常用坐标系

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一般采用右手坐标系:右手从x轴向y轴握拳,拇指朝向为z轴。

自车坐标系

坐标原点位于车辆后轮轴的中心(back_axel_center),原因是这个点比较稳定

车辆行驶方向为x轴正方向,左方向为y轴正方向(可能存在出入)。

主要用于障碍物相对车体定位等。

站心坐标系

ENU(East North Up),即x轴指东,y轴指北,z轴指天。不过坐标原点一般不会真的设在地心,因为这样坐标值太大了;所以通常会选取一个站心。

导航用的坐标系,主要是车体在世界的坐标,用于计算移动距离等。

欧拉角

描述物体在坐标系中的姿态。

  • 翻滚,roll,绕x轴
  • 俯仰,pitch,绕y轴
  • 偏航:yaw,绕z轴

这三个名称正好对应了在上面我们设定的自车坐标系上运动的方式。

三维坐标的旋转矩阵的大小是$3\times 3$:

rotate

  • 优点:容易理解,只需要三个值表示
  • 缺点:存在万向锁问题,在旋转种可能会导致某些坐标轴重叠,从而丧失表达能力;可以使用四元数来解决

坐标系转换

站心坐标系主要是还有欧拉角来描述物体的姿态。

  • 自车->站心:加上旋转矩阵乘以坐标即可
  • 站心->自车:旋转矩阵的逆再乘以(点坐标-后轴中心坐标)即可

车道线

一般通过多项式进行拟合,多项式的次数在2到5之间(一般为3),如$ax^3+bx^2+cx+d$。采用ENU坐标。

  • 白色虚线用于分隔同向车,可以跨越变道、超车。
  • 白色实线用于分隔对向车,不可跨越。
  • 黄色中心线用于分隔对向行驶,可能实可能虚。