensor;

import android.hardware.SensorEventListener;

import android.hardware.SensorManager;

import android.widget.TextView;

public class MainActivity extends AppCompatActivity

implements SensorEventListener {

private SensorManager sensorManager;

private TextView textView, textInfo;

@Override

protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {

super.onCreate(savedInstanceState);

setContentView(R.layout.activity_main);

// Get an instance of the SensorManager

sensorManager = (SensorManager) getSystemService(SENSOR_SERVICE);

textInfo = findViewById(R.id.text_info);

// Get an instance of the TextView

textView = findViewById(R.id.text_view);

}

@Override

protected void onResume() {

super.onResume();

// Listenerの登録

Sensor gyro = sensorManager.getDefaultSensor(

Sensor.TYPE_GYROSCOPE_UNCALIBRATED);

if(gyro != null){

sensorManager.registerListener(this,

gyro, SensorManager.SENSOR_DELAY_UI);

}

else{

String ns = "No Support";

textView.setText(ns);

}

// 解除するコードも入れる!

@Override

protected void onPause() {

super.onPause();

// Listenerを解除

sensorManager.unregisterListener(this);

}

@Override

public void onSensorChanged(SensorEvent event) {

if (event.sensor.getType() == Sensor.TYPE_GYROSCOPE_UNCALIBRATED) {

float sensorX = event.values[0];

float sensorY = event.values[1];

float sensorZ = event.values[2];

float sensorEDX = event.values[3];

float sensorEDY = event.values[4];

float sensorEDZ = event.values[5];

String strTmp = "Gyroscope\n"

+ " X: " + sensorX + "\n"

+ " Y: " + sensorY + "\n"

+ " Z: " + sensorZ + "\n\n"

+ " ドリフト予測\n"

+ " driftX: " + sensorEDX + "\n"

+ " driftY: " + sensorEDY + "\n"

+ " driftZ: " + sensorEDZ + "\n" ;

textView.setText(strTmp);

showInfo(event);

}

// センサーの各種情報を表示する

private void showInfo(SensorEvent event){

// センサー名

StringBuffer info = new StringBuffer("Name: ");

info.append(event.sensor.getName());

info.append("\n");

// ベンダー名

info.append("Vendor: ");

info.append(event.sensor.getVendor());

info.append("\n");

// 型番

info.append("Type: ");

info.append(event.sensor.getType());

info.append("\n");

// 最小遅れ

int data = event.sensor.getMinDelay();

info.append("Mindelay: ");

info.append(data);

info.append(" usec\n");

// 最大遅れ

data = event.sensor.getMaxDelay();

info.append("Maxdelay: ");

info.append(data);

info.append(" usec\n");

// レポートモード

data = event.sensor.getReportingMode();

String stinfo = "unknown";

if(data == 0){

stinfo = "REPORTING_MODE_CONTINUOUS";

}else if(data == 1){

stinfo = "REPORTING_MODE_ON_CHANGE";

}else if(data == 2){

stinfo = "REPORTING_MODE_ONE_SHOT";

}

info.append("ReportingMode: ");

info.append(stinfo);

info.append("\n");

// 最大レンジ

info.append("MaxRange: ");

float fData = event.sensor.getMaximumRange();

info.append(fData);

info.append("\n");

// 分解能

info.append("Resolution: ");

fData = event.sensor.getResolution();

info.append(fData);

info.append(" m/s^2\n");

// 消費電流

info.append("Power: ");

fData = event.sensor.getPower();

info.append(fData);

info.append(" mA\n");

textInfo.setText(info);

}

@Override

public void onAccuracyChanged(Sensor sensor, int accuracy) {

}

　
レイアウトはTYPE_GYROSCOPEと同じです。
　