坐標(biāo)轉(zhuǎn)換與坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換

坐標(biāo)轉(zhuǎn)換及坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換

一般而言坐標(biāo)轉(zhuǎn)換及坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)換都是對(duì)應(yīng)一個(gè)變換矩陣捉蚤。以二維平面坐標(biāo)為例,這里我們定義的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換是指卫键,在一個(gè)固定的坐標(biāo)系傀履,一個(gè)點(diǎn)P(x,y)經(jīng)由一個(gè)變換變到另一個(gè)點(diǎn)P'(x', y');坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換是指莉炉,A坐標(biāo)系通過(guò)一個(gè)旋轉(zhuǎn)平移變換變成B坐標(biāo)系后钓账,對(duì)于一個(gè)在A坐標(biāo)系的點(diǎn)P(x,y),其在B坐標(biāo)將變成P(x',y')絮宁。假設(shè)我們知道這個(gè)變換對(duì)應(yīng)的旋轉(zhuǎn)為逆時(shí)針\theta角旋轉(zhuǎn)外加平移向量T= (t_x, t_y)梆暮,以下討論上述兩種情形下對(duì)于坐標(biāo)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)換矩陣的形式。

坐標(biāo)轉(zhuǎn)換

坐標(biāo)轉(zhuǎn)換.png

對(duì)于坐標(biāo)轉(zhuǎn)換绍昂,使用齊次坐標(biāo)啦粹,變換矩陣的形式可以很容易給出


matrix1.JPG

坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換

對(duì)于坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換情形偿荷,我們分兩步來(lái)說(shuō)明。

旋轉(zhuǎn)變換

坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換旋轉(zhuǎn).png

假設(shè)A坐標(biāo)系(x,y)到B坐標(biāo)系(x',y')只有逆時(shí)針\theta角度的旋轉(zhuǎn)唠椭,如圖所示跳纳,那么我們有
x=x'\cos\theta-y'\sin\theta\\ y=x'\sin\theta+y'\sin\theta

ABtransform.JPG

變換一下得到,


BAtransform.JPG

平移變換

坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換平移.png

假設(shè)B坐標(biāo)系(x',y')到C坐標(biāo)系(x'',y'')只有一個(gè)平移T=(t_x,t_y)泪蔫,那么

平移公式.JPG

綜合在一起棒旗,我們可以得到


最終公式.JPG
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