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observer/flutter_app/lib/camera/gyro_tracker.dart
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2026-09-13 00:25:08 +08:00

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Dart

import 'dart:async';
import 'dart:math' as math;
import 'package:sensors_plus/sensors_plus.dart';
/// 陀螺仪全局运动追踪(主 isolate):对角速度按 dt 积分得到两次运动分析帧
/// 之间的累计转角,折算为缩略图像素位移,供 MotionDetector 做全局运动补偿——
/// 补偿后差分 = 目标独立运动(手持/走动的旋转分量被抵消)。
///
/// 符号约定(背部相机、竖屏、假设无镜像):绕设备竖轴(y)偏航 → 画面水平位移;
/// 绕设备横轴(x)俯仰 → 画面垂直位移。kPanSign/kTiltSign 待真机校准:
/// 若补偿后误报反而变多(差分被放大),把对应符号取反即可。
/// 位移超限(缩略图短边 1/4)时由消费方丢弃该帧——运动过快时像素级补偿不可靠。
class GyroTracker {
static const double assumedVfovDeg = 52; // 与测距口径一致
static const double kPanSign = 1;
static const double kTiltSign = 1;
StreamSubscription<GyroscopeEvent>? _gyroSub;
StreamSubscription<AccelerometerEvent>? _accSub;
double _panRad = 0; // 两次 takeShift 之间的累计偏航
double _tiltRad = 0; // 累计俯仰
DateTime? _lastGyroMs;
double _accLowZ = 9.8; // 加速度计低通(重力在设备 z 轴分量)
double _accLowY = 0; // 低通 y 轴分量(算俯仰用)
bool _hasAcc = false;
/// 当前分析窗口内的角速度峰值(|x|+|y|+|z|,rad/s):走动/车载时显著抬升。
/// takeShift 消费时清零(按分析窗口计量),供曝光联动等判定
double _recentOmega = 0;
bool _running = false;
bool get hasData => _hasGyro;
bool _hasGyro = false;
/// 角速度峰值超阈值(rad/s)→ 机位正在明显运动(手持快走/车载)
bool get recentlyMoving => _recentOmega > 0.5;
void start() {
if (_running) return;
_running = true;
_gyroSub = gyroscopeEventStream().listen((e) {
final now = DateTime.now();
final last = _lastGyroMs;
if (last != null) {
final dt =
(now.millisecondsSinceEpoch - last.millisecondsSinceEpoch) / 1000.0;
if (dt > 0 && dt < 0.5) {
_panRad += e.y * dt;
_tiltRad += e.x * dt;
_hasGyro = true;
final mag = e.x.abs() + e.y.abs() + e.z.abs();
if (mag > _recentOmega) _recentOmega = mag;
}
}
_lastGyroMs = now;
});
_accSub = accelerometerEventStream().listen((e) {
// 低通估重力方向 → 俯仰角(镜头朝上为正)
const a = 0.1;
_accLowZ = _accLowZ * (1 - a) + e.z * a;
_accLowY = _accLowY * (1 - a) + e.y * a;
_hasAcc = true;
});
}
void stop() {
_running = false;
_gyroSub?.cancel();
_accSub?.cancel();
_gyroSub = null;
_accSub = null;
}
/// 消费累计转角 → 缩略图像素位移 (dx, dy)。
/// dx>0 表示画面内容向右移动(前帧采样点左移补偿)。
(int, int) takeShift(double thumbW, double thumbH) {
final pan = _panRad;
final tilt = _tiltRad;
_panRad = 0;
_tiltRad = 0;
_recentOmega = 0;
if (!_hasGyro || (pan == 0 && tilt == 0)) return (0, 0);
final focalPx = (thumbH / 2) / math.tan(assumedVfovDeg * math.pi / 180 / 2);
final limit = math.max(thumbW, thumbH) / 4;
final dx = (kPanSign * pan * focalPx).clamp(-limit, limit).round();
final dy = (kTiltSign * tilt * focalPx).clamp(-limit, limit).round();
return (dx, dy);
}
/// 俯仰角(度):0=平举,正=镜头朝上。无加速度计数据返回 0。
double get pitchDeg {
if (!_hasAcc) return 0;
return math.atan2(_accLowY, _accLowZ) * 180 / math.pi;
}
/// 角速度是否持续偏大(走动/车载判定,供曝光联动等使用)
bool get moving => recentlyMoving;
}