七、使用增强现实、GPS 和地图的基本导航应用
在第 6 章中，我们设计了一个简单的 AR 应用，如果设备与地面平行，它将在相机预览上显示传感器数据，并在地图上显示位置。在这一章中，我们将扩展这个应用，以便它可以用于基本的导航目的。
新的应用
该应用的扩展版本将具有以下功能:
- 当与地面不平行时，该应用将显示一个覆盖有各种数据的相机预览。
- 当与地面平行时，地图将会展开。用户可以在地图上定位期望的位置，并使 Tap 能够设置模式。启用该模式后，用户可以点击所需的位置。该位置已保存。
- 再次显示相机预览时，根据 GPS 数据计算出目标位置的方位以及两个位置之间的距离。
- 每次接收到新的定位时，方位和距离都会更新。
如果你想扩展它来添加指南针和做其他事情，这个应用会给你你需要的每一个计算。
现在，事不宜迟，让我们开始编码。
首先创建一个新项目。在这个例子中，包名是 com.paar.ch7，构建目标是 android 2.1 的 Google APIs。我们必须针对谷歌 APIs SDK，因为我们正在使用谷歌地图。
首先，复制第六章的项目。把 main Activity(带有相机预览的那个)的名字改成你想要的任何名字，只要你记得更新它的清单。此外，因为这是一个新项目，您可能还需要另一个包名。
更新的 XML 文件
首先，我们需要更新一些 XML 文件。先说strings.xml:
清单 7-1。 更新 strings.xml
<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<resources>
<string name="hello">Hello World, ASimpleAppUsingARActivity!</string>
<***string name="app_name">A Slightly More Complex AR App</string>***
<string name="xAxis">X Axis:</string>
<string name="yAxis">Y Axis:</string>
<string name="zAxis">Z Axis:</string>
<string name="heading">Heading:</string>
<string name="pitch">Pitch:</string>
<string name="roll">Roll:</string>
<string name="altitude">Altitude:</string>
<string name="longitude">Longitude:</string>
<string name="latitude">Latitude:</string>
<string name="empty"></string>
***<string name="help">This is the example app from [Chapter 7](#ch7) of Pro Android***
***Augmented Reality. This app outlines some of the basic features of Augmented***
***Reality and how to implement them in real world applications. This app includes***
***a basic system that can be used for navigation. To make use of this system, put***
***the app in the map mode by holding the device flat. Then enable \"Enable tap to***
***set\" from the menu option after you have located the place you want to go to.***
***After that, switch back to camera mode. If a reliable GPS fix is available, you***
***will be given your current bearing to that location. The bearing will be updated***
***every time a new location fix is received.</string>***
<string name="helpLabel">Help</string>
***<string name="go">Go</string>***
***<string name="bearingLabel">Bearing:</string>***
***<string name="distanceLabel">Distance:</string>***
</resources>
这里的“Distance:”将作为标签，告诉用户从他/她的当前位置到所选位置的直线距离。乌鸦路径是从 A 点到 b 点的直线距离。它不显示通过道路或任何其他路径的距离。如果你还记得高中物理的话，这很像位移。它是从 A 点到 B 点的最短距离，不管这段距离实际上是否可以穿越。
您会注意到一些新的字符串和帮助字符串大小的增加。除此之外，我们的strings.xml大体相同。接下来，我们需要从/res/menu文件夹中更新我们的map_toggle.xml。我们需要添加一个新的选项来允许用户设置位置。
清单 7-2。 更新后的 map_toggle.xml
`<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
****** ******`
我们的新菜单选项是“启用点击设置”此选项将用于允许用户启用和禁用点击来设置我们的应用的功能。如果我们不添加检查，每次用户移动地图或试图缩放时，都会设置一个新的位置。为了避免这种情况，我们设置了一个启用/禁用选项。
现在是我们最大的 XML 文件 main.xml 的最后一个变化，我们需要添加两个TextViews并稍微移动我们的帮助按钮。下面的代码只显示了更新的部分。此处未给出的内容与上一章完全相同。
清单 7-3。 更新 main.xml
`// Cut here
<TextView android:id="@+id/altitudeValue" android:layout_width="wrap_content" android:layout_height="wrap_content" android:layout_alignBaseline="@+id/altitudeLabel" android:layout_alignBottom="@+id/altitudeLabel" android:layout_alignLeft="@+id/longitudeValue" android:text="@string/empty" />
<TextView android:id="@+id/textView1" android:layout_width="wrap_content" android:layout_height="wrap_content" android:layout_alignLeft="@+id/altitudeLabel" android:layout_below="@+id/altitudeLabel" android:text="@string/bearingLabel" />
<TextView android:id="@+id/bearingValue" android:layout_width="wrap_content" android:layout_height="wrap_content" android:layout_alignLeft="@+id/altitudeValue" android:layout_below="@+id/altitudeValue" android:text="@string/empty" />
<Button android:id="@+id/helpButton" android:layout_width="wrap_content" android:layout_height="wrap_content" android:layout_alignParentBottom="true" android:layout_alignParentRight="true" android:text="@string/helpLabel" />
<TextView android:id="@+id/distanceLabel" android:layout_width="wrap_content" android:layout_height="wrap_content" android:layout_alignLeft="@+id/textView1" android:layout_below="@+id/textView1" android:text="@string/distanceLabel" />
<TextViewandroid:id="@+id/distanceValue"
android:layout_width="wrap_content"
android:layout_height="wrap_content"
android:layout_alignBottom="@+id/distanceLabel"
android:layout_alignLeft="@+id/bearingValue"
android:text="@string/empty" />
`
鉴于我们添加的内容都遵循了前一章的模式，我希望这段代码是不言自明的。id 中带有“label”的TextViews是实际值的标签。我们的 Java 代码不会引用这些。id 中带有“value”的TextViews将从我们的 Java 代码中动态更新以显示值。
更新的 Java 文件
现在我们可以开始主要的 Java 代码了。我们三分之二的 Java 文件需要用新代码更新。
在FixLocation.java中，您需要更新包声明以匹配新的声明。那是那份文件中唯一的变化。
FlatBack.java 更新
现在让我们转到下一个需要更新的文件:FlatBack.java:
清单 7-4。更新了 FlatBack.java 的
`package com.paar.ch7;*
import com.google.android.maps.GeoPoint; import com.google.android.maps.MapActivity; import com.google.android.maps.MapView; import com.google.android.maps.MyLocationOverlay;
import android.content.SharedPreferences;
import android.hardware.Sensor;
import android.hardware.SensorEvent;
import android.hardware.SensorEventListener;
import android.hardware.SensorManager;
import android.os.Bundle;
import android.util.Log;
import android.view.Menu;
import android.view.MenuInflater;
import android.view.MenuItem;import android.view.MotionEvent;
import android.view.View;
import android.view.View.OnTouchListener;
public class FlatBack extends MapActivity{ private MapView mapView; private MyLocationOverlay myLocationOverlay; final static String TAG = "PAAR"; SensorManager sensorManager;
SharedPreferences prefs; SharedPreferences.Editor editor;
int orientationSensor; float headingAngle; float pitchAngle; float rollAngle; String enteredAddress; boolean tapToSet; /* Called when the activity is first created. / @Override public void onCreate(Bundle savedInstanceState) { super.onCreate(savedInstanceState);
// main.xml contains a MapView setContentView(R.layout.map); prefs = getSharedPreferences("PAARCH7", 0); editor = prefs.edit(); sensorManager = (SensorManager) getSystemService(SENSOR_SERVICE); orientationSensor = Sensor.TYPE_ORIENTATION; sensorManager.registerListener(sensorEventListener, sensorManager .getDefaultSensor(orientationSensor), SensorManager.SENSOR_DELAY_NORMAL);
// extract MapView from layout mapView = (MapView) findViewById(R.id.mapView); mapView.setBuiltInZoomControls(true);
// create an overlay that shows our current location myLocationOverlay = new FixLocation(this, mapView);
// add this overlay to the MapView and refresh it mapView.getOverlays().add(myLocationOverlay); mapView.postInvalidate();
// call convenience method that zooms map on our location zoomToMyLocation();
mapView.setOnTouchListener(new OnTouchListener() {`
`public boolean onTouch(View arg0, MotionEvent arg1) {
if(tapToSet == true) { GeoPoint p = mapView.getProjection().fromPixels((int) arg1.getX(), (int) arg1.getY());
Log.d(TAG,"Latitude:" + String.valueOf(p.getLatitudeE6()/1e6)); Log.d(TAG,"Longitude:" + String.valueOf(p.getLongitudeE6()/1e6)); float lat =(float) ((float) p.getLatitudeE6()/1e6); float lon = (float) ((float) p.getLongitudeE6()/1e6); editor.putFloat("SetLatitude", lat); editor.putFloat("SetLongitude", lon); editor.commit(); return true; } return false;
}
});
}
@Override public boolean onCreateOptionsMenu(Menu menu) { MenuInflater inflater = getMenuInflater(); inflater.inflate(R.menu.map_toggle, menu); return true; }
public boolean onOptionsItemSelected(MenuItem item) {
// Handle item selection
switch (item.getItemId()) {
case R.id.map:
if (mapView.isSatellite() == true) {
mapView.setSatellite(false);
mapView.setStreetView(true);
}
return true;
case R.id.sat:
if (mapView.isSatellite()==false){
mapView.setSatellite(true);
mapView.setStreetView(false);
}
return true;
case R.id.both:
mapView.setSatellite(true);mapView.setStreetView(true);
case R.id.toggleSetDestination:
if(tapToSet == false)
{
tapToSet = true;
item.setTitle("Disable Tap to Set");
}
else if(tapToSet == true)
{
tapToSet = false;
item.setTitle("Enable Tap to Set");
mapView.invalidate();
}
default:
return super.onOptionsItemSelected(item);
}
}
final SensorEventListener sensorEventListener = new SensorEventListener() { public void onSensorChanged(SensorEvent sensorEvent) { if (sensorEvent.sensor.getType() == Sensor.TYPE_ORIENTATION) { headingAngle = sensorEvent.values[0]; pitchAngle = sensorEvent.values[1]; rollAngle = sensorEvent.values[2];
Log.d(TAG, "Heading: " + String.valueOf(headingAngle)); Log.d(TAG, "Pitch: " + String.valueOf(pitchAngle)); Log.d(TAG, "Roll: " + String.valueOf(rollAngle));
if (pitchAngle > 7 || pitchAngle < -7 || rollAngle > 7 || rollAngle < -7) { launchCameraView(); } } }
public void onAccuracyChanged(Sensor arg0, int arg1) {
} };
public void launchCameraView() { finish(); }
@Override
protected void onResume() {
super.onResume();myLocationOverlay.enableMyLocation();
}
@Override protected void onPause() { super.onPause(); myLocationOverlay.disableMyLocation(); }
private void zoomToMyLocation() { GeoPoint myLocationGeoPoint = myLocationOverlay.getMyLocation(); if(myLocationGeoPoint != null) { mapView.getController().animateTo(myLocationGeoPoint); mapView.getController().setZoom(10); } }
protected boolean isRouteDisplayed() { return false; } }` 我们来看看有什么变化。首先，我们在顶部有一些新的变量:
boolean tapToSet;
SharedPreferences prefs;
SharedPreferences.Editor editor;
boolean tapToSet将告诉我们点击设置模式是否启用。另外两个是SharedPreferences相关变量。我们将使用SharedPreferences来存储用户的设置值，因为我们将从我们类的两个活动中访问它。当然，我们可以在启动MapActivity时使用startActivityForResult()，并以这种方式获取用户的设置值，但通过使用SharedPreferences，我们也可以保留用户最后使用的位置，以防应用稍后启动时没有设置新位置。
接下来，我们给我们的onCreate()方法添加了一些新的东西。这两行负责访问我们的SharedPreferences,并允许我们稍后编辑它们:
prefs = getSharedPreferences("PAARCH7", 0);
editor = prefs.edit();
PAARCH7 是我们偏好文件的名称，代表ProAn droidAugmentedRealityT10】Chapter7T14】。如果你自己扩展这个应用，并从多个地方同时使用SharedPreferences，请记住，当编辑同一个偏好文件时，每个人都可以立即看到这些变化。第一次运行时，PAARCH7 文件不存在，所以 Android 创建了它。逗号后面的小 0 告诉 Android 这个文件是私有的。下一行指定编辑器能够编辑我们的首选项。
现在我们的onCreate()方法有了更多的变化。我们给我们的MapView分配一个onTouchListener():
`mapView.setOnTouchListener(new OnTouchListener() {
public boolean onTouch(View arg0, MotionEvent arg1) {
if(tapToSet == true)
{
GeoPoint p =
mapView.getProjection().fromPixels((int)arg1.getX(),
(int) arg1.getY());
Log.d(TAG,"Latitude:" +String.valueOf(p.getLatitudeE6()/1e6)); Log.d(TAG,"Longitude:" +String.valueOf(p.getLongitudeE6()/1e6)); float lat =(float) ((float) p.getLatitudeE6()/1e6); float lon = (float) ((float) p.getLongitudeE6()/1e6); editor.putFloat("SetLatitude", lat); editor.putFloat("SetLongitude", lon); editor.commit(); return true; } return false;
}
});`
在这个onTouchListener(),中，我们过滤每个触摸。如果启用了点击设置模式，我们将捕获触摸事件并获得纬度和经度。然后我们把从 touched GeoPoint接收到的 doubles 转换成 floats，这样我们就可以按照自己的喜好来写了，这正是我们所做的。我们把这两个浮点数都放在我们的首选项文件中，然后调用editor.commit()把它们写到文件中。如果我们捕捉到触摸，我们返回true，如果没有，我们返回false。通过返回false，我们允许MapView继续正常的滚动和放大缩小。
我们需要做的最后一件事是修改我们的onOptionsItemSelected()方法，以允许 Enable Tap To Set 选项。
public boolean onOptionsItemSelected(MenuItem item) {
// Handle item selection
switch (item.getItemId()) {
case R.id.map:
if (mapView.isSatellite() == true) {
mapView.setSatellite(false);
mapView.setStreetView(true);
}
return true;
case R.id.sat:
if (mapView.isSatellite()==false){
mapView.setSatellite(true);
mapView.setStreetView(false);
}
return true;
case R.id.both:
mapView.setSatellite(true);
mapView.setStreetView(true);
case R.id.toggleSetDestination:
if(tapToSet == false)
{
tapToSet = true;
item.setTitle("Disable Tap to Set");
}
else if(tapToSet == true)
{
tapToSet = false;
item.setTitle("Enable Tap to Set");
mapView.invalidate();
}
default:
return super.onOptionsItemSelected(item);
}
}
我们首先检查tapToSet是否是false。如果是，我们将其设置为true，并将标题更改为“禁用点击设置”如果是true，我们把它改成false，把标题改回“启用点击设置”
这份文件就包装好了。
主活动文件
现在我们只剩下主文件了。
我们将从查看新变量开始。
清单 7-5。 包申报、进口和新变量
`package com.paar.ch7;
import android.app.Activity; import android.app.Dialog; import android.content.Intent; import android.content.SharedPreferences;`
`import android.hardware.Camera;
…
double bearing; double distance;
float lat; float lon;
Location setLoc; Location locationInUse;
SharedPreferences prefs;
…
TextView bearingValue; TextView distanceValue;`
当从文件中读取时，两个浮点数lat和lon将存储我们保存到MapActivity中的SharedPreferences中的值。位置setLoc将被传递前面提到的纬度和经度以创建一个新的Location。然后，我们将使用该位置来获取用户的方位。locationInUse是我们 GPS 定位的副本。这两个TextViews将显示我们的结果。doublebearing和distance将存储我们的结果。
现在我们需要对我们的onCreate()方法做一些改变。
清单 7-6。 更新 onCreate()
`@Override public void onCreate(Bundle savedInstanceState) { super.onCreate(savedInstanceState); setContentView(R.layout.main); setLoc = new Location("");
prefs = getSharedPreferences("PAARCH7", 0);
locationManager = (LocationManager) getSystemService(LOCATION_SERVICE); locationManager.requestLocationUpdates(LocationManager.GPS_PROVIDER, 2000, 2, locationListener);
sensorManager = (SensorManager) getSystemService(SENSOR_SERVICE);
orientationSensor = Sensor.TYPE_ORIENTATION;
accelerometerSensor = Sensor.TYPE_ACCELEROMETER;
sensorManager.registerListener(sensorEventListener, sensorManager
.getDefaultSensor(orientationSensor), SensorManager.SENSOR_DELAY_NORMAL);sensorManager.registerListener(sensorEventListener, sensorManager
.getDefaultSensor(accelerometerSensor), SensorManager.SENSOR_DELAY_NORMAL);
inPreview = false;
cameraPreview = (SurfaceView)findViewById(R.id.cameraPreview); previewHolder = cameraPreview.getHolder(); previewHolder.addCallback(surfaceCallback); previewHolder.setType(SurfaceHolder.SURFACE_TYPE_PUSH_BUFFERS);
xAxisValue = (TextView) findViewById(R.id.xAxisValue); yAxisValue = (TextView) findViewById(R.id.yAxisValue); zAxisValue = (TextView) findViewById(R.id.zAxisValue); headingValue = (TextView) findViewById(R.id.headingValue); pitchValue = (TextView) findViewById(R.id.pitchValue); rollValue = (TextView) findViewById(R.id.rollValue); altitudeValue = (TextView) findViewById(R.id.altitudeValue); longitudeValue = (TextView) findViewById(R.id.longitudeValue); latitudeValue = (TextView) findViewById(R.id.latitudeValue); bearingValue = (TextView) findViewById(R.id.bearingValue); distanceValue = (TextView) findViewById(R.id.distanceValue); button = (Button) findViewById(R.id.helpButton); button.setOnClickListener(new OnClickListener() { public void onClick(View v) { showHelp(); } }); }`
行prefs = getSharedPreferences("PAARCH7", 0);让我们访问我们的SharedPreferences。接下来的新行(bearingValue = (TextView) findViewById(R.id.bearingValue);和distanceValue = (TextView) findViewById(R.id.distanceValue);)将引用我们的新TextViews，并允许我们稍后更新它们。
现在我们必须更新LocationListener，这样我们的计算就会随着位置的更新而更新。这个比较简单。
清单 7-7。 更新了 LocationListener
`LocationListener locationListener = new LocationListener() { public void onLocationChanged(Location location) { locationInUse = location; latitude = location.getLatitude(); longitude = location.getLongitude(); altitude = location.getAltitude();
Log.d(TAG, "Latitude: " + String.valueOf(latitude));
Log.d(TAG, "Longitude: " + String.valueOf(longitude));Log.d(TAG, "Altitude: " + String.valueOf(altitude));
latitudeValue.setText(String.valueOf(latitude)); longitudeValue.setText(String.valueOf(longitude)); altitudeValue.setText(String.valueOf(altitude));
lat = prefs.getFloat("SetLatitude", 0.0f); lon = prefs.getFloat("SetLongitude", 0.0f);
setLoc.setLatitude(lat); setLoc.setLongitude(lon); if(locationInUse != null) { bearing = locationInUse.bearingTo(setLoc); distance = locationInUse.distanceTo(setLoc); bearingValue.setText(String.valueOf(bearing)); distanceValue.setText(String.valueOf(distance)); } }`
我们的修改包括从SharedPreferences获取值，并检查我们是否有一个有效的位置；如果有一个有效的位置，我们计算并显示方位和距离。如果没有，我们什么也不做。
我们需要在onResume()中重复一些相同的事情。这是因为当我们切换到MapActivity并设置位置时，我们将回到相机预览。这意味着onResume()将被调用，从而使它成为更新我们的位置和计算的最佳位置。
清单 7-8。 更新于 Resume
`@Override public void onResume() { super.onResume(); locationManager.requestLocationUpdates(LocationManager.GPS_PROVIDER, 2000, 2, locationListener); sensorManager.registerListener(sensorEventListener, sensorManager .getDefaultSensor(orientationSensor), SensorManager.SENSOR_DELAY_NORMAL); sensorManager.registerListener(sensorEventListener, sensorManager .getDefaultSensor(accelerometerSensor), SensorManager.SENSOR_DELAY_NORMAL); //Camera camera;
lat = prefs.getFloat("SetLatitude", 0.0f); lon = prefs.getFloat("SetLongitude", 0.0f);
setLoc.setLatitude(lat);
setLoc.setLongitude(lon);
if(locationInUse != null){
bearing = locationInUse.bearingTo(setLoc);
distance = locationInUse.distanceTo(setLoc);
bearingValue.setText(String.valueOf(bearing));
distanceValue.setText(String.valueOf(distance));
}
else
{
bearingValue.setText("Unable to get your location reliably.");
distanceValue.setText("Unable to get your location reliably.");
}
}`
几乎完全一样，除了如果我们不能得到位置来计算距离和方位，我们也会给出一个消息。
更新的 Android 清单
这基本上结束了这个示例应用。此处未给出的所有文件与第六章中的完全相同。最后一次更新是对AndroidManifest.xml的更新，其中Activity声明已被编辑:
清单 7-9。 更新 AndroidManifest.xml
`<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
`
完成的应用
图 7-1–7-5显示了增强现实模式下的应用，打开了帮助对话框和地图。
图 7-1。 启动时的应用，没有 GPS 定位
图 7-2。 打开带有帮助对话框的 app
图 7-3。 打开带有地图的应用，显示选项菜单
图 7-4。 显示用户当前位置的应用
图 7-5。 该 app 带有到达设定位置的方位和距离。地点定在中国中部，我面朝北。
你可以从这本书的 apress.com 页面或者 GitHub 库获得完整的源代码。
摘要
本章讨论了如何制作导航应用的基本框架。我们允许用户选择地图上的任何一点，然后我们计算用户需要移动的方向作为方位。将它转换为可发布的应用只需要你在增强现实视图中画一个箭头，为用户指出正确的方向。然而，在示例应用中添加这些内容会增加其复杂性，超出本章的范围。
在下一章，你将学习如何设计和实现一个基于标记的增强现实浏览器。*
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