Настройка акселерометра для управления ориентацией экрана

Общие сведения

В данной статье приведено описание настройки акселерометра устройства, необходимой для корректной работы автоматической ориентации экрана.

Для настройки акселерометра требуется создать правило udev, определяющее привязку данных, получаемых от акселерометра, к осям координат устройства. Эта привязка может быть представлена в виде таблицы (матрицы) размером 3х3, содержащей коэффициенты коррекции для данных, получаемых от акселерометра.

За взаимодействие с датчиком поворота отвечает IIO-подсистема ядра Linux, в частности — утилита iio-sensor-proxy (см. https://gitlab.freedesktop.org/hadess/iio-sensor-proxy/#iio-sensor-proxy).

Ниже представлена таблица, содержащая матрицу, используемую для калибровки экрана (Подробнее см.: https://gitlab.freedesktop.org/hadess/iio-sensor-proxy/#accelerometer-orientation). Голубым отмечены заголовки строк и столбцов, относительно которых в дальнейшем будет производится калибровка. Красным в таблице отмечены участки, которые не нужно редактировать (не участвуют в калибровке).

ENV{IIO_SENSOR_PROXY_TYPE}=="*accel*", 
ENV{ACCEL_MOUNT_MATRIX}="x1,y1,z1;x2,y2,z2;x3,y3,z3"

По умолчанию, iio-sensor-proxy использует единичную матрицу:

Значения интерпретируется в виде правила udev следующим образом:

ENV{IIO_SENSOR_PROXY_TYPE}=="*accel*", 
ENV{ACCEL_MOUNT_MATRIX}="1,0,0;0,1,0;0,0,1"

Для калибровки экрана, необходимо изменять значения данной таблицы.

Проверка наличия целевой матрицы

Целевая матрица используется для калибровки датчика поворота. По умолчанию, она должна находится в описании устройств из ACPI - Advanced Configuration and Power Interface (см. https://ru.wikipedia.org/wiki/ACPI).

Для проверки наличия целевой матрицы устройства необходимо получить дамп DSL (описание устройств из ACPI), выполнив следующие команды:

cat /sys/firmware/acpi/tables/DSDT > dsdt.dat
iasl -d dsdt.dat

В полученном файле (dsdt.dsl) необходимо найти матрицу по умолчанию:

• если известны DEVICE_ID/VENDOR_ID, необходимо найти запись о данном устройстве;
• в записи об устройстве необходимо найти метод ROTM (Rotation Matrix).

В случае если целевая матрица не была обнаружена, необходимо выполнить калибровку с помощью правила udev (см. Калибровка при помощи правила udev).

Пример метода ROTM для планшета Lenovo IdeaPad 3IGL5-LTE:

Method (ROTM, 0, NotSerialized)
{
	Name (RBUF, Package (0x03)
    {
		"0 -1 0", 
        "1 0 0", 
        "0 0 1"
    })
    Return (RBUF) /* \_SB_.PCI0.I2C5.DEV_.ROTM.RBUF */
}

Целевая матрица для данной модели имеет следующий вид.

ENV{IIO_SENSOR_PROXY_TYPE}=="*accel*", 
ENV{ACCEL_MOUNT_MATRIX}="0,-1,0;1,0,0;0,0,1"

В случае если полученная матрица некорректно откалибровала устройство, необходимо выполнить калибровку с помощью правила udev (см. Калибровка при помощи правила udev).

Калибровка при помощи правила udev

Порядок калибровки

В случае если целевая матрица отсутствует или если при её применении калибровка сенсора некорректна, для калибровки датчика необходимо:

• определить желаемое нормальное положение устройства (портретная либо альбомная ориентация). Нормальное положение зависит от нужд пользователя. За нормальное можно принять любое положение и отталкиваясь от этого проводить настройку. Можно также в качестве нормальной использовать ориентацию, в которой отображается экран при включении устройства (например, для планшетов iRU это альбомный режим);
• задать начальную матрицу в виде правила udev (см. Применение единичной матрицы);
• если режим отображения экрана не соответствует положению устройства — определить, на сколько нужно осуществить поворот экрана для приведения его в правильное положение, и выполнить указанные далее изменения элементов матрицы для получения нужного режима отображения экрана (см. Приведение экрана в правильное положение).

Применение единичной матрицы

Первым шагом необходимо задать начальную (единичную) матрицу в виде правила udev, помещенного в файл /etc/udev/rules.d/99-astra-orientation.rules (все дальнейшие действия по калибровке экрана будут сводится к редактированию этого файла):

ENV{IIO_SENSOR_PROXY_TYPE}=="*accel*", 
ENV{ACCEL_MOUNT_MATRIX}="1,0,0;0,1,0;0,0,1"

Для применения правил необходимо перезагрузить устройство.

После того, как была применена начальная матрица, необходимо определить, на сколько градусов нужно осуществить поворот экрана для приведения его в правильное положение (см. Приведение экрана в правильное положение).

Все дальнейшие изменения по повороту применимы только к начальной (единичной) матрице (п. 3.1).

Приведение экрана в правильное положение

Исходная матрица имеет следующий вид.

ENV{IIO_SENSOR_PROXY_TYPE}=="*accel*", 
ENV{ACCEL_MOUNT_MATRIX}="1,0,0;0,1,0;0,0,1"

Вычисления.

Результирующая матрица.

ENV{IIO_SENSOR_PROXY_TYPE}=="*accel*", 
ENV{ACCEL_MOUNT_MATRIX}="0,-1,0;1,0,0;0,0,1"

Поворот изображения на 180° по часовой стрелке

Исходная матрица.

ENV{IIO_SENSOR_PROXY_TYPE}=="*accel*", 
ENV{ACCEL_MOUNT_MATRIX}="1,0,0;0,1,0;0,0,1"

Вычисления.

Результирующая матрица.

ENV{IIO_SENSOR_PROXY_TYPE}=="*accel*", 
ENV{ACCEL_MOUNT_MATRIX}="-1,0,0;0,-1,0;0,0,1"

Поворот изображения на 270° по часовой стрелке

Исходная матрица.

ENV{IIO_SENSOR_PROXY_TYPE}=="*accel*", 
ENV{ACCEL_MOUNT_MATRIX}="1,0,0;0,1,0;0,0,1"

Вычисления.

Результирующая матрица.

ENV{IIO_SENSOR_PROXY_TYPE}=="*accel*", 
ENV{ACCEL_MOUNT_MATRIX}="0,1,0;-1,0,0;0,0,1"

Определение необходимости инвертирования

Если после определения нормального положения устройства (см. Приведение экрана в правильное положение) получилось инверсия какого либо из режимов просмотра (инвертированный альбомный/портретный режим), необходимо произвести инверсию относительно Y-координат (см. Инвертирование Y-координаты).

В случае если после применения инверсии относительно Y-координат не был достигнут желаемый результат, необходимо вернуть матрицу к состоянию, полученному в Приведение экрана в правильное положение, и произвести инверсию относительно X-координат (см. Инвертирование X-координаты).

Инвертирование Y-координаты

Для инверсии в качестве исходной матрицы необходимо брать матрицу, полученную после поворота (см. Приведение экрана в правильное положение).

Для выполнения инверсии необходимо каждую Y-координату (из тех, которые участвуют в калибровке) умножить на -1, т. е.:

• y1 * -1;
• y2 * -1.

Таким образом, результирующая матрица будет иметь следующий вид.

ENV{IIO_SENSOR_PROXY_TYPE}=="*accel*", 
ENV{ACCEL_MOUNT_MATRIX}="x1,-y1,z1;x2,-y2,z2;x3,y3,z3"

Инвертирование X-координаты

Для инверсии в качестве исходной матрицы необходимо брать матрицу, полученную после поворота (см. Приведение экрана в правильное положение).

Для выполнения инверсии необходимо каждую X-координату (из тех, которые участвуют в калибровке) умножить на -1, т. е.:

• x1 * -1;
• x2 * -1.

Таким образом, результирующая матрица будет иметь следующий вид.

ENV{IIO_SENSOR_PROXY_TYPE}=="*accel*", 
ENV{ACCEL_MOUNT_MATRIX}="-x1,y1,z1;-x2,y2,z2;x3,y3,z3"

Настройка частоты опроса датчика поворота на устройстве МИГ Т8х

Для снижения чувствительности (частоты опроса) датчика поворота на планшете МИГ Т8х необходимо:

• получить минимально возможное значение из файла /sys/bus/iio/devices/iio:device0/in_accel_sampling_frequency_available;
• обновить значение на полученное минимальное путем редактирования файла /sys/bus/iio/devices/iio:device0/in_accel_sampling_frequency.

Недостаток данного подхода в том, что после перезагрузки датчик не запоминает измененное значение.

Для того чтобы система могла автоматически устанавливать минимальную частоту обновления датчика, необходимо:

• выполнить команды:
  
  Создание файла, папки

  sudo mkdir /etc/mig
  sudo touch /etc/mig/mig-t8x-accel-sampling-freq-fix.sh

• в файл /etc/mig/mig-t8x-accel-sampling-freq-fix.sh вставить следующий текст:
  
  /etc/mig/mig-t8x-accel-sampling-freq-fix.sh

  SET_FREQ_FILE="/sys/bus/iio/devices/iio:device0/in_accel_sampling_frequency"
  AV_FREQ_FILE="/sys/bus/iio/devices/iio:device0/in_accel_sampling_frequency_available"
  
  minFreq=`cat $AV_FREQ_FILE | cut -d' ' -f1`
  
  echo $minFreq > $SET_FREQ_FILE

• создать файл службы:
  
  Создание файла для сервиса, установка прав доступа

  sudo touch /etc/systemd/system/mig-t8x-accel-sampling-fix.service
  sudo chmod 644 /etc/systemd/system/mig-t8x-accel-sampling-fix.service

• в созданный файл вставить следующий текст:
  
  /etc/systemd/system/mig-t8x-accel-sampling-fix.service

  [Unit]
  Description=Fix accel sampling frequency for MIG T8x
  
  [Service]
  Type=simple
  ExecStart=/bin/bash /etc/mig/mig-t8x-accel-sampling-freq-fix.sh
  
  [Install]
  WantedBy=multi-user.target

• после сохранения файла активировать службу:
  
  Активация сервиса

  sudo systemctl enable mig-t8x-accel-sampling-fix.service

После перезагрузки системы датчик будет автоматически настраиваться на минимальную частоту обновления.

Ниже прикреплен сценарий автоматически выполняющий все предыдущие шаги: generate_mig-t8x-fix-accel-sampling-frequency.sh