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Für sowas nimmt man üblicherweise Beschleunigungssensoren. Mit denen kann man die Lage relativ zur Gravitation bestimmen, jedenfalls solange man die Sensoren nicht bewegt (denn dann kommen durch die Bewegung ja ggf. noch zusätzliche Beschleunigungen dazu).
Außerdem gibt es noch sogenannte Gyros (Drehratensensoren), die Drehungen des Objekts um seine 3 Achsen messen können. Auch damit lässt sich die Lage im Raum bestimmen.
Meist verwendet man beide Sensortypen, da die einen relativ stark rauschen und die anderen langsam wegdriften können (d.h. selbst bei einem stillstehenden Objekt würden die Messwerte so aussehen als ob es sich ganz langsam dreht). Wirklich gute Ergebnisse erhält man daher erst, wenn man die Messwerte beider Typen kombiniert.
Wo du den Nullwinkel hinlegst bleibt letztendlich dir überlassen, das ist ein rein softwaretechnisches Problem.
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