常见车载坐标系

最近在使用 OxTS 的惯导时，遇到了一些坐标系的问题。这篇文章是在参考了 OxTS Reference Frames and IOS8855 Reference Frames 对这些坐标系进行的总结。坐标系中带有 OxTS 的表示的是这个惯导系统子定义的坐标系，坐标系中带有 ISO8855 的是国际标准化组织定义的坐标系。

坐标系介绍

OxTS navigation frame(or NED: North East Down)

如下图所示：

ned.png

这个坐标系依附在车辆上。但是并不随着车辆旋转。

• 北坐标轴（North[N]） 垂直于重力并且沿着地球表面指向北极。

• 东坐标轴（East[N]）垂直于重力和北坐标轴指向东。

• 下坐标轴（Down[D]）沿着重力方向向下。

ISO 8855 earth-fixed system(or ENU: East North Up)

如下图所示

enu.png

这个坐标系依附在车辆上，但并不随着车辆旋转。

• 东坐标轴（East[E]）垂直于重力和北坐标轴，并指向东。

• 北坐标轴（North[N]）垂直于重力并且沿着地球表面指向北极。

• 上坐标轴（Up[U]）沿重力方向垂直向上。

OxTS horizontal frame(or level frame, or FLD: Forward Lateral Down)

如下图所示：

fld.png

这个坐标系依附于车辆，它随着车辆的朝向（heading of the vehicle）而旋转，但不随着车辆的翻滚角（roll）和俯仰角（pitch）而旋转。

前向（forward）和侧向（lateral）依然平行于水平面同时前向坐标轴（forward axis）平行于车辆的朝向。

• 前向坐标轴（Forward[F]）垂直于重力方向，指向车辆的前进方向，并且投影在水平面。

• 侧向坐标轴（Lateral[L]）垂直于重力方向垂直于前向坐标轴指向车辆的右侧，并且投影在水平面。

• 下坐标轴（Down[D]）沿重力方向向下。

ISO 8855 intermediate system

如下图所示：

iso8855is.png

这个坐标系依附于车辆，它随着车辆的朝向（heading of the vehicle）而旋转，但不随着车辆的翻滚角（roll）和俯仰角（pitch）而旋转。

X, Y轴依然平行于水平面同时 X 轴平行于车辆的朝向。

• X 轴垂直于重力方向，指向车辆的前进方向，并且投影在水平面。

• Y 轴垂直于重力方向，垂直于 X 轴并且指向车辆的左侧，并且投影在水平面。

• Z 轴沿重力方向向上。

OxTS vehicle frame(or XYZ)

如下图所示：

xyz.png

这个坐标系依附于车辆，并且随着车辆的 heading, pitch, roll 三个坐标轴均会旋转。

• X 轴平行于车辆的 heading 朝前。

• Y 轴垂直于 X 轴朝右。

• Z 轴垂直于 X, Y 轴朝向车辆的下方。

ISO 8855 vehicle system

如下图所示：

iso8855vs.png

这个坐标系依附于车辆，并且随着车辆的 heading, pitch, roll 三个坐标轴均会旋转。

• X 轴平行于车辆的 heading 朝前。

• Y 轴垂直于 X 轴朝左。

• Z 轴垂直于 X, Y 轴朝向车辆的上方。

ibeo ECU 等一些设备使用的是德国的 DIN 70000 坐标系，这个坐标系其实也是基于 ISO 8855 international 坐标系。

参考资料：

RT-Range software now supports ISO 8855/DIN 70000