Body系下空间平面如何转到World系下

Body系下空间平面如何转到World系下

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题目

已知:传感器坐标系(Body系)下有一平面P方程为Ax+By+Cz+D=0,简写为 [ n D ] ∗ [ x y z 1 ] = 0 \begin{bmatrix} {n}&{D}\\\end{bmatrix}*\begin{bmatrix} {x}\\ {y}\\ {z}\\ {1}\\ \end{bmatrix} = 0 [nD]xyz1=0,其中n=[A B C];
另外传感器在世界坐标系(W系)下的位姿为 T = [ R t 0 1 ] T=\begin{bmatrix} {R}&{t}\\ {0}&{1}\\ \end{bmatrix} T=[R0t1]
:平面P在W系下的方程

解法

[ n D ] ∗ [ T − 1 ] ∗ [ T ] [ x y z 1 ] = 0 \begin{bmatrix} {n}&{D}\\\end{bmatrix}* \begin{bmatrix} T^{-1}\\\end{bmatrix}* \begin{bmatrix} T\\\end{bmatrix} \begin{bmatrix} {x}\\ {y}\\ {z}\\ {1}\\ \end{bmatrix} = 0 [nD][T1][T]xyz1=0

[ n D ] ∗ [ R T − R T t 0 1 ] ∗ [ T ] [ x y z 1 ] = 0 \begin{bmatrix} {n}&{D}\\\end{bmatrix}* \begin{bmatrix} R^{T}&-R^{T}t\\ 0&1\\\end{bmatrix}* \begin{bmatrix} T\\\end{bmatrix} \begin{bmatrix} {x}\\ {y}\\ {z}\\ {1}\\ \end{bmatrix} = 0 [nD][RT0RTt1][T]xyz1=0

[ n R T − n R T t + D ] ∗ [ T ] [ x y z 1 ] = 0 \begin{bmatrix} {nR^{T}}&{-nR^{T}t+D}\\\end{bmatrix}* \begin{bmatrix} T\\\end{bmatrix} \begin{bmatrix} {x}\\ {y}\\ {z}\\ {1}\\ \end{bmatrix} = 0 [nRTnRTt+D][T]xyz1=0

[ n R T − n R T t + D ] ∗ [ x ′ y ′ z ′ 1 ] = 0 \begin{bmatrix} {nR^{T}}&{-nR^{T}t+D}\\\end{bmatrix}* \begin{bmatrix} {x^{'}}\\ {y^{'}}\\ {z^{'}}\\ {1}\\ \end{bmatrix} = 0 [nRTnRTt+D]xyz1=0

其中 [ x ′ y ′ z ′ 1 ] \begin{bmatrix} {x^{'}}\\ {y^{'}}\\ {z^{'}}\\ {1}\\ \end{bmatrix} xyz1
为W系的基,因此W系下P的方程为
[ n R T − n R T t + D ] ∗ [ x ′ y ′ z ′ 1 ] = 0 \begin{bmatrix} {nR^{T}}&{-nR^{T}t+D}\\\end{bmatrix}* \begin{bmatrix} {x^{'}}\\ {y^{'}}\\ {z^{'}}\\ {1}\\ \end{bmatrix} = 0 [nRTnRTt+D]xyz1=0

推导完毕。

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