常見車載坐標(biāo)系

最近在使用 OxTS 的慣導(dǎo)時,遇到了一些坐標(biāo)系的問題翎猛。這篇文章是在參考了 OxTS Reference Frames and IOS8855 Reference Frames 對這些坐標(biāo)系進(jìn)行的總結(jié)。坐標(biāo)系中帶有 OxTS 的表示的是這個慣導(dǎo)系統(tǒng)子定義的坐標(biāo)系亿胸,坐標(biāo)系中帶有 ISO8855 的是國際標(biāo)準(zhǔn)化組織定義的坐標(biāo)系习劫。

坐標(biāo)系介紹

OxTS navigation frame(or NED: North East Down)

如下圖所示:

ned.png

這個坐標(biāo)系依附在車輛上。但是并不隨著車輛旋轉(zhuǎn)温鸽。

  • 北坐標(biāo)軸(North[N]) 垂直于重力并且沿著地球表面指向北極。

  • 東坐標(biāo)軸(East[N])垂直于重力和北坐標(biāo)軸指向東手负。

  • 下坐標(biāo)軸(Down[D])沿著重力方向向下涤垫。

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

如下圖所示

enu.png

這個坐標(biāo)系依附在車輛上,但并不隨著車輛旋轉(zhuǎn)竟终。

  • 東坐標(biāo)軸(East[E])垂直于重力和北坐標(biāo)軸蝠猬,并指向東。

  • 北坐標(biāo)軸(North[N])垂直于重力并且沿著地球表面指向北極统捶。

  • 上坐標(biāo)軸(Up[U])沿重力方向垂直向上榆芦。

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

如下圖所示:

fld.png

這個坐標(biāo)系依附于車輛,它隨著車輛的朝向(heading of the vehicle)而旋轉(zhuǎn)喘鸟,但不隨著車輛的翻滾角(roll)和俯仰角(pitch)而旋轉(zhuǎn)匆绣。

前向(forward)和側(cè)向(lateral)依然平行于水平面同時前向坐標(biāo)軸(forward axis)平行于車輛的朝向。

  • 前向坐標(biāo)軸(Forward[F])垂直于重力方向什黑,指向車輛的前進(jìn)方向崎淳,并且投影在水平面。

  • 側(cè)向坐標(biāo)軸(Lateral[L])垂直于重力方向垂直于前向坐標(biāo)軸指向車輛的右側(cè)愕把,并且投影在水平面拣凹。

  • 下坐標(biāo)軸(Down[D])沿重力方向向下。

ISO 8855 intermediate system

如下圖所示:

iso8855is.png

這個坐標(biāo)系依附于車輛恨豁,它隨著車輛的朝向(heading of the vehicle)而旋轉(zhuǎn)嚣镜,但不隨著車輛的翻滾角(roll)和俯仰角(pitch)而旋轉(zhuǎn)。

X, Y軸依然平行于水平面同時 X 軸平行于車輛的朝向橘蜜。

  • X 軸垂直于重力方向菊匿,指向車輛的前進(jìn)方向,并且投影在水平面。

  • Y 軸垂直于重力方向捧请,垂直于 X 軸并且指向車輛的左側(cè)凡涩,并且投影在水平面。

  • Z 軸沿重力方向向上疹蛉。

OxTS vehicle frame(or XYZ)

如下圖所示:

xyz.png

這個坐標(biāo)系依附于車輛,并且隨著車輛的 heading, pitch, roll 三個坐標(biāo)軸均會旋轉(zhuǎn)力麸。

  • X 軸平行于車輛的 heading 朝前可款。

  • Y 軸垂直于 X 軸朝右。

  • Z 軸垂直于 X, Y 軸朝向車輛的下方克蚂。

ISO 8855 vehicle system

如下圖所示:

iso8855vs.png

這個坐標(biāo)系依附于車輛闺鲸,并且隨著車輛的 heading, pitch, roll 三個坐標(biāo)軸均會旋轉(zhuǎn)。

  • X 軸平行于車輛的 heading 朝前埃叭。

  • Y 軸垂直于 X 軸朝左摸恍。

  • Z 軸垂直于 X, Y 軸朝向車輛的上方。

ibeo ECU 等一些設(shè)備使用的是德國的 DIN 70000 坐標(biāo)系赤屋,這個坐標(biāo)系其實也是基于 ISO 8855 international 坐標(biāo)系立镶。

參考資料:

RT-Range software now supports ISO 8855/DIN 70000

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