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自动驾驶中常见的位姿表示和坐标系问题

发布时间:2022-06-27 07:00:19 ,浏览量:3

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作者丨lovely_yoshino

来源丨 古月居 

0. 简介

在自动驾驶中,我们常常会面对这线性代数位姿表示和坐标系变换问题。之前作者陆陆续续写了一些

1. 线性代数位姿

1.1 矩阵伴随

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1.2 四元数实部和虚部

一个标量和一个矢量来表示四元数就会如下图所示,这样会便于我们计算四元数之间的累乘变换

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1.3 四元数与时间

我们说四元数是除了旋转矩阵以外的另一种对旋转表达方式,并且它不具备奇异性,可以表达任意三维旋转,因此有必要学习一下它对时间的求导方式。

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下面对时间求导:

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1.4 旋转矩阵和旋转向量

从旋转向量到旋转矩阵基本就是通过罗德里格斯公式表明:

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1.5 李群李代数扰动

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1.6 李群累加

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2. 各种传感器默认坐标系

2.1 摄像头坐标系 相机坐标系的方向一般为:X –> 右,Y –> 下,Z –> 前

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2.2 雷达坐标系

雷达坐标系的方向一般为:Z->上,X->右,Y->前

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2.3 IMU坐标系

IMU坐标系的方向一般为:Z->下,X->右,Y->后

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2.4 GPS坐标系

GPS 自身没有坐标系,一般是由经度和纬度组成。在世界坐标系(WGS84)下的坐标值我们可以通过变换转到本地坐标系,一般会和里程计的坐标系绑定在一起。

2.5 轮速坐标系/车体坐标系

车体坐标系原点在载体质量中心与载体固链,x轴沿载体轴指向右,y轴指向前,z轴和xy满足右手坐标法则指天,又称为右-前-上(r-f-u)坐标系

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