无人驾驶坐标系整理

作者&投稿:扶泳 (若有异议请与网页底部的电邮联系)
~ 坐标系主要分为两类,一类是以地心为原点的全局坐标系,另一类是以机器为原点的局部坐标系。以下是对坐标系的详细介绍:

一、全局坐标系

1. 地心惯性坐标系(ECI):该坐标系的原点位于地球原点,Z轴沿地轴方向指向北极,X轴和Y轴位于赤道平面内,满足右手法则,且分别指向两个恒星。

2. 地心地固坐标系(ECEF):该坐标系与WGS84定义完全一致,是GPS全球定位系统使用的坐标系统。其坐标原点位于地球质心,z轴指向BIH1984.0定义的协议地球极方向,x轴指向BIH1984.0定义的零度子午面和CTP赤道的交点,y轴通过右手规则获得。

地心地固坐标系随地球旋转,不适用于IMU。但以大地为参考系时,可用于计算车辆在地球上的绝对位置。地心惯性坐标系沿Z轴旋转可变为地心地固坐标系。

二、局部坐标系

1. 东北天坐标系:X轴东,Y轴北,Z轴天。

2. 北东地坐标系:X轴北,Y轴东,Z轴地。

3. 相机坐标系:X轴右,Y轴下,Z轴前。

4. IMU坐标系:X轴前,Y轴右,Z轴下(暂定)。

其中RT的位姿为北东地,相机坐标系根据其RT位姿可获得与[北东地/东北天]坐标系的变换关系。KITTI数据集的真值和相机坐标系以第一帧的相机坐标系为基准,Z轴变化最大,x轴次之,y轴变化较小。

将RT位姿转换为视觉坐标系的问题在于,如果跟丢会失去之前地图的融合能力。因此需要将其变为东北天坐标系。东北天坐标系是右手坐标系,与OpenGL的x向右y向上z向屏幕外的坐标系比较合适。实际上,使用东北天坐标系的好处是观察者在OpenGL里从上向下观察,符合真实地形观察情况。

参考文献:

小秋SLAM入门实战:百度Apollo|无人驾驶|图解传感器地球之间的坐标关系以及如何转换


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