TF坐标变换-将雷达坐标系坐标变换到地图坐标系

文章目录

  • 1.坐标变换r&t理解
  • 2.雷达到地图坐标变换

1.坐标变换r&t理解

实际程序中有很多坐标变换,看似很简单,可还是需要理解记忆。
  例如,已知物体在雷达坐标系中坐标pL(xL ,yL),假设雷达坐标系和机器人坐标系重合,又已知机器人在地图中的坐标,求物体在地图中的坐标pM(xm, ym)?
  问题很简单,已知pL, 再知道pL和pM之间的R&t,就能计算出pM。
  直接给出公式:
       R* pL + t=pM 或   T*pL=pM (左乘)
  但R是什么?R是变换矩阵,使两个坐标系的姿态保持一致。
  在我们实际问题中,我们知道机器人的里程计或IMU计算的机器人航向角theta。
  套用如下变换矩阵公式是最快的,但是theta如何取正负?如何理解theta是哪个坐标系相对于哪个坐标系的变换?
 郝奇旋转矩阵
  t是平移矩阵。在实际问题中,我们知道机器人的里程计Odom (xo, yo,theta) ! 如果机器人初始位置在地图原点, 那么直接赋值t=[xo, yo]
  这么赋值的话,就知道了。
  t是雷达坐标系原点在地图坐标系中的位置,是雷达坐标系相对于地图坐标系的变换。(即地图坐标系相对于自身怎么平移到与雷达坐标系一致)
  那么上面的R就知道了,R是雷达坐标系在地图坐标系中的姿态,是雷达坐标系相对于地图坐标系的旋转。(即地图坐标系相对于自身怎么旋转与雷达坐标系姿态一致)
  ***右手法则,绕着地图坐标系z轴逆时针旋转为正,那么里程计theta即可直接带入变换矩阵的上式,因为里程计theta就是这么定义的),那么:
        郝奇坐标变换

2.雷达到地图坐标变换

TF坐标变换-将雷达坐标系坐标变换到地图坐标系_第1张图片
  已知物体在雷达坐标系坐标(1,1), 机器人里程计数据odom (3, 3, 1,57),求机器人地图坐标。
TF坐标变换-将雷达坐标系坐标变换到地图坐标系_第2张图片
  这样计算很方便,R使用公式,theta为里程计的角度90,是雷达坐标系相对于map坐标系的旋转变换,是右手定则,map坐标系绕自身z轴逆时针旋转90度。t是雷达坐标系相对于map坐标系的平移变换,即里程计的x和y,是map坐标系相对于自身平移的坐标距离。

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