【自动驾驶——坐标系及其转换】

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世界坐标系

相机投影相关坐标系及其转换

时间坐标系

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时空坐标系：（1）三维空间坐标系，（2）一维时间坐标系

利用坐标把物体空间和时间位置、姿态表示出来。

三维空间坐标系，X、Y、Z表示物体的位置，Roll、Pitch、Yaw表示物体的姿态。

世界坐标系

WGS-84经纬坐标系：地心坐标系，坐标原点为地球质心。

UTM坐标系：

相机投影相关坐标系及其转换

相机投影相关坐标系有世界坐标系、相机坐标系、图像坐标系、像素坐标系等。

世界坐标系，可描述物体相对空间位置关系和相机的相对位置。如用于描述视觉传感器的位置。

相机坐标系

图像坐标系

像素坐标系

从世界坐标系到相机坐标系，涉及旋转运动和平移运动：

为矩阵，为平移矩阵，为矩阵。

从相机坐标系向图像坐标系转换，是从3D到2D的转换，属于透视投影：

为焦距。

从图像坐标系到像素坐标系转换：

和为图像坐标系原点在像素坐标系中的坐标值；和表示每一列和每一行分别代表多少mm，即1pixel=dx mm。

综上，从世界坐标系转换到像素坐标系：

最右边等式中，第一个矩阵为相机内参，第二个矩阵为相机外参。

相机焦距、像素尺寸、图像中成像中心位置——相机内参。

时间坐标系

多种不同类型的传感器彼此独立对环境进行感知，会造成各传感器收集的环境数据并不在同一个时间点，各个设备之间时间坐标系也需要进行同步。

统一的时间系统：传感器等都有自己的独立时钟，需要一个高精度授时系统提供相同的时间基准。自动驾驶采用GPS的时钟作为基准。

硬件同步触发：使用同一个外部信号，同时激活多个传感器，从而得到同一个时间点上的环境信息。

软件时间对齐：传感器采样不支持外部触发、设备工作频率不一致时，无法硬时间同步，智能软件中根据时间戳进行处理。